KR101341788B1 - 발광 표시장치 및 그의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구동 트랜지스터의 히스테리시스를 감소시켜 화질을 향상시킬 수 있도록 한 발광 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 발광 표시장치는 데이터 전압이 공급되는 데이터 라인; 주사 신호가 공급되는 적어도 하나의 주사 라인; 발광 제어신호가 공급되는 발광 제어신호 라인; 구동전원이 공급되는 구동전원 라인; 및 제 1 전압 레벨 또는 상기 제 1 전압 레벨과 다른 제 2 전압 레벨의 보상전원이 공급되는 보상전원 라인에 의해 정의되는 영역에 형성된 화소셀을 포함하며, 상기 화소셀은, 전류에 의해 발광하는 발광소자; 및 상기 데이터 전압, 상기 주사 신호, 상기 발광 제어신호, 상기 구동전원 및 상기 보상전원을 이용하여 상기 데이터 전압에 대응되는 전류를 상기 발광소자에 제공하는 화소회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
발광소자, 문턱전압, 히스테리시스, 보상전원, 블랙

Description

발광 표시장치 및 그의 구동방법{LIGHT LMITTING DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 발광 표시장치에 관한 것으로, 특히 구동 트랜지스터의 히스테리시스(Hysteresis)를 감소시켜 화질을 향상시킬 수 있도록 한 발광 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
근래에 음극선관과 비교하여 무게와 부피가 작은 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있으며 특히 발광효율, 휘도 및 시야각이 뛰어나며 응답속도가 빠른 발광소자를 이용한 발광 표시장치가 주목받고 있다.
발광소자는 빛을 발산하는 박막인 발광층이 캐소드 전극과 애노드 전극 사이에 위치하는 구조를 가지며, 발광층에 전자 및 정공을 주입하여 이들을 재결합시킴으로써 여기자가 생성되며 여기자가 낮은 에너지로 떨어지면서 발광하는 특성을 가지고 있다. 이러한 발광소자는 발광층의 재료에 따라 무기 발광소자와 유기 발광소자로 구분된다.
도 1은 일반적인 발광 표시장치의 화소셀을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 발광 표시장치의 화소셀(10)은 데이터 라인(DLm) 과 주사 라인(SLn) 및 구동전원 라인(PL)에 의해 정의되는 영역에 형성된 화소회로(12) 및 발광소자(14)를 포함하여 구성된다.
데이터 라인(DLm)에는 데이터 전압이 공급되고, 주사 라인(SLn)에는 주사 신호가 공급된다. 그리고, 구동전원 라인(PL)에는 일정한 레벨의 구동전원이 공급된다.
화소회로(12)는 스위칭 소자(ST), 구동 트랜지스터(DT) 및 커패시터(Cst)를 포함하여 구성된다. 여기서, 스위칭 소자 및 구동 트랜지스터(ST, DT)는 PMOS 트랜지스터이다.
스위칭 소자(ST)는 주사 라인(SLn)에 공급되는 주사 신호에 응답하여 데이터 라인(DLm)으로부터의 데이터 전압을 제 1 노드(N1)에 공급한다.
구동 트랜지스터(DT)는 구동전원 라인(PL)에 공급되는 구동전원을 이용하여 제 1 노드(N1)에 공급되는 데이터 전압에 대응되는 전류를 발광소자(14)에 공급한다.
커패시터(Cst)는 제 1 노드(N1)에 공급되는 데이터 전압에 대응되는 전압을 저장한 후, 스위칭 소자(ST)가 오프되면 구동 트랜지스터(DT)의 온 상태를 한 프레임 동안 유지시키게 된다.
발광소자(14)는 구동 트랜지스터(DT))를 경유하여 구동전원 라인(PL)으로부터 공급되는 데이터 전압에 대응되는 전류에 의해 발광한다. 이때, 발광소자(14)에 흐르는 전류(I)는 아래의 수학식 1과 같다.
I=β/2(Vgs - Vth)2 = β/2(Vdata - Vdd - Vth)2
수학식 1에 있어서, I는 발광소자(14)에 흐르는 전류, Vgs는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트-소스 전극간의 전압, Vth는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압, Vdata는 데이터 전압, β는 상수 값을 나타낸다.
이와 같은, 일반적인 발광 표시장치는 화소회로(10)에 의해 수학식 1과 같은 전류를 발광소자(14)에 공급하여 발광소자(14)를 발광시킴으로써 화상을 표시한다.
그러나, 일반적인 발광 표시장치에 있어서, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에는 스위칭 소자(ST)를 통해 항상 부극성의 데이터 전압이 인가됨에 따라 구동 트랜지스터(ST)의 게이트-소스 전극의 전압은 항상 부극성 전압을 가지게 된다. 이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 구동 트랜지스터(DT)의 히스테리시스(Hysteresis)가 증가되어 데이터 전압에 대응되는 전류를 발광소자(14)에 제대로 공급하지 못하는 문제점이 있다.
구체적으로, 히스테리시스를 가지는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전압을 낮은 전압으로부터 높은 전압으로 변화시키면서 소스-드레인 전류(Ids)를 측정하면 제 1 곡선(C1)을 얻을 수 있다. 또한, 히스테리시스를 가지는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전압을 높은 전압으로부터 낮은 전압으로 변화시키면서 소스-드레인 전류(Ids)를 측정하면 제 2 곡선(C1)을 얻을 수 있다. 이에 따라, 일반적인 발광 표시장치는 구동 트랜지스터(DT)의 히스테리시스에 의해 문턱전압(Vth)이 변동(ΔVth)되는 문제점이 있다.
도 3a는 일반적인 발광 표시장치에 체스(Chess) 패턴의 화상을 표시한 경우의 도면이고, 도 3b는 일반적인 발광 표시장치에 체스 패턴 화상을 표시한 직후 동일한 계조 패턴의 화상을 표시한 경우의 도면이다.
도 3a 및 도 3b를 도 2와 결부하여 구동 트랜지스터의 히스테리시스에 의한 화질 저하를 설명하면 다음과 같다.
도 3a에 도시된 체스 패턴의 화상을 발광 표시장치에 표시할 경우, 발광 표시장치의 표시부에는 화이트 영역(A)과 블랙 영역(B)이 표시된다. 이때, 화이트 영역(A)에 형성된 각 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에는 화이트 데이터 전압이 인가되고, 블랙 영역(B)에 형성된 각 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에는 블랙 데이터 전압이 인가된다.
발광 표시장치의 표시부에 체스 패턴의 화상을 표시한 직후 동일한 계조 패턴의 화상을 표시할 경우, 이상적으로는 표시부의 전 화면에 동일한 휘도의 계조 화상이 표시되어야 한다.
그러나, 발광 표시장치의 구동 트랜지스터(DT)가 히스테리시스를 가지는 경우, 화이트 영역(A)에 형성된 각 구동 트랜지스터(DT)와 블랙 영역(B)에 형성된 각 구동 트랜지스터(DT) 각각이 상이한 문턱전압(Vth)을 가지므로 화이트 영역(A)의 발광소자(14)와 블랙 영역(D)의 발광소자(14) 각각이 상이한 휘도를 표시하게 된다. 즉, 도 3b에 도시한 바와 같이, 체스 패턴의 화상을 표시한 직후 동일한 계조 패턴의 화상을 표시할 경우, 화이트 영역(A)에 표시된 계조 패턴의 휘도(C)가 블랙 영역(B)에 표시된 계조 패턴의 휘도(D)보다 상대적으로 어둡게 표시된다.
결과적으로, 일반적인 발광 표시장치는 구동 트랜지스터의 히스테리시스의 증가에 따라 동일한 계조의 화상이 상이한 휘도값으로 표시되는 잔상으로 인하여 화질이 저하되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 구동 트랜지스터의 히스테리시스를 감소시켜 화질을 향상시킬 수 있도록 한 발광 표시장치 및 그의 구동방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 발광 표시장치는 데이터 전압이 공급되는 데이터 라인; 주사 신호가 공급되는 적어도 하나의 주사 라인; 발광 제어신호가 공급되는 발광 제어신호 라인; 구동전원이 공급되는 구동전원 라인; 및 제 1 전압 레벨 또는 상기 제 1 전압 레벨과 다른 제 2 전압 레벨의 보상전원이 공급되는 보상전원 라인에 의해 정의되는 영역에 형성된 화소셀을 포함하며, 상기 화소셀은, 전류에 의해 발광하는 발광소자; 및 상기 데이터 전압, 상기 주사 신호, 상기 발광 제어신호, 상기 구동전원 및 상기 보상전원을 이용하여 상기 데이터 전압에 대응되는 전류를 상기 발광소자에 제공하는 화소회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광 표시장치는 데이터 전압이 공급되는 데이터 라인; 주사 신호가 공급되는 적어도 하나의 주사 라인; 발광 제어신호가 공급되는 발광 제어신호 라인; 구동전원이 공급되는 구동전원 라인; 및 제 1 전압 레벨 또는 상기 제 1 전압 레벨과 다른 제 2 전압 레벨의 보상전원이 공급되는 보상전원 라인에 의해 정의되는 영역에 형성된 화소셀을 포함하며, 상기 화소셀은, 전류에 의해 발광하는 발광소자; 및 상기 데이터 전압, 상기 주사 신호, 상기 발광 제어신호, 상기 구동전원 및 상기 제 1 전압 레벨의 보상전원에 따라 상기 데이터 전압에 대응되는 전류를 상기 발광소자에 제공하며, 상기 제 2 전압 레벨의 보상전원에 따라 상기 발광소자를 오프시키는 화소회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광 표시장치의 구동방법은 데이터 전압이 공급되는 데이터 라인; 주사 신호가 공급되는 적어도 하나의 주사 라인; 발광 제어신호가 공급되는 발광 제어신호 라인; 구동전원이 공급되는 구동전원 라인; 및 보상전원이 공급되는 보상전원 라인에 의해 정의되는 영역에 형성된 화소셀을 포함하는 발광 표시장치의 구동방법에 있어서, 제 1 전압 레벨의 보상전원을 상기 보상전원 라인에 공급하는 단계; 상기 데이터 전압, 상기 주사 신호, 상기 발광 제어신호, 상기 구동전원 및 상기 제 1 전압 레벨의 보상전원에 따라 상기 데이터 전압에 대응되는 전류를 출력하는 단계; 상기 전류에 의해 발광소자를 발광시키는 단계; 및 상기 제 1 전압 레벨과 다른 제 2 전압 레벨의 보상전원을 상기 보상전원 라인에 공급하여 상기 발광소자를 오프시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 전압 레벨은 프레임의 제 1 구간에 공급되고, 상기 제 2 전압 레벨은 상기 프레임의 제 1 구간을 제외한 나머지인 제 2 구간에 공급되는 것을 특징 으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광 표시장치 및 그의 구동방법은 제 1 전압 레벨의 보상전원을 이용하여 프레임의 제 1 구간 동안 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하여 문턱전압에 의한 화질 저하를 방지하고, 제 2 전압 레벨의 보상전원을 이용하여 프레임의 제 2 구간 동안 블랙 화상을 삽입하여 구동 트랜지스터의 히스테리시스를 감소시켜 화질 저하를 방지할 수 있다.
나아가, 본 발명은 제 2 전압 레벨의 보상전원을 이용한 블랙 화상의 삽입으로 인하여 스위칭 소자 및/또는 메모리 등과 같은 추가적인 회로 및/또는 프레임 주파수의 증가 없이도 구동 트랜지스터의 히스테리시스로 인한 화질 저하를 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광 표시장치는 데이터 전압이 공급되는 m(단, m은 자연수)개의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)과, 주사 신호가 공급되는 n(단, n은 m과 다른 자연수)개의 주사 라인(SL1 내지 SLn)과, 발광 제어신호가 공급되는 n개의 발광 제어신호 라인(EL1 내지 ELn)과, 구동전원(Vdd)이 공급되는 구동전원 라인(미도시)과, 제 1 전압 레벨 또는 제 1 전압 레벨과 다른 제 2 전압 레벨의 보상전원(Vc)이 공급되는 보상전원 라인(미도시)에 의해 정의되는 영역마다 화소셀들(110)이 형성된 표시부(100); 각 주사 라인(SL1 내지 SLn)과 각 발광 제어신호 라인(EL1 내지 ELn)을 구동하기 위한 주사 구동부(200); 및 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동부(300)를 포함하여 구성된다.
주사 구동부(200)는 도시하지 않은 스타트 펄스와 클럭신호를 이용하여 주사신호를 생성하고, 생성된 주사 신호를 각 주사 라인(SL1 내지 SLn)에 순차적으로 공급한다. 또한, 주사 구동부(200)는 스타트 펄스와 클럭신호를 이용하거나 주사 신호를 이용하여 발광 제어신호를 생성하고, 생성된 발광 제어신호를 각 발광 제어신호 라인(EL1 내지 ELn)에 순차적으로 공급한다. 이때, 주사 신호와 발광 제어신호는 서로 반대되는 형태를 갖는다.
데이터 구동부(300)는 도시하지 않은 데이터 제어신호들에 따라 데이터 전압을 생성하여 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 이때, 데이터 구동부(300)는 1 수평기간마다 1 수평라인 분씩의 데이터 전압을 각 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 공급한다.
구동전원 라인에는 일정한 전압 레벨의 구동전원(Vdd)이 공급된다.
보상전원 라인에는 각 프레임 중 제 1 구간 동안 제 1 전압 레벨의 보상전원(Vc)이 공급되고, 각 프레임 중 제 1 구간을 제외한 나머지 제 2 구간 동안 제 1 전압 레벨과 다른 제 2 전압 레벨의 보상전원(Vc)이 공급된다. 여기서, 제 1 전압 레벨의 보상전원(Vc)이 공급되는 제 1 구간은, 예를 들어, 첫번째 주사 라인(SL1) 에 주사 신호가 공급된 직후부터 마지막 주사 라인(SLn)에 주사 신호가 공급될 때까지의 구간이며, 제 2 전압 레벨의 보상전원(Vc)이 공급되는 제 2 구간은 마지막 주사 라인(SLn)에 주사 신호가 공급된 직후부터 첫번째 주사 라인(SL1)에 주사 신호가 공급되기 전까지의 구간일 수 있다. 한편, 제 2 전압 레벨의 보상전원(Vc)은 2 이상의 프레임 단위로 공급될 수 있다.
보상전원(Vc)의 제 1 전압 레벨은 구동전원(Vdd)의 전압 레벨과 동일할 수 있다. 그리고, 보상전원(Vc)의 제 2 전압 레벨은 블랙 데이터 전압에 대응되는 전압 레벨을 가지거나, 구동 트랜지스터가 PMOS 트랜지스터인 경우 구동전원(Vdd)의 전압 레벨보다 높은 레벨을 가지며, 구동 트랜지스터가 NMOS 트랜지스터인 경우 구동전원(Vdd)의 전압 레벨보다 낮은 레벨을 갖는다.
제 1 전압 레벨의 보상전원(Vc)은 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압을 보상하기 위한 것이며, 제 2 전압 레벨의 보상전원(Vc)은 구동 트랜지스터(DT)의 히스테리시스를 감소시켜 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압 변동을 방지하기 위한 것이다.
도 5는 도 4에 도시된 복수의 화소셀 중 i(단, i는 제 1 내지 m 중 어느 하나인 자연수)번째 데이터 라인(DLi)과 j(단, j는 제 1 내지 n 중 어느 하나인 자연수)번째 주사 라인 및 발광 제어신호 라인에 접속된 화소셀을 나타내는 도면이다.
도 5를 도 4와 결부하면, 화소셀(110)은 주사 신호, 발광 제어신호, 구동전원(Vdd) 및 보상전원(Vc)을 이용하여 데이터 전압에 대응되는 전류를 출력하는 화소회로(112)와, 전류에 의해 발광하는 발광소자(114)를 포함하여 구성된다.
화소회로(112)는 구동 트랜지스터(DT), 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(ST1 내 지 ST4) 및 커패시터(Cst)를 포함하여 구성된다. 이때, 구동 트랜지스터(DT), 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(ST1 내지 ST4)는 PMOS 트랜지스터이다.
구동 트랜지스터(DT)는 구동전원 라인(PL)으로부터 공급되는 구동전원(Vdd)을 이용하여 게이트 전극에 공급되는 데이터 전압에 대응되는 전류를 출력한다.
제 1 스위칭 소자(ST1)는 주사 라인(SLj)에 공급되는 주사 신호에 따라 데이터 라인(DLi)에 공급되는 데이터 전압을 제 1 노드(N1)에 공급한다.
제 2 스위칭 소자(ST1)는 주사 라인(SLj)에 공급되는 주사 신호에 따라 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 드레인 전극을 서로 접속시킴으로써 구동 트랜지스터(DT)를 다이오드 형태로 접속시킨다.
제 3 스위칭 소자(ST3)는 발광 제어신호 라인(ELj)에 공급되는 발광 제어신호에 따라 구동 트랜지스터(DT)의 드레인 전극을 발광소자(114)의 애노드 전극에 접속시킨다. 즉, 제 3 스위칭 소자(ST3)는 발광 제어신호에 따라 구동 트랜지스터(DT)로부터 출력되는 전류를 발광소자(114)에 공급한다.
제 4 스위칭 소자(ST4)는 발광 제어신호 라인(ELj)에 공급되는 발광 제어신호에 따라 보상전원 라인(CPL)으로부터 공급되는 제 1 전압 레벨 또는 제 1 전압 레벨과 다른 제 2 전압 레벨의 보상전원(Vc)을 제 1 노드(N1)에 공급한다.
커패시터(Cst)는 제 1 노드(N1)에 접속된 제 1 단자와, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극인 제 2 노드(N2)에 접속된 제 2 단자를 포함하여 구성된다. 이러한, 커패시터(Cst)는 제 1 및 제 2 노드(N1, N2)간의 차전압을 저장하고, 제 1 스위칭 소자(ST1)가 턴-오프되면 저장된 전압을 이용하여 구동 트랜지스터(DT)의 온 상태를 1 프레임 동안 유지시킨다.
발광소자(114)는 제 3 스위칭 소자(ST3)에 접속된 애노드 전극과, 공통 전원전압 라인(Vss)에 접속된 캐소드 전극과, 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 형성된 발광층(미도시)을 포함하여 구성된다. 발광층은 유기물의 발광층이거나 무기물의 발광층이 될 수 있다. 이러한, 발광소자(114)는 제 3 스위칭 소자(ST3)를 통해 구동 트랜지스터(DT)로부터의 전류에 의해 발광한다.
도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시된 화소셀(110)의 동작을 단계적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth_S)을 보상하기 위하여, 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth_S)을 샘플링한다. 여기서, Vth_S는 샘플링되는 구동 트랜지스터의 문턱전압을 의미한다.
이를 위해, 주사 라인(SLj)에 로우 상태의 주사 신호가 공급됨과 동시에, 발광 제어신호 라인(ELj)에 하이 상태의 발광 제어신호가 공급된다. 주사 신호에 동기되도록 데이터 라인(DLi)에 데이터 전압이 공급된다. 또한, 보상전원 라인(CPL)에는 제 1 전압 레벨의 보상전원(Vc)이 공급된다.
이에 따라, 도 6a에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 스위칭 소자(ST1, ST2) 각각이 턴-온됨과 아울러 제 3 및 제 4 스위칭 소자(ST3, ST4) 각각이 턴-오프된다. 따라서, 제 1 노드(N1)에는 데이터 전압이 공급되고, 제 2 노드(N2)에는 제 2 스위칭 소자(ST2)의 턴-온에 의해 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth_S)이 공급됨으로써 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth_S)이 제 2 노드(N2)에 샘플링된다. 이때, 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극에는 구동전원(Vdd)이 공급되므로 제 2 노드(N2)에 공급되는 전압(VN2)은 아래의 수학식 2와 같다.
VN2 = Vdd - |Vth_S|
이어, 주사 라인(SLj)에 하이 상태의 주사 신호가 공급됨과 동시에 발광 제어신호 라인(ELj)에 로우 상태의 발광 제어신호가 공급된다.
이에 따라, 도 6b에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 스위칭 소자(ST1, ST2) 각각이 턴-오프됨과 아울러 제 3 및 제 4 스위칭 소자(ST3, ST4) 각각이 턴-온된다. 따라서, 제 1 노드(N1)에는 제 4 스위칭 소자(ST4)를 통해 제 1 전압 레벨의 보상전원(Vc)이 공급됨으로써 제 1 노드(N1) 상의 전압 변화(ΔVN1)는 아래의 수학식 3과 같다.
ΔVN1 = Vc - Vdata
또한, 화소회로(112)에 전류패스가 형성되어 있지 않기 때문에 커패시터(Cst)의 양단의 전압은 일정하게 유지된다. 따라서, 제 2 노드(N2) 상의 전압은 제 1 노드(N1) 상의 전압 변화량(ΔVN1)만큼 변화되어 아래의 수학식 4와 같다.
VN2 = Vdd - |Vth_S| + ΔVN1
= Vdd - |Vth_S| + Vc - Vdata
이어, 구동 트랜지스터(DT)는 게이트-소스 전극간의 전압(Vgs)에 의해 턴-온된다. 이에 따라, 구동 트랜지스터(DT)로부터 제 3 스위칭 소자(ST3)를 통해 발광소자(114)에 공급되는 전류(I)는 아래의 수학식 5와 같다.
I = β/2(Vgs - Vth_R)2
= β/2(Vdd - |Vth_S| + Vc - Vdata - Vdd - Vth_R)2
=β/2(Vc - Vdata - |Vth_S| - Vth_R)2
수학식 5에서, Vth_R은 구동 트랜지스터(DT)의 실제 문턱전압을 의미하고, β는 상수 값을 나타낸다.
수학식 5에 있어서, 샘플링된 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth_S)과 실제 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth_R)이 동일하다면, 구동 트랜지스터(DT)에서 출력되는 전류(I)는 구동전원 라인(PL)의 전압강하(IR-Drop) 및 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth)에 영향을 받지 않고, 보상전원(Vc)과 데이터 전압에 의해 결정된다. 따라서, 구동 트랜지스터(DT)의 히스테리시스에 의한 화질 저하가 최소화된다.
반면에, 샘플링된 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth_S)과 실제 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth_R)이 다르다면, 구동 트랜지스터(DT)에서 출력되는 전류(I)는 샘플링된 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth_S)과 실제 구동 트랜지스 터(DT)의 문턱전압(Vth_R)에 영향을 받게 된다. 이 경우, 구동 트랜지스터(DT)의 히스테리시스가 증가되므로 잔상에 의해 화질이 저하되는 문제점이 있다.
그러나, 본 발명에서는 각 프레임의 제 2 구간 동안 보상전원 라인(CPL)에 제 2 전압 레벨의 보상전원(Vc)을 공급함으로써 상술한 구동 트랜지스터(DT)의 히스테리시스가 증가되는 것을 방지하여 잔상에 의한 화질 저하를 방지한다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광 표시장치를 구동하기 위한 구동 파형도이다. 도 7을 도 5와 결부하여 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광 표시장치의 구동을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 6a 및 도 6b에서 설명한 바와 같이, 각 프레임의 제 1 구간(P1) 동안 제 1 전압 레벨의 보상전원(Vc1)을 보상전원 라인(CPL)에 공급한다. 이어, 로우 상태의 주사 신호를 각 주사 라인(SL1 내지 SLn)에 순차적으로 공급함과 동시에, 하이 상태의 발광 제어신호를 각 발광 제어신호 라인(EL1 내지 ELn)에 순차적으로 공급한다. 그리고, 각 주사 신호에 동기되도록 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 데이터 전압을 공급한다. 이에 따라, 각 화소회로(112)는 주사 신호, 발광 제어신호, 데이터 전압, 보상전원(Vc1) 및 구동전원(Vdd)에 의해 구동되어 상술한 수학식 5에 대응되는 전류(I)를 각 발광소자(114)에 공급하여 각 발광소자(114)를 발광시킨다.
이어, 각 프레임의 제 2 구간(P2) 동안 제 2 전압 레벨의 보상전원(Vc2)을 보상전원 라인(CPL)에 공급한다. 이에 따라, 제 2 전압 레벨의 보상전원(Vc2)은 제 4 스위치 소자(ST4)를 통해 제 1 노드(N1)에 공급됨으로써 제 2 노드(N2) 상의 전압은 제 2 전압 레벨의 보상전원(Vc2)에 의한 제 1 노드(N1) 상의 전압 변화량만큼 변화된다. 따라서, 구동 트랜지스터(DT)가 제 2 노드(N2) 상의 전압 변화에 의해 턴-오프됨으로써 표시부(100)에는 각 프레임의 제 2 구간(P2) 동안 블랙 화상이 표시된다. 이 경우, 각 프레임의 제 2 구간(P2) 동안 제 2 전압 레벨의 보상전원(Vc2)에 의해 구동 트랜지스터(DT)의 전계(Electric Field)의 방향을 바꾸어 구동 트랜지스터(DT)의 트랩 차지(Trap Charge)의 양을 감소시켜 구동 트랜지스터(DT)의 히스테리시스가 증가되는 것을 방지한다.
이후, 보상전원 라인(CPL)에는 첫번째 주사 라인(SL1)에 공급되는 주사 신호에 동기되도록 제 1 전압 레벨의 보상전원(Vc1)이 공급됨으로써 각 화소셀(110)은 상술한 프레임의 제 1 구간(P1)과 동일한 방식으로 구동된다.
이와 같은, 본 발명은 제 2 전압 레벨의 보상전원(Vc)에 따라 제 2 노드(N2)의 전압을 상승시켜 각 프레임의 제 2 구간(P2) 동안 블랙 화상을 삽입함으로써 구동 트랜지스터(DT)의 히스테리시스가 증가되는 것을 방지한다.
나아가, 본 발명은 블랙 화상의 삽입으로 인하여 스위칭 소자 및/또는 메모리 등과 같은 추가적인 회로 및/또는 프레임 주파수의 증가 없이도 구동 트랜지스터(DT)의 히스테리시스로 인한 화질 저하를 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광 표시장치의 화소셀에 있어서, 각 화소셀(110)의 제 1 및 제 2 스위칭 소자(ST1, ST2)는 별도로 형성된 제 1 및 제 2 주사 라인(SLj1, SLj2) 각각으로부터 공급되는 제 1 및 제 2 주사 신호에 의해 구동될 수 있다. 이때, 제 1 및 제 2 주사 신호는 동일한 형태를 갖는다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 발광 표시장치의 화소셀을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 발광 표시장치의 화소셀에 있어서, 화소회로(112)를 구성하는 제 1 내지 제 4 스위칭 소자(ST1 내지 ST4)와 구동 트랜지스터(DT)가 NMOS 트랜지스터인 것을 제외하고는 상술한 본 발명의 제 1 실시 예와 동일하다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 화소회로(112)를 구동하기 위한 주사 신호 및 발광 제어신호는 NMOS 트랜지스터를 구동시키기 위한 전압 레벨을 갖는다. 그리고, 보상전원(Vc)은 각 프레임의 제 1 구간(P1) 동안 제 1 전압 레벨(Vc1)을 가지며, 각 프레임의 제 2 구간(P2) 동안 제 1 전압 레벨(Vc1)보다 낮은 제 2 전압 레벨(Vc2)을 갖는다.
이와 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 발광 표시장치의 화소셀은 NMOS 트랜지스터를 구동하기 위한 신호(주사 신호, 발광 제어신호, 보상전원, 구동전원)에 따라 상술한 본 발명의 제 1 실시 예와 동일한 방식으로 구동됨으로써 본 발명의 제 1 실시 예와 동일한 효과를 제공한다.
한편, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 발광 표시장치의 화소셀에 있어서, 각 화소셀(110)의 제 1 및 제 2 스위칭 소자(ST1, ST2)는 별도로 형성된 제 1 및 제 2 주사 라인(SLj1, SLj2) 각각으로부터 공급되는 제 1 및 제 2 주사 신호에 의해 구동될 수 있다. 이때, 제 1 및 제 2 주사 신호는 동일한 형태를 갖는다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 일반적인 발광 표시장치의 화소셀을 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 구동 트랜지스터의 히스테리시스(Hysteresis)를 나타내는 도면.
도 3a는 일반적인 발광 표시장치에 체스(Chess) 패턴의 화상을 표시한 경우의 도면.
도 3b는 일반적인 발광 표시장치에 체스 패턴 화상을 표시한 직후 동일한 계조 패턴의 화상을 표시한 경우의 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 표시장치를 나타내는 도면.
도 5는 도 4에 도시된 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 화소셀의 화소구조를 나타내는 도면.
도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시된 화소셀의 동작을 단계적으로 나타내는 도면.
도 7은 도 5에 도시된 화소셀의 동작을 위한 구동 파형도.
도 8은 도 4에 도시된 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 화소셀의 다른 화소구조를 나타내는 도면.
도 9는 도 4에 도시된 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 화소셀의 화소구조를 나타내는 도면.
도 10은 도 9에 도시된 화소셀의 동작을 위한 구동 파형도.
도 11은 도 4에 도시된 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 화소셀의 다른 화소 구조를 나타내는 도면.

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 데이터 전압이 공급되는 데이터 라인; 주사 신호가 공급되는 적어도 하나의 주사 라인; 발광 제어신호가 공급되는 발광 제어신호 라인; 구동전원이 공급되는 구동전원 라인; 및 제 1 전압 레벨 또는 상기 제 1 전압 레벨과 다른 제 2 전압 레벨의 보상전원이 공급되는 보상전원 라인에 의해 정의되는 영역에 형성된 화소셀을 포함하며,
    상기 화소셀은,
    전류에 의해 발광하는 발광소자; 및
    상기 데이터 전압, 상기 주사 신호, 상기 발광 제어신호, 상기 구동전원 및 상기 제 1 전압 레벨의 보상전원에 따라 상기 데이터 전압에 대응되는 전류를 상기 발광소자에 제공하며, 상기 제 2 전압 레벨의 보상전원에 따라 상기 발광소자를 오프시키는 화소회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전압 레벨은 프레임의 제 1 구간에 공급되고, 상기 제 2 전압 레벨은 상기 프레임의 제 1 구간을 제외한 나머지인 제 2 구간에 공급되는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 전압 레벨의 보상전원은 블랙 데이터 전압에 대응되는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 전압 레벨은 상기 구동전원과 동일한 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 화소회로는,
    상기 구동전원을 이용하여 게이트 전극의 전압에 대응되는 전류를 상기 발광소자에 제공하는 구동 트랜지스터;
    상기 주사 신호에 의해 구동되어 상기 데이터 전압을 제 1 노드에 공급하는 제 1 스위칭 소자;
    상기 주사 신호에 따라 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극을 소스 전극 또는 드레인 전극에 접속시키는 제 2 스위칭 소자;
    상기 발광 제어신호에 따라 상기 구동 트랜지스터와 상기 발광소자를 접속시키는 제 3 스위칭 소자;
    상기 발광 제어신호에 따라 상기 보상전원을 상기 제 1 노드에 공급하는 제 4 스위칭 소자; 및
    상기 제 1 노드와 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 접속된 제 2 노드 간에 접속된 커패시터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터는,
    상기 제 1 구간 동안 상기 제 2 노드 상의 전압에 의해 턴-온되어 상기 데이터 전압과 상기 제 1 전압 레벨의 보상전원의 전압차에 대응되는 전류를 상기 발광소자에 제공하고,
    상기 제 2 구간 동안 상기 제 1 노드에 공급되는 상기 제 2 전압 레벨의 보상전원에 따른 상기 제 2 노드의 전압변화에 의해 턴-오프되는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  8. 데이터 전압이 공급되는 데이터 라인; 주사 신호가 공급되는 적어도 하나의 주사 라인; 발광 제어신호가 공급되는 발광 제어신호 라인; 구동전원이 공급되는 구동전원 라인; 및 보상전원이 공급되는 보상전원 라인에 의해 정의되는 영역에 형성된 화소셀을 포함하는 발광 표시장치의 구동방법에 있어서,
    제 1 전압 레벨의 보상전원을 상기 보상전원 라인에 공급하는 단계;
    상기 데이터 전압, 상기 주사 신호, 상기 발광 제어신호, 상기 구동전원 및 상기 제 1 전압 레벨의 보상전원에 따라 상기 데이터 전압에 대응되는 전류를 출력하는 단계;
    상기 전류에 의해 발광소자를 발광시키는 단계; 및
    상기 제 1 전압 레벨과 다른 제 2 전압 레벨의 보상전원을 상기 보상전원 라인에 공급하여 상기 발광소자를 오프시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치의 구동방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 전압 레벨은 프레임의 제 1 구간에 공급되고, 상기 제 2 전압 레벨은 상기 프레임의 제 1 구간을 제외한 나머지인 제 2 구간에 공급되는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치의 구동방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 전압 레벨의 보상전원은 블랙 데이터 전압에 대응되는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치의 구동방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 전압 레벨은 상기 구동전원과 동일한 것을 특징으로 하는 발광 표시장치의 구동방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 데이터 전압에 대응되는 전류를 출력하는 단계는,
    상기 주사 신호에 의해 턴-온되는 제 1 스위칭 소자를 통해 상기 데이터 전압을 제 1 노드에 공급함과 동시에, 상기 주사 신호에 의해 턴-온되는 제 2 스위칭 소자를 통해 상기 전류를 출력하는 구동 트랜지스터의 게이트 전극을 소스 전극 또는 드레인 전극에 접속시켜 상기 구동 트랜지스터의 문턱전압을 제 2 노드에 샘플링하는 제 1 단계;
    상기 발광 제어신호에 의해 턴-온되는 제 3 스위칭 소자를 통해 상기 구동 트랜지스터와 상기 발광소자를 접속시킴과 동시에, 상기 발광 제어신호에 의해 턴-온되는 제 4 스위칭 소자를 통해 상기 제 1 전압 레벨의 보상전원을 상기 제 1 노드에 공급하는 제 2 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 노드 간에 접속된 커패시터에 의해 상기 제 1 노드의 전 압 변화량만큼 변동되는 상기 제 2 노드의 전압에 따라 상기 구동 트랜지스터를 턴-온시켜 상기 전류를 출력하는 제 3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치의 구동방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 발광소자를 오프시키는 단계는,
    상기 제 2 단계의 상기 제 1 전압 레벨의 보상전원 대신에 상기 제 2 전압 레벨의 보상전원을 공급하는 단계;
    상기 커패시터에 의해 상기 제 2 전압 레벨의 보상전원에 의한 상기 제 1 노드의 전압 변화량만큼 변동되는 상기 제 2 노드의 전압에 따라 상기 구동 트랜지스터를 턴-오프시켜 상기 발광소자를 오프시키는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치의 구동방법.
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