KR20070040149A - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 이 장치는 복수의 주사 신호선, 복수의 데이터선 및 상기 주사 신호선과 상기 데이터선에 연결되어 있으며 행렬로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하며 영상을 표시하는 표시판, 상기 주사 신호선에 주사 신호를 인가하는 주사 구동부, 그리고 정상 데이터 전압과 역바이어스 전압을 포함하는 데이터 전압을 생성하여, 상기 정상 데이터 전압을 제1 기간 동안 모든 화소에 차례로 인가한 다음, 상기 제1 기간보다 짧은 제2 기간 동안 상기 역바이어스 전압을 모든 화소에 인가하는 데이터 구동부를 포함하고, 상기 각 화소는, 상기 주사 신호선 중 하나, 상기 데이터선 중 하나에 연결되어 있는 스위칭 트랜지스터, 상기 스위칭 소자와 전기적 연결 관계를 가지는 구동 트랜지스터, 그리고 상기 구동 트랜지스터와 연결되어 있는 유기 발광 소자를 포함한다. 따라서, 이 장치는 발광 시간을 충분히 확보하면서도 소정의 시간 동안 구동 트랜지스터에 역바이어스 전압을 공급하여 문턱 전압의 변화를 보상할 수 있고, 임펄시브 효과를 가진다.
유기 발광 표시 장치, 역바이어스 전압, 임펄시브 효과

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시한 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 구동 트랜지스터와 유기 발광 소자의 단면의 한 예를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 소자의 개략도이다.
도 5는 도 1에 도시한 유기 발광 표시 장치의 데이터 구동부의 한 예를 도시한 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시한 데이터 구동부의 입출력 신호의 한 예를 도시한 파형도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 동작의 신호 파형도이다.
도 8은 도 7에 따라 표시되는 유기 발광 표시 장치의 화면을 도시한 개략도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 다른 동작의 신호 파형도이다.
도 10은 도 9에 따라 표시되는 유기 발광 표시 장치의 화면을 도시한 개략도이다.
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
근래, 음극선관(CRT)을 대체할 수 있는 평판 표시 장치가 활발하게 연구되고 있으며, 특히 유기 발광 표시 장치는 휘도 특성 및 시야각 특성이 우수하여 차세대 평판 표시 장치로 주목 받고 있다.
일반적으로 능동형 평판 표시 장치에서는 복수의 화소가 행렬 형태로 배열되며, 주어진 휘도 정보에 따라 각 화소의 광 강도를 제어함으로써 화상을 표시한다. 유기 발광 표시 장치는 형광성 유기 물질을 전기적으로 여기 발광시켜 화상을 표시하는 표시 장치로서, 자기 발광형이고 소비 전력이 작으며, 화소의 응답 속도가 빠르므로 고화질의 동영상을 표시하기 용이하다.
유기 발광 표시 장치는 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)와 이를 구동하는 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 구비한다. 이 박막 트랜지스터는 활성층(active layer)의 종류에 따라 다결정 규소(poly silicon) 박막 트랜지스터와 비정질 규소(amorphous silicon) 박막 트랜지스터 등으로 구분된다. 다결정 규소 박막 트랜지스터를 채용한 유기 발광 표시 장치는 여 러 가지 장점이 있어서 일반적으로 널리 사용되고 있으나 다결정 규소 박막 트랜지스터의 제조 공정이 복잡하고 이에 따라 비용도 증가한다. 또한 이러한 유기 발광 표시 장치는 대화면을 얻기가 어렵다.
한편 비정질 규소 박막 트랜지스터를 채용한 유기 발광 표시 장치는 대화면을 얻기 용이하고, 다결정 규소 박막 트랜지스터를 채용한 유기 발광 표시 장치보다 제조 공정도 상대적으로 적다. 그러나 비정질 규소 박막 트랜지스터가 유기 발광 소자에 지속적으로 전류를 공급해 줌에 따라 비정질 규소 박막 트랜지스터 자체의 문턱 전압이 천이되어 열화될 수 있다. 이것은 동일한 데이터 전압이 인가되더라도 불균일한 전류가 유기 발광 소자에 흐르게 하는데, 결국 이로 인하여 유기 발광 표시 장치의 화질 열화가 발생한다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 비정질 규소 박막 트랜지스터의 문턱 전압의 변화를 방지하여 화질 열화를 방지할 수 있는 표시 장치를 제공하는 데 있다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는, 복수의 주사 신호선, 복수의 데이터선 및 상기 주사 신호선과 상기 데이터선에 연결되어 있으며 행렬로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하며 영상을 표시하는 표시판, 상기 주사 신호선에 주사 신호를 인가하는 주사 구동부, 그리고 정상 데이터 전압과 역바이어스 전압을 포함하는 데이터 전압을 생성하여, 상기 정상 데이터 전압을 제1 기간 동안 모든 화소에 차례로 인가한 다음, 상기 제1 기간보다 짧은 제2 기간 동안 상기 역바이어스 전압을 모든 화소에 인가하는 데이터 구동부를 포함하고, 상기 각 화소는, 상기 주사 신호선 중 하나, 상기 데이터선 중 하나에 연결되어 있는 스위칭 트랜지스터, 상기 스위칭 소자와 전기적 연결 관계를 가지는 구동 트랜지스터, 그리고 상기 구동 트랜지스터와 연결되어 있는 유기 발광 소자를 포함한다.
또한, 상기 역바이어스 전압은 상기 구동 트랜지스터를 턴 오프시킬 수 있는 크기일 수 있다.
이때, 역바이어스 전압은 두 행 이상의 화소에 동시에 인가될 수 있다.
또한 상기 제1 기간은 상기 제2 기간의 정수 배일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은, 주사 신호선과 데이터선에 연결되어 있는 스위칭 트랜지스터, 상기 스위칭 소자와 전기적 연결 관계를 가지는 구동 트랜지스터 및 그리고 상기 구동 트랜지스터와 연결되어 있는 유기 발광 소자를 각각 포함하며 행렬로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 구동 방법으로서, 상기 화소에 차례로 정상 데이터 전압을 인가하는 단계, 그리고
상기 화소에 차례로 역바이어스 전압을 인가하는 단계를 포함하며, 두 행 이상의 화소에 동시에 상기 역바이어스 전압이 인가된다.
이때 상기 역바이어스 전압은 상기 구동 트랜지스터를 턴 오프시킬 수 있는 크기일 수 있다.
또한, 상기 정상 데이터 전압 인가 단계가 차지하는 시간은 상기 역바이어스 전압 인가 단계가 차지하는 시간의 정수 배일 수 있다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치 및 그 구동 방법에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시판(display panel)(300), 주사 구동부(400), 데이터 구동부(500) 및 신호 제어부(600)를 포함한다.
표시판(300)은 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 복수 의 구동 전압선(도시하지 않음) 및 이들에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다.
표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 주사 신호(Vg1-Vgn)를 전달하는 복수의 주사 신호선(G1-Gn)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 주사 신호선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 분리되어 있고 거의 평행하다. 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 분리되어 있고 거의 평행하다.
구동 전압선은 각 화소(PX)에 구동 전압(Vdd)을 전달한다.
도 2를 참고하면, 각 화소(PX), 예를 들면 주사 신호선(Gi)과 데이터선(Dj)에 연결되어 있는 화소(PX)는 유기 발광 소자(LD), 구동 트랜지스터(Qd), 축전기(Cst), 그리고 스위칭 트랜지스터(Qs)를 포함한다.
구동 트랜지스터(Qd)는 입력 단자가 구동 전압(Vdd)과 연결되고, 출력 단자가 유기 발광 소자(LD)와 연결되며, 제어 단자가 스위칭 트랜지스터(Qs)의 출력 단자와 연결된다.
스위칭 트랜지스터(Qs)는 입력 단자가 데이터선(Dj)과 연결되고, 출력 단자가 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 연결된다. 이러한 스위칭 트랜지스터(Qs)는 제어 단자에 연결된 주사 신호선(Gi)으로부터 주사 신호를 공급받아 온/오프 동작한다.
축전기(Cst)는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 입력 단자 사이에 연결되어 있다. 이러한 축전기(Cst)는 스위칭 트랜지스터(Qs)로부터의 데이터 전압과 구동 전압(Vdd)의 차에 상응하는 전하를 충전하여 유지한다.
유기 발광 소자(LD)는 유기 발광 다이오드(light emitting diode, OLED)로 이루어지며, 애노드(anode)가 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 단자와 연결되고, 캐소드(cathode)는 공통 전압(Vcom)에 연결된다. 이러한 유기 발광 소자(LD)는 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 단자로부터 구동 전류(ILD)를 공급받아, 구동 전류(ILD)의 크기에 따라 세기를 달리하여 발광한다. 구동 전류(ILD)의 크기는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 출력 단자 사이의 전압의 크기에 의존한다.
스위칭 트랜지스터(Qs) 및 구동 트랜지스터(Qs, Qd)는 비정질 규소 또는 다결정 규소로 이루어진 n-채널 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)로 이루어진다. 그러나 이들 트랜지스터(Qs, Qd)는 p-채널 전계 효과 트랜지스터(FET)로도 이루어질 수 있으며, 이 경우 p-채널 전계 효과 트랜지스터(FET)와 n-채널 전계 효과 트랜지스터(FET)는 서로 상보형(complementary)이므로 p-채널 전계 효과 트랜지스터(FET)의 동작과 전압 및 전류는 n-채널 전계 효과 트랜지스터(FET)의 그것과 반대가 된다.
각 화소(PX)는 스위칭 트랜지스터(Qs)와 구동 트랜지스터(Qd) 외에 다른 트랜지스터(도시하지 않음)를 포함할 수 있으며, 이 경우 구동 트랜지스터(Qd)는 스위칭 트랜지스터(Qs)와 간접적인 전기적 연결 관계를 가질 수 있다.
그러면, 도 2에 도시한 유기 발광 표시 장치의 구동 트랜지스터(Qd)와 유기 발광 소자(LD)의 상세 구조에 대하여 도 3 및 도 4를 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3은 도 2에 도시한 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 구동 트랜지스터와 유기 발광 소자의 단면의 한 예를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 소자의 개략도이다.
절연 기판(110) 위에 제어 단자 전극(control electrode)(124)이 형성되어 있다. 제어 단자 전극(124)은 알루미늄(Al)과 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)과 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 따위로 만들어지는 것이 바람직하다. 그러나 제어 단자 전극(124)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 이 중 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 만들어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 만들어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막 및 알루미늄 (합금) 하부막과 몰리브덴 (합금) 상부막을 들 수 있다. 그러나 제어 단자 전극(124)은 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 만들어질 수 있다. 제어 단자 전극(124)은 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 30-80° 이다.
제어 단자 전극(124) 위에는 질화규소(SiNx) 따위로 만들어진 절연막(insulating layer)(140)이 형성되어 있다.
절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polycrystalline silicon) 등으로 이루어진 반도체(154)가 형성되어 있다.
반도체(154) 위에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 한 쌍의 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163, 165)가 형성되어 있다.
반도체(154)와 저항성 접촉 부재(163, 165)의 측면은 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 30-80°이다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 절연막(140) 위에는 입력 단자 전극(input electrode)(173)과 출력 단자 전극(output electrode)(175)이 형성되어 있다. 입력 단자 전극(173)과 출력 단자 전극(175)은 크롬, 몰리브덴 계열의 금속, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal)으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속 따위의 하부막(도시하지 않음)과 그 위에 위치한 저저항 물질 상부막(도시하지 않음)을 포함하는 다층막 구조를 가질 수 있다. 다층막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막 - 알루미늄 (합금) 중간막 - 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 입력 단자 전극(173)과 출력 단자 전극(175)도 제어 단자 전극(124)과 마찬가지로 그 측면이 약 30-80°의 각도로 각각 경사져 있다.
입력 단자 전극(173)과 출력 단자 전극(175)은 서로 분리되어 있으며 제어 단자 전극(124)을 기준으로 양쪽에 위치한다. 제어 단자 전극(124), 입력 단자 전극(173) 및 출력 단자 전극(175)은 반도체(154)와 함께 구동 트랜지스터(Qd)를 이루며, 그 채널(channel)은 입력 단자 전극(173)과 출력 단자 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.
저항성 접촉 부재(163, 165)는 그 하부의 반도체(154)와 그 상부의 입력 단자 전극(173) 및 출력 단자 전극(175) 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 준다. 반도체(154)에는 입력 단자 전극(173)과 출력 단자 전극(175)으로 덮이지 않고 노출된 부분이 있다.
입력 단자 전극(173) 및 출력 단자 전극(175)과 노출된 반도체(154) 부분 및 절연막(140) 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 무기 절연물 또는 유기 절연물 따위로 만들어지며 표면이 평탄할 수 있다. 무기 절연물의 예로는 질화규소와 산화규소를 들 수 있다. 유기 절연물은 감광성(photosensitivity)을 가질 수 있으며 그 유전 상수(dielectric constant)는 약 4.0 이하인 것이 바람직하다. 그러나 보호막(180)은 유기막의 우수한 절연 특성을 살리면서도 노출된 반도체(154) 부분에 해가 가지 않도록 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다. 보호막(180)에는 출력 단자 전극(175)을 드러내는 접촉 구멍(contact hole)(185)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 화소 전극(190)이 형성되어 있다. 화소 전극(190)은 접 촉 구멍(185)을 통하여 출력 단자 전극(175)과 물리적·전기적으로 연결되어 있으며, ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄 또는 은 합금의 반사성이 우수한 금속으로 형성할 수 있다.
보호막(180) 위에는 또한 격벽(361)이 형성되어 있다. 격벽(361)은 화소 전극(190) 가장자리 주변을 둑(bank)처럼 둘러싸서 개구부(opening)를 정의하며 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질로 만들어진다.
화소 전극(190) 위에는 유기 발광 부재(370)가 형성되어 있으며, 유기 발광 부재(370)는 격벽(360)으로 둘러싸인 개구부에 갇혀 있다.
유기 발광 부재(370)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 발광층(emitting layer)(EML) 외에 발광층(EML)의 발광 효율을 향상시키기 위한 부대층들을 포함하는 다층 구조를 가진다. 부대층에는 전자와 정공의 균형을 맞추기 위한 전자 수송층(electron transport layer)(ETL) 및 정공 수송층(hole transport layer)(HTL)과 전자와 정공의 주입을 강화하기 위한 전자 주입층(electron injecting layer)(EIL) 및 정공 주입층(hole injecting layer)(HIL)이 있다. 부대층은 생략될 수 있다.
격벽(361) 및 유기 발광 부재(370) 위에는 공통 전압(Vcom)이 인가되는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 알루미늄(Al), 은(Ag) 등을 포함하는 반사성 금속 또는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어진다.
불투명한 화소 전극(190)과 투명한 공통 전극(270)은 표시판(300)의 상부 방향으로 화상을 표시하는 전면 발광(top emission) 방식의 유기 발광 표시 장치에 적용하며, 투명한 화소 전극(190)과 불투명한 공통 전극(270)은 표시판(300)의 아래 방향으로 화상을 표시하는 배면 발광(bottom emission) 방식의 유기 발광 표시 장치에 적용한다.
화소 전극(190), 유기 발광 부재(370) 및 공통 전극(270)은 도 2에 도시한 유기 발광 소자(LD)를 이루며, 화소 전극(190)이 애노드, 공통 전극(270)이 캐소드가 되거나 반대로 화소 전극(190)이 캐소드, 공통 전극(190)이 애노드가 된다. 유기 발광 소자(LD)는 유기 발광 부재(370)의 재료에 따라 기본색(primary color) 중 한 색상의 빛을 낸다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색의 삼원색을 들 수 있으며 삼원색의 공간적 합으로 원하는 색상을 표시한다.
다시 도 1을 참조하면, 주사 구동부(400)는 주사 신호선(G1-Gn)에 연결되어 스위칭 트랜지스터(Qs)를 턴 온시킬 수 있는 고전압(Von)과 턴 오프시킬 수 있는 저전압(Voff)의 조합으로 이루어진 주사 신호(Vg1-Vgn)를 주사 신호선(G1-Gn)에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 데이터 전압을 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 데이터 전압은 영상을 표시하는 정상 데이터 전압(Vdat) 및 구동 트랜지스터(Qd)를 턴 오프시킬 수 있는 역바이어스 전압(Vneg)을 포함한다.
주사 구동부(400) 또는 데이터 구동부(500)는 적어도 하나의 구동 집적 회로 칩의 형태로 표시판(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP (tape carrier package) 의 형태로 표시판(300)에 부착될 수도 있다. 이와는 달리, 주사 구동부(400) 또는 데이터 구동부(500)가 신호선 및 트랜지스터 따위와 함께 표시판(300)에 형성되어 SOP(System On Panel)을 구현할 수도 있다.
신호 제어부(600)는 주사 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 영상 신호(R, G, B)를 표시판(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 주사 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 주사 제어 신호(CONT1)를 주사 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 디지털 영상 데이터(DAT)는 데이터 구동부(500)로 내보낸다.
주사 제어 신호(CONT1)는 고전압(Von)의 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 고전압(Von)의 출력을 제어하는 적어도 하나의 클록 신호 등을 포함한다. 주사 제어 신호(CONT1)는 또한 고전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 포함할 수 있다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 한 화소행의 데이터 전송을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호 (LOAD), 정상 데이터 전압(Vdat) 및 역바이어스 전압(Vneg) 중 어느 것을 출력할 것인지를 선택하는 선택 신호(SEL) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.
그러면 데이터 구동부(500)에 대하여 도 5 및 도 6을 참고하여 좀 더 상세하게 설명한다.
도 5는 도 1에 도시한 유기 발광 표시 장치의 데이터 구동부의 한 예를 도시한 블록도이고, 도 6은 도 5에 도시한 데이터 구동부의 입출력 신호의 한 예를 도시한 파형도이다.
데이터 구동부(500)는 도 5에 도시한 데이터 구동 집적 회로(540)를 적어도 하나 포함하며, 데이터 구동 집적 회로(540)는 차례로 연결되어 있는 시프트 레지스터(541), 래치(543), 디지털-아날로그 변환기(545), 그리고 버퍼(547)를 포함한다.
시프트 레지스터(541)는 수평 동기 시작 신호(STH)(또는 시프트 클록 신호)를 인가 받으면 데이터 클록 신호(HCLK)에 따라 입력된 디지털 영상 데이터(DAT)를 차례로 래치(543)에 전달한다. 데이터 구동부(500)가 복수의 데이터 구동 집적 회로(540)를 포함하는 경우, 각각의 시프트 레지스터(541)는 자신이 담당하는 디지털 영상 데이터(DAT)를 전부 래치(543)에 전달한 후 시프트 클록 신호(캐리 아웃 신호)를 이웃하는 데이터 구동 집적 회로의 시프트 레지스터로 내보낸다.
래치(543)는 차례로 입력받은 디지털 영상 데이터(DAT)를 기억하였다가 로드 신호(LOAD)에 따라 디지털-아날로그 변환기(545)에 내보낸다.
디지털-아날로그 변환기(545)는 디지털 영상 데이터(DAT) 및 선택 신호(SEL) 를 입력받아 선택 신호(SEL)에 따라 디지털 영상 데이터(DAT)를 아날로그 데이터 전압(Vout)으로 변환하여 버퍼(547)로 내보낸다. 데이터 전압(Vout)은 앞서 설명한 것처럼 정상 데이터 전압(Vdat) 및 역바이어스 전압(Vneg)을 포함하며, 역바이어스 전압(Vneg)은 정상 데이터 전압(Vdat)의 극성과 반대의 극성을 갖는다. 즉, 정상 데이터 전압(Vdat)이 양의 값을 가지면 역바이어스 전압(Vneg)은 음의 값을 가진다.
버퍼(547)는 디지털-아날로그 변환기(545)로부터의 데이터 전압(Vout)을 출력 단자(Y1-Yr)를 통하여 내보내며, 이를 소정 시간 동안 유지한다. 출력 단자(Y1-Yr)는 해당 데이터선(D1-Dm)에 연결된다.
도 6을 참고하면, 데이터 구동 집적 회로(540)는 로드 신호(LOAD)의 하강 에지에 동기하여 데이터 전압(Vout)을 출력하는데, 선택 신호(SEL)에 따라 정상 데이터 전압(Vdat)과 역바이어스 전압(Vneg)을 선택하여 내보낸다. 즉, 데이터 구동 집적 회로(540)는 선택 신호(SEL)가 하이 레벨이면 정상 데이터 전압(Vdat)을 출력 단자(Y1-Yr)로 내보내고, 선택 신호(SEL)가 로우 레벨이면 역바이어스 전압(Vneg)을 출력 단자(Y1-Yr)로 내보낸다. 이와 반대로 선택 신호(SEL)가 하이 레벨일 때 역바이어스 전압(Vneg)을 내보내고, 선택 신호(SEL)가 로우 레벨일 때 정상 데이터 전압(Vdat)을 내보낼 수도 있다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 동작에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 신호 파형도이다.
신호 제어부(600)는 한 프레임(1FT)을 두 개의 소 프레임(T1, T2)으로 분할하여 영상을 표시한다. 신호 제어부(600)는 제1 소 프레임(T1)에서 선택 신호(SEL)를 하이 레벨로 하고, 제2 소 프레임(T2)에서 선택 신호(SEL)를 로우 레벨로 한다.
제1 및 제2 소 프레임(T1, T2)의 시간은 n:1의 비율(n은 정수)로 설정할 수 있으며, 본 실시예에서는 제1 및 제2 소 프레임(T1, T2)의 시간비가 2:1인 것으로 한다.
먼저, 제1 소 프레임(T1)에서 데이터 구동부(500)는 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 정상 데이터 전압(Vdat)으로 변환한 후 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
이때, 주사 구동부(400)는 하이 레벨의 주사 신호(Vgi)(i=1, 2, …, n)를 해당 주사 신호선(Gi)에 인가한다. 하이 레벨의 주사 신호(Vgi)에 의해 스위칭 트랜지스터(Qs)가 턴 온되어 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자에 정상 데이터 전압(Vdat)이 인가되는 한편, 축전기(Cst)에 해당 전압이 충전된다. 이에 따라 구동 트랜지스터(Qd)는 정상 데이터 전압(Vdat)에 상응하는 구동 전류(ILD)를 유기 발광 소자(LD)의 애노드 전극으로 출력한다. 유기 발광 소자(LD)는 구동 전류(ILD)의 양에 따라 소정의 빛을 발광한다.
제1 소 프레임(T1) 동안 이와 같은 동작이 첫 번째 화소행부터 마지막 화소행까지 차례로 진행되어 표시판(300)에 하나의 영상이 표시된다.
마지막 화소행에 하이 레벨의 주사 신호(Vgn)가 공급되어, 마지막 화소행의 화소에 대한 데이터 전압의 충전이 완료되면, 제2 소 프레임(T2)이 시작된다.
먼저, 신호 제어부(600)는 선택 신호(SEL)의 전압 레벨을 로우 레벨로 낮추고 데이터 구동부(500)에 다시 디지털 영상 데이터(DAT)를 공급한다. 이때 디지털 영상 데이터(DAT)는 제1 소 프레임(T1)에서의 디지털 영상 데이터(DAT)와 동일하거나 이와 비례할 수 있으며, 제1 소 프레임(T1)의 그것과 무관하게 일정한 값을 가질 수도 있다.
데이터 구동부(500)는 선택 신호(SEL)가 로우 레벨이 됨에 따라 공급되는 디지털 영상 데이터(DAT)를 해당 역바이어스 전압(Vneg)으로 변환한다.
주사 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터 주사 제어 신호(CONT1)에 따라 2개의 주사 신호선에 인가되는 주사 신호를 동시에 고전압(Von)으로 바꾼다. 이와 같은 주사 신호는 주사 시작 신호(STV) 및 클록 신호를 조절하여 구현할 수 있다.
두 개의 주사 신호선에 인가되는 주사 신호가 동시에 고전압이 되면, 두 주사 신호선에 연결된 스위칭 트랜지스터(Qs)가 동시에 턴 온되어 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자에 역바이어스 전압(Vneg)이 인가된다. 이에 따라 구동 트랜지스터(Qd)가 턴 오프되어 구동 전류(ILD)를 출력하지 않으므로, 유기 발광 소자(LD) 또한 발광하지 않는다. 이에 따라 유기 발광 표시 장치의 화면에는 블랙이 표시된다.
이와 같은 동작이 마지막 두 화소행까지 차례로 진행되어 표시판(300)은 블랙을 표시한다. 이와 같이 역바이어스 전압(Vneg)이 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자에 인가되면 구동 트랜지스터(Qd)의 문턱 전압의 변화를 줄일 수 있다. 즉, 역바이어스 전압(Vneg)을 일정 시간 동안 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자로 공급하여 구동 트랜지스터(Qd)를 쉬게 함으로써, 지속적으로 전류를 구동하는 데 따른 스트레스를 줄일 수 있다.
제1 소 프레임(T1)에서의 주사 신호의 펄스 폭은 제2 소 프레임(T2)에서의 주사 신호의 펄스 폭과 동일할 수 있다. 이 경우 입력 영상 신호(R, G, B)의 프레임 주파수가 60Hz이면, 신호 제어부(600)는 90Hz의 프레임 주파수로 데이터 구동부(500)에 출력 디지털 영상 데이터 (DAT)를 공급한다.
60Hz의 구동으로 한 프레임이 16.66ms동안 유지되는 경우, 제1 소 프레임(T1) 기간과 제2 소 프레임(T2)의 기간이 1:1의 비율을 가지면, 제2 소 프레임(T2)이 약 8.33ms동안 유지되어 약 50%의 휘도가 감소된다. 그러나 본 발명의 유기 발광 표시 장치에서는 제1 소 프레임(T1)이 11.06ms동안 유지되고, 제2 소 프레임(T2)은 약 5.53ms동안 유지되어 종래보다 낮은 약 25%의 휘도 감소를 가진다.
도 8은 도 7에 도시한 구동 방법에 따라 표시되는 유기 발광 표시 장치의 화면의 한 예를 도시한 개략도이다.
도 8을 참조하면, 프레임 초기의 화면 전체는 이전 프레임의 역바이어스 전압(Vneg)에 따른 블랙이 표시된다. 제1 소 프레임(T1)이 시작되면 화면 상단에서부터 차례로 발광이 시작되어 영상이 표시된다. 따라서 1/3 프레임에서는 화면의 상반면에 영상이 표시되며, 제1 소 프레임(T1)이 끝나면(2/3 프레임) 화면 전체에 영상이 표시된다.
다음으로, 제2 소 프레임(T2)이 시작되면 화면 상단에서부터 블랙이 표시되어, 5/6 프레임에서는 화면의 상반면에 블랙이 표시되고, 제2 소 프레임(T2)이 종료되면 화면 전체에 블랙이 표시된다.
화소(PX)는 정상 데이터 전압(Vdat)이 공급된 후부터 역바이어스 전압(Vneg)이 인가될 때까지 발광하고, 역바이어스 전압(Vneg)이 인가된 후부터 다음 프레임의 정상 데이터 전압(Vdat)이 공급될 때까지 발광하지 않는다. 따라서 한 프레임(1FT)의 1/3 동안 발광하지 않으므로, 영상이 선명하지 않고 흐릿해지는 블러링(blurring)현상을 방지할 수 있다.
이하에서는 도 9 및 도 10을 참조하며 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 신호 파형도이고, 도 10은 도 9에 따라 표시되는 유기 발광 표시 장치의 화면을 도시한 개략도이다.
본 실시예에서도 신호 제어부(600)는 한 프레임(1FT)을 두 개의 소 프레임(T3, T4)으로 분할하여 영상을 표시하며, 제1 소 프레임(T3)에서는 정상 영상을 표시하고 제2 소 프레임(T4)에서는 블랙 영상을 표시한다. 그러나 도 7에 도시한 실시예에서와 달리 제1 소 프레임(T3)과 제2 소 프레임(T4)의 시간은 3:1의 비율을 갖는다.
따라서 입력 영상 신호(R, G, B)의 프레임 주파수가 60Hz인 경우, 신호 제어부(600)는 80Hz의 프레임 주파수로 데이터 구동부(500)에 출력 영상 데이터(DAT)를 공급한다.
제2 소 프레임(T4)에서 주사 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터 주사 제어 신호(CONT1)에 따라 3개의 주사 신호선에 인가되는 주사 신호를 동시에 고전압(Von)으로 바꿔, 3개의 화소행이 동시에 블랙을 표시한다.
도 10을 참조하면, 초기 블랙 화면에서 3/8 프레임이 되면 화면의 상반면에 영상이 표시되며, 제1 소 프레임(T3)이 끝나면(3/4 프레임) 화면 전체에 영상이 표시된다. 다음으로, 제2 소 프레임(T4)이 시작되면 화면 상단에서부터 블랙이 표시되어, 7/8 프레임에서는 화면의 상반면에 블랙이 표시되고, 제2 소 프레임(T4)이 종료되면 화면 전체에 블랙이 표시된다.
이와 같이, 본 발명에 따르면 발광 시간을 충분히 확보하면서도 소정의 기간 동안 구동 트랜지스터에 역바이어스 전압을 공급할 수 있다. 따라서 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 변화를 줄일 수 있고, 임펄시브 효과에 의해 블러링 현상을 줄일 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (9)

  1. 복수의 주사 신호선, 복수의 데이터선 및 상기 주사 신호선과 상기 데이터선에 연결되어 있으며 행렬로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하며 영상을 표시하는 표시판,
    상기 주사 신호선에 주사 신호를 인가하는 주사 구동부, 그리고
    정상 데이터 전압과 역바이어스 전압을 포함하는 데이터 전압을 생성하여, 상기 정상 데이터 전압을 제1 기간 동안 모든 화소에 차례로 인가한 다음, 상기 제1 기간보다 짧은 제2 기간 동안 상기 역바이어스 전압을 모든 화소에 인가하는 데이터 구동부
    를 포함하고,
    상기 각 화소는,
    상기 주사 신호선 중 하나, 상기 데이터선 중 하나에 연결되어 있는 스위칭 트랜지스터,
    상기 스위칭 소자와 전기적 연결 관계를 가지는 구동 트랜지스터, 그리고
    상기 구동 트랜지스터와 연결되어 있는 유기 발광 소자
    를 포함하는
    표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 역바이어스 전압은 상기 구동 트랜지스터를 턴 오프시킬 수 있는 크기인 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 역바이어스 전압은 두 행 이상의 화소에 동시에 인가되는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 기간은 상기 제2 기간의 정수 배인 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 기간은 상기 제2 기간의 2배이며, 상기 역바이어스 전압은 두 행의 화소에 동시에 인가되는 표시 장치.
  6. 제4항에서,
    상기 제1 기간은 상기 제2 기간의 3배이며, 상기 역바이어스 전압은 세 행의 화소에 동시에 인가되는 표시 장치.
  7. 주사 신호선과 데이터선에 연결되어 있는 스위칭 트랜지스터, 상기 스위칭 소자와 전기적 연결 관계를 가지는 구동 트랜지스터 및 그리고 상기 구동 트랜지스터와 연결되어 있는 유기 발광 소자를 각각 포함하며 행렬로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 구동 방법으로서,
    상기 화소에 차례로 정상 데이터 전압을 인가하는 단계, 그리고
    상기 화소에 차례로 역바이어스 전압을 인가하는 단계
    를 포함하며,
    두 행 이상의 화소에 동시에 상기 역바이어스 전압이 인가되는
    표시 장치의 구동 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 역바이어스 전압은 상기 구동 트랜지스터를 턴 오프시킬 수 있는 크기인 표시 장치의 구동 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 정상 데이터 전압 인가 단계가 차지하는 시간은 상기 역바이어스 전압 인가 단계가 차지하는 시간의 정수 배인 표시 장치의 구동 방법.
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