KR20120065139A - 표시 장치를 위한 화소, 이를 이용한 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

표시 장치를 위한 화소, 이를 이용한 표시 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

표시 장치를 위한 화소는 유기발광 다이오드, 상기 유기발광 다이오드가 발광하는 동안 데이터선으로부터 입력되는 데이터 신호를 유지시키는 데이터 유지부, 상기 데이터 유지부로부터 상기 데이터 신호를 전달받아 상기 유기발광 다이오드를 발광시키는 구동 전류 공급부, 및 상기 유기발광 다이오드가 발광하는 동안 상기 데이터 유지부와 상기 구동 전류 공급부를 절연시키고, 상기 유기발광 다이오드가 발광한 후 상기 데이터 유지부에 입력된 데이터 신호를 상기 구동 전류 공급부에 전달하는 릴레이 트랜지스터를 포함한다. 입체영상을 표시하기 위한 데이터를 입력하는 구동 속도를 낮출 수 있고, 블랙 데이터에 의한 휘도 감소를 줄일 수 있으며, 소비전력을 낮출 수 있다.

Description

표시 장치를 위한 화소, 이를 이용한 표시 장치 및 그 구동 방법{Pixel for display device, display device and driving method thereof}
본 발명은 표시 장치를 위한 화소, 이를 이용한 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 데이터의 입력과 발광을 동시에 수행할 수 있는 화소, 이를 이용한 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
입체영상 표시 장치는 사물이 사람과 가까이 있으면 양쪽 눈의 시차가 커지고 멀리 있으면 양쪽 눈의 시차가 작아진다는 양안 시차의 원리를 이용하여 2차원 영상에서 3차원 입체감을 구현한다. 예를 들어, 화면에 좌우영상을 일치시켜 표시하면 물체가 화면 위에 있는 것처럼 느껴지는데, 좌안영상을 좌측에 배치하고 우안영상을 우측에 배치하면 물체가 화면 뒤쪽에 있는 것처럼 느껴지며, 좌안영상을 우측에 배치하고 우안영상을 좌측에 배치하면 물체가 화면 앞쪽에 있는 것처럼 느껴진다. 이때, 물체의 깊이감은 화면에 배치된 좌우영상 사이의 간격에 의해 결정된다.
입체영상을 표시하는 가장 잘 알려진 방법으로 보색관계에 있는 색필터를 이용하는 색안경으로 적챙색으로 표시되는 좌안영상과 우안영상을 분리 선택하는 방식이 있다. 그리고 좌안영상과 우안영상이 서로 다른 편광으로 표시되고, 이를 편광안경으로 분리 선택하는 방식이 있다. 색안경을 이용하는 방식은 물체가 천연색으로 표시되지 않는 단점이 있으며, 편광안경을 이용하는 방식은 편광능에 따라 좌안영상이 우안에 보이거나 우안영상이 좌안에 보이게 되어 입체감이 떨어지는 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 시분할 방식의 입체영상 표시 장치의 구동 속도를 낮추고 영상의 휘도를 높일 수 있는 표시 장치를 위한 화소, 이를 이용한 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 위한 화소는 유기발광 다이오드, 상기 유기발광 다이오드가 발광하는 동안 데이터선으로부터 입력되는 데이터 신호를 유지시키는 데이터 유지부, 상기 데이터 유지부로부터 상기 데이터 신호를 전달받아 상기 유기발광 다이오드를 발광시키는 구동 전류 공급부, 및 상기 유기발광 다이오드가 발광하는 동안 상기 데이터 유지부와 상기 구동 전류 공급부를 절연시키고, 상기 유기발광 다이오드가 발광한 후 상기 데이터 유지부에 입력된 데이터 신호를 상기 구동 전류 공급부에 전달하는 릴레이 트랜지스터를 포함한다.
상기 데이터 유지부는, 상기 데이터 신호를 저장하는 제1 유지 커패시터, 및 상기 데이터선에 연결되어 상기 데이터 신호를 상기 제1 유지 커패시터에 전달하는 스위칭 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 스위칭 트랜지스터는, 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어진 주사 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 데이터선에 연결되는 일단, 및 상기 제1 유지 커패시터에 연결되는 타단을 포함할 수 있다.
상기 제1 유지 커패시터는, 제1 전원 전극에 연결되는 일단, 및 상기 스위칭 트랜지스터의 타단에 연결되는 타단을 포함할 수 있다.
상기 제1 유지 커패시터는, 소정의 초기화 전압을 갖는 초기화 전극에 연결되는 일단, 및 상기 스위칭 트랜지스터의 타단에 연결되는 타단을 포함하고, 상기 초기화 전압의 변동에 따라 상기 데이터 유지부에서 상기 구동 전류 공급부로 전달되는 데이터 신호의 레벨이 변동될 수 있다.
상기 구동 전류 공급부는, 상기 데이터 유지부에서 전달되는 데이터 신호를 저장하는 제2 유지 커패시터, 및 상기 제2 유지 커패시터에 저장된 데이터 신호에 대응하는 전류를 상기 유기발광 다이오드에 전달하는 구동 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 구동 트랜지스터는, 상기 릴레이 트랜지스터에 연결되는 게이트 전극, 제1 전원 전극에 연결되는 일단, 및 상기 유기발광 다이오드의 애노드 전극에 연결되는 타단을 포함할 수 있다.
상기 제2 유지 커패시터는, 상기 릴레이 트랜지스터에 연결되는 일단, 및 상기 구동 트랜지스터의 타단에 연결되는 타단을 포함할 수 있다.
상기 구동 전류 공급부는, 상기 구동 트랜지스터를 통해 상기 제2 유지 커패시터에 저장된 데이터 신호에 대응하는 전류가 흐르도록 상기 구동 트랜지스터의 일단에 제1 전원 전극의 전압을 전달하는 발광 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 발광 트랜지스터는, 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어진 발광 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 제1 전원 전극에 연결되는 일단, 및 상기 구동 트랜지스터의 일단에 연결되는 타단을 포함할 수 있다.
상기 구동 전류 공급부는, 초기화 전압을 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 전달하여 상기 유기발광 다이오드를 초기화시키고 상기 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하는 초기화 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 초기화 트랜지스터는, 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어진 초기화 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 데이터선에 연결되는 일단, 및 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되는 타단을 포함할 수 있다.
상기 초기화 트랜지스터는, 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어진 초기화 신호가 인가되는 게이트 전극, 소정의 초기화 전압을 갖는 초기화 전극에 연결되는 일단, 및 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되는 타단을 포함할 수 있다.
상기 구동 전류 공급부는, 상기 유기발광 다이오드의 애노드 전극에 연결되는 일단 및 상기 유기발광 다이오드의 캐소드 전극에 연결되는 타단을 포함하고, 상기 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하는 보상 전압이 저장되는 제3 유지 커패시터를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 유지 커패시터는 기생 커패시터일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소를 포함하는 표시부, 및 상기 표시부에 제1 데이터 신호를 인가하고, 상기 제1 데이터 신호에 의해 상기 복수의 화소가 발광하는 동안 제2 데이터 신호를 상기 표시부에 인가하는 데이터 구동부를 포함하고, 상기 복수의 화소 각각은, 유기발광 다이오드, 상기 유기발광 다이오드를 발광시키는 구동 전류 공급부, 상기 제1 데이터 신호에 의해 상기 유기발광 다이오드가 발광하는 동안 인가되는 상기 제2 데이터 신호를 유지시키는 데이터 유지부, 및 상기 제1 데이터 신호에 의해 상기 유기발광 다이오드가 발광하는 동안 상기 데이터 유지부와 상기 구동 전류 공급부를 절연시키고, 상기 제1 데이터 신호에 의해 상기 유기발광 다이오드가 발광한 후 상기 데이터 유지부에 유지된 상기 제2 데이터 신호를 상기 구동 전류 공급부에 전달하는 릴레이 트랜지스터를 포함한다.
상기 제1 데이터 신호는 입체영상 한 프레임을 표시하기 위한 제1 시점 영상 데이터이고, 상기 제2 데이터 신호는 상기 입체영상 한 프레임을 표시하기 위한 제2 시점 영상 데이터일 수 있다.
상기 제1 데이터 신호 및 상기 제2 데이터 신호가 상기 복수의 화소에 순차적으로 입력되도록 상기 표시부에 주사 신호를 인가하는 주사 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 데이터 신호 또는 상기 제2 데이터 신호가 입력된 복수의 화소가 동시에 발광하도록 상기 표시부에 발광 신호를 인가하는 발광 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 데이터 신호에 의해 상기 유기발광 다이오드가 발광한 후 상기 데이터 유지부에 유지된 상기 제2 데이터 신호를 상기 구동 전류 공급부에 전달하기 위한 릴레이 신호를 상기 복수의 화소에 동시에 전달하는 릴레이 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 데이터 유지부는, 상기 제1 데이터 신호에 의해 상기 유기발광 다이오드가 발광하는 동안 상기 제2 데이터 신호를 저장하는 제1 유지 커패시터, 및 상기 제2 데이터 신호를 상기 제1 유지 커패시터에 전달하는 스위칭 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 구동 전류 공급부는, 상기 데이터 유지부에서 전달되는 상기 제2 데이터 신호를 저장하는 제2 유지 커패시터, 및 상기 제2 유지 커패시터에 저장된 제2 데이터 신호에 대응하는 전류를 상기 유기발광 다이오드에 전달하는 구동 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 구동 전류 공급부는, 상기 구동 트랜지스터를 통해 상기 제2 유지 커패시터에 저장된 제2 데이터 신호에 대응하는 전류가 흐르도록 상기 구동 트랜지스터의 일단에 제1 전원 전극의 전압을 전달하는 발광 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 구동 전류 공급부는, 초기화 전압을 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 전달하여 상기 유기발광 다이오드를 초기화시키고 상기 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하는 초기화 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 구동 전류 공급부는, 상기 유기발광 다이오드의 애노드 전극 및 캐소드 전극에 연결되어 상기 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하는 보상 전압이 저장되는 제3 유지 커패시터를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 유지 커패시터는 기생 커패시터일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 복수의 화소에 제1 데이터 신호를 순차적으로 입력하는 단계, 상기 제1 데이터가 입력된 복수의 화소를 동시에 발광시키면서 상기 복수의 화소에 제2 데이터 신호를 순차적으로 입력하는 단계, 및 상기 제2 데이터 신호가 입력된 복수의 화소를 동시에 발광시키면서 상기 복수의 화소에 제3 데이터 신호를 순차적으로 입력하는 단계를 포함한다.
상기 제1 데이터 신호는 입체영상 한 프레임을 표시하기 위한 제1 시점 영상 데이터이고, 상기 제2 데이터 신호는 상기 입체영상 한 프레임을 표시하기 위한 제2 시점 영상 데이터일 수 있다.
상기 제3 데이터 신호는 다른 입체영상 한 프레임을 표시하기 위한 제1 시점 영상 데이터일 수 있다.
상기 제1 데이터 신호가 입력된 복수의 화소가 동시에 발광하는 동안, 상기 복수의 화소에 입력되는 상기 제2 데이터 신호는 상기 복수의 화소 각각에 포함된 데이터 유지부에 유지될 수 있다.
상기 복수의 화소에 상기 제2 데이터 신호를 순차적으로 입력한 후, 상기 복수의 화소를 발광시키고 있는 상기 제1 데이터 신호를 초기화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 화소를 발광시키고 있는 상기 제1 데이터 신호를 초기화한 후, 상기 복수의 화소 각각에 포함된 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 화소 각각에 포함된 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상한 후, 상기 복수의 화소 각각의 데이터 유지부에 유지되어 있는 상기 제2 데이터 신호를 상기 복수의 화소 각각에 포함된 유기발광 다이오드를 발광시키는 구동 전류 공급부에 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
입체영상을 표시하기 위한 데이터를 입력하는 구동 속도를 낮출 수 있고, 블랙 데이터에 의한 휘도 감소를 줄일 수 있으며, 소비전력을 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소를 나타내는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 타이밍도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소를 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 타이밍도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 발광 동시 방식을 나타낸다.
도 7은 입력 후 발광 방식의 일예를 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 표시 장치는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display) 등의 다양한 평판표시장치로 구현될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 유기발광 표시 장치를 예로 들어 설명하지만, 본 발명에 따른 표시 장치는 이에 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치는 표시부(700) 및 이에 연결된 주사 구동부(200), 데이터 구동부(300), 발광 구동부(400), 초기화 구동부(500), 릴레이 구동부(600) 및 각 구동부(200, 300, 400, 500, 600)를 제어하는 신호 제어부(100)를 포함한다.
신호 제어부(100)는 외부 장치로부터 입력되는 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들어 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26)개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.
신호 제어부(100)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 표시부(700) 및 데이터 구동부(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 주사 제어신호(CONT1), 데이터 제어신호(CONT2), 발광 제어신호(CONT3), 초기화 제어신호(CONT4), 릴레이 제어신호(CONT5) 및 영상 데이터 신호(DAT)를 생성한다. 신호 제어부(100)는 주사 제어신호(CONT1)를 주사 구동부(200)에 전달한다. 신호 제어부(100)는 데이터 제어신호(CONT2) 및 영상 데이터 신호(DAT)를 데이터 구동부(300)에 전달한다. 영상 데이터 신호(DAT)는 좌안영상 데이터 신호 및 우안영상 데이터 신호를 포함한다. 신호 제어부(100)는 발광 제어신호(CONT3)를 발광 구동부(400)에 전달한다. 신호 제어부(100)는 초기화 제어신호(CONT4)를 초기화 구동부(500)에 전달한다. 신호 제어부(100)는 릴레이 제어신호(CONT5)를 릴레이 구동부(600)에 전달한다.
표시부(700)는 복수의 주사선(S1~Sn), 복수의 데이터선(D1~Dm), 복수의 발광선(E1~En), 복수의 초기화선(Gi1~Gin), 복수의 릴레이선(Gs1~Gsn) 및 복수의 신호선(S1~Sn, D1~Dm, Gi1~Gin, Gs1~Gsn)에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열되는 복수의 화소(PX)를 포함한다. 복수의 주사선(S1~Sn)은 대략 행 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행하고, 복수의 데이터선(D1~Dm)은 대략 열 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행하다. 여기서는 복수의 발광선(E1~En), 복수의 초기화선(Gi1~Gin) 및 복수의 릴레이선(Gs1~Gsn)은 각 주사선(S1~Sn)에 대응되어 대략 행 방향으로 연장되는 것으로 나타내었으나, 복수의 발광선(E1~En), 복수의 초기화선(Gi1~Gin) 및 복수의 릴레이선(Gs1~Gsn)은 대략 열 방향으로 연장될 수 있다. 복수의 주사선(S1~Sn)은 주사 구동부(200)에 연결된다. 복수의 데이터선(D1~Dm)은 데이터 구동부(300)에 연결된다. 복수의 발광선(E1~En)은 발광 구동부(400)에 연결된다. 복수의 초기화선(Gi1~Gin)은 초기화 구동부(500)에 연결된다. 복수의 릴레이선(Gs1~Gsn)은 릴레이 구동부(600)에 연결된다. 표시부(700)에 포함되는 복수의 화소(PX)는 외부로부터 제1 전원 전압(ELVDD) 및 제2 전원 전압(ELVSS)을 공급받는다.
주사 구동부(200)는 복수의 주사선(S1~Sn)에 연결되고, 주사 제어신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 주사 신호를 복수의 주사선(S1~Sn)에 인가한다. 주사 구동부(200)는 복수의 화소(PX)에 데이터 신호가 인가되도록 주사 신호를 복수의 주사선(S1~Sn)에 인가한다. 주사 구동부(200)는 제1 시점 영상 데이터 및 제2 시점 영상 데이터가 복수의 화소에 순차적으로 입력되도록 복수의 주사선(S1~Sn)에 주사 신호를 인가한다. 제1 시점 영상 데이터 및 제2 시점 영상 데이터는 입체영상 한 프레임을 표시하기 위한 영상 데이터이다.
데이터 구동부(300)는 복수의 데이터선(D1~Dm)에 연결되고, 영상 데이터 신호(DAT)에 따른 계조 전압을 선택한다. 데이터 구동부(300)는 데이터 제어신호(CONT2)에 따라 선택한 계조 전압을 데이터 신호로서 복수의 데이터선(D1~Dm)에 인가한다. 데이터 신호는 좌안영상을 표시하기 위한 좌안영상 데이터 및 우안영상을 표시하기 위한 우안영상 데이터를 포함한다. 즉, 데이터 구동부(300)는 제1 시점 영상 데이터 및 제2 시점 영상 데이터를 복수의 데이터선(D1~Dm)에 인가한다. 데이터 구동부(300)는 제1 시점 영상 데이터 및 제2 시점 영상 데이터를 시간적으로 구분하여 복수의 데이터선(D1~Dm)에 인가한다. 데이터 구동부(300)는 제1 시점 영상 데이터에 의해 복수의 화소(PX)가 발광하는 동안 제2 시점 영상 데이터를 복수의 화소에 인가한다.
발광 구동부(400)는 복수의 발광선(E1~En)에 연결되고, 발광 제어신호(CONT3)에 따라 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어진 발광 신호를 복수의 발광선(E1~En)에 인가한다. 발광 구동부(400)는 제1 시점 영상 데이터 또는 제2 시점 영상 데이터가 입력된 복수의 화소가 동시에 발광하도록 복수의 발광선(E1~En)에 발광 신호를 인가한다. 발광 구동부(400)는 복수의 화소에 동시에 발광 신호를 인가할 수 있다.
초기화 구동부(500)는 복수의 초기화선(Gi1~Gin)에 연결되고, 초기화 제어신호(CONT4)에 따라 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어진 초기화 신호를 복수의 초기화선(Gi1~Gin)에 인가한다. 초기화 구동부(500)는 복수의 화소에 앞서 입력된 제1 시점 영상 데이터 또는 제2 시점 영상 데이터를 초기화시키고 화소의 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하기 위한 초기화 신호를 복수의 초기화선(Gi1~Gin)에 인가한다. 발광 구동부(400)는 복수의 화소에 동시에 초기화 신호를 인가할 수 있다.
릴레이 구동부(600)는 복수의 릴레이선(Gs1~Gsn)에 연결되고, 릴레이 제어신호(CONT5)에 따라 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어진 릴레이 신호를 복수의 릴레이선(Gs1~Gsn)에 인가한다. 릴레이 구동부(600)는 앞서 입력된 제1 시점 영상 데이터 또는 제2 시점 영상 데이터에 의해 복수의 화소가 발광하는 동안 다른 제1 시점 영상 데이터 또는 다른 제2 시점 영상 데이터가 복수의 화소에 입력되도록 하고, 앞서 입력된 제1 시점 영상 데이터 또는 제2 시점 영상 데이터에 의해 복수의 화소가 발광한 후 다른 제1 시점 영상 데이터 또는 다른 제2 시점 영상 데이터를 화소의 발광을 위한 구동 전류 공급부에 전달하는 릴레이 신호를 복수의 릴레이선(Gs1~Gsn)에 인가한다. 릴레이 구동부(600)는 복수의 화소에 동시에 릴레이 신호를 인가할 수 있다.
상술한 구동 장치(100, 200, 300, 400, 500, 600) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 표시부(700) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film) 위에 장착되거나 TCP(tape carrier package)의 형태로 표시부(700)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board) 위에 장착될 수 있다. 또는 구동 장치들(100, 200, 300, 400, 500, 600)은 신호선들(S1~Sn, D1~Dm, Gi1~Gin, Gs1~Gsn)과 함께 표시부(700)에 집적될 수도 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는 시분할 방식으로 입체영상을 표시할 수 있다. 좌안영상 및 우안영상을 시간적으로 구분하여 입체영상을 표시하는 방식을 시분할 방식이라 한다. 제1 시점은 좌안 및 우안 중 어느 하나를 지시하며, 제2 시점은 제1 시점과 다른 어느 하나를 지시한다. 제1 시점을 위한 영상을 제1 시점 영상, 제2 시점을 위한 영상을 제2 시점 영상이라 한다. 제1 시점 영상을 위한 데이터를 제1 시점 영상 데이터, 제2 시점 영상을 위한 데이터를 제2 시점 영상 데이터라 한다. 한 프레임이란 입체영상 표시 장치에 표시되는 영상을 구분하는 단위이다. 시분할 방식에서 입체영상의 한 프레임이란 좌안영상 및 우안영상이 화면 전체에 시간적으로 분리되어 표시되는 입체 영상의 단위 영상을 의미한다. 한 프레임 상의 서로 대응되는 좌안영상과 우안영상은 시청자에게 입체영상으로 인식된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소를 나타내는 회로도이다.
도 2를 참조하면, 화소는 유기발광 다이오드(OLED) 및 유기발광 다이오드(OLED)를 제어하기 위한 화소 회로(10)를 포함한다.
화소 회로(10)는 데이터선을 통하여 입력되는 데이터 신호(Data)를 유지시키는 데이터 유지부(11), 데이터 유지부(11)로부터 데이터 신호(Data)를 전달받아 유기발광 다이오드(OLED)를 발광시키는 구동 전류 공급부(12) 및 데이터 유지부(11)에 입력된 데이터 신호(Data)를 구동 전류 공급부(12)에 전달하는 릴레이 트랜지스터(M2)를 포함한다.
유지부(11)는 데이터 신호(Data)를 저장하는 제1 유지 커패시터(Chold) 및 데이터 선에 연결되어 데이터 신호(Data)를 제1 유지 커패시터(Chold)에 전달하는 스위칭 트랜지스터(M1)를 포함한다.
스위칭 트랜지스터(M1)는 주사선에 연결되어 주사 신호(Scan)가 인가되는 게이트 전극, 데이터선에 연결되는 일단 및 제1 유지 커패시터(Chold)에 연결되는 타단을 포함한다.
제1 유지 커패시터(Chold)는 제1 전원 전극에 연결되는 일단 및 스위칭 트랜지스터(M1)의 타단에 연결되는 타단을 포함한다.
릴레이 트랜지스터(M2)는 릴레이선에 연결되어 릴레이 신호(Gscan)가 인가되는 게이트 전극, 스위칭 트랜지스터(M1)의 타단에 연결되는 일단 및 제1 노드(N1)에 연결되는 타단을 포함한다. 릴레이 트랜지스터(M2)는 유기발광 다이오드(OLED)가 발광하는 동안 데이터 유지부(11)에 데이터 신호(Data)가 입력될 수 있도록 데이터 유지부(11)와 구동 전류 공급부(12)를 절연시킨다. 릴레이 트랜지스터(M2)는 유기발광 다이오드(OLED)가 소정의 발광 구간 동안 발광한 후 데이터 유지부(11)에 입력된 데이터 신호를 구동 전류 공급부(12)에 전달한다.
상기 구동 전류 공급부(12)는 제2 유지 커패시터(Cst), 구동 트랜지스터(M3), 발광 트랜지스터(M4), 초기화 트랜지스터(M5) 및 제3 유지 커패시터(Coled)를 포함한다.
제2 유지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)에 연결되는 일단 및 구동 트랜지스터(M3)의 타단에 연결되는 타단을 포함한다. 제2 유지 커패시터(Cst)는 데이터 유지부(11)에서 전달되는 데이터 신호를 저장한다. 즉, 제2 유지 커패시터(Cst)는 제1 유지 커패시터(Chold)에 저장된 데이터 신호를 전달받아 저장한다.
구동 트랜지스터(M3)는 제1 노드(N1)에 연결되는 게이트 전극, 제1 전원 전극에 연결되는 일단 및 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 연결되는 타단을 포함한다. 구동 트랜지스터(M3)는 제2 유지 커패시터(Cst)에 저장된 데이터 신호에 대응하는 전류를 유기발광 다이오드(OLED)에 전달한다.
발광 트랜지스터(M4)는 발광선에 연결되어 발광 신호(Gem)가 인가되는 게이트 전극, 제1 전원 전극에 연결되는 일단 및 구동 트랜지스터(M3)의 일단에 연결되는 타단을 포함한다. 발광 트랜지스터(M4)는 구동 트랜지스터(M3)를 통해 제2 유지 커패시터(Cst)에 저장된 데이터 신호에 대응하는 전류가 흐르도록 구동 트랜지스터(M3)의 일단에 제1 전원 전극의 전압(ELVDD)을 전달한다.
초기화 트랜지스터(M5)는 초기화선에 연결되어 초기화 신호(Gini)가 인가되는 게이트 전극, 데이터선에 연결되는 일단 및 제1 노드(N1)에 연결되는 타단을 포함한다. 초기화 트랜지스터(M5)는 데이터선에 소정의 초기화 전압이 인가될 때 초기화 전압을 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 전달하여 유기발광 다이오드(OLED)를 초기화시키고 구동 트랜지스터(M3)의 문턱전압을 보상한다.
제3 유지 커패시터(Coled)는 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 연결되는 일단 및 유기발광 다이오드(OLED)의 캐소드 전극에 연결되는 타단을 포함한다. 제3 유지 커패시터(Coled)는 기생 커패시터일 수 있다. 제3 유지 커패시터(Coled)는 구동 트랜지스터(M3)의 문턱전압 보상을 위한 보상 전압이 저장된다.
제1 노드(N1)는 릴레이 트랜지스터(M2)의 타단, 제2 유지 커패시터(Cst)의 일단, 구동 트랜지스터(M3)의 게이트 전극, 초기화 트랜지스터(M5)의 타단에 연결된다.
유기발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(M3)의 타단에 연결되는 애노드 전극 및 제2 전원 전극에 연결되는 캐소드 전극을 포함한다.
제1 스위칭 트랜지스터(M11), 제2 스위칭 트랜지스터(M12), 구동 트랜지스터(M13), 문턱전압 보상 트랜지스터(M14) 및 발광 트랜지스터(M15)는 p-채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. 이때, 제1 스위칭 트랜지스터(M11), 제2 스위칭 트랜지스터(M12), 구동 트랜지스터(M13), 문턱전압 보상 트랜지스터(M14) 및 발광 트랜지스터(M15)를 턴-온시키는 게이트 온 전압은 논리 로우 레벨 전압이고 턴-오프시키는 게이트 오프 전압은 논리 하이 레벨 전압이다.
스위칭 트랜지스터(M1), 릴레이 트랜지스터(M2), 구동 트랜지스터(M3), 발광 트랜지스터(M4) 및 초기화 트랜지스터(M5)는 n-채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. 이때, 스위칭 트랜지스터(M1), 릴레이 트랜지스터(M2), 구동 트랜지스터(M3), 발광 트랜지스터(M4) 및 초기화 트랜지스터(M5)를 턴-온시키는 게이트 온 전압은 논리 하이 레벨 전압이고 턴-오프시키는 게이트 오프 전압은 논리 로우 레벨 전압이다.
여기서는 n-채널 전계 효과 트랜지스터를 나타내었으나, 스위칭 트랜지스터(M1), 릴레이 트랜지스터(M2), 구동 트랜지스터(M3), 발광 트랜지스터(M4) 및 초기화 트랜지스터(M5) 중 적어도 어느 하나는 p 채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있으며, 이때 p-채널 전계 효과 트랜지스터를 턴 온시키는 게이트 온 전압은 논리 로우 레벨 전압이고 턴 오프시키는 게이트 오프 전압은 논리 하이 레벨 전압이다.
유기발광 다이오드(OLED)는 기본색(primary color) 중 하나의 빛을 낼 수 있다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색의 삼원색을 들 수 있으며, 이들 삼원색의 공간적 합 또는 시간적 합으로 원하는 색상을 표시한다. 이 경우에 일부 유기발광 다이오드(OLED)는 백색의 빛을 낼 수 있으며 이렇게 하면 휘도가 높아진다. 이와는 달리, 모든 화소(PX)의 유기발광 다이오드(OLED)가 백색의 빛을 낼 수 있으며, 일부 화소(PX)는 유기발광 다이오드(OLED)에서 나오는 백색광을 기본색광 중 어느 하나로 바꿔주는 색필터(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이제, 상술한 화소를 포함하는 표시 장치의 입력 발광 동시 방식으로 구동하는 방법에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 타이밍도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 표시 장치의 구동 방식은 입력 발광 동시 단계(a), 전체 화소 초기화 단계(b), 문턱전압 보상 단계(c) 및 데이터 신호 전달 단계(d)를 포함한다.
입력 발광 동시 단계(a)는 이전 프레임에서 입력된 영상 데이터에 따라 복수의 화소가 발광하는 동시에 복수의 화소에 순차적으로 영상 데이터를 입력하는 단계이다.
전체 화소 초기화 단계(b)는 이전 프레임에서 복수의 화소에 입력된 영상 데이터를 초기화하는 단계로서, 복수의 화소에 포함된 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극의 전압을 초기화한다.
문턱전압 보상 단계(c)는 구동 트랜지스터(M3)의 문턱전압을 보상하는 단계로서, 복수의 화소에 포함된 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 구동 트랜지스터(M3)의 문턱전압이 보상된 보상 전압을 전달하여 저장한다.
데이터 신호 전달 단계(d)는 입력 발광 동시 단계(a)에서 복수의 화소에 순차적으로 입력된 영상 데이터를 유기발광 다이오드(OLED)를 발광시키는 구동 전류 공급부(12)에 전달하는 단계이다.
입력 발광 동시 단계(a)에서, 복수의 화소에 영상 데이터가 입력되는 과정은 순차적으로 수행되나, 복수의 화소의 발광은 일괄적으로 수행된다. 그리고 전체 화소 초기화 단계(b), 문턱전압 보상 단계(c) 및 데이터 신호 전달 단계(d)는 복수의 화소에 일괄적으로 수행된다.
구체적으로, 도 2 및 3을 참조하여 복수의 화소에 인가되는 제1 전원 전압(ELVDD), 제2 전원 전압(ELVSS), 주사 신호(Scan[1]~Scan[n]), 릴레이 신호(Gscan), 초기화 신호(Gini) 및 발광 신호(Gem)에 따른 표시 장치의 구동 방법에 대하여 설명한다.
제1 입력 발광 동시 구간(a1)에서, 제1 전원 전압(ELVDD) 및 발광 신호(Gem)는 논리 하이 레벨 전압으로 인가되고, 제2 전원 전압(ELVSS), 릴레이 신호(Gscan) 및 초기화 신호(Gini)는 논리 로우 레벨 전압으로 인가된다. 주사 신호(Scan[1]~Scan[n])는 복수의 주사선에 순차적으로 논리 하이 레벨 전압으로 인가된다. 논리 하이 레벨 전압의 주사 신호(Scan[1]~Scan[n])에 의해 스위칭 트랜지스터(M1)가 턴-온되고, 턴-온된 스위치 트랜지스터(M1)를 통해 제1 데이터 신호(Data1)가 제1 유지 커패시터(Chold)에 전달된다. 제1 유지 커패시터(Chold)에 제1 데이터 신호(Data1)가 저장된다. 이때, 릴레이 트랜지스터(M2)는 턴-오프된 상태이고, 제1 데이터 신호(Data1)는 제1 노드(N1)에 전달되지 않는다. 한편, 이전 프레임에서 인가된 데이터 신호는 제2 유지 커패시터(Cst)에 저장되어 있을 수 있고, 제2 유지 커패시터(Cst)에 저장되어 있는 데이터 신호에 의해 구동 트랜지스터(M3)는 턴-온된 상태일 수 있다. 이때, 발광 신호(Gem)에 의해 턴-온된 발광 트랜지스터(M4)를 통해 제1 전원 접압(ELVDD)이 구동 트랜지스터(M3)의 일단에 전달되고, 구동 트랜지스터(M3)를 통해 제2 유지 커패시터(Cst)에 저장되어 있는 유효 데이터 신호에 대응하는 전류가 유기발광 다이오드(OLED)에 흘러 유기발광 다이오드(OLED)를 발광시킨다.
즉, 제1 입력 발광 동시 구간(a1)에서 복수의 화소는 이전 프레임에서 인가된 데이터 신호에 의해 동시에 발광하고, 발광하고 있는 복수의 화소에 순차적으로 제1 데이터 신호(Data1)가 입력된다.
제1 전체 화소 초기화 구간(b1)에서, 제1 전원 전압(ELVDD)이 논리 로우 레벨 전압으로 전환되고, 초기화 신호(Gini) 및 발광 신호(Gem)가 논리 하이 레벨 전압으로 인가된다. 제2 전원 전압(ELVSS), 주사 신호(Scan[1]~Scan[n]) 및 릴레이 신호(Gscan)는 논리 로우 레벨 전압으로 인가된다. 이에 따라, 발광 트랜지스터(M4) 및 초기화 트랜지스터(M5)가 턴-온된다. 이때, 데이터선에는 유기발광 다이오드(OLED)를 턴-오프시킬 수 있는 정도의 데이터 전압이 인가되고, 제1 전원 전압(ELVDD)은 데이터 전압보다 낮은 전압으로 인가된다. 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극은 데이터 전압보다 낮은 논리 로우 레벨 전압으로 초기화된다. 즉, 이전 프레임에서 인가된 데이터 신호에 의해 발광하던 각 화소의 유기발광 다이오드(OLED)가 턴-오프된다.
제1 문턱전압 보상 구간(c1)에서, 제1 전원 전압(ELVDD)이 논리 하이 레벨 전압으로 전환되고, 초기화 신호(Gini) 및 발광 신호(Gem)가 논리 하이 레벨 전압으로 인가된다. 이에 따라, 발광 트랜지스터(M4) 및 초기화 트랜지스터(M5)가 턴-온된다. 제2 전원 전압(ELVSS), 주사 신호(Scan[1]~Scan[n]) 및 릴레이 신호(Gscan)는 논리 로우 레벨 전압으로 인가된다. 이때, 데이터선에는 구동 트랜지스터(M3)의 문턱전압(Vth)을 보상하기 위한 소정의 초기 전압(V0)이 인가된다. 초기 전압(V0)은 구동 트랜지스터(M3)를 통해 전류가 흐르지 않고 구동 트랜지스터(M3)의 문턱전압(Vth)을 보상할 정도의 전압이다. 턴-온된 초기화 트랜지스터(M5)를 통해 초기 전압(V0)이 구동 트랜지스터(M3)의 게이트 전극에 전달되고, 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에는 초기 전압(V0)과 구동 트랜지스터(M5)의 문턱전압(Vth)의 차이에 해당하는 보상 전압(V0-Vth)이 전달된다. 보상 전압(V0-Vth)은 제3 유지 커패시터(Coled)에 저장된다.
제1 데이터 신호 전달 구간(d1)에서, 릴레이 신호(Gscan)가 논리 하이 레벨 전압으로 전환되고, 초기화 신호(Gini) 및 발광 신호(Gem)가 논리 로우 레벨 전압으로 전환된다. 이에 따라, 릴레이 트랜지스터(M2)가 턴-온되고, 발광 트랜지스터(M4) 및 초기화 트랜지스터(M5)가 턴-오프된다. 제1 전원 전압(ELVDD)은 논리 하이 레벨 전압으로 인가되고, 제2 전원 전압(ELVSS), 주사 신호(Scan[1]~Scan[n])는 논리 로우 레벨 전압으로 인가된다. 턴-온된 릴레이 트랜지스터(M2)를 통해 제1 유지 커패시터(Chold)에 저장된 제1 데이터 신호(Data1)는 제2 유지 커패시터(Cst)에 전달되어 유효 데이터 신호(Veff)로 저장된다. 이때, 제1 유지 커패시터(Chold)와 제2 유지 커패시터(Cst)의 용량 비율에 따라 유효 데이터 신호(Veff)의 크기가 달라진다. 예를 들어, 제1 유지 커패시터(Chold)와 제2 유지 커패시터(Cst)의 용량 비율이 2:1이라고 하면, 유효 데이터 신호(Veff)는 Veff = (2*Data+V0)/3의 크기를 갖는다.
제2 입력 발광 동시 구간(a2)에서, 릴레이 신호(Gscan)는 논리 로우 레벨 전압으로 전환되고, 발광 신호(Gem)는 논리 하이 레벨 전압으로 전환된다. 이에 따라, 릴레이 트랜지스터(M2)는 턴-오프되고, 발광 트랜지스터(M4)가 턴-온된다. 구동 트랜지스터(M3)는 제2 유지 커패시터(Cst)에 저장된 유효 데이터 신호(Veff)에 의해 턴-온된 상태이고, 턴-온된 발광 트랜지스터(M4)를 통해 제1 전원 전압(ELVDD)이 구동 트랜지스터(M3)의 일단에 전달된다. 구동 트랜지스터(M3)를 통해 유효 데이터 신호(Veff)에 대응하는 전류가 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 전달되어 유기발광 다이오드(OLED)를 발광시킨다. 즉, 제2 입력 발광 동시 구간(a2)에서 제1 데이터 신호(Data1)에 의해 복수의 화소가 동시에 발광한다. 이때, 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극의 전압(Vanode)은 제2 유지 커패시터(Cst)에 유효 데이터 신호(Veff)가 저장됨에 따라 제2 유지 커패시터(Cst)와 제3 유지 커패시터(Coled) 간의 커플링에 의해 상승될 수 있다. 예를 들어, 제2 유지 커패시터(Cst)와 제3 유지 커패시터(Coled)의 용량 비율이 1:5이라고 하면, 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극의 전압(Vanode)은 Vanode = V0-Vth+(Veff-V0)/5의 크기로 형성된다. 이때, 구동 트랜지스터(M3)의 게이트-소스 전압차(Vgs)는 Vgs = Veff-Vanode이고, 유기발광 다이오드(OLED)로 흐르는 전류(IOLED)는 IOLED = k(Veff-(V0+(Veff-V0)/5)2이 된다.
한편, 제2 입력 발광 동시 구간(a2)에서, 논리 하이 레벨 전압의 주사 신호(Scan[1]~Scan[n])가 복수의 주사선에 순차적으로 인가된다. 논리 하이 레벨 전압의 주사 신호(Scan[1]~Scan[n])에 의해 각 화소의 스위칭 트랜지스터(M1)가 턴-온되고, 턴-온된 스위치 트랜지스터(M1)를 통해 제2 데이터 신호(Data)가 제1 유지 커패시터(Chold)에 전달된다. 제1 유지 커패시터(Chold)에 제2 데이터 신호(Data2)가 저장된다. 즉, 복수의 화소에 제2 데이터 신호(Data2)가 순차적으로 입력된다.
제2 전체 화소 초기화 구간(b2)에서 표시 장치의 동작은 제1 전체 화소 초기화 구간(b1)에서의 동작과 동일하게 수행되고, 제1 데이터 신호(Data1)에 의해 발광하던 각 화소의 유기발광 다이오드(OLED)가 턴-오프된다.
제2 문턱전압 보상 구간(c2)에서 표시 장치의 동작은 제1 문턱전압 보상 구간(c1))에서의 동작과 동일하게 수행된다.
제2 데이터 신호 전달 구간(d2)에서 표시 장치의 동작은 제1 데이터 신호 전달 구간(d1)에서의 동작과 동일하게 수행되고, 제1 유지 커패시터(Chold)에 저장된 제2 데이터 신호(Data2)가 제2 유지 커패시터(Cst)에 전달되어 유효 데이터 신호로서 저장된다.
제3 입력 발광 동시 구간(a3)에서 표시 장치의 동작은 제1 입력 발광 동시 구간(a1)에서의 동작과 동일하게 수행되고, 제2 데이터 신호(Data2)에 의해 복수의 화소가 동시에 발광하고, 복수의 화소가 동시에 발광하는 동안 제3 데이터 신호(Data3)가 복수의 화소에 순차적으로 입력된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 표시 장치는 입력 발광 동시 구간, 전체 화소 초기화 구간, 문턱전압 보상 구간 및 데이터 신호 전달 구간을 반복하여 구동함으로써, 복수의 화소를 동시에 발광시키면서 복수의 화소가 발광하는 동안 복수의 화소에 순차적으로 데이터 신호를 입력할 수 있다.
이상에서, 표시 장치가 시분할 방식으로 입체영상을 표시할 때, 제1 데이터 신호는 제1 시점 영상 데이터이고, 제2 데이터 신호는 제2 시점 영상 데이터일 수 있고, 제3 데이터 신호는 다음 프레임의 제1 시점 영상 데이터일 수 있다. 즉, 표시 장치는 복수의 화소에 제1 시점 영상 데이터를 순차적으로 입력하고, 제1 시점 영상 데이터가 입력된 복수의 화소를 동시에 발광시키면서 복수의 화소에 제2 시점 영상 데이터를 순차적으로 입력할 수 있다. 그리고 표시 장치는 제2 시점 영상 데이터가 입력된 복수의 화소를 동시에 발광시키면서 복수의 화소에 다음 프레임의 제1 시점 영상 데이터를 입력할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소를 나타내는 회로도이다.
도 4를 참조하면, 화소는 유기발광 다이오드(OLED) 및 유기발광 다이오드(OLED)를 제어하기 위한 화소 회로(20)를 포함한다.
화소 회로(20)는 데이터선을 통하여 입력되는 데이터 신호(Data)를 유지시키는 데이터 유지부(21), 데이터 유지부(21)로부터 데이터 신호(Data)를 전달받아 유기발광 다이오드(OLED)를 발광시키는 구동 전류 공급부(22) 및 데이터 유지부(21)에 입력된 데이터 신호(Data)를 구동 전류 공급부(22)에 전달하는 릴레이 트랜지스터(M7)를 포함한다.
유지부(21)는 데이터 신호(Data)를 저장하는 제1 유지 커패시터(Chold) 및 데이터선에 연결되어 데이터 신호(Data)를 제1 유지 커패시터(Chold)에 전달하는 스위칭 트랜지스터(M6)를 포함한다.
상기 구동 전류 공급부(22)는 제2 유지 커패시터(Cst), 구동 트랜지스터(M8), 발광 트랜지스터(M9), 초기화 트랜지스터(M10) 및 제3 유지 커패시터(Coled)를 포함한다.
도 2의 화소 회로(10)와 비교하여 차이점 위주로 설명하면, 도 4의 화소 회로(20)에서는 제1 유지 커패시터(Chold)의 일단 및 초기화 트랜지스터(M10)의 일단이 초기화 전압(Vinit)을 갖는 초기화 전극에 연결되는 것이 특징이다.
이는 초기화 전극의 초기화 전압(Vinit)을 변동시켜 높은 휘도 또는 낮은 휘도의 영상 데이터를 효율적으로 표현하기 위함이다. 특히, 제1 유지 커패시터(Chold)와 제2 유지 커패시터(Cst) 간의 용량 비율이 충분히 크지 않은 경우에 초기화 전압(Vinit)을 높이거나 낮추어 제2 유지 커패시터(Cst)에 저장되는 유효 데이터 신호(Veff)의 전압을 변동시키기 위함이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 타이밍도이다.
도 5를 참조하면, 도 4의 화소를 포함하는 표시 장치의 구동 방식도 도 2의 화소를 포함하는 표시 장치의 구동 방식과 같이, 입력 발광 동시 단계(e), 전체 화소 초기화 단계(f), 문턱전압 보상 단계(g) 및 데이터 신호 전달 단계(h)를 포함한다.
도 3과 비교하여 차이점 위주로 설명하면, 도 4의 화소를 포함하는 표시 장치는 초기화 전압(Vinit)을 일정하게 유지하다가 데이터 신호 전달 구간(h1, h2, h3)에서 소정 전압(ΔV)만큼 초기화 전압(Vinit)의 레벨을 낮추거나 높인다.
데이터 신호 전달 구간(h1, h2, h3)에서, 릴레이 트랜지스터(M7)가 턴-온되어 제1 유지 커패시터(Chold)에 저장된 데이터 신호(Data)가 제2 유지 커패시터(Cst)에 전달될 때, 초기화 전압(Vinit)의 레벨을 소정 전압(ΔV)만큼 변동시키면 제1 유지 커패시터(Chold)와 제2 유지 커패시터(Cst)의 커플링에 의해 제2 유지 커패시터(Cst)에 저장되는 유효 데이터 신호(Veff)의 레벨이 소정 전압(ΔV)만큼 변동된다. 예를 들어, 제1 유지 커패시터(Chold)와 제2 유지 커패시터(Cst)의 용량 비율이 2:1이고, 초기화 전압(Vinit)의 레벨을 ΔV만큼 높이거나 낮추면 제2 유지 커패시터(Cst)에 저장되는 유효 데이터 신호(Veff)는 Veff = (2*Data+V0)±ΔV가 된다. 즉, 초기화 전압(Vinit)을 조절하여 제1 유지 커패시터(Chold)와 제2 유지 커패시터(Cst)의 용량 비율에 따라 한정될 수 있는 휘도 범위를 확장시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 발광 동시 방식을 나타낸다. 도 7은 입력 후 발광 방식의 일예를 나타낸다.
도 6 및 7을 참조하면, 본 발명에 따른 입력 발광 동시 방식을 입력 후 발광 방식과 비교하여 설명한다.
입력 후 발광 방식은 좌안영상 데이터를 복수의 화소에 순차적으로 입력하여 복수의 화소를 순차적으로 발광시키고, 복수의 화소가 발광한 후 우안영상 데이터를 복수의 화소에 순차적으로 입력하여 복수의 화소를 순차적으로 발광시키는 방식이다. 이때, 좌안영상 데이터와 우안영상 데이터 사이, 및 우안영상 데이터와 좌안영상 데이터 사이에는 좌우영상을 분리하기 위한 블랙 데이터가 복수의 화소에 입력된다. 블랙 데이터는 좌안영상이 우안에 보이거나 우안영상이 좌안에 보이게 되어 입체감이 떨어지는 것을 방지하기 위해 입력된다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 제n 프레임(Frame[n])에서 좌안영상 데이터(Ln)가 복수의 화소에 순차적으로 입력되고 복수의 화소가 순차적으로 발광한다. 복수의 화소가 순차적으로 발광하는 동안 블랙 데이터(B)가 복수의 화소에 입력된다. 블랙 데이터(B)가 입력된 후, 좌안영상 데이터(Ln)와 겹치지 않는 시점에서 우안영상 데이터(Rn)가 복수의 화소에 순차적으로 입력되고 복수의 화소가 순차적으로 발광한다. 복수의 화소가 순차적으로 발광하는 동안 블랙 데이터(B)가 복수의 화소에 입력된다. 즉, 제n 프레임에서 좌안영상 데이터(Ln), 블랙 데이터(B), 우안영상 데이터(Rn) 및 블랙 데이터(B)가 순서대로 복수의 화소에 입력된다. 제n+1 프레임(Frame[n+1])에서도 제n 프레임에서와 같은 순서로 좌안영상 데이터(Ln+1), 블랙 데이터(B), 우안영상 데이터(Rn+1) 및 블랙 데이터(B)가 복수의 화소에 입력된다.
이와 같이, 입력 후 발광 방식에서는 하나의 입체영상을 표시하기 위한 한 프레임 상에서 제1 시점 영상 데이터, 블랙 데이터, 제2 시점 영상 데이터, 블랙 데이터 순으로 4번의 데이터 입력이 수행된다. 이에 따라, 입체영상 표시 장치는 2D 표시 장치보다 4배 빠른 구동 속도로 복수의 화소에 데이터를 입력하여야 한다. 예를 들어, 2D 표시 장치에서 60Hz로 표시되는 영상을 입체영상 표시 장치에서는 240Hz로 표시하여야 한다. 또한, 입체영상 표시 장치는 블랙 데이터의 삽입에 의해 2D 표시 장치에 비하여 영상의 휘도가 1/2로 감소할 수 있다. 이를 보완하기 위해서 입체영상 표시 장치는 2배의 휘도로 영상을 출력해야 하는데, 이에 따라 전력 소비량이 상승하게 된다.
본 발명에 따른 입력 발광 동시 방식은 제1 시점영상 데이터가 표시되는 동안 제2 시점영상 데이터를 복수의 화소에 입력하고, 제2 시점영상 데이터가 표시되는 동안 제1 시점영상 데이터를 복수의 화소에 입력하는 방식이다.
예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 제n 프레임(Frame[n])에서 좌안영상 데이터(Ln)가 표시되는 동안 우안영상 데이터(Rn)가 복수의 화소에 순차적으로 입력되고, 복수의 화소에 입력된 우안영상 데이터(Rn)가 표시되는 동안 제n+1 프레임(Frame[n+1])의 좌안영상 데이터(Ln+1)가 복수의 화소에 순차적으로 입력된다. 제n+1 프레임(Frame[n+1])에서는 이전 프레임(Frame[n])에서 입력된 좌안영상 데이터(Ln+1)가 표시되는 동안 우안영상 데이터(Rn+1)가 복수의 화소에 순차적으로 입력되고, 우안영상 데이터(Rn+1)가 표시되는 동안 다음 프레임(Frame[n+1])의 좌안영상 데이터(Ln+2)가 복수의 화소에 순차적으로 입력된다.
본 발명에 따른 입력 발광 동시 방식으로 구동하는 표시 장치는 전체 화소에 대한 초기화, 문턱전압 보상, 데이터 신호 전달 단계를 제외한 대부분의 구간 동안 블랙 데이터를 표시하지 않고 제1 시점 영상 데이터 및 제2 시점 영상 데이터를 표시한다. 따라서, 입력 발광 동시 방식으로 구동하는 표시 장치는 입력 후 발광 방식으로 구동하는 표시 장치에 비하여 복수의 화소에 데이터를 입력하는 구동 속도를 낮출 수 있다.
입력 발광 동시 방식과 입력 후 발광 방식을 비교하기 위한 구간을 단위 구간이라고 할 때, 입력 후 발광 방식에서는 단위 구간 동안 한 시점 영상 데이터 및 블랙 데이터가 입력되는 반면, 본 발명에 따른 입력 발광 동시 방식에서는 단위 구간 동안 한 시점 영상 데이터가 입력된다.
예를 들어, 2D 표시 장치에서 60Hz로 표시되는 영상이 입력 후 발광 방식으로 구동하는 표시 장치에서는 240Hz로 표시되는 반면, 입력 발광 동시 방식으로 구동하는 표시 장치에서는 120Hz로 표시될 수 있다.
또한, 입력 후 발광 방식에서는 단위 구간 동안 블랙 데이터가 1/2 표시되는 반면, 본 발명에 따른 입력 발광 동시 방식은 단위 구간 동안 블랙 데이터가 표시되지 않고 한 시점 영상 데이터가 표시된다. 즉, 입력 후 발광 방식으로 구동하는 표시 장치에서는 한 프레임 동안 블랙 데이터가 표시되는 구간이 1/2을 차지하여 휘도가 1/2로 감소한다. 반면, 입력 발광 동시 방식으로 구동하는 표시 장치는 블랙 데이터가 표시되는 구간이 거의 없어 2D 표시 장치와 비교하여 휘도 감소가 거의 없다. 따라서, 입력 발광 동시 방식으로 구동하는 표시 장치는 입력 후 발광 방식으로 구동하는 표시 장치보다 1/2 적은 전력으로 동일한 휘도의 영상을 표시할 수 있다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 신호 제어부
200 : 주사 구동부
300 : 데이터 구동부
400 : 발광 구동부
500 : 초기화 구동부
600 : 릴레이 구동부
700 : 표시부

Claims (33)

  1. 유기발광 다이오드;
    상기 유기발광 다이오드가 발광하는 동안 데이터선으로부터 입력되는 데이터 신호를 유지시키는 데이터 유지부;
    상기 데이터 유지부로부터 상기 데이터 신호를 전달받아 상기 유기발광 다이오드를 발광시키는 구동 전류 공급부; 및
    상기 유기발광 다이오드가 발광하는 동안 상기 데이터 유지부와 상기 구동 전류 공급부를 절연시키고, 상기 유기발광 다이오드가 발광한 후 상기 데이터 유지부에 입력된 데이터 신호를 상기 구동 전류 공급부에 전달하는 릴레이 트랜지스터를 포함하는 표시 장치를 위한 화소.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 데이터 유지부는,
    상기 데이터 신호를 저장하는 제1 유지 커패시터; 및
    상기 데이터선에 연결되어 상기 데이터 신호를 상기 제1 유지 커패시터에 전달하는 스위칭 트랜지스터를 포함하는 표시 장치를 위한 화소.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 스위칭 트랜지스터는,
    게이트 온 전압과 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어진 주사 신호가 인가되는 게이트 전극;
    상기 데이터선에 연결되는 일단; 및
    상기 제1 유지 커패시터에 연결되는 타단을 포함하는 표시 장치를 위한 화소.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 유지 커패시터는,
    제1 전원 전극에 연결되는 일단; 및
    상기 스위칭 트랜지스터의 타단에 연결되는 타단을 포함하는 표시 장치를 위한 화소.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 유지 커패시터는,
    소정의 초기화 전압을 갖는 초기화 전극에 연결되는 일단; 및
    상기 스위칭 트랜지스터의 타단에 연결되는 타단을 포함하고, 상기 초기화 전압의 변동에 따라 상기 데이터 유지부에서 상기 구동 전류 공급부로 전달되는 데이터 신호의 레벨이 변동되는 표시 장치를 위한 화소.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 구동 전류 공급부는,
    상기 데이터 유지부에서 전달되는 데이터 신호를 저장하는 제2 유지 커패시터; 및
    상기 제2 유지 커패시터에 저장된 데이터 신호에 대응하는 전류를 상기 유기발광 다이오드에 전달하는 구동 트랜지스터를 포함하는 표시 장치를 위한 화소.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터는,
    상기 릴레이 트랜지스터에 연결되는 게이트 전극;
    제1 전원 전극에 연결되는 일단; 및
    상기 유기발광 다이오드의 애노드 전극에 연결되는 타단을 포함하는 표시 장치를 위한 화소.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 유지 커패시터는,
    상기 릴레이 트랜지스터에 연결되는 일단; 및
    상기 구동 트랜지스터의 타단에 연결되는 타단을 포함하는 표시 장치를 위한 화소.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 구동 전류 공급부는,
    상기 구동 트랜지스터를 통해 상기 제2 유지 커패시터에 저장된 데이터 신호에 대응하는 전류가 흐르도록 상기 구동 트랜지스터의 일단에 제1 전원 전극의 전압을 전달하는 발광 트랜지스터를 더 포함하는 표시 장치를 위한 화소.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 발광 트랜지스터는,
    게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어진 발광 신호가 인가되는 게이트 전극;
    상기 제1 전원 전극에 연결되는 일단; 및
    상기 구동 트랜지스터의 일단에 연결되는 타단을 포함하는 표시 장치를 위한 화소.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 구동 전류 공급부는,
    초기화 전압을 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 전달하여 상기 유기발광 다이오드를 초기화시키고 상기 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하는 초기화 트랜지스터를 더 포함하는 표시 장치를 위한 화소.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 초기화 트랜지스터는,
    게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어진 초기화 신호가 인가되는 게이트 전극;
    상기 데이터선에 연결되는 일단; 및
    상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되는 타단을 포함하는 표시 장치를 위한 화소.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 초기화 트랜지스터는,
    게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어진 초기화 신호가 인가되는 게이트 전극;
    소정의 초기화 전압을 갖는 초기화 전극에 연결되는 일단; 및
    상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되는 타단을 포함하는 표시 장치를 위한 화소.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 구동 전류 공급부는,
    상기 유기발광 다이오드의 애노드 전극에 연결되는 일단 및 상기 유기발광 다이오드의 캐소드 전극에 연결되는 타단을 포함하고, 상기 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하는 보상 전압이 저장되는 제3 유지 커패시터를 더 포함하는 표시 장치를 위한 화소.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제3 유지 커패시터는 기생 커패시터인 표시장치를 위한 화소.
  16. 복수의 화소를 포함하는 표시부; 및
    상기 표시부에 제1 데이터 신호를 인가하고, 상기 제1 데이터 신호에 의해 상기 복수의 화소가 발광하는 동안 제2 데이터 신호를 상기 표시부에 인가하는 데이터 구동부를 포함하고,
    상기 복수의 화소 각각은,
    유기발광 다이오드;
    상기 유기발광 다이오드를 발광시키는 구동 전류 공급부;
    상기 제1 데이터 신호에 의해 상기 유기발광 다이오드가 발광하는 동안 인가되는 상기 제2 데이터 신호를 유지시키는 데이터 유지부; 및
    상기 제1 데이터 신호에 의해 상기 유기발광 다이오드가 발광하는 동안 상기 데이터 유지부와 상기 구동 전류 공급부를 절연시키고, 상기 제1 데이터 신호에 의해 상기 유기발광 다이오드가 발광한 후 상기 데이터 유지부에 유지된 상기 제2 데이터 신호를 상기 구동 전류 공급부에 전달하는 릴레이 트랜지스터를 포함하는 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 데이터 신호는 입체영상 한 프레임을 표시하기 위한 제1 시점 영상 데이터이고, 상기 제2 데이터 신호는 상기 입체영상 한 프레임을 표시하기 위한 제2 시점 영상 데이터인 표시 장치.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 데이터 신호 및 상기 제2 데이터 신호가 상기 복수의 화소에 순차적으로 입력되도록 상기 표시부에 주사 신호를 인가하는 주사 구동부를 더 포함하는 표시 장치.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 데이터 신호 또는 상기 제2 데이터 신호가 입력된 복수의 화소가 동시에 발광하도록 상기 표시부에 발광 신호를 인가하는 발광 구동부를 더 포함하는 표시 장치.
  20. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 데이터 신호에 의해 상기 유기발광 다이오드가 발광한 후 상기 데이터 유지부에 유지된 상기 제2 데이터 신호를 상기 구동 전류 공급부에 전달하기 위한 릴레이 신호를 상기 복수의 화소에 동시에 전달하는 릴레이 구동부를 더 포함하는 표시 장치.
  21. 제16 항에 있어서,
    상기 데이터 유지부는,
    상기 제1 데이터 신호에 의해 상기 유기발광 다이오드가 발광하는 동안 상기 제2 데이터 신호를 저장하는 제1 유지 커패시터; 및
    상기 제2 데이터 신호를 상기 제1 유지 커패시터에 전달하는 스위칭 트랜지스터를 포함하는 표시 장치.
  22. 제16 항에 있어서,
    상기 구동 전류 공급부는,
    상기 데이터 유지부에서 전달되는 상기 제2 데이터 신호를 저장하는 제2 유지 커패시터; 및
    상기 제2 유지 커패시터에 저장된 제2 데이터 신호에 대응하는 전류를 상기 유기발광 다이오드에 전달하는 구동 트랜지스터를 포함하는 표시 장치.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 구동 전류 공급부는,
    상기 구동 트랜지스터를 통해 상기 제2 유지 커패시터에 저장된 제2 데이터 신호에 대응하는 전류가 흐르도록 상기 구동 트랜지스터의 일단에 제1 전원 전극의 전압을 전달하는 발광 트랜지스터를 더 포함하는 표시 장치.
  24. 제22 항에 있어서,
    상기 구동 전류 공급부는,
    초기화 전압을 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 전달하여 상기 유기발광 다이오드를 초기화시키고 상기 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하는 초기화 트랜지스터를 더 포함하는 표시 장치.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 구동 전류 공급부는,
    상기 유기발광 다이오드의 애노드 전극 및 캐소드 전극에 연결되어 상기 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하는 보상 전압이 저장되는 제3 유지 커패시터를 더 포함하는 표시 장치.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 제3 유지 커패시터는 기생 커패시터인 표시 장치.
  27. 복수의 화소에 제1 데이터 신호를 순차적으로 입력하는 단계;
    상기 제1 데이터가 입력된 복수의 화소를 동시에 발광시키면서 상기 복수의 화소에 제2 데이터 신호를 순차적으로 입력하는 단계; 및
    상기 제2 데이터 신호가 입력된 복수의 화소를 동시에 발광시키면서 상기 복수의 화소에 제3 데이터 신호를 순차적으로 입력하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법
  28. 제27 항에 있어서,
    상기 제1 데이터 신호는 입체영상 한 프레임을 표시하기 위한 제1 시점 영상 데이터이고, 상기 제2 데이터 신호는 상기 입체영상 한 프레임을 표시하기 위한 제2 시점 영상 데이터인 표시 장치의 구동 방법.
  29. 제28 항에 있어서,
    상기 제3 데이터 신호는 다른 입체영상 한 프레임을 표시하기 위한 제1 시점 영상 데이터인 표시 장치의 구동 방법.
  30. 제27 항에 있어서,
    상기 제1 데이터 신호가 입력된 복수의 화소가 동시에 발광하는 동안, 상기 복수의 화소에 입력되는 상기 제2 데이터 신호는 상기 복수의 화소 각각에 포함된 데이터 유지부에 유지되는 표시 장치의 구동방법.
  31. 제30 항에 있어서,
    상기 복수의 화소에 상기 제2 데이터 신호를 순차적으로 입력한 후, 상기 복수의 화소를 발광시키고 있는 상기 제1 데이터 신호를 초기화하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  32. 제31 항에 있어서,
    상기 복수의 화소를 발광시키고 있는 상기 제1 데이터 신호를 초기화한 후, 상기 복수의 화소 각각에 포함된 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  33. 제32 항에 있어서,
    상기 복수의 화소 각각에 포함된 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상한 후, 상기 복수의 화소 각각의 데이터 유지부에 유지되어 있는 상기 제2 데이터 신호를 상기 복수의 화소 각각에 포함된 유기발광 다이오드를 발광시키는 구동 전류 공급부에 전달하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
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