KR20120044507A - 유기전계발광 표시장치 및 그의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 낮은 구동주파수로 구동될 수 있도록 한 유기전계발광 표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 유기전계발광 표시장치는 주사선들, 발광 제어선들 및 데이터선들의 교차부에 위치되는 화소들과; 상기 화소들을 수평라인 단위로 선택하기 위하여 제 1구동 주파수로 상기 주사선들로 주사신호를 순차적으로 공급하는 주사 구동부와; 상기 화소들의 발광을 제어하기 위하여 상기 제 1구동 주파수와 상이한 제 2구동 주파수로 상기 발광 제어선들로 발광 제어신호를 순차적으로 공급하는 이미션 구동부를 구비한다.

Description

유기전계발광 표시장치 및 그의 구동방법{Organic Light Emitting Display Device and Driving Method Thereof}
본 발명은 유기전계발광 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것으로, 특히 낮은 구동주파수로 구동될 수 있도록 한 유기전계발광 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel) 및 유기 전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device) 등이 있다.
평판 표시장치 중 유기 전계발광 표시장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 다이오드를 이용하여 영상을 표시하는 것으로, 이는 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비전력으로 구동되는 장점이 있다.
유기전계발광 표시장치는 복수의 데이터선, 주사선들, 전원선들의 교차부에 매트릭스 형태로 배열되는 복수개의 화소를 구비한다. 화소들은 통상적으로 유기 발광 다이오드, 구동 트랜지스터를 포함하는 둘 이상의 트랜지스터 및 하나 이상의 커패시터로 이루어진다.
이와 같은 유기전계발광 표시장치는 3D 영상을 구현하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 16.6ms의 기간 동안 4개의 프레임을 포함한다. 4개의 프레임 중 제 1프레임은 좌측 영상을 표시하고, 제 3프레임은 우측 영상을 표시한다. 그리고, 제 2프레임 및 제 4프레임은 블랙의 영상을 표시한다.
셔터 안경은 제 1프레임 기간 동안 좌측안경으로 빛을 공급받고, 제 3프레임 기간 동안 우측안경으로 빛을 공급받는다. 이때, 셔터 안경 착용자는 셔터 안경을 통하여 공급되는 영상을 3D로 인지한다. 제 2프레임 및 제 4프레임 기간에 표시되는 블랙의 영상은 좌측 및 우측 영상이 혼재하여 크로스토크(Cross Talk) 현상이 발생되는 것을 방지한다.
하지만, 종래에는 16.6ms의 기간 동안 4개의 프레임이 포함되고, 이에 따라 240Hz의 구동 주파수로 구동되어야 하는 문제점이 있다. 유기전계발광 표시장치가 높은 주파수로 구동되는 경우 소비전력의 상승, 안정성의 저하, 제조비용의 상승 등과 같은 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 낮은 구동주파수로 구동될 수 있도록 한 유기전계발광 표시장치 및 그의 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는 주사선들, 발광 제어선들 및 데이터선들의 교차부에 위치되는 화소들과; 상기 화소들을 수평라인 단위로 선택하기 위하여 제 1구동 주파수로 상기 주사선들로 주사신호를 순차적으로 공급하는 주사 구동부와; 상기 화소들의 발광을 제어하기 위하여 상기 제 1구동 주파수와 상이한 제 2구동 주파수로 상기 발광 제어선들로 발광 제어신호를 순차적으로 공급하는 이미션 구동부를 구비한다.
바람직하게, 상기 제 2구동 주파수는 상기 제 1구동 주파수보다 높은 주파수이다. 상기 제 1구동 주파수는 120Hz로 설정된다. 상기 제 2구동 주파수는 240Hz 이상으로 설정된다. 상기 주사 구동부는 상기 주사선들 각각으로 1수평기간(1H) 동안 상기 주사신호를 공급한다.
상기 이미션 구동부는 j(j는 자연수)번째 주사선으로 공급되는 주사신호와 중첩되도록 j번째 발광 제어선으로 발광 제어신호를 공급한다. 상기 이미션 구동부는 상기 j번째 발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급된 후 상기 1수평기간 보다 짧은 제 1기간 후에 j+1번째 발광 제어선으로 발광 제어신호를 공급한다. 상기 이미션 구동부는 i(i는 자연수)번째 프레임의 상기 화소들 발광시간과 i+1프레임의 상기 화소들 발광시간이 중첩되지 않도록 상기 발광 제어신호들을 공급한다. 상기 데이터 구동부는 i(i는 자연수) 프레임 기간 동안 상기 주사선들로 공급되는 주사신호에 동기되도록 상기 데이터선들로 좌측 데이터신호를 공급하고, i+1프레임 기간 동안 상기 주사선들로 공급되는 주사신호에 동기되도록 상기 데이터선들로 우측 데이터신호를 공급한다. 상기 발광 제어신호의 폭은 1/2 프레임 기간과 같거나 짧게 설정된다.
상기 화소들 각각은 유기 발광 다이오드와; 주사선으로 주사신호가 공급될 때 데이터신호에 대응하는 전압을 충전하고, 충전된 전압에 대응하여 상기 유기 발광 다이오드로 공급되는 전류량을 제어하는 화소회로와; 상기 유기 발광 다이오드와 상기 화소회로 사이에 접속되며, 발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되고 그 외의 경우에 턴-온되는 제어 트랜지스터를 구비한다.
본 발명의 실시예에 의한 주사선들, 발광 제어선들 및 데이터선들의 교차부에 위치되는 화소들을 포함하는 유기전계발광 표시장치의 구동방법에 있어서; 상기 화소들을 선택하기 위하여 제 1구동 주파수로 상기 주사선들로 주사신호를 순차적으로 공급하는 단계와; 상기 화소들의 발광을 제어하기 위하여 상기 제 1구동 주파수와 상이한 제 2구동 주파수로 상기 발광 제어선들로 발광 제어신호를 순차적으로 공급하는 단계를 포함한다.
본 발명의 유기전계발광 표시장치 및 그의 구동방법에 의하면 낮은 구동 주파수(예를 들면, 120Hz)로 주사신호 및 주사신호에 동기되는 데이터신호를 공급할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 유기전계발광 표시장치의 프레임 기간을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치의 프레임 기간을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 주사 구동부 및 이미션 구동부에서 공급되는 구동파형을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 화소의 실시예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예가 첨부된 도 2 내지 도 5를 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 프레임 기간을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는 주사선들(S1 내지 Sn), 발광 제어선들(E1 내지 En) 및 데이터선들(D1 내지 Dm)의 교차부에 위치되는 화소들(140)을 포함하는 화소부(130)와, 주사선들(S1 내지 Sn)을 구동하기 위한 주사 구동부(110)와, 데이터선들(D1 내지 Dm)을 구동하기 위한 데이터 구동부(120)와, 발광 제어선들(E1 내지 En)을 구동하기 위한 이미션 구동부(160)와, 주사 구동부(110), 이미션 구동부(160) 및 데이터 구동부(120)를 제어하기 위한 타이밍 제어부(150)를 구비한다.
주사 구동부(110)는 프레임 기간마다 주사선들(S1 내지 Sn)로 주사신호를 순차적으로 공급한다. 여기서, 본원 발명에서는 16.6ms의 기간 동안 두 개의 프레임(iF, i+1F)이 포함되기 때문에 주사 구동부(110)는 120Hz의 구동 주파수로 주사신호를 공급한다.
데이터 구동부(120)는 주사선들(S1 내지 Sn)로 공급되는 주사신호에 동기되도록 데이터선들(D1 내지 Dm)로 데이터신호를 공급한다. 여기서, 데이터 구동부(120)는 i(i는 자연수) 프레임(iF) 기간 동안 주사선들(S1 내지 Sn)로 공급되는 주사신호에 대응하여 좌측 데이터신호를 공급하고, i+1 프레임(i+1F) 기간 동안 주사선들(S1 내지 Sn)로 공급되는 주사신호에 대응하여 우측 데이터신호를 공급한다. 한편, 데이터 구동부(120)는 주사신호와 동기되도록 데이터선들(D1 내지 Dm)로 데이터신호를 공급하기 때문에 120Hz의 구동 주파수로 구동된다.
이미션 구동부(160)는 발광 제어선들(E1 내지 En)로 발광 제어신호를 순차적으로 공급한다. 여기서, 이미션 구동부(160)는 프레임 기간 중 일부 기간 동안 화소들(140)이 발광될 수 있도록 발광 제어신호의 공급을 제어한다.
상세히 설명하면, 이미션 구동부(160)는 j(j는 자연수)번째 주사선(Sj)으로 공급되는 주사신호와 중첩되게 j번째 발광 제어선(Ej)으로 발광 제어신호를 공급한다. 그리고, 이미션 구동부(160)는 j번째 발광 제어선(Ej)으로 발광 제어신호가 공급된 후 제 1기간 후에 j+1번째 발광 제어선(Ej)으로 발광 제어신호를 공급한다. 여기서, 제 1기간은 주사신호가 공급되는 1수평기간(1H) 보다 짧은 시간으로 설정된다. 그리고, 이미션 구동부(160)는 각각의 프레임 기간 동안 화소들(140)이 발광되는 시간이 중첩되지 않도록 발광 제어선들(E1 내지 En)로 발광 제어신호를 공급한다. 다시 말하여, i 프레임(iF) 기간 및 i+1프레임(i+1F)은 화소들(140)의 발광 시간이 중첩되지 않는다.
이를 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이 주사신호의 공급을 의미하는 스캔(scan)선보다 화소들(140)의 발광을 의미하는 이미션(emission)선이 급격한 기울기를 갖도록 설정된다. 그러면, 각각의 프레임 기간 동안 화소들(140)들의 발광시간이 중첩되지 않고, 이에 따라 크로스토크 없이 3D 영상을 구현할 수 있다.
타이밍 제어부(150)는 주사 구동부(110), 데이터 구동부(120) 및 이미션 구동부(160)를 제어한다.
셔터 안경은 i 프레임(iF) 기간 동안 좌측안경으로 빛을 공급받고, i+1 프레임(i+1F) 기간 동안 우측안경으로 빛을 공급받는다. 이때, 셔터 안경 착용자는 셔터 안경을 통하여 공급되는 영상을 3D로 인지한다.
도 4는 도 2에 도시된 주사 구동부 및 이미션 구동부에서 공급되는 구동파형을 나타내는 파형도이다.
도 4를 참조하면, 주사 구동부(110)는 프레임(iF, i+1F) 기간 동안 주사선들(S1 내지 Sn)로 주사신호를 순차적으로 공급한다. 이와 같은 주사 구동부(110)는 상술한 바와 같이 120Hz의 제 1구동 주파수로 주사신호들을 공급한다.
이미션 구동부(160)는 프레임(iF, i+1F) 기간 동안 발광 제어선들(E1 내지 En)로 발광 제어신호를 순차적으로 공급한다. 이와 같은 이미션 구동부(160)는 제 1구동 주파수보다 높은 제 2구동 주파수, 예를 들면 240Hz 이상의 구동 주파수로 발광 제어신호들을 공급한다.
제 2구동 주파수로 발광 제어신호를 공급하는 경우 발광 제어신호들 사이의 제 1기간(T1)은 1수평기간(1H) 보다 짧은 시간으로 설정된다. 이와 같이 제 2구동 주파수로 발광 제어신호를 공급하면 화소들(140)의 발광시간을 최대한 확보할 수 있다. 한편, 발광 제어선들(E1 내지 En)로 공급되는 발광 제어신호들은 모두 동일한 폭으로 설정되며, 프레임 간 발광 시간이 중첩되지 않도록 설정된다.
예를 들어, 발광 제어신호의 폭이 1/2 프레임 미만으로 설정되면 화소들(140)의 발광 시간이 1/2 프레임 이상으로 설정된다. 이 경우, 프레임 간 화소들(140)의 발광시간이 중첩되어 영상을 구현할 때 크로스토크 현상을 발생될 수 있다. 따라서, 본원 발명에서 발광 제어신호는 1/2 프레임 이하의 기간 동안 공급될 수 있도록 그 폭이 설정된다.
한편, 발광 제어신호가 주사신호보다 높은 구동 주파수로 구동되기 때문에 라인별로 발광 시작 시간과 데이터의 기입시점은 아래와 같이 정해질 수 있다.
첫번째 라인 : 발광시작 - 데이터 기입시점 = 1/2 프레임
두번째 라인 : 발광시작 - 데이터 기입시점 = 1/2 프레임 - T1
세번째 라인 : 발광시작 - 데이터 기입시점 = 1/2 프레임 - 2T1
....
마지막 라인 : 발광시작 - 데이터 기입시점 = 0
상기에서 발광시작은 발광 제어신호가 공급되어 화소가 발광되는 시점을 의미하며, 데이터 기입시점은 주사신호가 공급되는 시점을 의미한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 화소를 나타내는 회로도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 화소(140)는 유기 발광 다이오드(OLED)와, 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어하기 위한 화소회로(142)와, 화소회로(142)와 유기 발광 다이오드(OLED) 사이에 접속되는 제어 트랜지스터(CM)를 구비한다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극은 제어 트랜지스터(CM)에 접속되고, 캐소드전극은 제 2전원(ELVSS)에 접속된다. 이와 같은 유기 발광 다이오드(OLED)는 화소회로(142)로부터 공급되는 전류량에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성한다.
화소회로(142)는 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어한다. 이와 같은 화소회로(142)는 현재 공지된 다양한 형태의 회로로 구성될 수 있다. 예를 들어, 화소회로(142)는 제 1트랜지스터(M1), 제 2트랜지스터(M2) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다.
제 1트랜지스터(M1)의 제 1전극은 데이터선(Dm)에 접속되고, 제 2전극은 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극에 접속된다. 그리고, 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극은 주사선(Sn)에 접속된다. 이와 같은 제 1트랜지스터(M1)는 주사선(Sn)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터선(Dm)과 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극을 전기적으로 접속시킨다.
제 2트랜지스터(M2)의 제 1전극은 제 1전원(ELVDD)에 접속되고, 제 2전극은 제어 트랜지스터(CM)의 제 1전극에 접속된다. 그리고, 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극은 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극에 접속된다. 이와 같은 제 2트랜지스터(M2)는 자신의 게이트전극에 접속된 전압에 대응하는 전류를 유기 발광 다이오드(OLED0로 공급한다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극과 제 1전원(ELVDD) 사이에 접속된다. 이와 같은 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호에 대응하는 전압을 충전한다.
제어 트랜지스터(CM)의 제 1전극은 화소회로(142)에 접속되고, 제 2전극은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극에 접속된다. 그리고, 제어 트랜지스터(CM)의 게이트전극은 발광 제어선(En)에 접속된다. 이와 같은 제어 트랜지스터(CM)는 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되고, 발광 제어신호가 공급되지 않을 때 턴-온된다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 주사 구동부 120 : 데이터 구동부
130 : 화소부 140 : 화소
142 : 화소회로 150 : 타이밍 제어부
160 : 이미션 구동부

Claims (20)

  1. 주사선들, 발광 제어선들 및 데이터선들의 교차부에 위치되는 화소들과;
    상기 화소들을 수평라인 단위로 선택하기 위하여 제 1구동 주파수로 상기 주사선들로 주사신호를 순차적으로 공급하는 주사 구동부와;
    상기 화소들의 발광을 제어하기 위하여 상기 제 1구동 주파수와 상이한 제 2구동 주파수로 상기 발광 제어선들로 발광 제어신호를 순차적으로 공급하는 이미션 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2구동 주파수는 상기 제 1구동 주파수보다 높은 주파수인 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1구동 주파수는 120Hz로 설정되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2구동 주파수는 240Hz 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 주사 구동부는 상기 주사선들 각각으로 1수평기간(1H) 동안 상기 주사신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 이미션 구동부는 j(j는 자연수)번째 주사선으로 공급되는 주사신호와 중첩되도록 j번째 발광 제어선으로 발광 제어신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 이미션 구동부는 상기 j번째 발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급된 후 상기 1수평기간 보다 짧은 제 1기간 후에 j+1번째 발광 제어선으로 발광 제어신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 이미션 구동부는 i(i는 자연수)번째 프레임의 상기 화소들 발광시간과 i+1프레임의 상기 화소들 발광시간이 중첩되지 않도록 상기 발광 제어신호들을 공급하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 구동부는 i(i는 자연수) 프레임 기간 동안 상기 주사선들로 공급되는 주사신호에 동기되도록 상기 데이터선들로 좌측 데이터신호를 공급하고, i+1프레임 기간 동안 상기 주사선들로 공급되는 주사신호에 동기되도록 상기 데이터선들로 우측 데이터신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 발광 제어신호의 폭은 1/2 프레임 기간과 같거나 짧게 설정되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 화소들 각각은
    유기 발광 다이오드와;
    주사선으로 주사신호가 공급될 때 데이터신호에 대응하는 전압을 충전하고, 충전된 전압에 대응하여 상기 유기 발광 다이오드로 공급되는 전류량을 제어하는 화소회로와;
    상기 유기 발광 다이오드와 상기 화소회로 사이에 접속되며, 발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되고 그 외의 경우에 턴-온되는 제어 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  12. 주사선들, 발광 제어선들 및 데이터선들의 교차부에 위치되는 화소들을 포함하는 유기전계발광 표시장치의 구동방법에 있어서;
    상기 화소들을 선택하기 위하여 제 1구동 주파수로 상기 주사선들로 주사신호를 순차적으로 공급하는 단계와;
    상기 화소들의 발광을 제어하기 위하여 상기 제 1구동 주파수와 상이한 제 2구동 주파수로 상기 발광 제어선들로 발광 제어신호를 순차적으로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치의 구동방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제 2구동 주파수는 상기 제 1구동 주파수보다 높은 주파수인 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치의 구동방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제 1구동 주파수는 120Hz로 설정되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치의 구동방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 제 2구동 주파수는 240Hz 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치의 구동방법.
  16. 제 12항에 있어서,
    j(j는 자연수)번째 발광 제어선으로 공급되는 발광 제어신호는 j번째 주사선으로 공급되는 주사신호와 중첩되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치의 구동방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 j번째 발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급된 후 주사신호의 폭인 1수평기간보다 짧은 기간 후에 j+1번째 발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치의 구동방법.
  18. 제 12항에 있어서,
    i(i는 자연수) 프레임 및 i+1프레임 기간 동안 상기 화소들의 발광 시간이 중첩되지 않도록 상기 발광 제어신호들의 폭이 설정되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치의 구동방법.
  19. 제 12항에 있어서,
    i(i는 자연수) 프레임 기간 동안 상기 주사선들로 공급되는 주사신호에 동기되도록 상기 데이터선들로 좌측 데이터신호를 공급하고, i+1프레임 기간 동안 상기 주사선들로 공급되는 주사신호에 동기되도록 상기 데이터선들로 우측 데이터신호를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치의 구동방법.
  20. 제 12항에 있어서,
    상기 발광 제어신호의 폭은 1/2 프레임 기간과 같거나 짧게 설정되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치의 구동방법.
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