KR20170002716A - 발광 제어 구동 장치 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

발광 제어 구동 장치 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 Download PDF

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Abstract

유기 발광 표시 장치는 표시 패널, 스캔 구동부, 데이터 구동부, 발광 제어 구동부, 및 제어부를 포함한다. 발광 제어 구동부는 발광 제어 라인들을 통해 발광 제어 신호를 화소들에 순차적으로 제공하는 복수의 발광 제어 스테이지들을 포함한다. 발광 제어 스테이지들 각각은 서로 종속적으로 연결된 복수의 서브 스테이지들을 포함한다. 서브 스테이지들 중 하나는 발광 제어 신호를 발광 제어 라인들 중 하나에 출력한다.

Description

발광 제어 구동 장치 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치{EMISSION DRIVER AND ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광 제어 구동 장치 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED)을 이용하여 영상을 표시한다. 유기 발광 다이오드는 애노드 전극(anode)으로부터 제공되는 정공들과 캐소드 전극(cathode)으로부터 제공되는 전자들이 애노드 전극 및 캐소드 전극 사이의 발광층에서 결합하여 발광한다.
유기 발광 표시 장치는 표시 패널 및 구동부를 포함한다. 표시 패널은 복수의 화소들을 포함한다. 구동부는 화소들에 스캔 출력 신호를 제공하는 스캔 구동부, 화소들에 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부, 및 화소들에 발광 제어 신호를 제공하는 발광 제어 구동부를 포함한다.
유기 발광 표시 장치는 디밍(Dimming) 제어를 위해 발광 제어 신호의 온-구간의 길이를 조정함으로써, 한 프레임 주기 내에서 유기 발광 다이오드의 발광 시간을 조정한다. 발광 제어 신호는 발광 제어 구동부에 인가되는 발광 제어 클럭 신호에 동기하여 제어되기 때문에, 발광 제어 신호의 온-구간의 길이는 발광 제어 클럭 신호의 주기에 기초하여 조정되는 제한이 있다.
본 발명의 일 목적은 세밀하게 디밍 레벨을 조정할 수 있는 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 유기 발광 표시 장치를 구동하기 위한 발광 제어 구동 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상기 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치는 복수의 스캔 라인들, 복수의 데이터 라인들, 복수의 발광 제어 라인들, 및 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널, 상기 스캔 라인들을 통해 스캔 신호를 상기 화소들에 순차적으로 제공하는 스캔 구동부, 상기 데이터 라인들을 통해 데이터 신호를 상기 화소들에 제공하는 데이터 구동부, 상기 발광 제어 라인들을 통해 발광 제어 신호를 상기 화소들에 순차적으로 제공하는 복수의 발광 제어 스테이지들을 포함하는 발광 제어 구동부, 및 상기 스캔 구동부, 상기 데이터 구동부, 및 상기 발광 제어 구동부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 상기 발광 제어 스테이지들 각각은 서로 종속적으로 연결된 복수의 서브 스테이지들을 포함하고, 상기 서브 스테이지들 중 하나는 상기 발광 제어 신호를 상기 발광 제어 라인들 중 하나에 출력할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는 상기 스캔 구동부를 제어하기 위한 복수의 스캔 클럭 신호들을 상기 스캔 구동부에 제공하고, 상기 발광 제어 구동부를 제어하기 위한 복수의 발광 제어 클럭 신호들을 상기 발광 제어 구동부에 제공할 수 있다. 상기 스캔 클럭 신호들의 주기는 상기 발광 제어 클럭 신호들의 주기보다 길 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 발광 제어 스테이지들 각각은 제1 발광 제어 클럭 신호 및 제2 발광 제어 클럭 신호에 동기하여 입력 신호를 시프트함으로써 생성된 출력 신호를 다음 서브 스테이지에 제공하는 제1 및 제2 서브 스테이지들을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 서브 스테이지들 중 하나는 상기 발광 제어 신호로서 상기 출력 신호를 상기 발광 제어 라인들 중 하나에 출력할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 발광 제어 클럭 신호는 상기 제1 발광 제어 클럭 신호의 반주기만큼 상기 제1 발광 제어 클럭 신호가 시프트된 신호일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 발광 제어 스테이지들 각각은 상기 제1 서브 스테이지의 출력 신호 또는 상기 제2 서브 스테이지의 출력 신호 중 하나를 상기 발광 제어 신호로서 선택하는 출력 신호 선택부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 서브 스테이지는 상기 발광 제어 클럭 신호들이 공급되는 발광 제어 클럭 라인을 기준으로 상기 제2 서브 스테이지와 대향하여 배치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 발광 제어 스테이지들 각각은 제1 발광 제어 클럭 신호 및 제2 발광 제어 클럭 신호에 동기하여 입력 신호를 시프트함으로써 생성된 출력 신호를 다음 서브 스테이지에 제공하는 제1 내지 제4 서브 스테이지들을 포함할 수 있다. 상기 제1 서브 내지 제4 서브 스테이지들 중 하나는 상기 발광 제어 신호로서 상기 출력 신호를 상기 발광 제어 라인들 중 하나에 출력할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 발광 제어 클럭 신호들의 주기는 상기 스캔 클럭 신호들의 주기를 서브 스테이지들의 개수로 나누어 결정될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는 상기 발광 제어 구동부를 구동하기 위한 발광 제어 개시 신호를 상기 발광 제어 구동부에 제공할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는 디밍 레벨을 조정하기 위한 디밍 제어값에 기초하여 상기 발광 제어 개시 신호의 온-구간의 길이를 조정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 발광 제어 개시 신호의 상기 온-구간의 길이는 상기 발광 제어 구동부를 제어하기 위한 발광 제어 클럭 신호의 주기의 배수로 조정될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 발광 제어 개시 신호의 상기 온-구간의 길이는 일 수평 기간의 길이와 상기 스캔 라인들의 개수를 곱한 범위 내에서 조정될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 디밍 제어값은 외부 조도에 기초하여 변경될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는 상기 디밍 제어값에 기초하여 하이브리드 디밍 신호를 상기 데이터 구동부에 제공할 수 있다. 상기 데이터 구동부는 영상 데이터를 상기 데이터 신호로 변환하기 위해 상기 하이브리드 디밍 신호에 기초하여 복수의 감마 기준 전압 집합들 중 하나를 선택할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 발광 제어 신호는 한 프레임 기간 동안 적어도 하나의 온-구간 및 오프-구간을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 발명의 실시예들에 따른 발광 제어 구동 장치는 복수의 발광 제어 라인들에 발광 제어 신호를 순차적으로 출력하는 복수의 발광 제어 스테이지들을 포함할 수 있다. 상기 발광 제어 스테이지들 각각은 서로 종속적으로 연결된 복수의 서브 스테이지들을 포함할 수 있다. 상기 서브 스테이지들 중 하나는 상기 발광 제어 신호를 상기 발광 제어 라인들 중 하나에 출력할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 서브 스테이지들 각각은 제1 발광 제어 클럭 신호 및 제2 발광 제어 클럭 신호에 동기하여 입력 신호를 시프트함으로써 생성된 출력 신호를 다음 서브 스테이지에 제공할 수 있다. 상기 서브 스테이지들 중 하나는 상기 발광 제어 신호로서 상기 출력 신호를 상기 발광 제어 라인들 중 하나에 출력할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 입력 신호는 발광 제어 개시 신호 또는 이전 서브 스테이지의 출력 신호일 수 있다. 상기 발광 제어 개시 신호의 온-구간의 길이는 디밍 레벨을 조정하기 위해 조정될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 발광 제어 개시 신호의 상기 온-구간의 길이는 상기 제1 발광 제어 클럭 신호의 주기의 배수로 조정될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 발광 제어 클럭 신호의 주기 및 상기 제2 발광 제어 클럭 신호의 주기는 일 수평 기간과 동일한 길이를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 발광 제어 구동 장치는 각 화소행에 대응하는 발광 제어 스테이지들마다 복수의 서브 스테이지들을 배치하고, 발광 제어 클럭 신호의 주파수를 증가시킴으로써 발광 제어 신호의 온-구간의 길이(즉, 디밍 레벨)를 세밀하게 조정할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치는 상기 발광 제어 구동 장치를 포함함으로써, 디밍 단계를 증가시키고, 디밍의 불연속 현상을 개선할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 유기 발광 표시 장치에 포함된 화소의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 1의 유기 발광 표시 장치에 포함된 발광 제어 구동부가 디밍 제어를 위해 화소의 발광 시간을 제어하는 일 예를 나타내는 파형도이다.
도 4는 도 1의 유기 발광 표시 장치에 포함된 발광 제어 구동부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4의 발광 제어 구동부에 포함된 발광 제어 스테이지의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 6은 도 5의 발광 제어 스테이지의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
도 7a 내지 도 8b는 도 1의 유기 발광 표시 장치에 의해 증가된 디밍 단계를 설명하기 위한 파형도들이다.
도 9는 도 1의 유기 발광 표시 장치의 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 10은 도 1의 유기 발광 표시 장치에 포함된 데이터 구동부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 11은 도 1의 유기 발광 표시 장치에 포함된 발광 제어 구동부의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 13은 도 12의 유기 발광 표시 장치에 포함된 발광 제어 구동부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호를 사용한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 유기 발광 표시 장치(1000A)는 표시 패널(100), 스캔 구동부(200), 데이터 구동부(300), 발광 제어 구동부(400A), 및 제어부(500)를 포함할 수 있다.
표시 패널(100)은 영상을 표시할 수 있다. 표시 패널(100)은 복수의 스캔 라인들(SL1 내지 SLn), 복수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm), 복수의 발광 제어 라인들(EM1 내지 EMn), 및 복수의 화소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(100)은 스캔 라인들(SL1 내지 SLn) 및 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)의 교차부마다 위치되는 n*m 개의 화소(PX)들을 포함할 수 있다.
스캔 구동부(200)는 스캔 라인들(SL1 내지 SLn)을 통해 스캔 신호를 화소(PX)들에 순차적으로 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 스캔 구동부(200)는 제1 제어 신호(CTL1)에 기초하여 스캔 라인들(SL1 내지 SLn)에 스캔 신호를 각각 제공하는 복수의 스캔 스테이지들(SSTG1 내지 SSTGn)을 포함할 수 있다.
데이터 구동부(300)는 제2 제어 신호(CTL2)에 기초하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 통해 데이터 신호를 화소(PX)들에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 데이터 구동부(300)는 영상 데이터를 데이터 신호로 변환하기 위해 하이브리드 디밍 신호에 기초하여 복수의 감마 기준 전압 집합들 중 하나를 선택할 수 있다. 데이터 구동부(300)에 대해서는 도 10을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
발광 제어 구동부(400A)는 발광 제어 라인들(EM1 내지 EMn)을 통해 발광 제어 신호를 화소(PX)들에 순차적으로 제공하는 복수의 발광 제어 스테이지들(ESTG1 내지 ESTGn)을 포함할 수 있다. 발광 제어 스테이지들(ESTG1 내지 ESTGn) 각각은 서로 종속적으로 연결된 복수의 서브 스테이지들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 제어 스테이지(ESTG1)는 제1-1 서브 스테이지(ESTG1-1) 및 제1-2 서브 스테이지(ESTG1-2)를 포함하고, 제2 발광 제어 스테이지(ESTG2)는 제2-1 서브 스테이지(ESTG2-1) 및 제2-2 서브 스테이지(ESTG2-2)를 포함할 수 있다. 발광 제어 스테이지들(ESTG1 내지 ESTGn) 각각은 서브 스테이지들 중 하나를 통해 발광 제어 신호를 연결된 발광 제어 라인에 출력할 수 있다. 홀수 번째 서브 스테이지에 해당하는 제1-1 서브 스테이지(ESTG1-1) 및 제2-1 서브 스테이지(ESTG2-1)는 발광 제어 신호를 제1 발광 제어 라인(EM1) 및 제2 발광 제어 라인(EM2)에 각각 출력할 수 있다. 즉, 각 화소행에 대응하는 발광 제어 스테이지들(ESTG1 내지 ESTGn) 각각은 서로 종속적으로 연결된 복수의 서브 스테이지들을 포함하고, 서브 스테이지들 중 하나는 발광 제어 신호를 출력할 수 있다. 이와 같이, 발광 제어 구동부(400A)는 각 화소행에 복수의 서브 스테이지를 배치하고, 증가된 발광 제어 클럭 신호의 주파수를 이용하여 발광 제어 신호에 대해 행방향 해상도를 높임으로써, 디밍 레벨을 세밀하게 조정할 수 있다.
제어부(500)는 스캔 구동부(200), 데이터 구동부(300), 및 발광 제어 구동부(400A)를 제어할 수 있다. 제어부(500)는 스캔 구동부(200), 데이터 구동부(300), 및 발광 제어 구동부(400A)를 제어하기 위해 제어 신호들(CTL1 내지 CTL3)을 생성할 수 있다. 스캔 구동부(200)를 제어하기 위한 제1 제어 신호(CTL1)는 스캔 개시 신호, 제1 스캔 클럭 신호, 제2 스캔 클럭 신호 등을 포함할 수 있다. 데이터 구동부(300)를 제어하기 위한 제2 제어 신호(CTL2)는 영상 데이터, 수평 개시 신호, 하이브리드 디밍 신호 등을 포함할 수 있다. 발광 제어 구동부(400A)를 제어하기 위한 제3 제어 신호(CTL3)는 발광 제어 개시 신호, 제1 발광 제어 클럭 신호, 제2 발광 제어 클럭 신호 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 발광 제어 클럭 신호는 제1 발광 제어 클럭 신호의 반주기만큼 제1 발광 제어 클럭 신호가 시프트된 신호일 수 있다.
제어부(500)는 디밍 레벨을 세밀하게 조정하기 위해 하나의 발광 제어 스테이지에 포함된 서브 스테이지들의 개수에 기초하여 발광 제어 신호들의 주기를 스캔 클럭 신호들의 주기보다 짧게 설정할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 상기 발광 제어 클럭 신호들의 주기는 상기 스캔 클럭 신호들의 주기를 서브 스테이지들의 개수로 나누어 결정될 수 있다. 예를 들어, 각 발광 제어 스테이지는 2개의 서브 스테이지들을 포함하고, 제1 스캔 클럭 신호의 주기는 제1 발광 제어 클럭 신호의 주기보다 2배 길 수 있다.
제어부(500)는 디밍 제어값에 기초하여 발광 제어 개시 신호의 온-구간의 길이를 조정할 수 있다. 여기서, 디밍 제어값은 디밍 레벨을 조정하기 위한 제어값을 의미한다. 일 실시예에서, 디밍 제어값은 외부 조도에 기초하여 변경될 수 있다. 예를 들어, 조명이 없는 야간과 같이 외부 조도가 낮은 경우, 시력을 보호하거나 눈부심을 방지하기 위해 디밍 제어값은 상대적으로 낮은 디밍 레벨로 설정될 수 있다. 반면에, 주간에 야외에서와 같이 외부 조도가 높은 경우, 시인성 향상을 위해 디밍 제어값은 상대적으로 높은 디밍 레벨로 설정될 수 있다. 다른 실시예에서, 디밍 제어값은 사용자의 입력 등과 같이 외부 신호에 기초하여 변경될 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(500)는 디밍 레벨을 좀 더 세밀하게 조정하기 위해, 디밍 제어값에 기초하여 하이브리드 디밍 신호를 데이터 구동부(300)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 발광 제어 개시 신호의 온-구간의 길이를 조정하여 설정될 수 없는 디밍 제어값을 갖는 경우, 제어부(500)는 하이브리드 디밍을 수행하기 위해 하이브리드 디밍 신호를 데이터 구동부(300)에 제공할 수 있다. 여기서, 하이브리드 디밍은 발광 제어 신호의 온-구간의 길이를 조정하는 임펄스(impulse) 디밍 방식과 감마 기준 전압을 조정하는 감마 디밍 방식을 동시에 수행하는 방식을 의미한다.
이 밖에도, 유기 발광 표시 장치(1000A)은 고전원 전압 및 저전원 전압을 표시 패널(100)에 공급하는 전원 공급부 등을 더 포함할 수 있다.
따라서, 유기 발광 표시 장치(1000A)는 각 화소행에 대응하는 발광 제어 스테이지들마다 복수의 서브 스테이지들을 배치함으로써, 디밍 단계를 증가시키고, 디밍의 불연속 현상을 개선할 수 있다.
도 2는 도 1의 유기 발광 표시 장치에 포함된 화소의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 2를 참조하면, 화소(Pij)는 유기 발광 다이오드(OLED), 구동 트랜지스터(T1), 커패시터(Cst), 스위칭 트랜지스터(T2) 및 발광 제어 트랜지스터(T3)를 포함할 수 있다.
구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극에는 고전원 전압(ELVDD)이 인가되고, 제2 전극은 발광 제어 트랜지스터(T3)의 제1 단자에 연결될 수 잇다. 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극는 스위칭 트랜지스터(T2)의 제2 전극에 연결될 수 있다.
스위칭 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 스캔 라인(SLi)에 연결되고, 제1 전극은 데이터 라인(DLj)에 연결될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(T2)는 스캔 라인(SLi)을 통해 수신한 스캔 신호에 응답하여 턴-온될 수 있다. 턴-온된 스위칭 트랜지스터(T2)는 데이터 라인(DLj)을 통해 수신한 데이터 신호를 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 제공할 수 있다.
커패시터(Cst)의 제1 전극은 구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극에 연결되고, 제2 전극은 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 연결될 수 있다. 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 인가되는 데이터 신호를 충전하고 스위칭 트랜지스터(T2)가 턴-오프된 뒤에도 이를 유지할 수 있다.
발광 제어 트랜지스터(T3)의 게이트 전극은 발광 제어 라인(EMi)에 연결되고, 제2 전극은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 연결될 수 있다. 발광 제어 트랜지스터(T3)는 발광 제어 라인(EMi)을 통해 수신된 발광 제어 신호에 응답하여 턴-온될 수 있다. 턴-온된 발광 제어 트랜지스터(T3)는 구동 트랜지스터(T1)에 흐르는 구동 전류를 유기 발광 다이오드(OLED)에 제공할 수 있다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 캐소드 전극에는 저전원 전압(ELVSS)이 인가된다. 유기 발광 다이오드(OLED)는 발광 제어 트랜지스터(T3)를 통해 구동 트랜지스터(T1)가 공급하는 구동 전류의 크기에 기초하여 발광할 수 있다.
도 3은 도 1의 유기 발광 표시 장치에 포함된 발광 제어 구동부가 디밍 제어를 위해 화소의 발광 시간을 제어하는 일 예를 나타내는 파형도이다.
도 3을 참조하면, 발광 제어 신호는 한 프레임 기간 동안 적어도 하나의 온-구간(EM_ON) 및 오프-구간(EM_OFF)을 포함할 수 있다. 발광 제어 구동부는 발광 제어 신호의 온-구간(EM_ON)의 길이를 제어함으로써, 하나의 프레임 주기 내에서 화소의 발광 시간을 조정할 수 있다.
휘도는 발광 시간에 비례하므로, 발광 제어 구동부는 발광 제어 신호의 온-구간(EM_ON)과 오프-구간(EM_OFF)의 비율을 조절함으로써 디밍 레벨을 제어할 수 있다. 여기서, 디밍 휘도값은 [수학식 1]을 이용하여 계산될 수 있다.
[수학식 1]
LUM_DIM = LUM_MAX * LEN_EMON / LEN_FRAME
여기서, LUM_DIM는 디밍 휘도값, LUM_MAX는 최대 휘도값, LEN_EMON는 발광 제어 신호의 온-구간의 시간 길이, LEN_FRAME는 한 프레임의 시간 길이를 나타낸다.
비록, 도 3에서는 발광 제어 신호가 한 프레임 기간 동안 하나의 온-구간 및 오프-구간을 포함하는 것으로 도시하였으나, 발광 제어 신호는 플리커 현상을 개선하거나 줄무늬 현상을 방지하기 위해 한 프레임 기간 동안 복수의 온-구간들 및 오프-구간들을 포함할 수 있다.
도 4는 도 1의 유기 발광 표시 장치에 포함된 발광 제어 구동부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 발광 제어 구동부(400A-1)에 포함된 복수의 발광 제어 스테이지들(ESTG1 내지 ESTGn) 각각은 2개의 서브 스테이지들을 포함할 수 있다.
서브 스테이지들 각각은 입력 신호로서 발광 제어 개시 신호(FLM) 또는 이전 서브 스테이지의 출력 전압, 제1 전압(VGL), 제1 전압(VGL)보다 높은 레벨을 갖는 제2 전압(VGH), 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1), 및 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제1-1 서브 스테이지(ESTG1-1)는 입력 신호로서 발광 제어 개시 신호(FLM)를 수신하고, 나머지 서브 스테이지들은 이전 서브 스테이지의 출력 전압을 수신할 수 있다.
모든 서브 스테이지들은 각각 서로 종속적으로 연결되어 순차적으로 구동될 수 있다. 예를 들어, 제1-1 서브 스테이지(ESTG1-1)의 출력 신호는 제1-2 서브 스테이지(ESTG1-2)로 제공되고, 제1-2 서브 스테이지(ESTG1-2)의 출력 신호는 제2-1 서브 스테이지(ESTG2-1)로 제공될 수 있다.
하나의 발광 제어 스테이지(ESTGk)에 포함된 서브 스테이지들 중 하나는 연결된 발광 제어 라인(EMk)에 발광 제어 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 홀수 번째 서브 스테이지인 제1-1 서브 스테이지(ESTG1-1) 및 제2-1 서브 스테이지(ESTG2-1)는 제1 발광 제어 라인(EM1) 및 제2 발광 제어 라인(EM2)에 발광 제어 신호를 각각 출력할 수 있다.
도 5는 도 4의 발광 제어 구동부에 포함된 발광 제어 스테이지의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 5를 참조하면, 제1 발광 제어 스테이지는 제1-1 서브 스테이지(ESTG1-1) 및 제1-2 서브 스테이지(ESTG1-2)를 포함할 수 있다.
제1-1 서브 스테이지(ESTG1-1) 및 제1-2 서브 스테이지(ESTG1-2) 각각은 제1 신호 처리부(410), 제2 신호 처리부(420), 및 제3 신호 처리부(430)를 포함할 수 있다.
제1 신호 처리부(410)에 제공되는 제어 신호는 제1 서브 제어 신호 및 제2 서브 제어 신호로 정의될 수 있다. 구체적으로, 제1 신호 처리부(410)는 발광 제어 개시 신호(FLM) 또는 이전 서브 스테이지의 출력 신호를 제1 서브 제어 신호로서 수신할 수 있다.
홀수 번째 서브 스테이지들(ESTG1-1, ESTG2-1, ..., ESTGn-1) 각각의 제1 신호 처리부(410)는 제2 서브 제어 신호로서 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)를 수신할 수 있다. 반면에, 짝수 번째 스테이지들(ESTG1-2, ESTG2-2, ..., ESTGn-2) 각각의 제1 신호 처리부(410)는 제2 서브 제어 신호로서 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)를 제공받을 수 있다. 따라서, 제1 신호 처리부(410)는 제1 전압(VGL)을 제공받고, 제1 서브 제어 신호, 및 제2 서브 제어 신호에 응답하여 제1 신호(CS1) 및 제2 신호(CS2)를 생성할 수 있다. 제1 신호(CS1) 및 제2 신호(CS2)는 제2 신호 처리부(420)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1-1 서브 스테이지(ESTG1-1)의 제1 신호 처리부(410)는 제1 전압(VGL)을 제공받고, 발광 제어 개시 신호(FLM) 및 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)에 응답하여 제1 신호(CS1) 및 제 2 신호(CS2)를 생성할 수 있다. 제1 신호 처리부(410)는 제1 신호(CS1) 및 제2 신호(CS2)를 제2 신호 처리부(420)에 제공할 수 있다.
제1 신호 처리부(410)는 제1 내지 제3 트랜지스터들(M1 내지 M3)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 트랜지스터들(M1 내지 M3)은 PMOS 트랜지스터로 구성될 수 있다. 제1 트랜지스터(M1)의 제1 전극은 발광 제어 개시 신호(FLM)를 수신하고, 게이트 전극은 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)를 수신하며, 제2 전극은 제2 트랜지스터(M2)의 게이트 전극에 연결될 수 있다. 제2 트랜지스터(M2)의 게이트 전극은 제1 트랜지스터(M1)의 제2 전극에 연결되고, 제1 전극은 제3 트랜지스터(M3)의 제1 전극에 연결되고, 제2 전극은 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)를 수신할 수 있다. 제3 트랜지스터(M3)의 게이트 전극은 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)를 수신하고, 제2 트랜지스터(M2)의 제2 전극에 연결될 수 있다. 제3 트랜지스터(M3)의 제1 전극은 제2 트랜지스터(M2)의 제1 전극에 연결되고, 제2 전극은 제1 전압(VGL)을 수신할 수 있다.
제1 신호(CS1)은 서로 연결된 제2 및 제3 트랜지스터들(M2, M3)의 제1 전극들을 통해 출력될 수 있다. 제2 신호(CS2)는 제1 트랜지스터(M1)의 제2 전극를 통해 출력될 수 있다.
제2 신호 처리부(420)에 제공되는 제어 신호는 제3 서브 제어 신호로 정의될 수 있다. 구체적으로, 홀수 번째 서브 스테이지들(ESTG1-1, ESTG2-1, ..., ESTGn-1) 각각의 제2 신호 처리부(420)는 제3 서브 제어 신호로서 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)를 수신할 수 있다. 반면에, 짝수 번째 스테이지들(ESTG1-2, ESTG2-2, ..., ESTGn-2) 각각의 제2 신호 처리부(420)는 제3 서브 제어 신호로서 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)를 수신할 수 있다.
제2 신호 처리부(420)는 제2 전압(VGH)을 수신하고, 제2 서브 제어 신호, 제1 신호(CS1), 및 제2 신호(CS3)에 응답하여 제3 신호(CS3) 및 제4 신호(CS4)를 생성할 수 있다. 제3 신호(CS3) 및 제4 신호(CS4)는 제2 신호 처리부(420)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1-1 서브 스테이지(ESTG1-1)의 제2 신호 처리부(420)는 제2 전압(VGH)을 수신하고, 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)와 제1 신호 처리부(410)로부터 수신된 제1 신호(CS1) 및 제2 신호(CS2)에 응답하여 제3 신호(CS3) 및 제4 신호(CS3)를 생성할 수 있다. 제2 신호 처리부(420)는 제3 신호(CS3) 및 제4 신호(CS4)를 제3 신호 처리부(430)에 제공할 수 있다.
제2 신호 처리부(420)는 제4 내지 제7 트랜지스터들(M4 내지 M7)과 제1 및 제2 커패시터들(C1,C2)을 포함할 수 있다.. 제4 내지 제7 트랜지스터들(M4 내지 M7)은 PMOS 트랜지스터로 구성될 수 있다. 제4 트랜지스터(M4)의 게이트 전극은 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)를 수신하고, 제2 전극은 제1 노드(N1) 및 제2 트랜지스터(M2)의 게이트 전극에 연결되고, 제1 전극은 제5 트랜지스터(M5)의 제1 전극에 연결될 수 있다. 제1 커패시터(C1)의 제1 전극은 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)를 수신하고, 제2 전극은 제4 트랜지스터(M4)의 제2 전극 및 제1 노드(N1)에 연결될 수 있다. 제5 트랜지스터(M5)의 게이트 전극은 제3 트랜지스터(M3)의 제1 전극 및 제2 노드(N2)에 연결되고, 제1 전극은 제2 전압(VGH)을 수신하고, 제2 전극은 제4 트랜지스터(M4)의 제1 전극에 연결될 수 있다. 제6 트랜지스터(M6)의 게이트 전극은 제2 노드(N2)에 연결되고, 제1 전극은 제7 트랜지스터(M7)의 제2 전극에 연결되고, 제2 전극은 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)를 수신할 수 있다. 제2 커패시터(C2)의 제1 전극은 제6 트랜지스터(M6)의 게이트 전극에 연결되고, 제2 전극은 제6 트랜지스터(M6)의 제1 전극에 연결될 수 있다. 제7 트랜지스터(M7)의 게이트 전극은 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)를 수신하고, 제1 전극은 제3 노드(N3)에 연결되며, 제2 전극은 제6 트랜지스터(M6)의 제1 전극에 연결될 수 있다.
제3 신호(CS3)은 제3 노드(N3)에 제공될 수 있다.. 제4 신호(CS4)는 제1 노드(N1)에 제공될 수 있다. 제1-1 서브 스테이지(ESTG1-1)의 제3 신호 처리부(430)는 제1 전압(VGL) 및 제2 전압(VGH)을 수신하고, 제2 신호 처리부(420)로부터 수신한 제3 신호(CS3) 및 제4 신호(CS4)에 응답하여 출력 신호를 생성할 수 있다. 제1-1 서브 스테이지(ESTG1-1)의 출력 신호는 제1-2 서브 스테이지(ESTG1-2)의 제1 신호 처리부(410)에 제공될 수 있다. 또한, 제1-1 서브 스테이지(ESTG1-1)의 출력 신호는 제1 발광 제어 라인(EM1)을 통해 첫 번째 화소행에 연결된 화소들에 제공될 수 있다.
제3 신호 처리부(430)는 제8 내지 제10 트랜지스터들(M8 내지 M10) 및 제3 커패시터(C3)를 포함할 수 있다. 제8 내지 제10 트랜지스터들(M8 내지 M10)은 PMOS트랜지스터들로 구성될 수 있다. 제8 트랜지스터(M8)의 게이트 전극은 제1 노드(N1)에 연결되고, 제1 전극은 제2 전압(VGH)을 수신하고, 제2 전극은 제3 노드(N3)에 연결될 수 있다. 제3 커패시터(C3)의 제1 전극은 제2 전압(VGH)을 수신하고, 제2 전극은 제3 노드(N3)에 연결될 수 있다. 제9 트랜지스터(M9)의 게이트 전극은 제3 노드(N3)에 연결되고, 제1 전극은 제2 전압(VGH)을 수신하고, 제2 전극은 다음 서브 스테이지의 제1 신호 처리부(410)에 연결될 수 있다. 제10 트랜지스터(M10)의 게이트 전극은 제1 노드(N1)에 연결되고, 제1 전극은 다음 서브 스테이지의 제1 신호 처리부(410)에 연결되고, 제2 전극은 제1 전압(VGL)을 수신할 수 있다.
도 6은 도 5의 발광 제어 스테이지의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
도 6을 참조하면, 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1) 및 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)는 동일한 주파수를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)및 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)의 주기는 일 수평 기간(1H)일 수 있다. 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)는 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)의 반주기(즉, 1/2H)만큼 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)가 시프트된 신호일 수 있다.
발광 제어 개시 신호(FLM)는 제1-1 서브 스테이지(ESTG1-1)에만 제공될 수 있다. 발광 제어 개시 신호(FLM)의 온-구간(예를 들어, 로우 레벨 구간) 및 오프-구간(예를 들어, 하이 레벨 구간)의 길이는 디밍 레벨을 조정하기 위한 디밍 제어값에 기초하여 조정될 수 있다. 발광 제어 개시 신호(FLM)는 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이될 때 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이될 수 있다.
제1 전압(VGL)은 로우 레벨을 가질 수 있고, 제2 전압(VGH)은 하이 레벨을 가질 수 있다.
제1 시간(t1)에서 발광 제어 개시 신호(FLM) 및 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)는 로우 레벨을 갖고, 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)는 하이 레벨을 가질 수 있다. 로우 레벨을 갖는 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)는 제1 트랜지스터(M1)의 게이트 전극 및 제3 트랜지스터(M3)의 게이트 전극에 제공될 수 있다. 따라서, 제1 트랜지스터(M1) 및 제3 트랜지스터(M3)는 턴-온될 수 있다.
턴-온된 제1 트랜지스터(M1)를 통해 로우 레벨을 갖는 발광 제어 개시 신호(FLM)는 제2 트랜지스터(M2)의 게이트 전극 및 제1 노드(N1)에 제공될 수 있다. 따라서, 제2 트랜지스터(M2)는 턴-온되고, 제1 노드(N1)의 전압은 로우 레벨을 가질 수 있다.
턴 온된 제2 트랜지스터(M2)를 통해 로우 레벨을 갖는 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)와 턴-온된 제3 트랜지시터(M3)를 통해 제1 전압(VGL)이 제2 노드(N2)에 제공될 수 있다. 따라서, 제2 노드(N2)의 전압은 로우 레벨을 가질 수 있다. 하이 레벨을 갖는 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)는 제4 트랜지스터(M4) 및 제7 트랜지스터(M7)에 제공될 수 있다. 따라서, 제4 및 제7 트랜지스터들(M4,M7)은 턴-오프될 수 있다.
제1 노드(N1)의 전압이 로우 레벨을 가지므로, 제8 트랜지스터(M8)는 턴-온될 수 있다. 턴-온된 제8 트랜지스터(M8)를 통해 제2 전압(VGH)이 제3 노드(N3)에 제공될 수 있다. 따라서, 제3 노드(N3)의 전압은 하이 레벨을 가질 수 있다. 제3 커패시터(C3)에는 제2 전압(VGH)이 충전될 수 있다. 즉, 제3 커패시터(C3)에는 하이 레벨을 갖는 전압이 충전될 수 있다. 제3 노드(N3)의 전압은 하이 레벨을 가지므로 제9 트랜지스터(M9)는 턴-오프될 수 있다.
제1 노드(N1)의 전압은 로우 레벨을 가지므로, 제10 트랜지스터(M10)는 턴 온될 수 있다. 턴 온된 제10 트랜지스터(M10)에 의해 제1-1 서브 스테이지의 출력 신호(OUT1-1)는 로우 레벨을 가질 수 있다.
제2 시간(t2)에서 개시 신호(FLM)는 로우 레벨을 갖고, 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1) 및 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)는 하이 레벨을 가질 수 있다. 하이 레벨을 갖는 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)에 의해 제1 트랜지스터(M1) 및 제3 트랜지스터(M3)는 턴-오프될 수 있다.
제1 노드(N1)의 전압은 로우 레벨로 유지되므로 제2 트랜지스터(M2)는 턴-온될 수 있다. 턴-온된 제2 트랜지스터(M2)를 통해 하이 레벨을 갖는 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)가 제2 노드(N2)에 제공될 수 있다. 따라서, 제2 노드(N2)의 전압은 제1 레벨을 가질 수 있다.
제1 노드(N1)의 전압은 로우 레벨을 가지므로, 제8 트랜지스터(M8) 및 제10 트랜지스터(M10)는 턴 온될 수 있다. 턴-온된 제8 트랜지스터(M8)를 통해 제2 전압(VGH)이 제3 노드(N3)에 제공되므로 제3 노드(N3)의 전압은 하이 레벨을 유지할 수 있다.
제3 노드(N3)의 전압이 하이 레벨을 갖고, 제1 노드(N1)의 전압이 로우 레벨을 가지므로, 제9 트랜지스터(M9)는 턴-오프되고, 제10 트랜지스터(M10)는 턴-온될 수 있다. 따라서, 제1-1 서브 스테이지의 출력 신호(OUT1-1)는 로우 레벨을 유지할 수 있다.
제3 시간(t3)에서 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)는 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이한 후 로우 레벨에서 하이 레벨로 다시 천이할 수 있다. 따라서, 제1 노드(N1)의 전위는 제1 커패시터(C1)의 커플링(coupling)에 의해 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)의 전위 변화량만큼 부트 스트랩(Boot Strap)된다. 즉, 제2 시간(t2)에서 로우 레벨의 전압을 갖는 제1 노드(N1)는 제1 커패시터(C1)의 커플링(coupling)에 의해 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)의 로우 레벨 구간에서 로우 레벨보다 낮은 전압 레벨의 전압을 갖는다. 일반적인 PMOS 트랜지스터들은 보다 더 낮은 전압 레벨을 인가 받을수록 좋은 구동특성을 갖는다. 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)의 로우 레벨 구간에서 제1 노드(N1)의 전압은 로우 레벨보다 낮은 전압 레벨을 가지므로, 제8 및 제10 트랜지스터(M8,M9)의 구동 특성은 향상될 수 있다. 제1-1 서브 스테이지의 출력 신호(OUT1-1)는 로우 레벨을 유지할 수 있다.
제4 시간(t4)에서 개시 신호(FLM) 및 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)는 하이 레벨을 갖고, 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)는 로우 레벨을 가질 수 있다. 로우 레벨을 갖는 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)에 의해 제1 트랜지스터(M1)는 턴-온되고, 하이 레벨을 갖는 개시 신호(FLM)는 제1 노드(N1)에 제공될 수 있다. 제1 노드(N1)의 전압은 하이 레벨을 가질 수 있다. 제1 노드(N1)의 전압이 하이 레벨을 가지므로, 제2 트랜지스터(M2) 및 제10 트랜지스터(M10)는 턴-오프될 수 있다.
로우 레벨을 갖는 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)에 의해 제3 트랜지스터(M3)는 턴-온되고, 제1 전압(VGL)은 제2 노드(N2)에 제공될 수 있다. 따라서, 제2 노드(N2)의 전압은 로우 레벨을 가질 수 있다. 하이 레벨을 갖는 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)에 의해 제7 트랜지스터(M7)는 턴-오프될 수 있다. 제1 노드(N1)의 전압은 제1 레벨을 가지므로, 제8 트랜지스터(M8)는 턴-오프될 수 있다. 제3 노드(N3)의 전압은 제3 커패시터(C3)에 의해 제1 레벨을 유지할 수 있다. 제3 노드(N3)의 전압은 하이 레벨을 유지하므로, 제9 트랜지스터(M9)는 턴-오프될 수 있다. 따라서, 제1-1 서브 스테이지의 출력 신호(OUT1-1)는 로우 레벨을 유지할 수 있다.
제5 시간(t5)에서 개시 신호(FLM) 및 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)는 하이 레벨을 갖고, 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)는 로우 레벨을 가질 수 있다.
하이 레벨을 갖는 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)에 의해 제1 트랜지스터(M1) 및 제3 트랜지스터(M3)는 턴-오프될 수 있다. 제1 노드(N1)의 전압은 하이 레벨을 유지하므로 제2 트랜지스터(M2), 제8 트랜지스터(M8), 및 제10 트랜지스터(M10)는 턴-오프될 수 있다.
로우 레벨을 갖는 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)에 의해 제4 트랜지스터(M4) 및 제7 트랜지스터(M7)가 턴 온될 수 있다. 또한, 제2 노드(M2)의 전압은 로우 레벨을 가지므로, 제5 트랜지스터(M5) 및 제6 트랜지스터(M6)는 턴 온될 수 있다.
앞서 설명한 부트 스트랩과 같이, 제2 노드(N2)의 전위는 제2 커패시터(C2)의 커플링에 의해 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)의 전위 변화량만큼 부트 스트랩(Boot Strap)될 수 있다. 즉, 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)의 로우 레벨 구간에서 제2 노드(N2)의 전압은 로우 레벨보다 낮은 전압 레벨을 가질 수 있다.
턴-온된 제6 및 제7 트랜지스터들(M6,M7)을 통해 로우 레벨을 갖는 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)가 제3 노드(N3)에 제공될 수 있다. 따라서, 제5 시간(t5)에서 제3 노드(N3)의 전압은 로우 레벨을 가질 수 있다. 제3 노드(N3)의 전압이 로우 레벨을 가지므로, 제9 트랜지스터(M9)는 턴-온될 수 있다.
제9 트랜지스터(M9)가 턴-온되고, 제10 트랜지스터(M10)가 턴-오프되므로, 제1-1 서브 스테이지의 출력 신호(OUT1-1)는 하이 레벨을 가질 수 있다
제6 시간(t6)에서 개시 신호(FLM) 및 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1)는 로우 레벨을 갖고, 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)는 하이 레벨을 가질 수 있다. 제6 시간(t6)에서 제1-1 서브 스테이지의 출력 신호(OUT1-1)는 로우 레벨을 가질 수 있다.
제1-1 서브 스테이지의 출력 신호(OUT1-1)는 제1-2 서브 스테이지에 제공될 수 있다. 또한, 제1-1 서브 스테이지의 출력 신호(OUT1-1)는 제1 발광 제어 신호로서 제1 발광 제어 라인을 통해 첫 번째 화소행에 연결된 화소들에 제공될 수 있다.
제1-2 서브 스테이지는 제1-1 서브 스테이지의 출력 신호(OUT1-1), 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1), 및 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)에 응답하여 출력 신호를 생성할 수 있다.
제1-2 서브 스테이지의 출력 신호(OUT1-2)는 제1-1 서브 스테이지의 출력 신호(OUT1-1)보다 1/2 수평 기간만큼 시프트되어 출력될 수 있다. 즉, 서브 스테이지들의 출력 신호들은 순차적으로 1/2 수평 기간만큼 시프트되어 출력될 수 있다.
도 7a 내지 도 8b는 도 1의 유기 발광 표시 장치에 의해 증가된 디밍 단계를 설명하기 위한 파형도들이다. 도 9는 도 1의 유기 발광 표시 장치의 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7a 내지 도 9를 참조하면, 유기 발광 표시 장치는 하나의 화소행에 복수의 서브 스테이지들을 배치하고, 발광 제어 클럭 신호의 주파수를 증가시킴으로써, 발광 제어 신호의 온-구간의 길이(즉, 디밍 레벨)를 세밀하게 조정할 수 있다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 하나의 화소행에 하나의 서브 스테이지만이 배치된 경우, 제1 및 제2 발광 제어 클럭 신호들(CLK1, CLK2)의 주기는 2 수평 기간(2H)일 수 있다. 발광 제어 개시 신호(FLM) 및 서브 스테이지들의 출력 신호들(EM1, EM2) (즉, 발광 제어 신호들)은 제1 및 제2 발광 제어 클럭 신호들의 주기에 동기되어 출력이 변경되므로, 발광 제어 개시 신호(FLM) 및 발광 제어 신호들(EM1, EM2)들에 대한 온-구간 및 오프-구간의 길이가 2 수평 기간(2H) 단위로 조정될 수 있다.
이 경우, 표시 장치의 수직 방향 해상도에 의해 조정 가능한 디밍 레벨의 개수가 정해질 수 있다. 예를 들어, Full HD 해상도를 지원하는 표시 장치에서 하나의 화소행에 하나의 서브 스테이지만이 배치된 경우, 1920/2=960개의 디밍 레벨을 가질 수 있다. 또한, 디지털 시계와 같이 상대적으로 낮은 해상도(예를 들면, 320*240)를 지원하는 표시 장치에서 하나의 화소행에 하나의 서브 스테이지만이 배치된 경우, 320/2=160개의 디밍 레벨을 가질 수 있다. 따라서, 디지털 시계와 같이 상대적으로 낮은 해상도를 지원하는 표시 장치에서 조정 가능한 디밍 레벨이 제한될 수 있다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 하나의 화소행에 2개의 서브 스테이지들이 배치된 경우, 제1 및 제2 발광 제어 클럭 신호들(CLK1, CLK2)의 주기는 1 수평 기간(1H)일 수 있다. 발광 제어 개시 신호(FLM) 및 서브 스테이지들의 출력 신호들(OUT1-1, OUT1-2, OUT2-1, OUT2-2)은 제1 및 제2 발광 제어 클럭 신호들의 주기에 동기되어 출력이 변경되므로, 발광 제어 개시 신호(FLM) 및 발광 제어 신호들(EM1, EM2) (예를 들면, 제1-1 및 제2-1 서브 스테이지의 출력 신호들)에 대한 온-구간 및 오프-구간의 길이가 1 수평 기간(1H) 단위로 조정될 수 있다. 또한, 발광 제어 개시 신호의 온-구간의 길이는 일 수평 기간의 길이와 스캔 라인들의 개수를 곱한 범위 내에서 조정될 수 있다.
이 경우, 표시 장치의 조정 가능한 디밍 레벨의 개수가 증가할 수 있다. 예를 들어, 디지털 시계와 같이 상대적으로 낮은 해상도(예를 들면, 320*240)를 지원하는 표시 장치에서 하나의 화소행에 2개의 서브 스테이지들이 배치된 경우, 320/2*2=320개의 디밍 레벨을 가질 수 있다. 따라서, 디지털 시계와 같이 상대적으로 낮은 해상도를 지원하는 표시 장치에서도 세밀하게 디밍 레벨을 조정할 수 있다.
비록, 도 8a 및 도 8b에서는 하나의 화소행에 2개의 서브 스테이지들이 배치된 표시 장치를 설명하였으나, 하나의 화소행에는 복수의 서브 스테이지들이 배치될 수 있다. 이 경우, 발광 제어 클럭 신호의 주기는 하나의 화소행에 배치된 서브 스테이지들의 개수와 반비례하고, 발광 제어 개시 신호의 온-구간의 길이는 발광 제어 클럭 신호의 주기의 배수로 조정될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 유기 발광 표시 장치는 하나의 화소행에 하나의 서브 스테이지만이 배치된 경우, 조정 가능한 디밍 레벨의 개수가 한정되므로 디밍의 불연속 현상이 발생할 수 있다. 예를 들어, 하나의 화소행에 하나의 서브 스테이지만을 배치하고 발광 제어 클럭 신호의 주기가 2 수평 기간(2H)인 경우, 제1 레벨(L1) 단위로 디밍 레벨이 조정될 수 있다.
반면에, 유기 발광 표시 장치는 하나의 화소행에 복수의 서브 스테이지들이 배치된 경우, 서브 스테이지들의 개수에 따라 조정 가능한 디밍 레벨의 개수 배수로 증가되므로 디밍의 불연속 현상을 개선할 수 있다. 예를 들어, 하나의 화소행에 2개의 서브 스테이지들이 배치되고 발광 제어 클럭 신호의 주기가 1 수평 기간(1H)인 경우, 제1 레벨(L1)의 1/2크기인 제2 레벨(L2) 단위로 디밍 레벨이 조정될 수 있다.
도 10은 도 1의 유기 발광 표시 장치에 포함된 데이터 구동부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 10을 참조하면, 데이터 구동부(300)는 영상 데이터를 데이터 신호로 변환하기 위해 하이브리드 디밍 신호에 기초하여 복수의 감마 기준 전압 집합들 중 하나를 선택할 수 있다. 데이터 구동부(300)는 쉬프트 레지스터(310), 래치부(320), 제2 감마 전압부(330), 제2 감마 전압부(340), 및 전압 집합 선택부(350), 디지털-아날로그 컨버터(360), 및 출력 버퍼부(370)를 포함할 수 있다.
쉬프트 레지스터(310)는 제어부로부터 수평 개시 신호(STH) 및 데이터 클럭 신호(DCLK)를 수신할 수 있다. 쉬프트 레지스터(310)는 데이터 클럭 신호(DCLK)에 동기하여 수평 개시 신호(STH)를 쉬프트시킴으로써 샘플링 신호를 생성할 수 있다.
래치부(320)는 샘플링 신호에 응답하여 입력 데이터(IDATA)를 래치할 수 있다. 래치부(320)는 래치된 입력 데이터를 로드 신호(LOAD)에 응답하여 출력할 수 있다.
제1 및 제2 감마 전압부들(330,340)은 저항열에 의해 제1 및 제2 감마 기준 전압들(VGref1, VGref2)을 각각 분배함으로써 제1 및 제2 감마 전압 집합들(VGset1, VGset2)을 각각 생성할 수 있다.
전압 집합 선택부(350)는 하이브리드 디밍 신호(HDIM)에 기초하여 제1 감마 전압 집합(VGset1) 또는 제2 감마 전압 집합(VGset2)을 전압 집합(Vset)으로서 선택적으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 디밍 신호(HDIM)가 설정되지 않은 경우, 전압 집합 선택부(350)는 제1 감마 전압 집합(VGset1)을 선택할 수 있다. 반면에, 하이브리드 디밍 신호(HDIM)가 설정된 경우, 전압 집합 선택부(350)는 제2 감마 전압 집합(VGset2)을 선택할 수 있다. 전압 집합 선택부(350)가 하이브리드 디밍 신호(HDIM)에 따라 제1 및 제2 감마 전압 집합들 중 하나를 선택함으로써 조정 가능한 디밍 레벨의 개수를 2배 증가시킬 수 있다.
디지털-아날로그 컨버터(360)는 전압 집합(Vset)으로서 제1 감마 전압 집합(VGset1) 또는 제2 감마 전압 집합(VGset2)에 기초하여 래치된 입력 데이터를 화소 데이터 전압으로 변환할 수 있다.
출력 버퍼부(370)는 기준 전압 또는 화소 데이터 전압을 데이터 신호(DATA)로서 데이터 라인들에 출력할 수 있다.
도 11은 도 1의 유기 발광 표시 장치에 포함된 발광 제어 구동부의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 11을 참조하면, 발광 제어 구동부(400A-2)에 포함된 복수의 발광 제어 스테이지들(ESTG1 내지 ESTGn) 각각은 2개의 서브 스테이지들(ESTGk-1, ESTGk-2) 및 출력 신호 선택부(SPk)를 포함할 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 발광 제어 구동부(400A-2)는 발광 제어 스테이지들(ESTG1 내지 ESTGn) 각각에 출력 신호 선택부들(SP1 내지 SPn)이 추가된 것을 제외하면, 도 4의 발광 제어 구동부와 실질적으로 동일하므로, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
출력 신호 선택부(SPk)는 제1 서브 스테이지의 출력 신호 또는 제2 서브 스테이지의 출력 신호 중 하나를 발광 제어 신호로서 선택할 수 있다. 예를 들어, 블랭크 구간과 발광 제어 신호의 온-구간의 중첩되어 발광 제어 신호의 온-구간의 위치 조정이 필요한 경우, 출력 신호 선택부(SPk)는 선택 신호(SEL)에 기초하여 제1 서브 스테이지의 출력 신호 또는 제2 서브 스테이지의 출력 신호 중 하나를 발광 제어 신호로서 선택할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 블록도이다. 도 13은 도 12의 유기 발광 표시 장치에 포함된 발광 제어 구동부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 유기 발광 표시 장치(1000B)는 표시 패널(100), 스캔 구동부(200), 데이터 구동부(300), 발광 제어 구동부(400B), 및 제어부(500)를 포함할 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1000B)는 발광 제어 구동부(400B)의 발광 제어 스테이지들 각각에 4개의 서브 스테이지들이 포함된 것을 제외하면, 도 1의 유기 발광 표시 장치와 실질적으로 동일하므로, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
표시 패널(100)은 영상을 표시할 수 있다. 표시 패널(100)은 복수의 스캔 라인들(SL1 내지 SLn), 복수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLm), 복수의 발광 제어 라인들(EM1 내지 EMn), 및 복수의 화소들을 포함할 수 있다.
스캔 구동부(200)는 스캔 라인들(SL1 내지 SLn)을 통해 스캔 신호를 화소(PX)들에 순차적으로 제공할 수 있다.
데이터 구동부(300)는 제2 제어 신호(CTL2)에 기초하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)을 통해 데이터 신호를 화소(PX)들에 제공할 수 있다.
발광 제어 구동부(400B)는 발광 제어 라인들(EM1 내지 EMn)을 통해 발광 제어 신호를 화소(PX)들에 순차적으로 제공하는 복수의 발광 제어 스테이지들(ESTG1 내지 ESTGn)을 포함할 수 있다. 발광 제어 스테이지들(ESTG1 내지 ESTGn) 각각은 서로 종속적으로 연결된 4개의 서브 스테이지들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 제어 스테이지(ESTG1)는 제1-1 서브 스테이지(ESTG1-1), 제1-2 서브 스테이지(ESTG1-2), 제1-3 서브 스테이지(ESTG1-3), 및 제1-4 서브 스테이지(ESTG1-4)를 포함할 수 있다.
서브 스테이지들 각각은 입력 신호로서 발광 제어 개시 신호(FLM) 또는 이전 서브 스테이지의 출력 전압, 제1 전압(VGL), 제1 전압(VGL)보다 높은 레벨을 갖는 제2 전압(VGH), 제1 발광 제어 클럭 신호(CLK1), 제2 발광 제어 클럭 신호(CLK2)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제1-1 서브 스테이지(ESTG1-1)는 입력 신호로서 발광 제어 개시 신호(FLM)를 수신하고, 나머지 서브 스테이지들은 이전 서브 스테이지의 출력 전압을 수신할 수 있다.
모든 서브 스테이지들은 각각 서로 종속적으로 연결되어 순차적으로 구동될 수 있다. 예를 들어, 제1-1 서브 스테이지(ESTG1-1)의 출력 신호는 제1-2 서브 스테이지(ESTG1-2)로 제공되고, 제1-2 서브 스테이지(ESTG1-2)의 출력 신호는 제1-3 서브 스테이지(ESTG1-3)로 제공되며, 제1-3 서브 스테이지(ESTG1-3)의 출력 신호는 제1-4 서브 스테이지(ESTG1-4)로 제공되고, 제1-4 서브 스테이지(ESTG1-4)의 출력 신호는 제2-1 서브 스테이지(ESTG2-1)로 제공될 수 있다.
하나의 발광 제어 스테이지(ESTGk)에 포함된 서브 스테이지들 중 하나는 연결된 발광 제어 라인(EMk)에 발광 제어 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 각 발광 제어 스테이지(ESTGk)의 두 번째 서브 스테이지인 제1-2 서브 스테이지(ESTG1-2) 및 제2-2 서브 스테이지(ESTG2-2)는 제1 발광 제어 라인(EM1) 및 제2 발광 제어 라인(EM2)에 발광 제어 신호를 각각 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 서브 스테이지들은 발광 제어 구동부(400B)를 제어하기 위한 발광 제어 클럭 신호가 공급되는 발광 제어 클럭 라인을 기준으로 대향하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1-1 서브 스테이지(ESTG1-1)는 발광 제어 클럭 신호들이 공급되는 발광 제어 클럭 라인을 기준으로 제1-2 서브 스테이지(ESTG1-2)와 대향하여 배치될 수 있다. 즉, 서브 스테이지들이 발광 제어 클럭 라인을 공유하고, 발광 제어 클럭 라인을 기준으로 대향하여 배치되는 경우, 적은 면적으로 발광 제어 구동부(400B)를 구현할 수 있다.
제어부(500)는 스캔 구동부(200), 데이터 구동부(300), 및 발광 제어 구동부(400B)를 제어할 수 있다. 제어부(500)는 디밍 레벨을 세밀하게 조정하기 위해 하나의 발광 제어 스테이지에 포함된 서브 스테이지들의 개수에 기초하여 발광 제어 신호들의 주기를 스캔 클럭 신호들의 주기보다 짧게 설정할 수 있다. 일 실시예에서, 각 발광 제어 스테이지는 4개의 서브 스테이지들을 포함하고, 제1 스캔 클럭 신호의 주기는 제1 발광 제어 클럭 신호의 주기보다 4배 길 수 있다.
이와 같이, 발광 제어 구동부(400B)는 각 화소행에 4개의 서브 스테이지들을 배치하고, 발광 제어 클럭 신호의 주기를 1/2 수평 기간으로 설정함으로써, 발광 제어 신호에 대해 행방향 해상도를 높이고, 디밍 레벨을 더 세밀하게 조정할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 제어 구동 장치 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치에 대하여 도면을 참조하여 설명하였지만, 상기 설명은 예시적인 것으로서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 및 변경될 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기에서는 발광 제어 구동부가 2개의 발광 제어 클럭 신호로 제어되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것이 아니다.
본 발명은 유기 발광 표시 장치를 구비한 전자 기기에 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 컴퓨터, 노트북, 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드, 피엠피(PMP), 피디에이(PDA), MP3 플레이어, 디지털 카메라, 비디오 캠코더 등에 적용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
1000A, 1000B: 유기 발광 표시 장치
100: 표시 패널
200: 스캔 구동부
300: 데이터 구동부
400A, 400B: 발광 제어 구동부
500: 제어부

Claims (20)

  1. 복수의 스캔 라인들, 복수의 데이터 라인들, 복수의 발광 제어 라인들, 및 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널;
    상기 스캔 라인들을 통해 스캔 신호를 상기 화소들에 순차적으로 제공하는 스캔 구동부;
    상기 데이터 라인들을 통해 데이터 신호를 상기 화소들에 제공하는 데이터 구동부;
    상기 발광 제어 라인들을 통해 발광 제어 신호를 상기 화소들에 순차적으로 제공하는 복수의 발광 제어 스테이지들을 포함하는 발광 제어 구동부; 및
    상기 스캔 구동부, 상기 데이터 구동부, 및 상기 발광 제어 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 발광 제어 스테이지들 각각은 서로 종속적으로 연결된 복수의 서브 스테이지들을 포함하고, 상기 서브 스테이지들 중 하나는 상기 발광 제어 신호를 상기 발광 제어 라인들 중 하나에 출력하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 스캔 구동부를 제어하기 위한 복수의 스캔 클럭 신호들을 상기 스캔 구동부에 제공하고, 상기 발광 제어 구동부를 제어하기 위한 복수의 발광 제어 클럭 신호들을 상기 발광 제어 구동부에 제공하며,
    상기 스캔 클럭 신호들의 주기는 상기 발광 제어 클럭 신호들의 주기보다 긴 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 발광 제어 스테이지들 각각은
    제1 발광 제어 클럭 신호 및 제2 발광 제어 클럭 신호에 동기하여 입력 신호를 시프트함으로써 생성된 출력 신호를 다음 서브 스테이지에 제공하는 제1 및 제2 서브 스테이지들을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 서브 스테이지들 중 하나는 상기 발광 제어 신호로서 상기 출력 신호를 상기 발광 제어 라인들 중 하나에 출력하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 제2 발광 제어 클럭 신호는 상기 제1 발광 제어 클럭 신호의 반주기만큼 상기 제1 발광 제어 클럭 신호가 시프트된 신호인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 발광 제어 스테이지들 각각은
    상기 제1 서브 스테이지의 출력 신호 또는 상기 제2 서브 스테이지의 출력 신호 중 하나를 상기 발광 제어 신호로서 선택하는 출력 신호 선택부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  6. 제3 항에 있어서, 상기 제1 서브 스테이지는 상기 발광 제어 클럭 신호들이 공급되는 발광 제어 클럭 라인을 기준으로 상기 제2 서브 스테이지와 대향하여 배치되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  7. 제2 항에 있어서, 상기 발광 제어 스테이지들 각각은
    제1 발광 제어 클럭 신호 및 제2 발광 제어 클럭 신호에 동기하여 입력 신호를 시프트함으로써 생성된 출력 신호를 다음 서브 스테이지에 제공하는 제1 내지 제4 서브 스테이지들을 포함하고,
    상기 제1 서브 내지 제4 서브 스테이지들 중 하나는 상기 발광 제어 신호로서 상기 출력 신호를 상기 발광 제어 라인들 중 하나에 출력하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  8. 제2 항에 있어서, 상기 발광 제어 클럭 신호들의 주기는 상기 스캔 클럭 신호들의 주기를 서브 스테이지들의 개수로 나누어 결정되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 발광 제어 구동부를 구동하기 위한 발광 제어 개시 신호를 상기 발광 제어 구동부에 제공하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 제어부는 디밍 레벨을 조정하기 위한 디밍 제어값에 기초하여 상기 발광 제어 개시 신호의 온-구간의 길이를 조정하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 발광 제어 개시 신호의 상기 온-구간의 길이는 상기 발광 제어 구동부를 제어하기 위한 발광 제어 클럭 신호의 주기의 배수로 조정되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 발광 제어 개시 신호의 상기 온-구간의 길이는 일 수평 기간의 길이와 상기 스캔 라인들의 개수를 곱한 범위 내에서 조정되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  13. 제10 항에 있어서, 상기 디밍 제어값은 외부 조도에 기초하여 변경되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  14. 제10 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 디밍 제어값에 기초하여 하이브리드 디밍 신호를 상기 데이터 구동부에 제공하고,
    상기 데이터 구동부는 영상 데이터를 상기 데이터 신호로 변환하기 위해 상기 하이브리드 디밍 신호에 기초하여 복수의 감마 기준 전압 집합들 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  15. 제1 항에 있어서, 상기 발광 제어 신호는 한 프레임 기간 동안 적어도 하나의 온-구간 및 오프-구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  16. 복수의 발광 제어 라인들에 발광 제어 신호를 순차적으로 출력하는 복수의 발광 제어 스테이지들을 포함하고,
    상기 발광 제어 스테이지들 각각은 서로 종속적으로 연결된 복수의 서브 스테이지들을 포함하며, 상기 서브 스테이지들 중 하나는 상기 발광 제어 신호를 상기 발광 제어 라인들 중 하나에 출력하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 구동 장치.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 서브 스테이지들 각각은 제1 발광 제어 클럭 신호 및 제2 발광 제어 클럭 신호에 동기하여 입력 신호를 시프트함으로써 생성된 출력 신호를 다음 서브 스테이지에 제공하고,
    상기 서브 스테이지들 중 하나는 상기 발광 제어 신호로서 상기 출력 신호를 상기 발광 제어 라인들 중 하나에 출력하는 것을 특징으로 하는 발광 제어 구동 장치.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 입력 신호는 발광 제어 개시 신호 또는 이전 서브 스테이지의 출력 신호이고,
    상기 발광 제어 개시 신호의 온-구간의 길이는 디밍 레벨을 조정하기 위해 조정되는 것을 특징으로 하는 발광 제어 구동 장치.
  19. 제18 항에 있어서, 상기 발광 제어 개시 신호의 상기 온-구간의 길이는 상기 제1 발광 제어 클럭 신호의 주기의 배수로 조정되는 것을 특징으로 하는 발광 제어 구동 장치.
  20. 제17 항에 있어서, 상기 제1 발광 제어 클럭 신호의 주기 및 상기 제2 발광 제어 클럭 신호의 주기는 일 수평 기간과 동일한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 발광 제어 구동 장치.
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