KR101978781B1

KR101978781B1 - 표시장치

Info

Publication number: KR101978781B1
Application number: KR1020120109038A
Authority: KR
Inventors: 이문준; 유상호
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2019-05-15
Also published as: KR20140042354A

Abstract

본 발명은 표시장치와 그 데이터 처리 방법에 관한 것으로, 이 표시장치는 입력 영상을 표시하는 표시패널; 상기 표시패널에 상기 입력 영상의 화소 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 상기 표시패널의 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동회로; 게이트 신호들을 상기 표시 패널의 게이트 라인들에 공급하는 게이트 구동회로; 상기 입력 영상의 화소 데이터가 저장되는 메모리; 및 상기 입력 영상의 화소 데이터와 함께 입력 타이밍 신호들을 수신하고, 상기 입력 타이밍 신호들을 기준으로 상기 화소 데이터를 상기 메모리에 저장하고, 상기 입력 타이밍 신호들로부터 분리된 내부 타이밍 신호 발생부를 이용하여 내부 타이밍 신호를 발생하여 상기 내부 타이밍 신호를 기준으로 상기 메모리에 저장된 상기 화소 데이터를 읽어 들여 상기 데이터 구동회로에 전송하는 타이밍 콘트롤러를 포함한다. 상기 타이밍 콘트롤러는 상기 내부 타이밍 신호를 기준으로 상기 데이터 구동회로와 상기 게이트 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다. 상기 내부 타이밍 신호는 상기 입력 타이밍 신호와 무관하게 고정된 타이밍으로 상기 타이밍 콘트롤러 내에서 생성된다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시장치에 관한 것이다.

표시장치에는 입력 영상 데이터와, 그 데이터와 동기되는 타이밍 신호가 입력된다. 타이밍 신호는 도 1과 같이 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 메인 클럭(CLK) 등을 포함한다. 수직 동기신호(Vsync)는 1 프레임 기간의 주기를 가지며, 수직 동기신호(Hsync)와 데이터 인에이블 신호(DE)는 1 수평기간의 주기를 갖는다. 입력 영상의 화소 데이터들은 데이터 인에이블 신호(DE)의 펄스에 동기되어 입력된다. 도 1에서 "FP"는 마지막 라인 데이터(화면의 마지막 라인)와 동기되는 마지막 데이터 인에이블 신호(DE)의 폴링 에지부터 수직 동기신호(Vsync)가 시작되는 폴링 에지까지의 버티컬 프론트 포치(Vertical Front Porch, FP)이다. "VSW"는 수직 동기신호(Vsync)가 시작되는 폴링 에지부터 그 직후의 라이징 에지 사이의 버티컬 싱크 위쓰(Vertical Sync Width, VSW) "BP"는 수직 동기신호(Vsync)의 라이징 에지부터 제1 데이터 인에이블 신호(DE, 화면의 첫 번째 라인)의 시작까지의 버티컬 백 포치(Vertical Back, BP)이다. "Vblank"는 버티컬 프론트 포치(FP), 버티컬 싱크 위쓰(VSW), 버티컬 백 포치(BP)를 합한 시간으로서, 입력 영상의 화소 데이터가 없는 버티컬 블랭크(Vertical blank) 시간이다. "Hblank"는 데이터 인에이블 신호(DE)의 폴링 에지부터 그 직후의 라이징 에지까지 화소 데이터가 없는 호리즌탈 블랭크(Horizontal blank) 시간이다.

표시장치의 타이밍 콘트롤러는 도 1과 같은 타이밍 신호를 카운트하여 표시패널 구동회로의 동작 타이밍을 제어한다. 타이밍 신호는 입력 인터페이스가 스위칭되거나 2D 모드와 3D 모드의 스위칭시에 일시적으로 흔들릴 수 있다. 이렇게 타이밍 신호가 흔들리면 표시패널에 비정상적인 화면이 표시된다. 이러한 문제는 다른 표시장치에서도 발생되고 있지만 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display)에서 더 심각하게 나타나고 있다. 이는 유기발광 표시장치의 화소들 각각에 많은 개수의 스위치 TFT들(Thin Film Transistor)이 포함되고 그 스위치 TFT들을 온/오프(on/off) 시키기 위한 게이트 신호들이 스위치 TFT의 개수 만큼 화소들에 인가되기 때문이다.

예를 들어, 도 2와 같이 유기발광 표시장치의 화소들에 필요한 게이트 신호들이 A~F라면, 타이밍 콘트롤러는 도 2와 같이 수직 동기신호(Vsync)의 버티컬 백 포치(BP)의 시작 시점부터 수직 동기신호를 메인 클럭(CLK)으로 카운트하여 그 카운트값을 바탕으로 화소들에 인가될 게이트 신호들(A~F)을 발생한다. 그런데, 외부로부터 입력되는 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE)이 흔들리게 되면 버티컬 백 /프론트 포치(BP, FP)가 흔들리게 되므로 카운트 시작 시점이 흔들리게 되고 그 결과, 게이트 신호들(A~F)이 흔들린다. 더욱이, 화면의 제1 라인에 화소 데이터들과 동기되어야 하는 제1 스캔신호(D)에 앞서 다른 게이트 신호들(A~C)이 먼저 생성되는데, 이 시간 동안 일부 데이터 인에이블 신호(DE)와 그와 동기되는 유효 화소 데이터들이 샘플링 과정에서 누락될 수 있다.

도 3은 화면의 제1 라인에 기입될 화소 데이터와 동기되는 제1 스캔신호(D)에 앞서 다른 게이트 신호들(A~C)이 생성되고 그 게이트 신호들(A~C)이 생성되는 동안 제1 및 제2 데이터 인에이블 신호의 펄스들과 그 펄스들에 동기되는 2 라인 분량의 화소 데이터들이 누락된 예를 보여 준다. 이 경우, 화면의 제1 및 제2 라인에 기입되어야할 화소 데이터들이 망실되고 화소 어레이의 제1 라인에 제3 라인의 화소 데이터들이 기입되어 화면이 위로 시프트(shift)된다.

액정표시장치는 스캔 신호 이외에 다른 게이트 신호들이 필요 없기 때문에 타이밍 신호가 흔들리더라도 흔들리는 타이밍 신호를 추종하여 화소 데이터를 샘플링할 수 있는 시간적 여유가 있다. 이에 비하여, 유기발광 표시장치는 화소의 초기화와 구동 소자의 문턱 전압 샘플링 및 보상을 위하여, 스캔 신호에 앞서 많은 게이트 신호들이 화소들에 입력되어야 한다. 유기발광 표시장치는 스캔 신호에 앞서 수 ~ 수십 수평 기간 동안 다른 게이트 신호들(A~C)이 생성되므로 그 게이트 신호들(A~C)이 생성되는 동안 입력되는 화소 데이터들이 화면에 표시되지 않고 망실되기가 쉽다.

본 발명은 입력 타이밍 신호들이 흔들리더라도 화면에 정상적으로 입력 영상을 표시할 수 있는 표시장치를 제공한다.

본 발명의 표시장치는 입력 영상을 표시하는 표시패널에 상기 입력 영상의 화소 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 상기 표시패널의 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동회로; 게이트 신호들을 상기 표시 패널의 게이트 라인들에 공급하는 게이트 구동회로; 상기 입력 영상의 화소 데이터가 저장되는 메모리; 및 상기 입력 영상의 화소 데이터와 함께 입력 타이밍 신호들을 수신하고, 상기 입력 타이밍 신호들을 기준으로 상기 화소 데이터를 상기 메모리에 저장하고, 상기 입력 타이밍 신호들로부터 분리된 내부 타이밍 신호 발생부를 이용하여 내부 타이밍 신호를 발생하여 상기 내부 타이밍 신호를 기준으로 상기 메모리에 저장된 상기 화소 데이터를 읽어 들여 상기 데이터 구동회로에 전송하는 타이밍 콘트롤러를 포함한다.
상기 타이밍 콘트롤러는 상기 내부 타이밍 신호를 기준으로 상기 데이터 구동회로와 상기 게이트 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다.

상기 내부 타이밍 신호는 상기 입력 타이밍 신호와 무관하게 고정된 타이밍으로 상기 타이밍 콘트롤러 내에서 생성된다.
상기 게이트 신호들은 발광제어신호, 초기화신호, 및 스캔신호를 포함한다.
상기 표시패널의 화소들은 고전위 셀구동전압, 저전위 전원 전압, 기준전압, 초기화전압을 공급 받는다.
상기 기준전압과 상기 초기화전압은 상기 저전위 전원 전압보다 낮은 전압이다.
상기 화소들 각각은 유기발광다이오드; 게이트-소스 간 전압으로 상기 유기발광다이오드에 흐르는 전류를 조절하는 구동 소자; 상기 발광제어신호에 응답하여 제1 노드와 제2 노드 사이의 전류 패스를 스위칭하는 제1 스위치 소자; 상기 초기화신호에 응답하여 상기 초기화전압의 입력단과 제3 노드 사이의 전류 패스를 형성하여 상기 제3 노드에 상기 초기화전압을 공급하는 제2 스위치 소자; 상기 초기화신호에 응답하여 상기 기준전압의 입력단과 상기 제2 노드 사이의 전류 패스를 형성하여 상기 제2 노드에 상기 기준전압을 공급하는 제3 스위치 소자; 상기 스캔신호에 응답하여 상기 데이터 라인과 상기 제1 노드 사이의 전류 패스를 형성하여 상기 제1 노드에 상기 데이터 전압을 공급하는 제4 스위치 소자; 상기 제1 노드와 상기 제3 노드 사이에 연결된 제1 커패시터; 및 상기 제2 노드와 상기 제3 노드 사이에 연결된 제2 커패시터를 포함한다.

삭제

본 발명은 외부로부터 입력 영상의 화소 데이터와 함께 입력되는 입력 타이밍 신호를 기준으로 화소 데이터를 메모리에 저장하고, 입력 타이밍 신호와 무관하게 고정된 타이밍으로 타이밍 콘트롤러 내에서 생성되는 내부 타이밍 신호를 기준으로 메모리로부터 화소 데이터를 읽어 들인다. 그 결과 본 발명은 입력 타이밍 신호들이 흔들리더라도 표시장치의 화면에 정상적으로 입력 영상의 화소 데이터를 표시할 수 있다.

도 1은 입력 타이밍 신호들을 보여 주는 파형도이다.
도 2는 입력 타이밍 신호들이 고정될 때 제1 스캔 신호에 제1 라인의 화소 데이터가 동기되는 예를 보여 주는 도면이다.
도 3은 입력 타이밍 신호들이 고정될 때 제1 스캔 신호에 제3 라인의 화소 데이터가 동기되는 예를 보여 주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 보여 주는 블록도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 처리 방법을 보여 주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 보여주는 블록도이다.
도 8은 도 7에 도시된 타이밍 콘트롤러의 회로 구성을 보여 주는 블록도이다.
도 9는 도 7에 도시된 화소의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 10은 도 9에 도시된 화소의 동작을 보여 주는 파형도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 전기영동 표시장치(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시장치로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시소자의 일 예로서 유기발광 표시장치를 예시하지만, 본 발명의 표시장치는 유기발광 표시장치에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(10), 표시패널 구동회로(100), 타이밍 콘트롤러(11), 메모리(20) 등을 포함한다.

표시패널(10)에는 데이터 신호가 인가되는 데이터 라인들, 게이트 신호가 순차적으로 인가되는 게이트 라인들, 및 서로 직교되는 데이터 라인들과 게이트 라인들에 의해 정의된 매트릭스 타입으로 화소들이 배치된 화소 어레이를 포함한다. 게이트 신호는 데이터신호와 동기되는 스캔 신호(도 5의 D)가 포함된다. 또한, 게이트 신호에는 도 5와 같이 스캔신호 이외의 다른 게이트 신호들(A~C, F)이 더 포함될 수 있다. 예를 들어, 유기발광 표시장치에는 스캔 신호 이외에 초기화 신호, 발광 제어신호 등의 게이트 신호들이 화소들에 입력되어야 한다. 표시패널 구동회로(100)는 데이터 신호를 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동회로와, 게이트 라인들에 게이트 신호를 순차적으로 공급하는 게이트 구동회로를 포함하여 입력 영상의 데이터를 표시패널(10)의 화소들에 기입한다.

타이밍 콘트롤러(11)는 외부의 호스트 시스템(host system)으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 데이터 인에이블신호(DE) 등의 입력 타이밍 신호를 기준으로 입력 영상의 화소 데이터(디지털 비디오 데이터)를 메모리(20)에 써(write) 화소 데이터를 저장한다. 그리고 타이밍 콘트롤러(11)는 내부 타이밍 신호 발생기를 이용하여 내부에서 생성된 내부 타이밍 신호를 기준으로 메모리(20)에 저장된 화소 데이터를 읽어(read) 데이터 구동회로로 전송한다. 또한, 타이밍 콘트롤러(11)는 내부 타이밍 신호를 기준으로 표시패널 구동회로(100)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다. 타이밍 제어신호들은 데이터 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호와, 게이트 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호로 나뉘어진다.

호스트 시스템은 TV(Television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템은 입력 영상의 화소 데이터(디지털 비디오 데이터)와 함께 그 입력 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, CLK, DE)을 타이밍 콘트롤러(11)로 전송한다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 처리 방법을 보여 주는 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 타이밍 콘트롤러(11)는 입력 타이밍 신호들(Vsync, DE)을 기준으로 입력 영상의 화소 데이터들을 메모리(20)에 저장한 다음, 내부 타이밍 신호들(Vs_gen, De_gen)을 기준으로 메모리(20)에 저장된 데이터를 독출한다. 내부 타이밍 신호들(Vs_gen, De_gen)은 외부로부터 입력되는 입력 타이밍 신호들(Vsync, DE)과 무관하게 타이밍 콘트롤러(11) 내에서 생성된다. 따라서, 입력 타이밍 신호들(Vsync, DE)이 흔들리더라도 내부 타이밍 신호들(Vs_gen, De_gen)는 고정된 타이밍으로 발생된다. "Vs_gen"은 타이밍 콘트롤러(11) 내에서 생성되는 내부 수직 동기신호이며, "De_gen"은 타이밍 콘트롤러(11) 내에서 생성되는 내부 데이터 인에이블 신호이다. 내부 수직 동기신호(Vs_gen)는 입력 수신 동기신호(Vsync)와 마찬가지로 1 프레임 기간 주기를 갖는다. 내부 데이터 인에이블 신호(De_gen)는 메모리(20)에 저장된 1 라인 분량의 화소 데이터와 동기된다.

타이밍 콘트롤러(11)는 외부로부터 입력되는 데이터 인에이블 신호(DE)에 동기되는 유효 화소 데이터를 메모리(20)에 저장한다. 이어서, 타이밍 콘트롤러(11)는 입력 타이밍 신호와 무관하게 항상 고정된 타이밍으로 발생되는 내부 타이밍 신호들(Vs_gen, De_gen)을 기준으로 메모리(20)에 저장된 화소 데이터들을 독출한다. 따라서, 타이밍 콘트롤러(11)에서 제1 스캔신호가 발생되기 전에 제1 라인의 화소 데이터들이 입력되더라도 혹은 입력 타이밍 신호들이 흔들리더라도 화소 데이터가 메모리(20)에 미리 저장되어 있으므로 제1 라인의 화소 데이터를 제1 스캔 신호와 동기시킬 수 있다. 타이밍 콘트롤러(11)에서 제1 스캔신호가 발생되기 전에 제1 라인의 화소 데이터들이 입력되더라도 혹은 입력 타이밍 신호들이 흔들리더라도 화소 데이터가 메모리(20)에 미리 저장되어 있으므로 제1 라인의 화소 데이터를 제1 스캔 신호와 동기시킬 수 있다.

메모리(20)로는 읽기 및 쓰기 속도가 빠른 DDR SDRAM(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)로 선택될 수 있으며, 읽기와 쓰기를 동시에 병렬 처리하기 위하여 도 6과 같이 제1 및 제2 메모리(20a, 20b)로 나뉘어질 수 있다. 예를 들어, 제1 메모리(20a)에 저장된 제N(N은 양의 정수)-1 프레임의 화소 데이터들은 제N 프레임 기간(FR(N)) 동안 내부 데이터 인에이블 신호(De_gen)의 펄스 타이밍에 맞추어 읽혀져 데이터 구동회로로 전송된다. 이와 동시에, 제N 프레임 기간(FR(N)) 동안 입력되는 제N 프레임의 화소 데이터들은 입력 데이터 인에이블 신호(DE)의 펄스 타이밍에 맞추어 제2 메모리(20b)에 쓰여진다. 이어서, 제N+1 프레임 기간(FR(N+1)) 동안 입력되는 제N+1 프레임의 화소 데이터들은 입력 데이터 인에이블 신호(DE)의 펄스 타이밍에 맞추어 제1 메모리(20a)에 쓰여진다. 이와 동시에, 제2 메모리(20b)에 저장된 제N 프레임의 화소 데이터들은 제N+1 프레임 기간(FR(N+1)) 동안 내부 데이터 인에이블 신호(De_gen)의 펄스 타이밍에 맞추어 읽혀져 데이터 구동회로로 전송된다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 보여준다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 표시패널(10), 표시패널(10)에 데이터를 기입하기 위한 패널 구동회로, 타이밍 콘트롤러(11) 등을 포함한다. 패널 구동회로는 데이터 구동회로(12)와, 게이트 구동회로(13)를 포함한다.

표시패널(10)에는 다수의 데이터 라인(14)들과 다수의 게이트 라인들(15)이 교차되고, 화소들(P)이 매트릭스 형태로 배치된다. 게이트 라인들(15)은 스캔라인들(15a), 에미션라인들(15b), 및 초기화라인들(15c)로 나뉘어진다. 화소들(P) 각각에는 도 7과 같이 데이터 라인(14), 스캔라인(15a), 에미션라인(15b), 및 초기화라인(15c)에 연결될 수 있다. 화소들(P) 각각은 도 9와 같이 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode: 이하, "OLED"라 함), 구동 TFT, 4개의 스위치 TFT들, 2개의 커패시터들을 포함하는 회로로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 화소들(P)은 OLED, 데이터전압에 따라 OLED에 흐르는 전류를 조절하는 구동소자, 하나 이상의 스위치 소자, 하나 이상의 커패시터 등을 포함하고 스캔펄스에 응답하여 데이터전압을 구동소자의 게이트에 공급한 후에 발광제어신호에 응답하여 OLED를 발광시키는 공지의 어떠한 회로로도 구현될 수 있다.

타이밍 콘트롤러(11)는 외부의 호스트 시스템으로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 입력 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, CLK)을 기준으로 메모리(20)에 쓰고, 내부에서 생성된 내부 타이밍 신호(Vs_gen, De_gen)를 기준으로 메모리(20)에 저장된 화소 데이터를 읽어 들여 데이터 구동회로(12)로 전송한다. 또한, 타이밍 콘트롤러(11)는 내부 타이밍 신호들(Vs_gen, De_gen)을 카운트하고 그 카운트 값을 미리 저장된 파형 정보와 비교하여 데이터 구동회로(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와, 게이트 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC)를 발생한다. 파형 정보는 타이밍 콘트롤러(11)에 접속된 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)에 미리 저장될 수 있다. 데이터 타이밍 제어신호와 게이트 타이밍 제어신호의 라이징 타이밍 정보, 온 듀티 타이밍 정보 등이 카운트값으로 파형 정보에 포함되어 있다. 이 타이밍 콘트롤러(11)는 메모리 제어부(2), 타이밍 제어신호 발생부(4), 및 내부 타이밍 신호 발생부(6) 등을 포함한다. 메모리 제어부(2)는 도 5 및 도 6과 같은 방법으로 메모리(20)의 읽기 및 쓰기 동작을 제어한다. 타이밍 제어신호 발생부(4)는 내부 타이밍 신호들(Vs_gen, De_gen)을 기준으로 게이트 타이밍 제어신호(GDC)와 데이터 타이밍 제어신호(DDC)를 발생한다. 내부 타이밍 신호 발생부(6)는 도 5 및 도 6과 같이 입력 타이밍 신호와 무관하고 항상 고정된 타이밍으로 내부 타이밍 신호들(Vs_gen, De_gen)을 발생한다.

데이터 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(11)로부터 입력되는 화소 데이터(디지털 비디오 데이터, RGB)를 감마보상전압으로 변환하여 아날로그 데이터전압을 발생하고, 그 데이터전압을 데이터 라인들(14)에 공급한다. 게이트 구동회로(13)는 타이밍 콘트롤러(11)의 제어 하에 게이트 신호들을 발생하고 그 게이트 신호들을 화소 어레이의 로우 라인 단위로 순차적으로 시프트(shift)한다.

도 9는 화소(P)의 일 예를 나타내는 회로도이다. 도 10은 도 9에 도시된 화소(P)의 동작을 보여 주는 파형도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 화소(P)는 OLED, 구동 TFT(DT), 제1 내지 제4 스위치 TFT(ST1~ST4), 보상 커패시터(Cgss) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다.

화소들(P) 각각은 고전위 셀구동전압(EVDD), 저전위 전원 전압(EVSS), 기준전압(Vref), 초기화전압(Vinit) 등의 화소 구동 전원을 공급받는다. 기준전압(Vref)과 초기화전압(Vinit)은 저전위 전원 전압(EVSS)보다 낮게 설정될 수 있다. 기준전압(Vref)은 초기화전압(Vinit)보다 높게 설정될 수 있다. 기준전압(Vref)과 초기화전압(Vinit) 간의 차는 구동 TFT(DT)의 문턱전압보다 더 크도록 설정될 수 있다.

OLED는 구동 TFT(DT)로부터 공급되는 전류에 의해 발광한다. OLED의 애노드(Anode)와 캐소드(Cathode) 사이에는 유기 화합물층들이 적층된다. OLED의 유기 화합물층들은 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL), 전자주입층(Electron Injection layer, EIL) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것이 아니라 공지의 어떠한 OLED 구조로도 적용 가능하다. OLED는 형광 또는 인광 유기물 박막에 전류를 흐르게 하여 전자와 정공이 유기물층에서 결합할 때 발광한다.

구동 TFT(DT)는 자신의 게이트-소스 간 전압으로 OLED에 흐르는 전류를 조절한다. 구동 TFT(DT)의 게이트전극은 노드 B에, 드레인전극은 고전위 셀구동전압(EVDD) 입력단에, 소스전극은 노드 C에 각각 접속된다.

제1 스위치 TFT(ST1)는 발광제어신호(EM)에 응답하여 노드 A와 노드 B 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 제1 스위치 TFT(ST1)는 턴-온(turn-on)됨으로써 노드 A에 저장된 데이터전압(Vdata)을 노드 B에 전달한다. 제1 스위치 TFT(ST1)의 게이트전극은 에미션라인(15b)에, 드레인전극은 노드 A에, 소스전극은 노드 B에 각각 접속된다.

제2 스위치 TFT(ST2)는 초기화신호(INIT)에 응답하여 초기화전압(Vinit)의 입력단과 노드 C 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 제2 스위치 TFT(ST2)는 턴-온 됨으로써 노드 C에 초기화전압(Vinit)을 공급한다. 제2 스위치 TFT(ST2)의 게이트전극은 초기화라인(15c)에, 드레인전극은 초기화전압(Vinit)의 입력단에, 소스전극은 노드 C에 각각 접속된다.

제3 스위치 TFT(ST3)는 초기화신호(INIT)에 응답하여 기준전압(Vref)의 입력단과 노드 B 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 제3 스위치 TFT(ST3)는 턴-온됨으로써 노드 B에 기준전압(Vref)을 공급한다. 제3 스위치 TFT(ST3)의 게이트전극은 초기화라인(15c)에, 드레인전극은 기준전압(Vref)의 입력단에, 소스전극은 노드 B에 각각 접속된다.

제4 스위치 TFT(ST4)는 스캔신호(SCAN)에 응답하여 데이터 라인(14)과 노드 A 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 제4 스위치 TFT(ST4)는 턴-온됨으로써 노드 A에 데이터전압(Vdata)을 공급한다. 제4 스위치 TFT(ST4)의 게이트전극은 스캔라인(15a)에, 드레인전극은 데이터 라인(14)에, 소스전극은 노드 A에 각각 접속된다.

보상 커패시터(Cgss)는 노드 B와 노드 C 사이에 접속된다. 보상 커패시터(Cgss)는 구동 TFT(DT)의 문턱전압 검출시 소스 팔로워(source follower) 방식을 가능케 하며, 문턱전압에 대한 보상 능력 향상에 기여한다.

스토리지 커패시터(Cst)는 노드 B와 노드 C 사이에 접속된다. 스토리지 커패시터(Cst)는 노드 A에 입력된 데이터전압(Vdata)을 저장하고 노드 C에 전달한다.

화소(P)의 동작은 노드 A, B, C를 특정 전압으로 초기화하는 초기화기간(Ti), 구동 TFT(DT)의 문턱전압을 검출 및 저장하는 센싱기간(Ts), 데이터 기입을 위하여 데이터전압(Vdata)을 화소(P)에 인가하는 프로그래밍기간(Tp), 및 구동 TFT(DT)의 문턱전압에 영향을 받지 않는 데이터전압(Vdata)에 따라 구동되는 구동 TFT(DT)를 통해 OLED의 전류를 공급하는 발광기간(Te)으로 나뉘어진다. 발광기간(Te)은 제1 및 제2 발광기간(Te1,Te2)으로 나뉘어질 수 있다.

초기화기간(Ti)에서, 제2 및 제3 스위치 TFT(ST2, ST3)는 하이 로직 레벨(high logic level)의 초기화신호(INIT)에 응답하여 동시에 턴-온된다. 제1 스위치 TFT(ST1)는 초기화기간(Ti)에 발광제어신호(EM)의 제1 펄스(P1)에 응답하여 턴-온된다. 발광제어신호(EM)의 제1 펄스(P1)는 초기화신호(INIT)와 중첩된다. 초기화신호(INIT)의 펄스는 초기화를 안정화하기 위하여 발광제어신호(EM)의 제1 펄스(P1) 보다 더 넓게 설정되는 것이 바람직하다. 그 결과, 초기화기간(Ti) 동안 초기화전압(Vinit)은 노드 C에 공급되고, 기준전압(Vref)은 노드 B에 공급된다. 또한, 기준전압(Vref)은 제1 및 제3 스위치 TFT들(ST1, ST3)을 경유하여 노드 A에 공급된다. 제4 스위치 TFT(ST4)는 초기화기간(Ti)에 오프 상태를 유지한다. 구동 TFT(DT)의 게이트 전압을 소스 전압 보다 높게 하여 구동 TFT(DT)의 드레인-소스 간 전류 패스를 도통시키기 위하여, 기준전압(Vref)은 초기화전압(Vinit)에 비해 높게 설정된다.

초기화전압(Vinit)은 발광기간(Te)을 제외한 나머지 기간들(Ti,Ts,Tp)에서 OLED가 발광이 방지되지 않도록 적절히 낮은 값으로 설정된다. 예컨대, 고전위 셀구동전압(EVDD)가 20V, 저전위 셀구동전압(EVSS)가 0V로 설정되는 경우, 기준전압(Vref) 및 초기화전압(Vinit)은 각각 -1V 및 -5V로 설정될 수 있다.

스캔신호(SCAN), 발광제어신호(EM), 및 초기화신호(INIT)는 한 조를 이루어 화소 어레이의 1 라인을 선택하기 위한 스캔라인(15a), 에미션라인(15b), 및 초기화라인(15c)을 포함한 1 조의 게이트 라인들에 공급된다. 이러한 신호들(SCAN, EM, INIT)은 화소 어레이의 로우 라인(Row line) 단위로 시프트(shift)되면서 게이트 라인들(15)에 공급된다.

센싱기간(Ts)에서, 발광제어신호(EM)와 초기화신호(INIT)는 로우 로직 레벨로 반전된다. 스캔신호(SCAN)도 센싱 기간(Ts)에 로우 로직 레벨로 유지된다. 그 결과, 제1 내지 제4 스위치 TFT들(ST1, ST2, ST3, ST4)은 센싱 기간(Ts) 동안 오프 상태를 유지하고, 구동 TFT(DT)를 통해 흐르는 전류(Idt)는 서서히 감소된다. 구동 TFT(DT)의 게이트-소스간 전압이 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)까지 도달하면 구동 TFT(DT)가 턴 오프되며, 이 때 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)이 소스 팔로워 방식으로 검출되어 노드 C에 충전된다.

프로그래밍기간(Tp)에서, 제4 스위치 TFT(ST4)는 입력 영상의 데이터전압(Vdata)에 동기되는 하이 로직 레벨의 스캔신호(SCAN)에 의해 턴-온된다. 이 때 데이터전압(Vdata)은 노드 A에 공급된다. 제1 내지 제3 스위치 TFT들(ST1, ST2, ST3)은 프로그래밍기간(Tp) 동안 오프 상태를 유지한다. 프로그래밍기간(Tp)에서, 노드 B 및 C는 TFT 또는 커패시터에 의해 노드 A와 분리되어 있으므로 센싱기간(Ts)에서의 전위를 거의 그대로 유지한다.

제1 발광기간(Te1)에서, 제1 스위치 TFT(ST1)는 발광제어신호(EM)의 제2 펄스(P2)에 의해 턴-온된다. 이 때, 노드 A에 충전된 데이터전압(Vdata)이 노드 B로 전달된다. 제2 내지 제4 스위치 TFT들(ST2, ST3, ST4)은 제1 발광기간(Te1) 동안 오프 상태를 유지한다. 구동 TFT(DT)는 제1 발광기간(Te1)에 노드 B에 전달되는 데이터전압(Vdata)에 비례하는 전류를 OLED에 공급한다. 제1 발광기간(Te1) 동안, 구동 TFT(DT)를 통해 흐르는 전류에 의해 노드 C의 전위가 상승하여 그 전위가 OLED의 문턱 전압 이상으로 상승하면 OLED를 도통시킬 수 있는 "Voled"까지 증가시키고, 그 결과 OLED가 턴-온 되어 발광한다.

제2 발광기간(Te2)에서, 제1 내지 제4 스위치 TFT들(ST1, ST2, ST3, ST4)은 오프 상태를 유지한다. 제2 발광기간(Te2)은 발광제어신호(EM)가 인가되는 제1 스위치 TFT(ST1)의 열화 방지를 위해 설정된다. 이를 위해, 발광제어신호(EM)는 제1 스위치 TFT(ST1)의 게이트 바이어스 스트레스(gate bias stress)를 보상하기 위하여 제2 발광기간(Te2) 동안 로우 로직 레벨로 반전된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

2 : 메모리 제어부 4 : 타이밍 제어신호 발생부
6 : 내부 타이밍 신호 발생부 10 : 표시패널
11 : 타이밍 콘트롤러 12 : 데이터 구동회로
13 : 게이트 구동회로 14 : 데이터 라인
15 : 게이트 라인 100 : 표시패널 구동회로

Claims

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입력 영상을 표시하는 표시패널;
상기 표시패널에 상기 입력 영상의 화소 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 상기 표시패널의 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동회로;
게이트 신호들을 상기 표시 패널의 게이트 라인들에 공급하는 게이트 구동회로;
상기 입력 영상의 화소 데이터가 저장되는 메모리; 및
상기 입력 영상의 화소 데이터와 함께 입력 타이밍 신호들을 수신하고, 상기 입력 타이밍 신호들을 기준으로 상기 화소 데이터를 상기 메모리에 저장하고, 상기 입력 타이밍 신호들로부터 분리된 내부 타이밍 신호 발생부를 이용하여 내부 타이밍 신호를 발생하여 상기 내부 타이밍 신호를 기준으로 상기 메모리에 저장된 상기 화소 데이터를 읽어 들여 상기 데이터 구동회로에 전송하는 타이밍 콘트롤러를 포함하고,
상기 타이밍 콘트롤러는 상기 내부 타이밍 신호를 기준으로 상기 데이터 구동회로와 상기 게이트 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생하고,
상기 내부 타이밍 신호는 상기 입력 타이밍 신호와 무관하게 고정된 타이밍으로 상기 타이밍 콘트롤러 내에서 생성되고,
상기 게이트 신호들은 발광제어신호, 초기화신호, 및 스캔신호를 포함하고,
상기 표시패널의 화소들은 고전위 셀구동전압, 저전위 전원 전압, 기준전압, 초기화전압을 공급 받고,
상기 기준전압과 상기 초기화전압은 상기 저전위 전원 전압보다 낮은 전압이고,
상기 화소들 각각은,
유기발광다이오드;
게이트-소스 간 전압으로 상기 유기발광다이오드에 흐르는 전류를 조절하는 구동 소자;
상기 발광제어신호에 응답하여 제1 노드와 제2 노드 사이의 전류 패스를 스위칭하는 제1 스위치 소자;
상기 초기화신호에 응답하여 상기 초기화전압의 입력단과 제3 노드 사이의 전류 패스를 형성하여 상기 제3 노드에 상기 초기화전압을 공급하는 제2 스위치 소자;
상기 초기화신호에 응답하여 상기 기준전압의 입력단과 상기 제2 노드 사이의 전류 패스를 형성하여 상기 제2 노드에 상기 기준전압을 공급하는 제3 스위치 소자;
상기 스캔신호에 응답하여 상기 데이터 라인과 상기 제1 노드 사이의 전류 패스를 형성하여 상기 제1 노드에 상기 데이터 전압을 공급하는 제4 스위치 소자;
상기 제1 노드와 상기 제3 노드 사이에 연결된 제1 커패시터; 및
상기 제2 노드와 상기 제3 노드 사이에 연결된 제2 커패시터를 포함하는 표시장치.
제 8 항에 있어서,
상기 구동 소자는 제2 노드에 연결된 게이트전극, 상기 고전위 셀구동전압의 입력단에 연결된 드레인전극, 및 상기 제3 노드에 연결된 소스전극을 포함하고,
상기 제1 스위치 소자는 상기 발광제어신호가 인가되는 게이트전극, 상기 제1 노드에 연결된 드레인전극, 및 상기 제2 노드에 연결된 소스전극을 포함하고,
상기 제2 스위치 소자는 상기 초기화신호가 인가되는 게이트전극, 상기 초기화전압의 입력단에 연결된 드레인전극, 및 상기 제3 노드에 연결된 소스전극을 포함하고,
상기 제3 스위치 소자는 초기화신호가 인가되는 게이트전극, 상기 기준전압의 입력단에 연결된 드레인전극, 및 상기 제2 노드에 연결된 소스전극을 포함하고,
상기 제4 스위치 소자는 상기 스캔신호가 인가되는 게이트전극, 상기 데이터 라인에 연결된 드레인전극, 및 상기 제1 노드에 연결된 소스전극을 포함하는 표시장치.
제 9 항에 있어서,
상기 화소들의 구동 기간은
상기 제1 노드, 상기 제2 노드, 및 상기 제3 노드를 초기화하는 초기화기간, 상기 구동 소자의 문턱전압을 검출 및 저장하는 센싱기간, 상기 데이터 전압을 상기 화소에 인가하는 프로그래밍기간, 상기 제1 스위치 소자가 턴-온되고 상기 구동 소자를 통해 상기 유기발광다이오드에 전류를 공급하는 제1 발광기간, 및 상기 제1 내지 제4 스위치 소자들이 턴-오프되는 제2 발광기간으로 나뉘어지는 표시장치.
제 10 항에 있어서,
상기 초기화기간에서, 상기 제2 및 제3 스위치 소자들이 상기 초기화신호에 응답하여 동시에 턴-온되고,
상기 센싱기간 동안 제1 내지 제4 스위치 소자들이 오프 상태를 유지하고, 상기 구동 소자의 문턱전압이 상기 제3 노드에 충전되고,
상기 프로그래밍기간 동안 상기 제4 스위치 소자가 상기 스캔신호에 응답하여 턴-온되어 상기 데이터 전압이 상기 제1 노드에 공급되고, 상기 제1 내지 제3 스위치 소자들이 오프 상태를 유지하고,
상기 초기화 기간 동안, 초기화신호의 펄스가 상기 발광제어신호의 펄스 보다 더 넓은 표시장치.
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