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KR102470230B1 - 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

유기 발광 표시 장치 Download PDF

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KR102470230B1
KR102470230B1 KR1020170141080A KR20170141080A KR102470230B1 KR 102470230 B1 KR102470230 B1 KR 102470230B1 KR 1020170141080 A KR1020170141080 A KR 1020170141080A KR 20170141080 A KR20170141080 A KR 20170141080A KR 102470230 B1 KR102470230 B1 KR 102470230B1
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Abstract

본 발명은 유기 발광 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초기 휘도 하락을 방지할 수 있는 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명은 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 복수의 화소를 구비하는 표시패널, 게이트 라인에 스캔 신호 및 발광 제어 신호를 출력하는 게이트 구동부 및 영상 데이터를 인가받아, 데이터 라인에 리프레시 구간동안 데이터 전압 및 제1 기준 전압을 출력하고, 수평 홀딩 구간동안 제2 기준 전압을 출력하는 데이터 구동부를 포함하고, 제1 기준 전압은 제2 기준 전압보다 저전위로 설정하여, 초기 휘도 하락을 방지할 수 있다.

Description

유기 발광 표시 장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE}
유기 발광 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초기 휘도 하락을 방지할 수 있는 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 표시 장치(Display Device)가 개발되고 있다.
이와 같은 표시 장치의 구체적인 예로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display device: FED), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display Device: OLED) 등을 들 수 있다.
유기 발광 표시 장치를 구성하는 다수의 화소들 각각은 애노드 및 캐소드 사이의 유기 발광층으로 구성된 유기 발광 소자와, 유기 발광 소자를 독립적으로 구동하는 화소 회로를 구비한다. 화소 회로는 스위칭 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 TFT라고 함), 구동 TFT 및 커패시터를 포함한다. 여기서, 스위칭 TFT는 스캔 펄스에 응답하여 데이터 전압을 커패시터에 충전하고, 구동 TFT는 커패시터에 충전된 데이터 전압에 따라 유기 발광 소자로 공급되는 전류량을 제어하여 유기 발광 소자의 발광량을 조절한다.
유기 발광 표시 장치는 자체 발광형 표시 장치로서, 액정 표시 장치와는 달리 별도의 광원이 필요하지 않아 경량 박형으로 제조 가능하다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 저전압 구동에 의해 소비전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 색상 구현, 응답 속도, 시야각, 명암 대비비(contrast ratio; CR)도 우수하여, 다방면에서 차세대 표시 장치로서 연구되고 있다. 또한, 유기 발광 소자는 면 발광 구조를 가지므로, 플렉서블(flexible)한 형태의 구현에 용이하다.
상기의 장점을 가지는 유기 발광 표시 장치는 공정 편차 등의 이유로 화소 마다 구동 TFT의 문턱 전압(Vth) 및 이동도(mobility)와 같은 특성 차이가 발생하고, 고전위 전압(VDD)의 전압 강하가 발생하여 유기 발광 소자를 구동하는 전류량이 달라짐으로써 화소들 간에 휘도 편차가 발생하게 된다. 일반적으로, 초기의 구동 TFT의 특성 차이로 인해 화면에 의도치 않았던 얼룩이나 무늬가 발생되는 문제점이 있고, 유기 발광 소자를 구동하면서 발생하는 구동 TFT의 열화로 인한 특성 차이는 유기 발광 표시 패널의 수명을 감소시키거나 잔상을 발생시키는 문제점이 있다. 이에, 구동 TFT의 특성 편차를 보상하고, 고전위 전압(VDD)의 전압 강하를 보상하는 보상 회로를 도입함으로써, 화소 간의 휘도 편차를 줄여 화질을 향상시키고자 하는 시도가 계속되고 있다.
이에, 유기 발광 표시 장치의 구동 방식을 다양하게 변경함으로써 유기 발광 표시 장치의 소비전력을 저감시키고자 하였다. 이러한 구동 방식 중 하나는 유기 발광 표시 장치를 구동하는 주파수를 기본 구동 주파수보다 감소시키고 발광 상태를 수평 홀딩하는 구간을 길게 제어한다.
다만, 낮은 구동 주파수로 유기 발광 표시 장치를 구동하고, 발광 상태를 수평 홀딩하는 구간을 길게 제어함에 따라, 스캔 신호가 인가되는 구간 및 수평 홀딩하는 구간 중 초기 구간 동안 의도한 휘도 보다 휘도가 하락하는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 발명자들은 유기 발광 표시 장치에서 저속 구동을 하는 경우, 유기 발광 표시 장치의 각 화소마다 내부 보상 회로 또는 외부 전압 보상 방법에 의해 리프레시 구간동안 휘도가 감소되는 현상을 억제할 수 있음을 인식하였다. 이에, 본 발명자들은 유기 발광 표시 장치의 초기 휘도가 감소되지 않는 유기 발광 표시 장치를 발명하였다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 저속 구동시 데이터가 기입되는 리프레시 구간에 초기 휘도 하락을 방지할 수 있는 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 복수의 화소를 구비하는 표시패널, 게이트 라인에 스캔 신호 및 발광 제어 신호를 출력하는 게이트 구동부 및 영상 데이터를 인가받아, 데이터 라인에 리프레시 구간동안 데이터 전압 및 제1 기준 전압을 출력하고, 수평 홀딩 구간동안 제2 기준 전압을 출력하는 데이터 구동부를 포함하고, 제1 기준 전압은 제2 기준 전압보다 저전위로 설정하여, 초기 휘도 하락을 방지할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 제1 기준 전압이 하강함으로써, 수평 홀딩 구간에서의 초기 휘도가 상승하게 되고, 수평 홀딩 구간에서의 초기 휘도가 타겟 휘도에 도달하는 시간도 감소하게 되어, 수평 홀딩 구간에서 초기 휘도가 감소하는 문제점을 개선할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 초기화 전압을 제1 기준 전압의 전위에 기초하여 낮춤으로써, 샘플링 구간에서의 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 정확히 샘플링하여, 유기 발광 표시 장치의 화소 회로의 내부 보상을 정확히 수행할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 저속 구동 모드에 의한 게이트 신호를 나타내는 파형도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 구비된 4T2C 화소 회로를 나타내는 회로도이다.
도 4는 리프레시 구간 동안에 도 3에 도시된 화소 회로에 입력되는 신호를 나타내는 파형도이다.
도 5는 수평 홀딩 구간 동안에 도 3에 도시된 화소 회로에 입력되는 신호를 나타내는 파형도이다.
도 6a는 종래일반적인 유기 발광 표시 장치의 수평 홀딩 구간에서 초기 휘도 감소량을 나타내는 그래프이고, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 수평 홀딩 구간에서 초기 휘도 감소량을 나타내는 그래프이다.
도 7은 리프레시 구간 동안에 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 화소 회로에 입력되는 신호를 나타내는 파형도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
본 발명에서 TFT는 P 타입 또는 N 타입으로 구성될 수 있으며, 이하의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 TFT를 N 타입으로 구성하여 설명한다. 또한, 펄스 형태의 신호를 설명함에 있어서, 게이트 하이 전압(VGH) 상태를 "하이 상태"로 정의하고, 게이트 로우 전압(VGL) 상태를 "로우 상태"로 정의한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 1을 참조하면, 유기 발광 표시 장치(100)는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)에 연결된 복수의 화소(P)를 포함하는 표시 패널(110), 게이트 라인(GL) 각각에 게이트 신호를 공급하는 게이트 드라이버(130), 데이터 라인(DL) 각각에 데이터 신호를 공급하는 데이터 드라이버(140) 및 게이트 드라이버(130)와 데이터 드라이버(140)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(120)를 포함한다.
타이밍 컨트롤러(120)는 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 표시 패널(110)의 크기 및 해상도에 적합하게 처리한다. 그리고, 타이밍 컨트롤러(120)는 후술할 리프레시 구간(Pr)동안 출력되는 제1 기준 전압(Vref1)의 전위에 기초하여 영상 데이터(RGB)를 보상하고, 보상된 영상 데이터(cRGB)를 데이터 드라이버(140)에 공급한다. 이에 대한 보다 상세한 내용은 후술한다.
타이밍 컨트롤러(120)는 외부로부터 입력되는 동기 신호(SYNC)들, 예를 들어, 도트 클럭신호(DCLK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 동기신호(Hsync), 수직 동기신호(Vsync)를 이용해 다수의 게이트 및 데이터 제어신호(GCS, DCS)를 생성한다. 생성된 다수의 게이트 및 데이터 제어신호(GCS, DCS)를 게이트 드라이버(130) 및 데이터 드라이버(140)에 각각 공급함으로써, 게이트 드라이버(130) 및 데이터 드라이버(140)를 제어한다.
게이트 드라이버(130)는 타이밍 컨트롤러(120)로부터 공급된 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 게이트 라인(GL)에 게이트 신호를 공급한다. 여기서, 게이트 신호는 적어도 하나의 스캔 신호(SCAN) 및 발광 제어 신호(EM)를 포함한다. 도 1에서는 게이트 드라이버(130)가 표시 패널(110)의 일 측에 이격되어 배치된 것으로 도시되었으나, 게이트 드라이버(130)의 수와 배치 위치는 이에 제한되지 않는다. 즉, 게이트 드라이버(130)는 GIP(Gate In Panel) 방식으로 표시 패널(110)의 일측 또는 양측에 배치될 수도 있다.
데이터 드라이버(140)는 타이밍 컨트롤러(120)로부터 공급된 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 보상된 영상 데이터(cRGB)를 데이터 전압(Vdata)으로 변환하고, 변환된 데이터 전압(Vdata)을 데이터 라인(DL)을 통해 화소(P)에 공급한다. 즉 데이터 드라이버(140)는 리프레시 구간(Pr)동안 출력되는 제1 기준 전압(Vref1)의 전위에 기초하여 보상된 영상 데이터(cRGB)를을 데이터 전압(Vdata)으로 변환하므로, 데이터 드라이버(140)는 리프레시 구간(Pr)동안 출력되는 제1 기준 전압(Vref1)의 전위에 기초하여 보상된 데이터 전압(Vdata)을 출력할 수 있다.
구체적으로 데이터 드라이버(140)는 리프레시 구간(Pr)동안 제1 기준 전압(Vref1)의 전위에 기초하여 복수의 기준 감마 전압이 설정되어 있는 감마 전압부를 포함하고, 감마 전압부의 복수의 기준 감마 전압을 이용하여, 데이터 전압(Vdata)을 출력한다. 이에 대한 자세한 내용은 표1을 참조하여 후술한다.
표시 패널(110)에서 복수의 게이트 라인(GL) 및 복수의 데이터 라인(DL)이 서로 교차되고, 복수의 화소(P) 각각은 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)에 연결된다.
여기서, 하나의 화소(P)는 게이트 라인(GL)을 통해 게이트 드라이버(130)로부터 게이트 신호를 공급받고, 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 드라이버(140)로부터 데이터 신호를 공급받으며, 전원 공급 라인을 통해 다양한 전원을 공급받는다.
구체적으로, 하나의 화소(P)는 게이트 라인(GL)을 통해 적어도 하나의 스캔 신호(SCAN) 및 발광 제어 신호(EM)를 수신하고, 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 전압(Vdata)과 제1 및 제2 기준 전압(Vref2)(Vref1, Vref2)을 수신하며, 전원 공급 라인을 통해 고전위 전압(VDD), 저전위 전압(VSS) 및 초기화 전압(Vinit)을 수신한다.
또한, 화소(P) 각각은 유기 발광 소자(OD) 및 유기 발광 소자(OD)의 구동을 제어하는 화소 회로를 포함한다. 여기서, 유기 발광 소자(OD)는 애노드, 캐소드, 및 애노드와 캐소드 사이의 유기 발광층으로 이루어진다. 화소 회로는 스위칭 TFT, 구동 TFT 및 커패시터를 포함한다. 구체적으로, 화소 회로에서 구동 TFT는 커패시터에 충전된 데이터 전압(Vdata)에 따라 유기 발광 소자(OD)에 공급되는 전류량을 제어하여 유기 발광 소자(OD)의 발광량을 조절하고, 스위칭 TFT는 게이트 라인(GL)을 통해 공급되는 스캔 신호(SCAN)를 수신하여 데이터 전압(Vdata)을 커패시터에 충전한다.
이와 같이 유기 발광 표시 장치(100)는 화소 회로에 구동 TFT 및 스위칭 TFT를 포함하고, 구동 TFT 및 스위칭 TFT 각각을 구성하는 액티브층은 서로 다른 물질로 구성될 수 있다. 이와 같이 하나의 화소 회로에서 구동 TFT 및 스위칭 TFT 각각이 서로 다른 특성을 갖는 TFT로 이루어져, 유기 발광 표시 장치(100)는 멀티 타입의 TFT를 포함할 수 있다.
구체적으로, 멀티 타입의 TFT를 포함하는 유기 발광 표시 장치(100)에서는 다결정 반도체 물질을 액티브층으로 하는 TFT로서 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly-Silicon; 이하, LTPS라고 함)을 이용한 LTPS TFT가 사용된다. 폴리 실리콘 물질은 이동도가 높아 (100㎠/Vs 이상), 에너지 소비전력이 낮고 신뢰성이 우수하므로, 표시 소자용 TFT들을 구동하는 구동 소자용 게이트 드라이버(130) 및/또는 멀티플렉서(MUX)에 적용할 수 있다. 또는 유기 발광 표시 장치(100)에서 화소(P) 내 구동 TFT로 적용하는 것이 좋다.
또한, 멀티 타입의 TFT를 포함하는 유기 발광 표시 장치(100)에서는 산화물 반도체 물질을 액티브층으로 하는 산화물 반도체 TFT가 사용된다. 산화물 반도체 물질은 오프-전류(Off-Current)가 낮으므로, 턴 온(turn On) 시간이 짧고 턴 오프(turn Off) 시간을 길게 유지하는 스위칭 TFT에 적합하다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 멀티 타입의 TFT를 포함하는 유기 발광 표시 장치(100)는 스위칭 TFT가 산화물 반도체 TFT로 이루어지고 구동 TFT는 LTPS TFT로 이루어진 화소 회로를 포함한다. 다만, 본 발명의 유기 발광 표시 장치(100)에서 스위칭 TFT는 산화물 반도체 TFT, 구동 TFT는 LTPS TFT로 한정되지 않으며, 멀티 타입의 TFT가 다양하게 구성될 수 있다. 또한, 본 발명의 유기 발광 표시 장치(100)에서 화소 회로는 멀티 타입의 TFT를 포함하지 않고 하나의 종류로 이루어진 TFT를 포함할 수도 있다.
유기 발광 표시 장치(100)는 구동 주파수를 가변하면서 구동될 수 있다. 구체적으로, 유기 발광 표시 장치(100)에서 타이밍 컨트롤러(120)는 리프레시 레이트(refresh rate) 조절 신호를 통해 프레임 레이트(frame rate)를 조절하여 유기 발광 표시 장치(100)가 구동되는 방식을 조절할 수 있다. 예를 들어, 유기 발광 표시 장치(100)는 기준 리프레시 레이트보다 높거나 낮은 리프레시 레이트로 구동될 수 있다. 특히, 기준 리프레시 레이트보다 낮게 유기 발광 표시 장치(100)를 구동하는 것을 '저속 구동'('저 리프레시 레이트(low refresh rate) 구동'이라고도 함)이라고하며, 기준 리프레시 레이트보다 높게 유기 발광 표시 장치(100)를 구동하는 것을 '고속 구동'이라한다.
여기서, 저속 구동이란, 기준 리프레시 레이트인 60Hz보다 낮은 리프레시 레이트로 구동하는 것을 의미하며, 이는 1초 동안 60개의 프레임(frame)보다 적은 개수의 프레임을 출력하도록 유기 발광 표시 장치(100)를 구동하는 것을 의미한다. 즉, 리프레시 레이트가 60Hz인 경우에는 1초 동안 60 프레임 수만큼 구동되며, 60Hz보다 낮은 리프레시 레이트로 구동되는 것을 저속 구동이라 한다. 예를 들어, 저속 구동은 리프레시 레이트가 1Hz일 수 있으며, 1Hz 저속 구동은 1초 동안 1 프레임만을 출력할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여, 유기 발광 표시 장치에서 저속 구동에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 저속 구동 모드에 의한 게이트 신호를 나타내는 파형도이다.
도 2를 참조하면, 유기 발광 표시 장치의 소비전력을 저감하기 위해 저속 구동 모드는 단위 시간 동안 수평 홀딩 구간(Ph)을 길게 제어하고, 리프레시 구간(Pr)을 짧게 제어할 수 있다.
여기서, 수평 홀딩 구간(Ph)이란, 유기 발광 소자(OD)들 각각에 연결된 데이터 라인(DL)들을 통해 데이터 전압(Vdata)은 공급되지 않고 제2 기준 전압(Vref2)이 인가되더라도 유기 발광 소자(OD)들이 발광하는 기간이다. 리프레시 구간(Pr)은 수평 홀딩 구간(Ph) 동안 유기 발광 소자(OD)가 발광할 수 있도록 유기 발광 소자(OD)에 초기화 전압(Vini)을 인가하는 초기화 기간, 유기 발광 소자(OD)의 구동 TFT의 문턱 전압(Vth)을 샘플링 또는 센싱하는 샘플링 기간 및 유기 발광 소자(OD)에 연결된 커패시터에 데이터 전압(Vdata)을 저장하는 프로그래밍 기간을 포함한다.
예를 들어, 저속 구동 모드에서 1초 시간 중 리프레시 구간(Pr)을 16.6밀리초(이하, msec) 동안 유지하고, 수평 홀딩 구간(Ph)을 983.4msec 동안 유지할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 저속 구동 모드에서 리프레시 구간(Pr)은 복수의 프레임에 해당하는 기간 일 수 있다.
도 2를 참조하면, 게이트 신호는 리프레시 구간(Pr) 동안 게이트 라인(GL) 각각에 순차적으로 시프트 되어 화소(P)에 공급된다. 구체적으로, 게이트 신호는 제1 게이트 라인(GL1)부터 제n 게이트 라인(GLn)까지 리프레시 구간(Pr) 동안 순차적으로 시프트 되어 공급된다. 여기서, n은 유기 발광 표시 장치에서의 전체 게이트 라인의 개수를 의미한다.
이에 따라, 리프레시 구간(Pr)에서 샘플링하고 프로그래밍한 데이터 전압(Vdata)에 의해 수평 홀딩 구간(Ph) 동안 발광한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치가 4T2C의 화소 회로를 포함할 경우, 리프레시 구간과 수평 홀딩 구간에서의 화소 회로의 동작 대해서 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 구비된 4T2C 화소 회로를 나타내는 회로도이다.
도 3을 참조하면, 화소 회로는 구동 TFT(DT), 3개의 스위칭 TFT(T1, T2, T3) 및 2개의 커패시터(C1, C2)를 포함한다.
구동 TFT(DT)는 제1 스위칭 TFT(T1)와 연결된 제1 노드(N1)인 게이트 노드, 제2 스위칭 TFT(T2)와 연결된 제2 노드(N2)인 소스 노드 및 제3 스위칭 TFT(T3)와 연결된 제3 노드(N3)인 드레인 노드를 포함한다.
구체적으로, 구동 TFT(DT)의 게이트 노드는 데이터 전압(Vdata), 제1 기준 전압(Vref1) 및 제2 기준 전압(Vref2)을 공급하는 데이터 라인에 전기적으로 연결된다. 이에, 구동 TFT(DT)의 게이트 노드는 제1 스위칭 TFT(T1)의 소스 노드에 연결되어 데이터 전압(Vdata), 제1 기준 전압(Vref1) 및 제2 기준 전압(Vref2)을 공급 받는다. 구동 TFT(DT)의 드레인 노드는 고전위 전압(VDD) 라인에 전기적으로 연결된다. 이에, 구동 TFT(DT)의 드레인 노드는 제3 스위칭 TFT(T3)의 소스 노드에 연결되어 고전위 전압(VDD)을 공급 받는다. 구동 TFT(DT)의 소스 노드는 유기 발광 소자(OD)와 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 구동 TFT(DT)의 소스 노드는 유기 발광 소자(OD)의 애노드와 연결되고, 제2 스위칭 TFT(T2)의 소스 노드와 연결된다.
이에 따라, 발광 제어 신호(EM)에 의해 제3 스위칭 TFT(T3)가 턴 온되고 구동 TFT(DT)도 턴 온 되면, 구동 TFT(DT)는 게이트 노드 및 소스 노드에 인가된 전압에 기초하여 유기 발광 소자(OD)에 흐르는 전류의 크기를 제어하여, 유기 발광 소자(OD)의 휘도를 제어한다.
제1 스위칭 TFT(T1)는 제1 스캔 신호(SCAN1) 라인에 연결된 게이트 노드, 데이터 라인에 연결된 드레인 노드 및 구동 TFT(DT)와 연결된 제1 노드(N1)인 소스 노드를 포함한다. 구체적으로, 제1 스위칭 TFT(T1)의 게이트 노드는 제1 스캔 신호(SCAN1) 라인에 연결되어 제1 스캔 신호(SCAN1)에 의해 턴 온되거나 턴 오프된다. 제1 스위칭 TFT(T1)의 드레인 노드는 데이터 라인에 연결되어 데이터 전압(Vdata), 제1 기준 전압(Vref1) 및 제2 기준 전압(Vref2)을 구동 TFT(DT)의 게이트 노드에 전달한다. 제1 스위칭 TFT(T1)의 소스 노드는 구동 TFT(DT)의 게이트 노드에 직접 연결된다.
이에 따라, 제1 스캔 신호(SCAN1)가 하이 상태인 경우, 제1 스위칭 TFT(T1)는 턴 온되어 데이터 전압(Vdata), 제1 기준 전압(Vref1) 및 제2 기준 전압(Vref2)을 구동 TFT(DT)의 게이트 노드에 공급한다.
제2 스위칭 TFT(T2)는 제2 스캔 신호(SCAN2) 라인에 연결된 게이트 노드, 초기화 전압(Vinit) 라인에 연결된 드레인 노드 및 구동 TFT(DT)의 소스 노드와 연결된 소스 노드를 포함한다. 구체적으로, 제2 스위칭 TFT(T2)의 게이트 노드는 제2 스캔 신호(SCAN2)가 하이 상태인 경우 제2 스위칭 TFT(T2)가 턴 온 된다. 제2 스위칭 TFT(T2)는 초기화 전압(Vinit)을 제2 노드(N2)에 공급한다. 제2 스위칭 TFT(T2)의 소스 노드는 구동 TFT(DT)의 소스 노드 및 유기 발광 소자(OD)의 애노드와 연결된 제2 노드(N2)에 직접 연결된다.
이에 따라, 제2 스캔 신호(SCAN2)가 하이 상태인 경우, 제2 스위칭 TFT(T2)는 턴 온되어 초기화 전압(Vinit)을 제2 노드(N2)에 공급하여, 유기 발광 소자(OD)에 기입된 데이터 전압(Vdata)을 초기화 시킨다.
제3 스위칭 TFT(T3)는 발광 제어 신호(EM) 라인에 연결된 게이트 노드, 고전위 전압(VDD) 라인에 연결된 드레인 노드 및 구동 TFT(DT)의 드레인 노드와 연결된 소스 노드를 포함한다. 구체적으로, 제3 스위칭 TFT(T3)의 게이트 노드는 발광 제어 신호(EM) 라인에 연결되어, 발광 제어 신호(EM)가 하이 상태인 경우 제3 스위칭 TFT(T3)는 턴 온 된다. 제3 스위칭 TFT(T3)의 드레인 노드는 고전위 전압(VDD) 라인에 직접 연결된다.
이에 따라, 발광 제어 신호(EM)가 하이 상태인 경우, 제3 스위칭 TFT(T3)는 턴 온되어 고전위 전압(VDD)을 구동 TFT(DT)의 드레인 노드에 공급하여, 구동 TFT(DT)가 데이터 전압(Vdata)에 의해 유기 발광 소자(OD)의 전류량을 조절한다.
2개의 커패시터는 구동 TFT(DT)의 게이트 노드 또는 소스 노드에 인가되는 전압을 저장하는 저장 커패시터일 수 있다. 또한, 2개의 커패시터는 구동 TFT(DT)의 소스 노드에서 직렬로 연결된다.
구체적으로, 제1 커패시터(C1)는 구동 TFT(DT)의 게이트 노드인 제1 노드(N1) 및 구동 TFT(DT)의 소스 노드인 제2 노드(N2)와 전기적으로 연결된다. 이에, 제1 커패시터(C1)는 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)에 인가되는 전압의 차이만큼 전압을 저장한다. 제2 커패시터(C2)는 구동 TFT(DT)의 소스 노드인 제2 노드(N2) 및 고전위 전압(VDD) 라인과 전기적으로 연결된다. 또한, 제2 커패시터(C2)는 제2 노드(N2)에서 제1 커패시터(C1)와 직렬로 연결된다. 이에, 제2 커패시터(C2)는 제1 커패시터(C1)와 함께 전압 분배에 의한 전압을 저장한다.
예를 들어, 제1 커패시터(C1)는 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)의 전압 차이로 구동 TFT(DT)의 문턱 전압을 저장하여 샘플링한다. 또한, 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 경우, 제1 커패시터(C1)는 제2 커패시터(C2)와의 전압 분배에 의해 결정되는 전압을 저장하여 프로그래밍한다. 즉, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)는 소스 팔로워(source-follower) 방식으로 구동 TFT(DT)의 문턱 전압을 샘플링한다. 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)의 전위가 변하는 경우, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)는 전압 분배를 통해 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)의 전위를 각각 저장한다. 제1 커패시터(C1)의 샘플링과 프로그래밍에 관해서는 도 4를 참조하여 후술한다.
도 4는 리프레시 구간 동안에 도 3에 도시된 화소 회로에 입력되는 신호를 나타내는 파형도이다. 설명의 편의를 위해 도 3을 참조하여 후술한다.
도 4를 참조하면, 리프레시 구간(Pr)은 초기화 구간(t1), 샘플링 구간(t2), 프로그래밍 구간(t3) 및 발광 구간(t4)을 포함한다. 리프레시 구간(Pr)은 대략 1 수평 기간(1H)으로 설정될 수 있으며, 몇몇 실시예에서 1 수평 구간(1H) 내에 발광 구간(t4)이 포함되지 않을 수도 있다. 리프레시 구간(Pr) 동안 화소 어레이의 1 수평 라인에 배열된 화소에 데이터가 기입된다. 구체적으로, 리프레시 구간(Pr) 동안 화소 회로의 구동 TFT(DT)의 문턱 전압이 샘플링 되고, 문턱 전압만큼 데이터 전압(Vdata)이 보상된다. 이에, 문턱 전압에 무관하게 유기 발광 소자(OD)의 전류량이 결정될 수 있도록 데이터 전압(Vdata)이 보상되어 화소에 기입된다. 도 4에서는 초기화 구간(t1), 샘플링 구간(t2), 프로그래밍 구간(t3) 및 발광 구간(t4) 각각이 동일한 시간 동안 유지되는 것으로 도시되었으나, 초기화 구간(t1), 샘플링 구간(t2), 프로그래밍 구간(t3) 및 발광 구간(t4) 각각의 시간은 실시예에 따라 다양하게 변화할 수 있다.
먼저, 초기화 구간(t1)이 시작되는 순간 제1 스캔 신호(SCAN1) 및 제2 스캔 신호(SCAN2)가 라이징되어 하이 상태로 된다. 이와 동시에 발광 제어 신호(EM)는 폴링되어 로우 상태로 된다. 이에, 초기화 구간(t1) 동안 제1 스위칭 TFT(T1) 및 제2 스위칭 TFT(T2)는 턴 온되고, 제3 스위칭 TFT(T3)는 턴 오프된다. 이에 따라, 제1 스위칭 TFT(T1)에 의해 데이터 라인으로부터 제1 기준 전압(Vref1)이 제1 노드(N1)에 공급된다. 또한, 제2 스위칭 TFT(T2)에 의해 초기화 전압(Vinit) 라인으로부터 초기화 전압(Vinit)이 제2 노드(N2)에 공급된다. 즉, 구동 TFT(DT)의 소스 노드인 제2 노드(N2)에 초기화 전압(Vinit)이 공급됨에 따라, 유기 발광 소자(OD)에 기입된 데이터 전압(Vdata)이 초기화된다.
샘플링 구간(t2) 동안, 제1 스캔 신호(SCAN1)는 하이 상태로 유지되고, 제2 스캔 신호(SCAN2)는 로우 상태를 유지한다. 샘플링 구간(t2)이 시작되는 순간 발광 제어 신호(EM)는 라이징되어 샘플링 구간(t2) 동안 하이 상태를 유지한다. 이에, 샘플링 구간(t2) 동안 제1 스위칭 TFT(T1) 및 제3 스위칭 TFT(T3)는 턴 온되고, 제2 스위칭 TFT(T2)는 턴 오프된다. 이에 따라, 턴 온된 제1 스위칭 TFT(T1)를 통해 제1 기준 전압(Vref1)이 제1 노드(N1)로 공급되고, 턴 온된 제3 스위칭 TFT(T3)를 통해 고전위 전압(VDD)이 구동 TFT(DT)의 드레인 노드로 공급된다. 즉, 샘플링 구간(t2) 동안 제1 노드(N1)의 전압은 제1 기준 전압(Vref1)으로 유지되고, 제2 노드(N2)의 전압은 구동 TFT(DT)의 드레인-소스 간 전류(이하, Ids라고 함)에 의해 상승한다. 여기서, 소스 팔로워(source-follower) 방식에 의해 구동 TFT(DT)의 게이트-소스 간 전압(이하, Vgs라 함)은 구동 TFT(DT)의 문턱 전압으로 샘플링된다. 이와 같이 샘플링된 구동 TFT(DT)의 문턱 전압은 제1 커패시터(C1)에 저장된다. 이에, 샘플링 기간(t2) 동안 제1 노드(N1)의 전압은 제1 기준 전압(Vref1)이고, 제2 노드(N2)의 전압은 Vref1-Vth이다.
프로그래밍 구간(t3) 동안 제1 스캔 신호(SCAN1)는 하이 상태로 유지되고, 제2 스캔 신호(SCAN2)는 로우 상태를 유지한다. 프로그래밍 구간(t3)이 시작되는 순간 발광 제어 신호(EM)는 폴링되어 프로그래밍 구간(t3) 동안 로우 상태를 유지한다. 이에, 프로그래밍 구간(t3) 동안 제1 스위칭 TFT(T1)만 턴 온되고, 제2 스위칭 TFT(T2) 및 제3 스위칭 TFT(T3)는 턴 오프된다. 이에 따라, 턴 온된 제1 스위칭 TFT(T1)를 통해 데이터 전압(Vdata)이 제1 노드(N1)로 공급되고, 구동 TFT(DT)의 드레인 노드 및 소스 노드는 플로팅 된다.
프로그래밍 구간(t3) 동안 제1 노드(N1)에 데이터 전압(Vdata)이 공급됨으로써, 제1 노드(N1)의 전압 변화량은 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2) 사이에서 전압 분배되고, 제2 노드(N2)의 전압은 전압 분배된 전압값으로 결정된다. 구체적으로, 제1 노드(N1)의 전압 변화량은 Vdata-Vref1이고, 직렬로 연결된 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2) 사이의 전압 분배로 인해, 프로그래밍 구간(t3) 동안 제2 노드(N2)에서의 전압 변화량은 C1/(C1+C2)*(Vdata-Vref1)이다. 즉, 제2 노드(N2)의 전압은 샘플링 구간(t2)에서 결정된 Vref1-Vth에 프로그래밍 구간(t3) 동안 제2 노드(N2)에서의 전압 변화량인 C1/(C1+C2)*(Vdata-Vref1)을 더한 값이 된다. 다시 말해, 프로그래밍 구간(t3)에서 제2 노드(N2)의 전압은 (Vref1-Vth)+C1/(C1+C2)*(Vdata-Vref1)이고, 구동 TFT(DT)의 Vgs는 (1- C1/(C1+C2))*(Vdata-Vref1)+Vth로 프로그래밍된다.
발광 구간(t4) 동안, 제1 스캔 신호(SCAN1)는 로우 상태로 되고, 제2 스캔 신호(SCAN2)도 로우 상태를 유지한다. 발광 구간(t4)이 시작되는 순간 발광 제어 신호(EM)는 라이징되어 발광 구간(t4) 동안 하이 상태를 유지한다. 이에, 발광 구간(t4) 동안 제1 스위칭 TFT(T1) 및 제2 스위칭 TFT(T2)는 턴 오프되고, 제3 스위칭 TFT(T3)는 턴 온된다. 이에 따라, 턴 온된 제3 스위칭 TFT(T3)를 통해 고전위 전압(VDD)이 구동 TFT(DT)의 드레인 노드로 공급되고, Vds>Vgs>Vth가 되어 구동 TFT(DT)를 통해 유기 발광 소자(OD)로 전류가 흐른다. 구체적으로, 발광 구간(t4) 동안 구동 TFT(DT)의 Vgs에 의해 유기 발광 소자(OD)에 흐르는 전류(Ioled)가 조절되고, Ioled에 의해 유기 발광 소자(OD)가 발광하여 휘도가 상승하게 된다. 이와 같이 발광 구간(t4) 동안 유기 발광 소자(OD)에 흐르는 전류(Ioled)는 다음 [수학식 1]과 같다.
[수학식 1]
Figure 112017106509115-pat00001
여기서, k는 화소 회로의 다양한 요인이 반영된 비례 상수이고, C'= C1/(C1+C2)이다. [수학식 1]을 검토해보면, [수학식 1]에서 Vth가 소거되어, 유기 발광 소자(OD)에 흐르는 전류(Ioled)는 구동 TFT(DT)의 문턱 전압의 영향을 받지 않는다.
도 5는 수평 홀딩 구간 동안에 도 3에 도시된 화소 회로에 입력되는 신호를 나타내는 파형도이다. 설명의 편의를 위해 1 수평 기간을 기준으로 도 3을 참조하여 후술한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 수평 홀딩 구간(Ph)동안, 제1 스캔 신호(SCAN1)는 로우 상태를 유지하고, 제2 스캔 신호(SCAN2)도 로우 상태를 유지하고, 발광 제어 신호(EM)는 하이 상태를 유지하고, 데이터 라인에는 제2 기준 전압(Vref2)이 인가된다.
이에, 수평 홀딩 구간(Ph) 동안 제1 스위칭 TFT(T1) 및 제2 스위칭 TFT(T2)는 턴 오프되고, 제3 스위칭 TFT(T3)는 턴온된다. 이에 따라, 수평 홀딩 구간(Ph)에서 턴 온된 제3 스위칭 TFT(T3)를 통해 고전위 전압(VDD)이 구동 TFT(DT)의 드레인 노드로 공급되고, 리프레시 구간(Pr)에서 저장된 구동 TFT(DT)의 Vgs에 의해 유기 발광 소자(OD)에 전류가 흘러 유기 발광 소자(OD)가 발광하게 된다.
즉, 데이터 구동부(140)는 리프레시 구간(Pr)동안 데이터 전압(Vdata) 및 제1 기준 전압(Vref1)을 출력하고, 수평 홀딩 구간(Ph)동안 제1 기준 전압(Vref1)보다 고전위인 제2 기준 전압(Vref2)을 출력한다. 즉, 제1 기준 전압(Vref1)은 제2 기준 전압(Vref2)보다 저전위이다.
여기서, 제2 기준 전압(Vref2)은 수평 홀딩 구간(Ph)에 출력되는 기준 전압을 의미하지만, 이에 한정되지 않고, 저속 구동이 아닌 일반 구동 즉, 모든 프레임에서 데이터를 기입하는 구동에서 기준 전압을 의미할 수 있다. 이러한 제2 기준 전압(Vref2)은 1.4V로 설정될 수 있다.
그리고 제1 기준 전압(Vref1)은 제2 기준 전압(Vref2)보다 저전위이나, 정확한 영상 표현을 위하여, 유기 발광 소자(OD)가 최대 휘도 및 최소 휘도를 낼 수 있는 전위 범위에 있어야 한다.
구체적으로, 아래의 [수학식 1]에 따라, 유기 발광 소자(OD)에 흐르는 전류 값(Ioled)이 결정되고, 이러한 전류 값(Ioled)으로 인해 유기 발광 소자(OD)의 휘도가 결정된다.
[수학식 1]
Figure 112017106509115-pat00002
즉, 데이터 전압(Vdata)과 제1 기준 전압(Vref1)의 차이의 제곱에 비례하여, 유기 발광 소자(OD)의 휘도가 결정된다.
이에, 제1 기준 전압(Vref1)의 최대 전위는 데이터 전압(Vdata)과 제1 기준 전압(Vref1)의 차이의 제곱값으로 인해 유기 발광 소자(OD)가 최저 휘도인 0nit를 출력할 수 있도록 설정된다. 이와 반대로, 제1 기준 전압(Vref1)의 최저 전위는 데이터 전압(Vdata)과 제1 기준 전압(Vref1)의 차이의 제곱값으로 인해 유기 발광 소자(OD)가 최대 휘도를 출력할 수 있도록 설정된다.
일례로, 제1 기준 전압(Vref1)이 0V 내지 0.75V일 경우, 수평 홀딩 구간(Ph)에서 초기 휘도가 타겟 휘도 대비 80%이하로 떨어지지 않아, 인지적 효과가 있는 것으로 측정되었다.
이렇게 설정된 저전위인 제1 기준 전압(Vref1)에 의해, 데이터 전압(Vdata)과 제1 기준 전압(Vref1)의 차이의 제곱이 증가하여, 휘도가 증가하는 현상을 방지하기 위해, 데이터 드라이버(140)는 리프레시 구간(Pr)동안 출력되는 제1 기준 전압(Vref1)의 전위에 기초하여 보정된 데이터 전압(Vdata)을 출력할 수 있다.
구체적으로 데이터 드라이버(140)는 리프레시 구간(Pr)동안 제1 기준 전압(Vref1)의 전위에 기초하여 복수의 기준 감마 전압이 설정되어 있는 감마 전압부를 포함하고, 감마 전압부의 복수의 기준 감마 전압 값을 이용하여, 데이터 전압(Vdata)을 출력한다.
여기서, 기준 감마 전압은 특정 휘도를 표현할 수 있는 적색, 녹색, 청색 각각의 데이터 전압(Vdata)을 의미한다.
구체적으로 표 1에 도시된 바와 같이, 종래의일반적인 정상 구동에 따라 제1 기준 전압(Vref1)이 1.4V일 때, 1nit, 3nit, 14nit, 64nit, 159nit, 300nit를 표현하기 위한 적색, 녹색, 청색 데이터 전압(Vdata)이 각각 설정될 수 있고, 본 발명의 일 실시예에 따라, 제1 기준 전압(Vref1)이 0.75V일 때, 1nit, 3nit, 14nit, 64nit, 159nit, 300nit를 표현하기 위한 적색, 녹색, 청색 데이터 전압(Vdata)이 각각 설정될 수 있다.
[표 1]
Figure 112017106509115-pat00003
표 1을 분석하면, 제1 기준 전압(Vref1)이 1.4V일 때의 복수의 감마 기준 전압과 제1 기준 전압(Vref1)이 0.75V일 때의 복수의 감마 기준 전압은 제1 기준 전압(Vref1)의 차이값인 0.65V 내외의 전위만큼 차이난다. 즉, 제1 기준 전압(Vref1)의 하강된 전위만큼 복수의 감마 기준 전압을 낮춰주어 데이터 전압(Vdata)을 보상할 수 있다. 즉, 데이터 전압(Vdata)과 제1 기준 전압(Vref1)의 차이의 제곱값을 일정하게 유지하여, 유기 발광 소자(OD)가 모든 범위의 휘도를 표현할 수 있게 한다.
그리고, 데이터 드라이버(140)는 제1 기준 전압(Vref1)이 0.75V일 때 설정된 복수의 특정 휘도에 대한 기준 감마 전?? 값을 분할하여, 모든 휘도에 대한 감마 전압 값을 설정하여, 이를 데이터 전압(Vdata)으로 출력할 수 있다.
일례로, 제1 기준 전압(Vref1)이 0.75V일 때 300nit에서의 적색 기준 감마 전압은 2.915V이고, 159nit에서의 적색 기준 감마 전압은 2.453V이므로, 299nit 내지 160nit를 표현하기 위한 적색 감마 전압은 2.915V 내지 2.453V의 전압을 분배하여 산출하고, 이를 적색 데이터 전압(Vdata)으로 출력할 수 있다. 이와 동일한 원리로 158nit이하의 휘도 구간에도 동일하게 적용하여, 모든 휘도에 대한 감마 전압 값을 설정하여, 이를 데이터 전압(Vdata)으로 출력할 수 있다.
이에 더하여, 타이밍 컨트롤러(120)는 리프레시 구간(Pr)동안 출력되는 제1 기준 전압(Vref1)의 전위에 기초하여 영상 데이터(RGB)를 보상하고, 보상된 영상 데이터(cRGB)를 데이터 드라이버(140)에 공급한다.
여기서 보상된 영상 데이터(cRGB)는 제1 기준 전압(Vref1)의 전위가 하강함에 따라서 발생할 수 있는 휘도의 변화뿐만 아니라, 색좌표 및 색온도의 변화에 대응하기 위하여, 외부 시스템으로부터 인가된 영상 데이터(RGB)를 새로운 영상 데이터(cRGB)로 맵핑함으로써 보상될 수 있다.
도 6a는 종래일반적인 유기 발광 표시 장치의 수평 홀딩 구간에서 초기 휘도 감소량을 나타내는 그래프이고, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 수평 홀딩 구간에서 초기 휘도 감소량을 나타내는 그래프이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 리프레시 구간(Pr)에 인가되는 제1 기준 전압(Vref1)이 수평 홀딩 구간(Ph)에 인가되는 제2 기준 전압(Vref2)과 동일하게 1.4V로 인가된 경우에는 2.5초 경에 타겟 휘도인 215nit의 67% 정도의 145nit로 휘도가 상승하게 되고, 4.5초가 되어서야 타겟 휘도인 215nit에 도달하게 된다.
이에 반해, 도 6b에 도시된 바와 같이, 리프레시 구간(Pr)에 인가되는 제1 기준 전압(Vref1)이 수평 홀딩 구간(Ph)에 인가되는 제2 기준 전압(Vref2)인 1.4V보다 저전위인 0.75V로 인가된 경우에는, 0.5초 타겟 휘도인 212nit의 81% 정도의 175nit로 휘도가 상승하게 되고, 1.5초가 되어서야 타겟 휘도인 215nit에 도달하게 된다.
즉, 제1 기준 전압(Vref1)이 하강함으로써, 수평 홀딩 구간(Ph)에서의 초기 휘도가 상승하게 되고, 수평 홀딩 구간(Ph)에서의 초기 휘도가 타겟 휘도에 도달하는 시간도 감소하게 되어, 수평 홀딩 구간(Ph)에서 초기 휘도가 감소하는 문제점을 개선할 수 있게 된다.
이하에서는 도 7을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대해서 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치와 초기화 전압의 전위에 대해서만 차이가 있으므로, 이하 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
도 7은 리프레시 구간 동안에 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 화소 회로에 입력되는 신호를 나타내는 파형도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 비해 초기화 전압(Vini')이 낮춰질 수 있다.
여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 화소 회로에 인가되는 초기화 전압(Vini')은 제1 기준 전압(Vref1)의 전위에 기초하여 낮춰질 수 있다. 즉, 초기화 전압(Vini')은 제1 기준 전압(Vref1)과 제2 기준 전압(Vref2)의 전위차만큼 감소될 수 있다.
구체적으로, 전술한 바와 같이, 제1 기준 전압(Vref1)은 0.75V로 제2 기준 전압(Vref2)인 1.4V에 비해 0.65V 감소하였으므로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 화소 회로에 인가되는 초기화 전압(Vini') 또한 0.65V감소 될 수 있다.
만약, 제1 기준 전압(Vref1)이가 감소되었는데 초기화 전압(Vini)이 그대로 유지된다면, 샘플링 구간(t2)의 초기에 제1 기준 전압(Vref1)과 초기화 전압(Vini)의 전위차 또한 감소하게 된다. 이렇게, 샘플링 구간(t2)에서 감소된 제1 기준 전압(Vref1)과 초기화 전압(Vini)의 전위차로 인해, 샘플링 구간(t2)에서 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)이 정확히 샘플링 되지 않을 수 있다.
따라서 이렇게, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 인가되는 초기화 전압(Vini')을 제1 기준 전압(Vref1)의 전위에 기초하여 낮춤으로써, 샘플링 구간(t2)에서의 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)을 정확히 샘플링하여, 유기 발광 표시 장치의 화소 회로의 내부 보상을 정확히 수행할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 복수의 화소를 구비하는 표시패널, 게이트 라인에 스캔 신호 및 발광 제어 신호를 출력하는 게이트 구동부 및 영상 데이터를 인가받아, 데이터 라인에 리프레시 구간동안 데이터 전압 및 제1 기준 전압을 출력하고, 수평 홀딩 구간동안 제2 기준 전압을 출력하는 데이터 구동부를 포함하고, 제1 기준 전압은 제2 기준 전압보다 저전위로 설정하여, 초기 휘도 하락을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 데이터 구동부는 리프레시 구간동안 제1 기준 전압의 전위에 기초하여, 보상된 데이터 전압을 출력한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 데이터 구동부는 복수의 기준 감마 전압이 설정되어 있는 감마 전압부를 포함하고, 리프레시 구간동안 제1 기준 전압의 전위에 기초하여, 복수의 기준 감마 전압을 조절한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 데이터 구동부에 리프레시 구간동안 제1 기준 전압의 전위에 기초하여 보상된 영상 데이터를 출력하는 타이밍 제어부를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 화소에 배치되는 화소 회로는, 게이트 노드 및 소스 노드에 인가된 전압에 기초하여, 유기 발광 소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 TFT, 제1 스캔 신호에 기초하여, 데이터 전압 및 기준 전압을 구동 TFT의 게이트 노드에 인가하는 제1 스위칭 TFT 및 제2 스캔 신호에 기초하여, 초기화 전압을 구동 TFT의 소스 노드에 인가하는 제2 스위칭 TFT 및 발광 제어 신호에 기초하여, 고전위 전압을 구동 TFT의 드레인 노드에 인가하는 제3 스위칭 TFT을 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 기준 전압의 최대 전위는 유기 발광 소자가 최저 휘도를 출력할 수 있도록 설정된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 기준 전압의 최저 전위는 유기 발광 소자가 최대 휘도를 출력할 수 있도록 설정된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 기준 전압은 0V 내지 0.75V이다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 초기화 전압은 제1 기준 전압의 전위에 기초하여 낮춰진다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 유기 발광 표시 장치
110: 표시 패널
120: 타이밍 컨트롤러
130: 게이트 드라이버
140: 데이터 드라이버
Vdata: 데이터 전압
Vref1: 제1 기준 전압
Vref2: 제2 기준 전압
Scan: 스캔 신호
EM: 발광 제어 신호

Claims (9)

  1. 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된 복수의 화소를 구비하는 표시패널;
    상기 게이트 라인에 스캔 신호 및 발광 제어 신호를 출력하는 게이트 구동부; 및
    영상 데이터를 인가받아, 상기 데이터 라인에 리프레시 구간동안 데이터 전압 및 제1 기준 전압을 출력하고, 수평 홀딩 구간동안 제2 기준 전압을 출력하는 데이터 구동부를 포함하고,
    상기 리프레시 구간은 순차적으로 배치되는 초기화 구간, 샘플링 구간, 프로그래밍 구간 및 발광 구간을 포함하고,
    상기 데이터 구동부는 상기 초기화 구간, 상기 샘플링 구간 및 상기 발광 구간 동안 상기 제1 기준 전압을 출력하고,
    상기 데이터 구동부는 상기 프로그래밍 구간 동안 상기 데이터 전압을 출력하고,
    상기 제1 기준 전압은 제2 기준 전압보다 저전위인, 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 데이터 구동부는
    상기 리프레시 구간동안 상기 제1 기준 전압의 전위에 기초하여, 보상된 데이터 전압을 출력하는, 유기 발광 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 데이터 구동부는,
    복수의 기준 감마 전압이 설정되어 있는 감마 전압부를 포함하고,
    상기 리프레시 구간동안 상기 제1 기준 전압의 전위에 기초하여, 상기 복수의 기준 감마 전압을 조절하는, 유기 발광 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 데이터 구동부에 상기 리프레시 구간동안 상기 제1 기준 전압의 전위에 기초하여 보상된 영상 데이터를 출력하는 타이밍 제어부를 더 포함하는, 유기 발광 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 화소에 배치되는 화소 회로는,
    게이트 노드 및 소스 노드에 인가된 전압에 기초하여, 유기 발광 소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 TFT;
    제1 스캔 신호에 기초하여, 상기 데이터 전압 및 상기 기준 전압을 상기 구동 TFT의 게이트 노드에 인가하는 제1 스위칭 TFT; 및
    제2 스캔 신호에 기초하여, 초기화 전압을 상기 구동 TFT의 소스 노드에 인가하는 제2 스위칭 TFT; 및
    상기 발광 제어 신호에 기초하여, 고전위 전압을 상기 구동 TFT의 드레인 노드에 인가하는 제3 스위칭 TFT을 포함하는, 유기 발광 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 기준 전압의 최대 전위는 상기 유기 발광 소자가 최저 휘도를 출력할 수 있도록 설정되는, 유기 발광 표시 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 기준 전압의 최저 전위는 상기 유기 발광 소자가 최대 휘도를 출력할 수 있도록 설정되는, 유기 발광 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기준 전압은 0V 내지 0.75V인, 유기 발광 표시 장치.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 초기화 전압은 상기 제1 기준 전압의 전위에 기초하여 낮춰지는, 유기 발광 표시 장치.
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