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KR100854857B1 - 발광구동회로 및 그 구동제어방법, 그리고 디스플레이유닛및 그 디스플레이 구동방법 - Google Patents

발광구동회로 및 그 구동제어방법, 그리고 디스플레이유닛및 그 디스플레이 구동방법 Download PDF

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KR100854857B1
KR100854857B1 KR1020067016170A KR20067016170A KR100854857B1 KR 100854857 B1 KR100854857 B1 KR 100854857B1 KR 1020067016170 A KR1020067016170 A KR 1020067016170A KR 20067016170 A KR20067016170 A KR 20067016170A KR 100854857 B1 KR100854857 B1 KR 100854857B1
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KR
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charge
voltage
light emitting
transistor
current
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KR1020067016170A
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KR20060135749A (ko
Inventor
도모유키 시라사키
쥰 오구라
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가시오게산키 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

발광구동회로는 발광계조순차를 지정하는 발광계조신호에 기초하여 전하충전을축적시키는 전하충전축적부를 포함한다. 발광제어부는 전하충전축적부에 축적된 전하충전량에 따른 전류값을 갖는 발광구동전류를 흐르게 한다. 쓰기제어부는 제 1 제어신호에 기초하여 계조순차신호에 기초한 전하충전의 공급상태를 전하충전축적부로 제어한다. 전업제어부는 제 2 제어신호에 기초하여 발광제어부를 동작하는 구동전압을 제어한다.
발광구동회로, 발광계소순차, 전하충전축적부, 쓰기제어부, 전압제어부, 발광제어부, 구동트랜지스터, 선택트랜지스터, 유지트랜지스터, 선택라인, 유지라인, 유기EL소자, 액정디스플레이, 디스플레이 픽셀, 디스플레이 패널, 발광소자.

Description

발광구동회로 및 그 구동제어방법, 그리고 디스플레이유닛 및 그 디스플레이 구동방법{LIGHT EMISSION DRIVE CIRCUIT AND ITS DRIVE CONTROL METHOD AND DISPLAY UNIT AND ITS DISPLAY DRIVE METHOD}
본 발명은 발광 구동회로 및 그 구동방법, 그리고 디스플레이유닛 및 그 구동 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 복수의 디스플레이 패널들(픽셀 배열)의 디스플레이 데이터 및 그 구동제어 방법, 및 각 디스플레이 패널로 구비된 디스플레이유닛 및 그 디스플레이 구동 방법에 따라서 전류를 공급하는 소정의 발광계조순차(luminance gradation sequence)의 전류제어형태(또는 전류구동 형태)를 적용할 수 있는 발광구동회로에 관한 것이다.
최근에, 보편적인 음극선관(CRT)을 적용한 보편적 디스플레이유닛 대신, 모니터 및 개인용 컴퓨터의 디스플레이, 및 비디오 시스템으로서의 디스플레이 장치가 널리 이용된다. 특히, 액정디스플레이(LCD)는 보편적 디스플레이와 비교해서 더 얇고, 더 가볍고, 넓게 만들어지고 저전력소비 등 때문에 급속도록 널리 퍼졌다. 게다가, 셀룰라폰, 디지털 카메라, 및 개인휴대용 정보 단말기(PDA)와 같은, 상대적으로 작은 액정디스플레이는 최근에 현저하게 퍼져있는 디스플레이로서 널리 적용될 수도 있다.
액정 디스플레이, 디스플레이 장치의 발광소자형태의 폭넓은 상업적 가능성 및 확산 이후의 차세대 디스플레이 장치로서, 발광 다이오드(LED)와 같은 유기전계발광(이하에서, "유기EL소자"로 호칭) 및 무기전계발광(이하에서는, "무기EL 소자"로 호칭) 또는 발광소자(디스플레이 픽셀의 자체 발광 형태)는 매트릭스내에 배치되어있으며, 이 차세대 디스플레이 장치로 기대되고 있다.
특히, 상술된 액정디스플레이와 비교해서, 능동 매트릭스 구동시스템을 적용한 디스플레이의 발광소자 형태는 보다 높은 디스플레이 반응 속도, 넓은 시야각, 고휘도, 고대비, 및 디스플레이 화질의 고해상도 등을 가진다. 또한, 디스플레이의 발광소자형태는 액정 디스플레이와 같은 백라이트가 필요 없다. 그러므로, 디스플레이의 발광소자형태는 보다 더 얇고 더 가볍고 저전력소비가 가능하도록 매우 우수한 특징을 가진다.
디스플레이의 발광소자 형태와 같은, 발광소자(발광 상태)동작을 제어하는 다양한 구동제어 메커니즘 및 제어 방법은 제시된다. 예를 들면, 일본 특허 출원 공개공보 제 8-330600 호에 기재된 바와 같이, 그것은 상술된 발광소자에 따른 디스플레이 패널을 구성하는 각 디스플레이 픽셀에 대한 발광소자(이하에서는 "발광구동회로"로 호칭)를 제어하는 발광구동용 복수의 스위치소자들을 구비한 구동회로를 포함하는 구성으로 알려졌다.
도 22는 종래 기술에 따른 디스플레이의 전압제어 능동 메트릭스 발광소자형태의 실질적인 일부를 도시한 개략적인 블럭도이다. 도 23은 종래기술에 따른 디스플레이의 발광소자 형태로 적용될 수 있는 디스플레이 픽셀(발광구동회로 및 발광 소자)의 구성적 예를 도시한 등가회로도이다. 여기, 도 23에서는, 발광소자로서 유기EL소자로 구비된 회로 구성을 도시한다.
일본 특허출원 공개공보 제 8-330600 호에 기재된 유기 EL 디스플레이유닛의 능동 매트릭스 형태는, 도 22에 개략적으로 도시된 바와 같이, 다음을 포함하도록: 복수의 디스플레이 픽셀(EMp)이 행렬 방향으로 각각 배치된 복수의 주사라인(SLp)(선택라인; Y 방향으로 신호라인) 및 데이터라인(신호 라인; X 방향으로 신호라인)(DLp)의 각 교차점 근처의 매트릭스에 배치되는 디스플레이 패널(110P); 각 주사라인(SLp)에 연결된 주사 구동기(Y 방향의 주변구동회로)(120P); 및 각 데이터라인(DL)에 연결된 데이터구동기(X 방향의 주변구동회로)(130P)를 포함한다.
각 디스플레이 픽셀들(EMp)은, 도 23에 도시된 바와 같이, 다음을 가지도록; 게이트 단자가 주사라인(SLp)에 연결되고 소스단자 및 드레인단자가 데이터라인 (DL) 및 연결점(N111)에 각각 연결되는 박막트랜지스터(TFT)(Tr)(111), 및 게이트 단자가 연결점(N111)에 연결되고 소정의 전원 전압(Vdd)가 소스단자에 전압을 가하는 박막트랜지스터(TFT)(Tr)(112)를 포함하는 발광구동회로(DCp); 및 양극단자가 발광구동회로(DCp)의 박막트랜지스터(Tr)(112)의 드레인단자에 연결되고 전원 전압(Vdd)보다 더 낮은 전위인 접지 전위(Vgnd)가 음극단자에 인가되는 유기EL소자(발광소자의 전류제어 형태)로 구성된다. 여기, 도 23에서, 참조기호 Cp는 박막트랜지스터(Tr)(112)의 게이트와 소스 간에서 형성되는 콘덴서로 명시된다.
그런 구조를 갖는 디스플레이 픽셀(EMp)에 의해 구성된 디스플레이 패널(110P)을 포함하는 디스플레이유닛에서, 우선, 켜진 레벨 주사신호전압(Ssel)은 주사구동기(120P)에서 각 주사라인(SLp)까지로 순차적으로 적용되며, 각 행용 디스플레이 픽셀(EMp)의 박막트랜지스터(Tr)(111)는 켜지고, 디스플레이 픽셀(EMp)은 선택 상태로 설정된다.
선택 타이밍과 동시에 발생되는 데이터구동기(130P)에 의한 각 행의 데이터라인(DLp)에 디스플레이 데이터에 따른 계조순차 신호전압(Vpix)을 인가함에 따라, 계조순차 신호전압에 부합하는 전위는 각 디스플레이 픽셀(EMp)(발광구동회로(DCp))의 박막트랜지스터(Tr)(111)를 통하여 연결점(N111)(즉, 박막트랜지스터(Tr)(112)의 게이트 단자)에 인가된다.
그리하여, 박막트랜지스터(Tr)(112)는 연결점(N111)의 전위를 따라 전도상태로 켜진다(즉, 계조순차 신호전압(Vpix)에 따른 전도상태).
그 후에, 소정의 발광구동전류는 전원전압(Vdd)에서 박막트랜지스터(Tr)(112) 및 유기EL소자(OEL)를 통하여 접지전위(Vgnd)까지로 공급되며, 그리고 유기EL소자(OEL)는 디스플레이 데이터(계조순차 신호전압(Vpix))에 따라 발광계조순차로 발광동작을 실행한다.
다음으로, 주사구동기(120P)로부터 각 주사라인(SLp)으로 꺼진 레벨 주사신호전압(Ssel)을 인가함에 따라, 각 행용 디스플레이 픽셀(EMp)의 박막트랜지스터(Tr)(111)는 꺼지고 디스플레이 픽셀(EMp)은 비-선택 상태로 설정되며, 그리고 데이터라인(DLp) 및 발광구동회로(DCp)는 전기적으로 차폐된다. 이 경우에서, 이 박막트랜지스터(Tr)(112) 게이트 단자(연결점(N111))로 인가된 전압이 콘덴서(Cp)로 유지될 때, 소정의 전위는 이 박막트랜지스터(Tr)(112)의 게이트 소스 간에 인 가되며, 그리고 이 결과로, 박막트랜지스터(Tr)(112)는 켜진 상태로 유지된다.
따라서, 상술된 선택 상태에서 발광동작과 같이, 소정의 발광구동전류는 전원전압(Vdd)에서 박막트랜지스터(Tr)(112)를 통하여 유기EL소자(OEL)로 공급되고 발광동작은 계속된다. 예를 들면, 발광동작은, 다음 디스플레이 데이터에 부합하는 계조순차 신호전압(Vpix)이 각 행의 디스플레이 픽셀(EMp)에 인가될(쓰여질)때까지 하나의 프레임으로 계속되도록 제어된다.
유기EL소자(OEL)에 공급되는 발광구동전류의 전류값은 소정 발광계조순차로 발광 동작을 실행시키도록 각 디스플레이 픽셀(EMp)(구체적으로, 발광구동회로(DCp)의 박막트랜지스터(Tr)(112)의 게이트 단자)에 인가되기 위해 전압의 전압값을 제어함으로 제어되기 때문에, 그런 전압 구동제어방법은 전압 계조순차 지정시스템(또는 전압 계조순차 지정구동)이라 일컫는다.
전압 계조순차 지정시스템에 부합하는 발광구동회로는 각 디스플레이 픽셀로 구비되는 디스플레이유닛은 다음의 문제점들을 포함한다.
도 23에 도시된 바와 같이, 발광구동회로(DCp)에서, 전류통로는 직렬로 유기EL소자(OEL)에 연결되고, 디스플레이 데이터에 부합하는 광구동회로를 공급하는 광구동용 박막트랜지스터(Tr)(112)의 동작 특성(특히,문턱전압값 특성)은 사용시간등에 의존하여 충전(일시적인 충전)된다. 그런 경우에서, 소정의 게이트 전압으로 소스와 드레인 간에 흐르는 발광구동회로의 전류값(소스와 드레인 간에서의 전류)은 변화된다(예를 들면, 감소된다). 이런 이유로, 장시간 동안 디스플레이 데이터에 따라 적당한 발광계조순차로 발광 동작을 안전하게 실현시키는 것이 어렵게 된다.
게다가, 디스플레이 패널(110P)내의 박막트랜지스터(Tr)(111, 112)의 소자 특성(문턱전압 특성)이 각 발광구동회로(DCp)에 대해서 가변한 경우, 또는 박막트랜지스터(Tr)(111, 112)의 소자특성이 생산량에 의존하여 각 디스플레이 패널(110P)에 대해서 가변할 경우에, 발광구동회로 전류값의 상술된 변화는 전압 계조순차 지정시스템의 발광구동회로에서 크게 된다. 이런 이유로, 적당한 계조순차 제어는 실행될 수 없고 디스플레이 화질은 저하된다.
본 발명의 목적은, 디스플레이 데이터 및 그 구동제어방법 및 향상된 디스플레이 영상품질을 갖는 디스플레이유닛 및 그 디스플레이 구동방법에 따라서, 전류값을 갖는 발광구동전류를 공급함으로 디스플레이 데이터에 따라 적당한 발광계조순차로 발광을 구동하는 발광소자에 대한 동작을 실현시키는 것을 가능하게 한 발광 구동제어를 구비하는 것이다.
본 발명의 제 1 관점에 따라, 발광소자가 발광을 실현하도록 발광구동전류를 공급하는 발광구동회로는:
발광계조순차를 지정하는 계조순차신호에 기초하여 전하충전을 축적하는 전하충전축적부;
전하충전축적부에 축적된 전하충전량에 따라 전류값을 갖는 발광구동전류가 흐르는 발광제어부;
제 1 제어신호에 기초하여 전하충전축적부로 계조순차신호에 기초하여 전하충전의 공급상태를 제어하는 쓰기 제어부; 및
제 2 제어신호에 기초하여 발광제어부를 동작하는 구동전압을 제어하는 전압제어부를 포함하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 2 관점에 따라, 발광회로는:
선택라인;
유지라인;
데이터라인;
공급전압라인;
유지라인에 전기적으로 연결된 게이트, 및 전류통로를 갖는 유지트랜지스터;
구동트랜지스터 게이트는 유지트랜지스터 전류통로의 하나의 끝단에 전기적으로 연결되고, 구동트랜지스터 전류통로의 하나의 끝단은 공급전압라인에 연결되는, 게이트 및 전류통로를 갖는 구동트랜지스터; 및
선택트랜지스터 게이트는 선택라인에 전기적으로 연결되고, 선택트랜지스터 전류통로의 하나의 끝단은 구동트랜지스터 전류통로의 다른 끝단에 연결되며, 그리고 선택트랜지스터 전류통로의 다른 끝단은 데이터라인에 연결되는, 게이트 및 전류통로를 갖는 선택트랜지스터를 포함하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 3 관점에 따라, 발광소자가 발광을 하도록 하는 발광소자에 발광구동전류를 공급하는 발광구동회로의 구동제어방법은:
트랜지스터 소자의 문턱전압과 동등한 제 1 전위차를 설정하거나, 또는 발광소자에 발광구동전류를 공급하는 트랜지스터 게이트와 소스 간에 최소 발광계조순차로 발광소자가 발광동작을 하도록 요구된 발광구동전류를 발생시키기에 필요한 최소 발광전압과 동등한 제 1 전위차로 설정하는 단계;
발광소자가 발광계조순차로 발광동작을 실행시키도록 트랜지스터 소자에 계조순차신호를 인가하는 단계, 및 트랜지스터 게이트와 소스 간의 발광계조순차에 따른 제 2 전위차를 설정하는 단계; 및
제 2 전위차에 기초하여 소정의 전도 상태로 트랜지스터 소자를 켜는 단계, 발광계조순차에 따른 전류값을 갖는 발광구동전류를 발생시키는 단계, 및 발광구동전류를 발광소자에 공급하는 단계를 포함하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 4 관점에 따라, 디스플레이유닛은:
디스플레이 데이터에 따라 발광계조순차를 지정하기 위해 계조순차신호에 기초하여 전하충전을 축적하는 전하충전축적부를 갖는 발광소자 및 발광구동회로, 전하충전축적부에 축적된 전하충전에 따른 소정의 전류값을 갖는 발광구동전류를 발생시키고, 발광구동전류를 발광소자에 공급하는 발광제어부, 전하충전축적부로 계조순차신호에 기초하여 전하충전의 공급상태를 제어하는 쓰기 제어부, 및 발광제어부가 동작을 각각 실행시키도록 구동 전압을 제어하는 전압제어부를 포함하는 복수의 각 디스플레이 픽셀;
각 디스플레이 픽셀의 쓰기제어부의 동작상태를 제어하는 쓰기 제어신호가 인가되는 선택라인;
각 디스플레이 픽셀의 전압제어부의 동작상태를 제어하는 전압 제어신호가 인가되는 유지라인; 및
계조순차가 공급되는 데이터라인을 포함하는 것을 구비한다.
본 발 명의 제 5 관점에 따라, 디스플레이는:
선택라인;
유지라인;
데이터라인;
공급전압라인;
유지라인에 전기적으로 연결된 게이트를 갖는 유지트랜지스터;
구동트랜지스터 게이트는 유지트랜지스터 전류통로의 하나의 끝단에 전기적으로 연결되고, 구동트랜지스터 전류통로의 하나의 끝단은 공급전압라인에 연결되는, 게이트 및 전류통로를 갖는 구동트랜지스터;
선택트랜지스터 게이트는 선택라인에 전기적으로 연결되고, 선택트랜지스터 전류통로의 하나의 끝단은 구동트랜지스터 전류통로의 다른 끝단에 연결되며, 그리고 선택트랜지스터 전류통로의 다른 끝단은 데이터라인에 연결되는, 게이트 및 전류통로를 갖는 선택트랜지스터;
구동트랜지스터의 전류통로의 다른 끝단 측에 연결되는 발광소자;
선택신호를 선택라인에 출력하는 선택구동기;
유지신호를 유지라인에 출력하는 유지구동기;
계조순차신호를 데이터라인에 공급하는 데이터구동기; 및
공급전압을 공급전압라인에 출력하는 공급전압구동기를 갖는 것을 구비한다.
본 발명의 제 6 관점에 따라, 복수의 디스플레이 픽셀로 만들어진 디스플레이 패널을 포함하고, 각 디스플레이의 픽셀의 디스플레이 데이터에 따라 발광계조순차를 지정하는 계조순차신호를 공급함으로 각 디스플레이 픽셀이 소정의 발광계조순차로 발광동작을 실행시키도록 하고, 디스플레이 패널 상에 원하는 영상정보를 나타내는 디스플레이유닛의 디스플레이 방법은:
복수의 디스플레이 픽셀의 적어도 일부를 선택상태로 설정하는 단계, 및 트랜지스터 소자의 문턱전압과 동등한 제 1 전위차로 설정하거나, 또는 각 디스플레이 픽셀에 구비된 발광소자의 전류 제어 형태에 발광구동전류를 공급하는 트랜지스터 소자의 게이트의 하나의 끝단과 전류통로의 하나의 끝단 간에서 최소 발광계조순차로 발광소자가 발광동작을 실행하도록 요구된 발광구동전류를 발생시키기에 필요한 최소 발광전압과 동등한 제 1 전위차로 설정하는 단계;
순차적으로 선택상태로 디스플레이 패널의 각 행용 디스플레이 픽셀을 설정하는 단계, 순차적으로 각 디스플레이 픽셀의 발광소자가 디스플레이 데이터에 따라 소정의 발광계조순차로 발광동작을 실행시키도록 하는 계조순차신호를 인가하는 단계, 및 트랜지스터 소자의 게이트와 전류통로의 하나의 끝단 간에서 발광계조순차에 따른 제 2 전위차를 설정하는 단계; 및
디스플레이 패널 상에 배치된 적어도 복수의 디스플레이 소자의 일부를 비-선택단계로 설정하는 단계, 제 2 전위차에 기초하여 각 디스플레이 소자의 트랜지스터 소자를 켜는 단계, 및 각 발광소자에 대해 발광계조순차에 따른 전류값을 갖는 발광구동전류를 개별적으로 발생시키고, 발광전류를 발광소자에 공급하는 단계를 포함하는 것을 구비한다.
발광 제어부는 전류통로 및 제어단자를 포함하는 구동트랜지스터를 가질 수 있으며, 발광구동전류의 전류값은 제어단자와 전류통로의 하나의 끝단 간에서 전위차로 인해 설정된다.
발광제어부는 전류통로 및 제어단자를 포함하는 구동트랜지스터를 가질 수 있으며, 구동트랜지스터는 쓰기동작구간에서 계조순차신호로서 발광동작구간에서 전류통로를 통하여 흐르는 쓰기전류의 전류값에 기초한 발광구동전류를 흐르게 한다.
발광제어부는 전류통로 및 제어단자를 포함하는 구동트랜지스터를 가질 수 있으며, 구동트랜지스터는 발광동작구간에서 전류통로의 하나의 끝단과 다른 끝단에 포화된 범위로 이르게 하는 전압을 인가한다.
발광제어부의 문턱전압을 초과하는 사전-충전 전압은 사전-충전동작의 구간에서 전하충전축적부에 인가될 수 있다.
전압설정부는 보정동작구간에서 사전-충전 전압에 기초하여 전하충전축적부에 축적된 전하충전을 일부 방전시킴으로 발광제어부에 소정의 전하충전을 남아있게 할 수 있다.
전압설정부는 보정동작의 구간 후 전하충전축적부에서 계조순차전류에 따라 전하충전을 더 축적시킬 수 있다.
전압설정부는 전하충전축적부로 계조순차신호에 기초하여 전하충전의 공급상태를 제어하는 쓰기 제어부, 및 구동트랜지스터의 제어단자에 전압을 인가하는 상태를 제어하는 전압 제어부로 구비될 수 있다.
전압설정부는 전하충전축적부에 발광제어부의 문턱전압을 초과하는 사전-충전 전압을 인가하는 사전-충전전압 인가부, 및 계조순차신호에 기초하여 전하충전축적부에 전하충전을 공급하는 상태를 제어하는 쓰기 제어부를 가질 수 있다. 게다가, 사전-충전전압 및 계조순차신호는 쓰기 제어부를 통하여 전하충전축적부에 선택적으로 인가될 수 있다.
전압설정부는 선택트랜지스터를 가지는데, 선택트랜지스터의 전류통로의 하나의 끝단은 전하충전축적부의 하나의 끝단에 연결된다.
전압설정부는 유지트랜지스터를 가지는데, 유지트랜지스터의 전류통로의 하나의 끝단은 구동트랜지스터의 제어단자 및 전하충전축적부의 다른 끝단에 연결된다.
전압설정부는 선택트랜지스터 및 유지트랜지스터를 가질 수 있는데, 선택트랜지스터의 전류통로의 하나의 끝단은 전하충전축적부의 하나의 끝단 및 구동트랜지스터의 하나의 끝단에 연결되고, 선택트랜지스터의 전류통로의 다른 끝단은 계조순차신호의 흐름을 통한 계조순차신호로 연결되며, 그리고 유지트랜지스터의 전류통로의 하나의 끝단은 구동트랜지스터의 제어단자 및 전하충전축적부의 다른 끝단에 연결된다.
선택트랜지스터는 제 1 제어신호로 동작될 수 있고, 제 1 제어신호와 다른 제 2 신호로 동작될 수 있다.
본 발명의 제 8 관점에 따라, 발광소자로 하여금 발광을 실행시키도록 하는 발광구동전류를 흐르게 하는 발광구동회로의 구동제어방법은:
발광소자가 최소의 발광계조순차로 발광동작을 실행하기 위해 요구된 발광구동전류를 발생시키기에 필요한 최소 발광계조순차보다 더 큰 사전-충전전압에 기초하여 제 1 전위차로 설정하거나, 또는 제어단자와, 발광구동전류의 전류값이 제어단자와 전류통로의 하나의 끝단 간의 전위차로 설정되는 구동트랜지스터의 전류통로의 하나의 끝단 간에서 문턱전위차로 설정하는 제 1 전위차 단계;
최소 발광전위차와 동등한 제 2 전위차로 설정하거나, 또는 제어단자와, 제 1 전위차에 기초하여 구동트랜지스터가 켜지는 구동트랜지스터의 전류통로의 하나의 끝단 간에서 문턱전위차로 설정하는 제 2 전위차 단계; 및
제어단자와, 발광소자가 소정의 발광계조순차로 발광동작을 실행시키도록 하는 계조순차신호를 인가하고, 구동트랜지스터의 전류통로에 계조순차신호를 흐르게 하는 구동트랜지스터 전류통로의 하나의 끝단 간에서 발광계조순차와 동등한 제 3 전위차로 설정하는 제 3 전위차 단계를 포함하는 것을 구비한다.
제 3 전위차를 설정하는 단계는, 구동트랜지스터의 제어단자와 전류통로의 하나의 끝단 간에서 제 2 전위차로 인해 전하충전으로 계조순차전류에 기초하여 전하충전을 첨가하고 축적시키도록, 발광소자가 계조순차신호로서 소정의 발광계조순차로 발광동작을 실행시키도록 하는 소정의 전류값을 갖는 계조순차전류를 인가함으로서 제 3 전위차를 설정할 수 있다.
본 발명의 제 9 관점에 따라서, 디스플레이유닛은:
발광소자; 및
디스플레이 데이터에 따라 발광계조순차를 지정하기 위해 계조순차에 기초하여 전하충전을 축적하는 전하충전축적부, 전하충전축적부에 축적된 전하충전에 따라 소정의 전류값을 갖는 발광구동전류를 발생시키고, 발광구동전류를 발광소자에 공급하는 발광 제어부, 및 소정의 전류값으로 발광구동전류를 설정하는 발광 제어부에 대해 전하충전축적부 순으로 축적된 전하충전을 일부 방전시키는 전압설정부를 각각 갖는 발광구동회로를 포함하는 복수의 디스플레이 픽셀들을 포함하는 것을 구비한다.
발광제어부는 전류통로 및 제어단자로 구비될 수 있고, 발광구동전류의 전류값이 제어단자와 전류통로의 하나의 끝단 간에서 전위차로 인해 설정되는 구동트랜지스터를 가질 수 있다.
발광제어부는 전류통로 및 제어단자로 구비될 수 있고, 쓰기 동작시간에서 계조순차신호로서 발광동작 구간에서 전류통로를 통하여 흐르는 쓰기 전류의 전류값을 기반으로 둔 발광 구동구간에서 발광구동전류를 흐르게 하는 구동트랜지스터를 가질 수 있다.
발광제어부는 전류통로 및 제어단자로 구비될 수 있고, 발광동작주기에서 포함된 전압이 전류통로의 하나의 끝단과 다른 끝단에 인가되는 구동트랜지스터를 가질 수 있다.
구동트랜지스터의 문턱전압을 초과하는 사전-충전전압은 사전-충전동작구간에서 전하충전축적부에 인가될 수 있다.
전압설정부는 보정동작구간에서 사전-충전전압에 기초하여 전하충전축적부에 축적된 전하충전을 일부 방전시킴으로 구동트랜지스터에 소정의 전하충전을 남아있게 할 수 있다.
전압설정부는 보정동작의 구간 후 전하충전축적부에서 계조순차전류에따라 전하충전을 더 축적시킬 수 있다.
전압설정부는 전하충전축적부에 구동트랜지스터의 문턱전압을 초과하는 사전-충전전압을 인가하는 사전-충전전압 인가부 및 전하충전축적부에 계조순차신호에 기초하여 전하충전을 공급하는 상태를 제어하는 쓰기 제어부를 가질 수 있으며, 그리고, 사전-충전된 전압 및 계조순차신호는 쓰기 제어부를 통하여 전하충전축적부에 선택적으로 인가될 수 있다.
전압설정부는 선택트랜지스터를 가지는데, 선택트랜지스터의 전류통로의 하나의 끝단은 전하충전축적부의 하나의 끝단에 연결된다.
전압설정부에서, 전류통로의 하나의 끝단은 구동트랜지스터의 제어단자 및 전하충전축적부의 다른 끝단에 연결된다.
전압설정부는 선택트랜지스터 및 유지트랜지스터를 가질 수 있는데, 선택트랜지스터의 전류통로의 하나의 끝단은 전하충전축적부의 하나의 끝단 및 구동트랜지스터의 하나의 끝단에 연결되고, 선택트랜지스터의 전류통로의 다른 끝단은 계조순차신호의 흐름을 통한 계조순차신호로 연결되며, 그리고 유지트랜지스터의 전류통로의 하나의 끝단은 구동트랜지스터의 제어단자 및 전하충전축적부의 다른 끝단에 연결된다.
선택트랜지스터는 제 1 제어 신호로 동작될 수 있고, 제 1 제어신호와 다른 제 2 신호로 동작될 수 있다.
디스플레이유닛은 전압설정부에 연결된 계조순차신호라인을 통해서, 그리고 각 디스플레이 픽셀의 발광구동회로에서, 각 디스플레이 픽셀로 계조순차신호를 공급하는 계조순차신호 공급부로 구비될 수 있으며, 계조순차신호라인으로 인가된 계조순차신호는 전압설정부를 통해 전하충전축적부로 인가될 수 있다.
계조순차신호 공급부는 발광 제어부의 문턱전압을 초과하는 사전-충전전압을 발생시키고, 계조순차신호라인으로, 그리고 각 디스플레이 픽셀의 발광회로내로 사전-충전전압을 인가하는 부(section)로 구비될 수 있으며, 계조순차신호의 인가된 사전-충전된 전압은 전압설정부를 통해 전하충전축적부로 인가될 수 있다.
계조순차신호 공급부는 사전-충전전압 및 계조순차신호를 계조순차신호라인에 선택적으로 인가할 수 있다.
계조순차신호는, 발광소자가 디스플레이 데이터에 기초하여 원하는 발광계조순차로 발광동작을 실행시키도록 하는 소정의 전류값을 갖는 계조순차전류이고, 그리고 계조순차전류에 따른 전하충전은 전하충전충전부에 축적될 수 있다.
전압설정부는 전하충전을 계조순차신호에 기반을 둔 전하충전축적부로 공급하는 상태를 제어하는 쓰기제어부 및 구동트랜지스터의 제어단자로 전압의 인가상태를 제어하는 전압제어부로 구비될 수 있다.
전압설정부는 쓰기 제어부의 동작상태를 제어하는 쓰기 제어신호라인 및 각 디스플레이 픽셀의 전압제어부의 동작상태를 제어하는 전압 제어신호의 전압신호라인으로 더 구비될 수 있다.
전압설정부는 쓰기제어신호를 쓰기신호라인에 인가하는 쓰기 구동부 및 전압제어신호를 전압신호라인에 인가하는 전압 구동부로 더 구비될 수 있다.
전압설정부는 공급된 전압을 발광제어부에 인가하는 전원 구동부로 구비될 수 있다.
본 발명의 제 10 관점에 따라, 복수의 디스플레이 픽셀의 발광소자가 행열 방향으로 배치된 발광을 실행시키도록 하는 디스플레이유닛의 디스플레이 구동방법은;
발광소자가 최소의 발광계조순차로 발광동작을 실행하기 위해 요구된 발광구동전류를 발생시키기에 필요한 최소 발광계조순차보다 더 큰 사전-충전 전압에 기초하여 제 1 전위차로 설정하거나, 또는 디스플레이 픽셀을 선택상태로 설정하고 발광구동전류를 발광소자에 공급하는 구동트랜지스터의 전류통로의 하나의 끝단 간에서 문턱전위차로 설정하는 제 1 전위차 단계;
최소 발광전위차와 동등한 제 2 전위차로 설정하거나, 또는 제어단자와, 제 1 전위차에 기초하여 구동트랜지스터가 켜지는 트랜지스터 소자의 전류통로의 하나의 끝단 간에서 문턱전위차로 설정하는 제 2 전위차 단계;
제어단자와, 발광소자가 소정의 발광계조순차로 발광동작을 실행시키도록 하는 계조순차신호를 인가하고, 구동트랜지스터의 전류통로에 계조순차신호를 흐르게 하는 구동트랜지스터의 전류통로의 하나의 끝단 간에서 발광계조순차와 동등한 제 3 전위차로 설정하는 제 3 전위차 단계; 및
전류통로의 하나의 끝단과 다른 끝단 간에서 전위차가 구동트랜지스터의 전류통로의 다른 끝단에 포화되도록 전압을 인가함으로서 발광소자에 계조순차신호에 기초하여 발광구동전류를 구동트랜지스터에 흐르게 하는 발광 단계를 포함하는 것을 구비한다.
제 1 전위차 단계는 선택상태로 복수의 디스플레이 픽셀을 동시적으로 설정할 수 있다. 제 2 전위차 단계는 최소 발광전압과 동등한 제 2 전위차로 설정하기 위해 비-선택상태로 디스플레이 픽셀들의 복수의 행을 동시적으로 설정할 수 있다. 제 3 전위차 단계는 구동트랜지스터의 전류통로에 계조순차신호가 순차적으로 흐르는 선택상태로 각 행용 디스플레이 픽셀을 순차적으로 설정할 수 있다. 발광 단계는 발광소자의 복수 행에 발광구동전류가 동시적으로 흐르게 할 수 있다.
각 디스플레이 픽셀에서 제 3 전위차 설정 단계는, 계조순차신호로서 원하는 발광계조순차로 각 디스플레이 픽셀의 발광소자를 만드는 소정의 전류값을 갖는 계조순차전류를 인가함으로 제 3 전위차를 설정하는 트랜지스터의 제어단자 및 전류통로의 하나의 끝단에 계조순차전류에 기초하여 전하충전을 제 2 전위차에 의해 발생된 전하충전에 추가하고 축적시킬 수 있다.
본 발명의 제 11 관점에 따라, 발광구동회로는:
전류통로로부터 발광구동전류를 흐르게 하는 전류통로를 가지는 발광 제어수단;
발광 제어수단을 통하여 흐르는 전류의 전류값에 따라 전하충전을 축적시키는 전하충전 축적수단;
발광소자가 비-발광계조순차이외의 소정의 발광으로 발광동작을 실행시키도록 전류값의 전류를 흐르게 하고 전하충전 축적수단에서 소정의 발광계조순차에 소정의 발광계조순차를 축적시키는 전압설정수단; 및
발광소자가 비-발광상태로 되거나 또는 발광구동전류가 흐르지 않는 전하충전이 되도록 발광소자가 발광구동전류값과 동등하도록 하는 전하충전이, 디스플레이 픽셀에 비-발광의 발광계조순차신호를 공급하고 전하충전축적부수단에 축적된 소정의 발광계조순차와 동등한 전하충전으로 될 때까지, 이 전하충전을 방전시키는 계조순차설정수단을 갖는다.
계조순차설정수단은 비-발광의 발광계조순차신호 및 비-발광의 발광계조순차이외에 발광계조순차와 동등한 계조순차신호를 선택적으로 공급한다.
비-발광의 발광계조순차신호가 소정의 전압값의 전압신호이고, 비-발광의 발광계조순차이외에 발광계조순차와 동등한 계조순차신호가 소정의 전류값의 전류신호인 것은 바람직하다.
계조순차설정수단은, 전하충전축적수단에서 고 발광계조순차와 동등한 전하충전을 축적하기 위해, 사전-충전구간에서 비-발광의 발광계조순차이외에 소정의 발광계조순차보다 더 높은 발광계조순차로 발광소자가 발광동작을 실행시키도록 충분한 전류값의 사전-충전전류를 발광제어수단에 흐를 수 있게 한다.
전압설정수단은, 전하충전축적부에서 축적된 전하충전을 일부 방전시키기 위해 발광제어수단에 보정동작구간에서 비-발광의 발광계조순차이외의 소정의 발광계조순차로 발광소자가 발광동작을 실행시키도록 충분한 전류값의 보정전류를 흐를 수 있게 한다.
발광제어수단은, 제어단자로 구비될 수 있고, 전류값을 갖는 발광구동전류가 제어단자와 전류통로의 하나의 끝단 간에서 전위차로 인해 설정되어 있는 구동트랜지스터를 가질 수 있다.
발광제어수단은, 제어단자로 구비될 수 있고, 발광동작구간에서 전류값을 갖는 발광구동전류를 흐르게 하는 구동트랜지스터를 가질 수 있는데, 그 전류값은 쓰기 동작의 구간에서 계조순차신호로서의 전류통로를 통하여 흐르는 쓰기전류값에 기초한 것이다.
발광제어수단은, 제어단자로 구비될 수 있고, 포화영역에 이르는 전압이 전류통로의 하나의 끝단 및 그 다른 끝단에 인가되는 구동트랜지스터를 가질 수 있다.
전압설정수단은 구동트랜지스터의 전류통로의 하나의 끝단 간에 연결된 제어단자수단 및 구동트랜지스터의 전류통로를 통해 흐르는 전류를 제어하는 계조순차설정수단 및 구동트랜지스터의 선택상태를 제어하는 구동트랜지스터의 제어단자에 연결된 구동트랜지스터 선택 제어수단으로 구비된다.
전류제어수단은 제어단자가 선택라인에 연결된 선택 트랜지스터를 가질 수 있고, 구동트랜지스터 선택 제어수단은 제어단자가 유지라인과 연결된 유지트랜지스터를 가질 수 있다.
전류제어수단은 제 1 제어신호로 동작될 수 있고, 구동트랜지스터 선택 제어수단은 제 1 제어신호와 다른 제 2 신호신호로 동작될 수 있다.
본 발명의 제 12 관점에 따라, 발광소자가 발광을 실행시키도록 발광 구동전류를 흐르게 하는 발광구동회로의 구동제어방법은:
발광계조순차신호에도 불구하고, 비-발광의 발광계조순차이외에 소정의 발광계조순차로 발광소자가 발광동작을 실행시키도록 하는 전류값의 전류가 사전에 구동트랜지스터의 전류통로를 통하여 흐르게 하기 위해, 제어단자와 구동트랜지스터의 전류통로의 하나의 끝단 간에서 제 1 전위차를 발생시키는 제 1 전위차 단계; 및
구동트랜지스터부터의 발광구동전류는 발광소자가 비-발광의 발광계조순차신호에 기초하여 비-발광의 상태로 만들기 위해, 제어단자와, 제 1 전위차 단계에서 제 1 전위차를 발생시키는 구동트랜지스터의 전류통로의 하나의 끝단간에서 전류 값을 얻는 제 2 전위차 단계를 포함하는 것을 구비한다.
제 1 전위차 단계는, 구동트랜지스터의 전류통로에 사전-충전구간에서 비-발광의 발광계조순차이외에 소정의 발광계조순차보다 더 높은 발광계조순차로 발광소자가 발광동작을 실행시키도록 충분한 전류값을 갖는 사전-충전전류를 흐를 수 있게 하고, 구동트랜지스터의 제어단자와 전류통로의 하나의 끝단 간에서 고 발광계조순차와 동등한 전하충전을 축적하는 사전-충전 단계를 포함할 수 있다.
제 1 전위차 단계는, 구동트랜지스터의 전류통로에 보정동작의 구간에서 더 높은 발광계조순차보다 더 낮은 발광계조순차로 발광소자가 발광동작을 실행시키도록 충분한 전류값을 갖는 보정전류를 흐를 수 있게 하고, 구동트랜지스터의 제어단자와 전류통로의 하나의 끝단 간에서 축적된 전하충전을 일부 방전시키는 보정단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 13 관점에 따라, 디스플레이유닛은:
발광소자; 및
발광소자의 전류통로부터의 발광구동전류를 흐르게 하는 발광제어수단, 발광제어수단에 흐르는 전류를 갖는 전류값에 따라 전하충전을 축적시키는 전하충전축적부수단, 및 전하충전축적부수단에서 소정의 발광계조순차와 동등한 전하충전을 축적시키는 전압설정수단을 각각 가지는 발광구동회로를 포함하는 복수의 디스플레이 픽셀; 및
발광소자가 비-발광상태로 되어 있거나, 또는 발광구동전류가 흐르지 않는 전하충전이 되도록, 발광소자가 발광구동전류값과 동등한 전하충전으로 될 때까지, 디스플레이 픽셀에 비-발광의 발광계조순차신호를 공급하고 전하충전축적부수단에 축적된 소정의 발광계조순차와 동등한 전하충전을 방전시키는 계조순차설정수단,
디스플레이 픽셀은 발광소자 및 발광구동회로를 포함하고 있으며, 그리고 발광구동회로는 발광 제어수단, 전하충전 축적수단, 및 전압설정수단을 갖는다. 디스플레이유닛은 디스플레이 픽셀을 및 계조 구획(segment) 설정수단을 갖는다.
디스플레이 픽셀은 발광소자 및 발광구동회로로 구비된다. 발광구동회로는 전하충전축적부수단 및 전압설정수단 및 전압설정수단을 갖는 것이 바람직하며, 그리고 디스플레이유닛은 디스플레이 픽셀 및 계조순차 설정수단을 갖는다.
계조순차설정수단은 비-발광의 발광 계조순차신호 및 데이터라인을 통하여 디스플레이 픽셀에 비-발광의 발광계조순차이외에 발광계조순차와 동등한 계조순차신호를 선택적으로 공급한다.
비-발광의 발광계조순차신호는 소정의 전압값 및 계조순차신호의 전압값일 수 있으며, 비-발광의 발광계조순차이외에 발광계조순차와 동등한 계조순차신호는 소정의 전류값의 전류신호이다.
계조순차설정수단은, 전하충전 축적수단에서 고 발광계조순차와 동등한 전하충전을 축적하기 위해, 사전-충전구간에서 비-발광의 발광계조순차 이외에 소정의 발광계조순차보다 더 높은 발광계조순차로 발광소자가 발광동작을 실행시키도록 충분한 전류값의 사전-충전 전류를 발광제어수단에 흐를 수 있게 한다.
전압설정수단은, 전하충전축적부에서 축적된 전하충전을 일부 방전시키기 위해 발광제어수단에 보정동작의 구간에서 비-발광의 발광계조순차 이외의 소정의 발광계조순차로 발광소자가 발광동작을 실행시키도록 충분한 전류값을 갖는 보정전류를 흐를 수 있게 한다.
발광제어수단은, 제어단자로 구비될 수 있고, 발광구동전류의 전류값이 제어단자와 전류통로의 하나의 끝단 간에서 전위차로 인해 설정되는 구동트랜지스터를 가질 수 있다.
발광제어수단은, 제어단자로 구비될 수 있고, 발광동작의 구간에서 전류값의 발광구동전류를 흐르게 하는 구동트랜지스터를 가질 수 있는데, 그 전류값은 쓰기 동작의 구간에서 계조순차신호로서의 전류통로를 통하여 흐르는 쓰기 전류값에 기초한 것이다.
발광제어수단은, 제어단자로 구비될 수 있고, 포화영역에 이르는 전압이 전류통로의 하나의 끝단 및 그 다른 끝단에 인가되는 구동트랜지스터를 가질 수 있다.
전압설정수단은 구동트랜지스터의 전류통로의 하나의 끝단 간에 연결된 제어단자수단 및 구동트랜지스터의 전류통로를 통해 흐르는 전류를 제어하는 계조순차설정수단 및 구동트랜지스터의 선택상태를 제어하는 구동트랜지스터의 제어단자에 연결된 구동트랜지스터 선택 제어수단으로 구비된다.
전류제어수단은 제어단자가 선택라인에 연결된 선택 트랜지스터를 가질 수 있고, 구동트랜지스터 선택 제어수단은 제어단자가 유지라인과 연결된 유지트랜지스터를 가질 수 있다.
전류제어수단은 선택라인을 통해 전류제어수단에 선택신호를 출력하는 선택구동기, 및 유지라인을 통해 구동트랜지스터 선택수단에 유지신호를 출력하는 유지구동기로 구비된다.
선택신호 및 유지신호는 각각 서로 다를 수 있다.
공급전압을 통해 발광제어수단의 전류통로의 다른 끝단에 공급전압을 공급하는 공급전압구동기가 더 구비될 수 있다.
계조순차설정수단은, 데이터라인을 통해 발광제어수단의 전류통로에 비-발광의 발광계조순차이외에 소정의 발광계조순차보다 더 높은 발광계조순차로 발광소자가 발광동작을 실행시키도록, 충분한 전류값을 갖는 사전-충전전류가 흐르게 하는 사전-충전전압을 출력할 수 있다.
본 발명의 제 14 관점에 따라, 복수의 디스플레이 픽셀의 발광소자가 행열방향으로 배치된 발광을 실행시키도록 하는 디스플레이유닛의 디스플레이 구동방법은;
발광계조순차신호에도 불구하고, 비-발광의 발광계조순차이외에 소정의 발광계조순차로 발광소자가 발광동작을 실행시키도록 하는 전류값을 갖는 전류가 사전에 구동트랜지스터의 전류통로를 통하여 흐르게 하기 위해, 제어단자와 구동트랜지스터의 전류통로의 하나의 끝단 간에서 제 1 전위차를 발생시키는 제 1 전위차 단계; 및
구동트랜지스터부터의 발광구동전류는 발광소자가 비-발광의 발광계조순차신호에 기초하여 비-발광의 상태로 만들기 위해, 제어단자와, 제 1 전위차 단계에서 제 1 전위차를 발생시키는 구동트랜지스터의 전류통로의 하나의 끝단 간에서 전류 값을 얻는 제 2 전위차 단계를 포함하는 것을 구비한다.
제 1 전위차 단계는, 구동트랜지스터의 전류통로에 사전-충전의 구간에서 비-발광의 발광계조순차이외에 소정의 발광계조순차보다 더 높은 발광계조순차로 발광소자가 발광동작을 실행시키도록 충분한 전류값을 갖는 사전-충전전류를 흐를 수 있게 하고, 구동트랜지스터의 제어단자와 전류통로의 하나의 끝단 간에서 고 발광계조순차와 동등한 전하충전을 축적하는 사전-충전 단계를 포함할 수 있다.
제 1 전위차 단계는, 구동트랜지스터의 전류통로에 보정동작의 구간에서 더 높은 발광계조순차보다 더 낮은 발광계조순차로 발광소자가 발광동작을 실행시키도록, 충분한 전류값을 갖는 보정전류를 흐를 수 있게 하고, 구동트랜지스터의 제어단자와 전류통로의 하나의 끝단 간에서 축적된 전하충전을 일부 방전시키는 보정단계를 포함할 수 있다.
사전-충전단계는 선택상태로 복수의 디스플레이 픽셀을 동시적으로 설정할 수 있고, 보정단계는 낮은 발광전압과 동등한 제 1 전위차로 설정하기 위해 비-선택상태로 디스플레이 픽셀들의 복수 행을 동시적으로 설정할 수 있다.
제 2 전위차 단계는 비-발광상태로 만들어지는 디스플레이 픽셀의 구동트랜지스터의 전류통로에 소정의 전압값을 갖는 비-발광의 발광계조순차신호를 순차적으로 흐르게 할 수 있다.
제 2 전위차 단계는 발광상태로 만들어지는 디스플레이 픽셀의 구동트랜지스터의 전류통로에 소정의 전압값을 갖는 발광계조순차신호를 순차적으로 흐르게 할 수 있다.
본 발명에 따라, 발광제어수단이 지연없이 광구동전류를 흐르게 할 수 있도록 하는 상태로 쓰기제어수단 및 전압제어수단을 설정하는 것은 가능하다.
본 발명의 발광구동회로에 따라, 선택트랜지스터 및 유지트랜지스터를 각각 제어함으로서, 지연없이 발광구동전류를 흐르도록 구동트랜지스터를 설정하는 것은 가능하다.
발광구동회로의 구동제어방법에 따라, 사전에 제 1 전위차로 설정하는 단계에서 최소 발광계조순차로 발광소자가 발광동작을 실행시킬 때, 발광구동회로는 트랜지스터 소자의 문턱전압, 또는 발광구동전류를 발생시키기에 필요한 최소 발광계조순차와 동등한 전압으로 설정된다. 그러므로, 지연데이터에 따라서 적당한 발광계조순차로 발광구동회로를 쉽게 설정하는 것은 가능하다.
본 발명의 디스플레이유닛에 따라, 발광제어수단이 지연없이 광구동전류를 흐르게 할 수 있도록 하는 상태로 쓰기제어수단 및 전압제어수단을 설정하는 것은 가능하다.
본 발명의 디스플레이유닛에 따라, 선택트랜지스터 및 유지트랜지스터를 각각 제어함으로서, 지연없이 발광구동전류를 흐르도록 구동트랜지스터를 설정하는 것은 가능하다.
본 발명의 디스플레이유닛의 구동제어방법에 따라, 사전에 제 1 전위차로 설정하는 단계에서 최소 발광계조순차로 발광소자가 발광동작을 실행시킬 때, 발광구동회로는 트랜지스터 소자의 문턱전압으로 설정되거나, 또는 발광구동전류를 발생시키기에 필요한 최소발광계조순차와 동등한 전압으로 설정된다. 그러므로, 지연데이터에 따라서 적당한 발광계조순차로 발광구동회로를 쉽게 설정하는 것은 가능하다.
도 1은 본 발명의 따라, 발광구동회로의 실시예를 도시한 회로도이다;
도 2는 실시예에 따라, 발광구동회로의 구동제어 동작의 제 1 예를 도시한 타이밍챠트이다;
도 3A 및 3B는 차이 상태에서의 실시예에 따라, 발광구동회로의 동작 예(사전-충전동작/문턱전압 보정동작)를 도시한 개념적인 도면이다;
도 4A 및 4B는 차이 상태에서의 실시예에 따라, 발광구동회로의 동작 예(쓰기동작/발광동작)를 도시한 개념적인 도면이다;
도 5는 본 실시예에 따라, 발광구동회로의 전류특성 및 전압특성을 도시한 그래프이다;
도 6은 문턱전압 보정동작구간에서 박막트랜지스터의 게이트와 소스 간에서 전압의 일시적인 반응을 도시한 그래프이다;
도 7은 문턱전압 보정동작구간에서 박막트랜지스터의 드레인과 소스 간에서 전압의 일시적인 반응을 도시한 그래프이다;
도 8은 실시예에 따라, 발광구동회로의 구동제어방법으로 대비예에서의 계조순차전류에 대해 발광구동전류를 나타낸 변화를 도시한 그래프이다;
도 9A 및 9B는 구동트랜지스터의 문턱전압과 다른 경우에서, 실시예에 따라 발광구동회로의 구동제어방법에서 입력 계조순차에 대해 출력 계조순차를 나타낸 변화를 도시한 그래프이다;
도 10은 실시예에 따라, 발광구동회로의 구동제어동작의 제 2 예를 도시한 타이밍챠트이다;
도 11A 및 11B는 차이 상태에서의 실시예에 따라, 발광구동회로의 동작 예(사전-충전동작/전압 보정동작)를 도시한 개념적인 도면이다;
도 12A 및 12B는 차이 상태에서의 실시예에 따라, 발광구동회로의 동작 예(쓰기동작/발광동작)를 도시한 개념적인 도면이다;
도 13은 실시예에 따라, 발광구동회로의 구동제어동작의 제 3 예를 도시한 타이밍챠트이다;
도 14A 및 14B는 차이 상태에서의 실시예에 따라, 발광구동회로의 동작 예(쓰기동작/발광동작)를 도시한 개념적인 도면이다;
도 15는 실시예에 따라, 디스플레이유닛의 전체적인 구조의 예시를 도시한 개략적인 블럭도이다;
도 16은 실시예 및 주변회로의 예에 따라, 디스플레이유닛에 인가된 디스플레이 패널을 도시한 개략적인 블럭도이다;
도 17은 실시예에 따라, 디스플레이유닛에 인가될 수 있는 데이터구동기의 예를 도시한 개략적인 블럭도이다;
도 18은 실시예에 따라, 데이터구동기에 인가될 수 있는 계조순차신호 발생부의 예를 도시한 개략적인 블럭도이다;
도 19는 실시예에 따라, 데이터구동기에 인가할 수 있는 계조순차신호 발생부의 실제부의 구조를 도시한 개략적인 블럭도이다;
도 20은 실시예에 따라, 디스플레이유닛의 디스플레이의 구동방법의 예를 도시한 타이밍챠트이다;
도 21은 실시예에 따라, 다른 발광구동회로를 도시한 회로도이다;
도 22는 종래기술에 따라, 디스플레이의 발광소자형태의 실제부를 도시한 개략적인 블럭도이다; 및
도 23은 종래기술에 따라, 디스플레이의 발광소자(발광회로 및 발광단자)형태의 구성 예를 도시한 등가회로도이다.
우선, 본 발명에 따라, 발광 구동회로 및 그 구동제어방법이 이하의 첨부된 도면을 언급하면서 설명된다.
도 1은 본 발명의 따라, 발광구동회로의 실시예를 도시한 회로도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 본 발명에 따라 발광구동회로(DC)는:
서로 직각으로 배치된 복수의 선택라인(SL) 및 복수의 데이터라인(DL)의 각 교차점 근처에 위치된 박막트랜지스터로 구성되며, 게이트단자(제어단자)가 선택라인(SL)에 연결되고, 소스단자 및 드레인단자(전류통로의 하나의 끝단 및 다른 끝단)가 각각 데이터라인(DL) 및 연결점(N12)이 연결된 선택트랜지스터(Tr)(12); 게이트단자가 선택라인(SL)과 평행하게 배치된 유지라인(HL)에 연결되고, 드레인단자 및 소스단자가 각각 공급전압(Vsc)이 출력된 공급전압라인(VL) 및 연결점(N11)에 연결된 박막트랜지스터로 구성된 유지트랜지스터(전압제어수단)(Tr)(11); 게이트단자가 연결점(N11)에 연결되고, 드레인단자가 공급전압라인(VL)에 연결되며, 그리고 소스단자가 연결점(N12)에 각각 연결되는 박막트랜지스터로 구성된 구동트랜지스터(발광제어수단)(Tr)(13); 및 연결점(N11)과 연결점(N12)(즉, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트단자 및 소스단자) 간에 연결된 캐패시터(전하충전 축척수단 및 용량소자)로 구성된다. 유기EL소자(발광소자의 전류제어형태)(OEL)에서, 양극단자는 발광구동회로(DC)의 연결점(N12)에 연결되고 공통전압(Vcom)은 음극전압에 인가된다. 공통전압(Vcom)은 쓰기동작(Twr)(이후에 설명)구간에서 공급전압(Vsc)이 있는 선택전압값(Vs)의 것과 같은 전위로 설정되거나 또는 선택전압값(Vs)보다 더 높은 전위로 설정된다.
또한, 공통전압(Vcom)은 발광동작(Tem)(이후에 설명)구간에서 공급전압(Vsc)이 있는 발광전압값(Ve)의 것보다 더 낮은 값으로 설정된다.
여기에, 캐패시터(Cs)는 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트단자와 소스단자 간에서 형성된 기생캐패시턴스일 수 있거나, 또는 기생캐패시턴스에 따라 연결 점(N11) 및 연결점(N12) 간에서 병렬로 캐패시턴스 소자를 더 연결함으로 만들어진 것일 수 있다. 게다가, 트랜지스터(Tr)(12) 내지 트랜지스터(Tr)(13)는 특히 국한되지 않는다. 그러나 비결정 실리콘(TFT)의 n 채널 형태는 박막트랜지스터의 n 채널 형태에 의해 트랜지스터(Tr)(12) 내지 트랜지스터(Tr)(13)의 모든 것으로 구성됨으로 적용될 수 있다. 이 경우에서, 이미 확보된 비결정 실리콘 제조기술의 적용으로 인해, 상대적으로 쉬운 제조공정에서, 동작특성이 안정하게 되게끔 발광구동회로를 제조하는 것이 가능하다. 게다가, 발광이 발광구동회로(DC)로 구동된 발광소자는 도 1에서 도시된 유기EL소자(OEL)에 국한되지 않는다. 발광소자는, 발광소자가 발광소자의 전류제어형태인 경우 발광다이오드와 같은 다른 발광소자일 수 있다.
즉, 실시예에 따라 발광구동회로(DL)는 유지라인(HL) 및 선택라인(SL)이 개별적으로 인가되는 제어신호(이후에 유지신호 및 선택신호를 설명함)의 신호레벨에 기초한 방식으로 구성되며, 유지트랜지스터(Tr)(11) 및 선택트랜지스터(Tr)(12)는 개별적으로 켜지고 꺼지는 동작으로 된다.
도 1에서 도시된 바와 같이, 실시예에 따라 발광구동회로(DC)는 데이터라인(DL)에 연결된 신호구동회로(SDR)로 구성되는데, 이 신호구동회로(SDR)는, 유기EL소자(OEL)가 원하는 발광계조로 발광하는 여러 계조순차전류(Idata)이거나 또는 유기EL소자(OEL)가 발광하지 않아서 어두운 디스플레이(검정 디스플레이)가 되는 비-발광 디스플레이 전압(계조순차전압)(Vzero)을 하도록 하는, 유기EL소자(OEL)가 발광계조순차로 발광동작을 하도록 하는 계조순차신호로서의 발광구동회로(DC)에 선택적으로 공급하는 수단, 및 쓰기계조순차신호의 동작 전에 상술된 구동트랜지스터(Tr)(13)의 소자특성(문턱전압 특성)을 보정하는 제어전압으로서의 발광구동회로(DC)에 쓰기동작(Twr)구간에서의 선택전압값(Vs)보다 충분히 더 낮은 전위인 사전-충전전압(Vpre)을 공급하는 수단으로 구비된다. 여기에서, 이후에 설명될 구동제어방법에 기재된 바와 같이, 신호 구동회로(SDR)는 계조순차전류(Idata)의 계조순차신호 또는 비-발광 디스플레이전압(Vzero)이 쓰기동작(Twr)구간에서 데이터라인(DL)으로 공급하고, 사전-충전전압(Vpre)이, 이하에 설명될 사전-충전동작(Tpre)구간에서 데이터라인(DL)에 공급되도록 스위스를 제어하는 스위치수단으로 구비된다.
<발광구동회로의 구동제어방법>
(계조 디스플레이: (1))
다음으로, 상술된 구조를 갖는 발광구동회로의 구동제어방법의 제 1 예를 이하에서 설명한다.
도 2는 데이터라인(DL)의 전류값, 선택신호(Ssel)의 전위, 유지신호(Shld)의 전위, 공급전압(Vsc)의 전위, 캐패시터(Cs) 양끝단 간의 전위차, 및 유기EL소자(OEL)을 통하여 흐르는 발광구동전류(Iem)의 전류값을 도시한 타이밍 차트이다. 도 3A 및 3B는 실시예에 따라 발광구동회로의 동작예(사전-충전동작/문턱전압 보정동작)를 도시한 개념적인 도면이다. 도 4A 및 4B는 실시예에 따라 발광구동회로의 동작예(쓰기동작/발광동작)를 도시한 개념적인 도면이다.
도 2에서 도시된 바와 같이, 실시예에 따라 발광구동회로의 구동제어동작은 발광구동회로(DC)의 캐패시터(Cs)에서 소정의 전하충전을 축적시키는 소정의 동작구간(Tpre), 사전-충전동작구간(Tpre)에서 발광구동회로(DC)의 캐패시터(Cs)에 축적된 전하충전을 일부 방전시키고, 캐패시터(Cs)에서 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인-대-소스의 문턱값과 동등한 전하충전을 남아있게 하여 전하충전을 유지하는 문턱값 보정동작구간(Tth), 데이터라인(DL)을 통해 디스플레이 데이터에 따라 계조순자신호를 인가하고 캐패시터(Cs)에서 디스플레이 데이터에 따라 전하충전을 쓰는 쓰기동작구간(Twr), 및 소정의 사전-충전전압(Vpre)이 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스 전압(Vpre13)을 요구하는 하나의 처리사이클 구간(Tcyc)내의 데이터라인(DL)을 통해 신호구동회로(SDR)로부터 인가되도록, 캐패스터(Cs)에 축적된 전하충전에 기초하여 디스플레이 데이터에 따른 발광계조순차로 발광동작을 유기EL소자(OEL)가 실행하는 발광동작구간(Tem)을 포함하기 위해 발광구동회로를 설정함으로서 수행된다(전압(Vpre13)의 절대값은 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스전압(Vth)의 절대값보다 더 크다. n 채널 트랜지스터에서, 전압(Vpre13)은 문턱전압(Vth13)보다 더 높다)(Tcyc ≥ Tpre + Tth + Twr + Tem).
여기에서, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 상술된 드레인-대 소스 전류(Ids)의 문턱전압은 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인-대-소스 전류(Ids)가 흐르기 시작하는 경우와, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인-대-소스 전류(Ids)가 흐르지 않는 간에서의 경계라인의 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대 소스전압이다. 게다가, 하나의 처리사이클(Tcyc)은 하나의 프레임용 영상에서 하나의 픽셀용 영상을 나타내는 디스플레이 픽셀(EM)에 대해 순서대로 요구된 구간이다. 하나의 프레임용 영상을 나타내는 행열 방향의 매트릭스에서 복수의 디스플레이 픽셀들(EM)을 배치함으로 하나의 프레임의 영상을 나타내는 경우에서, 하나의 처리사이클(Tcyc)은 하나의 프레임용 영상에 하나의 행에 대한 영상을 나타내는 하나의 행용 디스플레이 픽셀(EM)에 대해 순서대로 요구된 구간이다. 사전-충전 동작구간(Tpre) 및 문턱값 보정동작구간(Tth)는 복수의 행에 동시에 요구될 수 있으며, 그리고 발광동작구간(Tem)은 각 행에 대한 데이터를 쓰기 위해 쓰기동작구간(Twr)을 벗어나면서 복수의 행으로 동시에 요구될 수 있다.
상술된 각 동작구간은 이하에서 설명된다.
(사전-충전 동작구간)
우선, 사전-충전 동작구간(Tpre)은, 도 2 및 3A 에 도시된 바와 같이, 켜진 레벨(유지트랜지스터들(Tr)(11 및 12)이 박막트랜지스터들의 n 채널 형태일 때의 고레벨)의 선택신호(쓰기제어신호)(Ssel) 및 유지신호(전압제어신호)(Shld)는 선택라인(SL) 및 유지라인(HL)에 인가되며, 그리고 낮은 전위 선택전압값(Vs)의 공급전압(Vsc)은 발광구동회로(DC)의 공급전압라인(VL)에 인가된다. 선택전압값(Vs)은 공통전압(Vcom)이상이 아닌 전압일 수 있는데, 예를 들면, 접지전위일 수 있다. 또한, 이 타이밍과 동시에 발생함에 있어서, 신호구동회로(SDR)의 신호수단(SM)은 데이터라인(DL)에 사전-충전 전압(Vpre)을 출력한다.
도 5는 박막트랜지스터의 n 채널형태에서, 소정의 게이트-대 소스전압(Vgs)에서 드레인-대-소스전압(Vds)을 조정할 때, 드레인-대-소스 전류(Ids)를 도시한 그래프이다. 여기에서, 박막트랜지스터가 구동트랜지스터(Tr)(13)로 대체되는 경우, 수평축은 유기EL소자(OEL)의 부분 전압을 나타내고 구동트랜지스터(Tr)(13)로 일련으로 연결된 유기EL소자(OEL)의 부분 전압 및 수직축은 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인과 소스 간에서의 전류(Ids)의 전류 값을 나타낼 수 있다. 도면에서, 파선은 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스 문턱전압의 경계선을 나타낸다. 이 경우에서, 경계라인의 좌측은 불포화영역, 우측은 포화영역으로 나타낸다. 굵은선은, 박막 트랜지시터의 게이트-대-소스전압(Vgs)을 최대 발광조정의 전압(Vgsmax), Vgs1(<Vgsmax) 및 Vgs2(<Vgs1)으로 각각 고정하면서 박막트랜지스터의 드레인-대-소스전압(Vds)이 조정될 때의 드레인-대-소스 전류(Ids)의 특성을 나타낸다. 점선은 박막트랜지스터가 구동트랜지스터(Tr)(13)로 대체될 때의 EL 부하선이다. EL 부하선의 우측에서의 전압은 전압(Vsc)-대-공통전압(Vcom)전압(도면에서, 20V)을 공급에서 유기EL소자(OEL)의 부분 전압이 되고, EL 부하선의 좌측은 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인-대-소스 전압(Vds)과 동등하게 된다. 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인-대-소스 전류(Ids)가 더 증가되면 될수록, 유기EL소자(OEL)의 이 부분 전압도 점차적으로 증가된다.
불포화영역에서, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스전압(Vgs)이 고정된다고 가정한 경우, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인-대-소스전압(Vds)이 증가될수록, 드레인-대-소스 전류(Ids)의 전류 값도 증가된다. 반면에, 포화영역에서, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스전압(Vgs)이 고정된다고 가정한 경우, 드레인-대-소스전압(Vds)가 증가되는 경우조차도, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인-대 -소스전류(IDS)는 많이 증가되지 않고 거의 고정된다.
사전-충전 동작구간(Tpre)에서 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인과 소스 간에도 인가되는 사전-충전 전압(Vpre)은 쓰기동작구간(Twr)에서의 선택전압값(Vs)보다 현저하게 낮다. 게다가, 사전-충전 전압(Vpre)은, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스전압(Vgs)이 도 5에서 도시된 트랜지스터의 포화영역에 이르도록, 즉, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인-대-소스전압(Vds)이 포함영역에 이르도록 하는 전위로 설정된다.
켜진 레벨에 유지신호(Shld)가 유지라인(HL)으로부터 출력된 경우, 디스플레이 픽셀(EM)을 포함하는 발광구동회로(DC)에 구비된 유지트랜지스터(Tr)(11)는 켜지게 되고 공급전압(Vsc)은 구동트랜지스터(Tr)(13) 게이트 및 유지트랜지스터(Tr)(11)를 통한 캐패시터(Cs)의 하나의 끝단(연결점(N11))에 인가된다. 켜진 레벨의 선택신호(Ssel)는 선택라인(SL)으로부터 출력된다. 결과적으로, 선택트랜지스터(Tr)(12)는 켜지게 되고 사전-충전 전압(Vpre)이 전기적으로 인가되는 데이터라인(DL)은 구동트랜지스터(Tr)(13)의 소스 및 선택트랜지스터(Tr)(12)를 통해 캐패시터(Cs)의 다른 끝단(연결점(N12))에 연결된다.
여기에서, 사전-충전 동작구간(Tpre)에서의 신호구동회로(SDR)부터 데이터라인(DL)에 인가되는 사전-충전 전압(Vpre)은 다음의 식을 충족시키도록 설정된다(1):
│Vs-Vpre│ > Vth12 + Vth13
여기서, Vth12는, 켜진 레벨의 선택신호(Ssel)가 선택트랜지스터(Tr)(12) 게이트에 인가될 때, 선택트랜지스터(Tr)(12)의 드레인-대-소스 문턱전압이다. 게다가, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트 및 드레인 둘 다는 사전-충전 동작구간(Tpre)에서 선택전압값(Vs)으로 인가되기 때문에, 그것들은 실질적으로 같은 전위를 가진다. 따라서, Vth13은 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인-대-소스 문턱전압이고, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스 문턱전압이기도 하다. 한편, Vth12 + Vth13은 시간에 따라 증가되고, 그것은 항상 식(1)을 충족시키기 위해 Vs - Vpre의 전위차를 가진다.
따라서, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 문턱값(Vth13)보다 큰 Vpre13 전위차는 캐패시터(Cs)의 양 끝단에 인가된다(즉, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트와 소스 간). 그리하여, 이 구동트랜지스터 사전-충전전압(Vpre13)에 따른 큰 전류의 사전-충전전류(Ipre)는 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인과 소스 간의 신호구동회로(SDR)를 향하여 공급전압라인(VL)로부터 강제적으로 흐른다. 따라서, 사전-충전전류(Ipre)에 따라 전위차(Vc)에 부합하는 전하충전은 캐패시터(Cs)의 양 끝단에서 지연없이 축적된다(즉, 구동트랜지스터 사전-충전전압(Vpre13)(제 3 전위차)은 충전된다). 한편, 사전-충전동작구간에서, 전하충전은 캐패시터(Cs)에 축적될 뿐만 아니라, 사전-충전전류(Ipre)가 공급전압라인(VL)로부터 데이터라인(DL)까지의 전류경로의 다른 캐패시턴스에도 흐르기 위해 전하충전은 축적된다.
이 경우에서, 저전위 공급전압(Vsc)(= Vs) 이상이 아닌 공통전압(Vcom)은 유 기EL소자(OEL)의 음극단자에 인가된다. 이러한 이유로, 유기EL소자(OEL)의 양극과 음극 간에서의 상태는 역바이어스된 상태 또는 비-전계 상태로 설정되어, 발광구동전류는 유기EL소자(OEL)를 통하여 흐르지 않고 발광동작은 수행되지 않는다.
(문턱값 보정동작구간)
다음으로, 도 2 및 3B 에서 도시된 바와 같이, 사전-충전 동작구간(Tpre)이 종료된 후에 문턱값 보정동작구간(Tth)에서, 선택라인(SL)에 인가된 선택신호(Ssel)는 유지라인(HL)에 인가된 켜진 레벨의 유지신호(Shld)에서 꺼진 레벨(저레벨)로 변하게 되는데, 여기서 유지트랜지스터(Tr)(11)는 켜진 상태로 유지될 수 있고, 선택트랜지스터(Tr)(12)는 꺼진다.
그리하여, 캐패시터(Cs)의 다른 끝단(연결점(N12))은 하이-임피던스 상태로 설정되기 위해 데이터라인(DL)은 전기적으로 분리된다.
이 경우에서, 구동트랜지스터(Tr)(13)는 상술된 사전-충전 동작구간(Tpre)에서 캐패시터(Cs)에 축적된 전하충전(양 끝단의 전위 Vc > Vth13)만큼의 켜진 상태로 유지된다. 그러므로, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트전압이 유지됨에 따라 전류는 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인과 소스 간에서 흐를 수 있다. 결과적으로, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 소스단자 측(연결점(N12); 캐패시터(Cs)의 다른 단자 측)에서의 전위는 드레인단자 측(공급전압라인(VL) 측)에 이르기 위해 점차적으로 증가된다.
그리하여, 도 6에서 도시된 바와 같이, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스전압(Vgs)는 감소되고, 캐패시터(C13)에 축적된 전하충전은 일부 방전되며, 그리고 최종적으로, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스전압(Vgs)은 감소(=전환)되도록 구동트랜지스터(Tr)(13)의 문턱전압(Vth13)(제 1 전위차)으로 변하게된다. 게다가, 도 7에서 도시된 바와 같이, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인-대-소스 전류(Ids)는 감소되고, 최종적으로, 드레인-대-소스 전류(Ids)는 선형성을 가지기 위해 변하게 된다.
도 6은 본 실시예에 따른 문턱값 보정동작구간에서 박막트랜지스터의 게이트와 소스 간의 전압의 일시적인 반응을 도시한 그래프이다. 도 7는 본 실시예에 따른 문턱값 보정동작구간에서 박막트랜지스터의 드레인과 소스 간의 전압의 일시적인 반응을 도시한 그래프이다.
이러한 결과로, 표 1에서 도시된 바와 같이 소자구조 및 소자특성을 갖는 발광구동회로(DC)를 적용시킴으로서, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스전압(Vgs)의 일시적인 반응 및 전위차(│Vs-Vpre│)가 10V 및 6.5V로 설정된 경우에서의 드레인-대-소스 전류(Ids)의 일시적인 반응은 대수스케일을 사용함으로서 보여지는 것이 관찰된다. 한편 캐패시턴스(Ct)는 캐패시터(Cs) 및 발광구동회로(DC)로 발생된 다른 기생용량의 합이다.
(발광구동회로(DC)의 구조)
구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트 용량(cin) 1.62E-01fF/㎛2
구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트 폭(W) 1200 ㎛
구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트 길이(L) 7
전위차 │Vs-Vpre│ 10V/6.5V
구동트랜지스터(Tr)(13)의 문턱전압(Vth13) 1.5V
용량(Ct) 20 ㎊
계조순차의 수 256
최대 발광계조순차전압(Vmsb) 6.53V
최대 발광계조순차에서의 발광전류 1.20E-05A/dot(MSB)
최소 발광계조순차에서의 발광전류 4.68E-08A/dot(MSB)
도 6 및 7에서, Spa는 상술된 전위차(│Vs-Vpre│)가 10V로 설정된 경우에서, 게이트-대-소스전압(Vgs)의 변화 경향을 나타내는 특성라인이고, Spb는 상술된 전위차(│Vs-Vpre│)가 6.5V로 설정된 경우에서, 게이트-대-소스전압(Vgs)의 변화경향을 나타내는 특성라인이다. 구동트랜지스터(Tr)(13) 및 선택트랜지스터(Tr)(12)와 같이 증가 및 감소의 일시적인 변화에 따라, 10V 및 6.5V 인 전위차 인 3.5V는 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트와 소스 간의 부분적 전압의 시간에 따른 변화를 가정한다. 게다가, 유기EL소자(OEL)가 최대 발광계조순차(MSB)로 발광동작을 실행하게 될 때, Vmsb는 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스전압(Vgs)이다. Imsb는 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인-대-소스 전류(Ids)(발광구동전류(Iem))이다. 유기EL소자(OEL)가 비-발광을 제외한 계조순차에서 최소 발광계조순차(LSB)로 발광동작을 실행하게 될 때, Ilsb는 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인-대-소스 전류(Ids)(발광구동전류(Iem))이다.
이 경우에서, 표1에서 도시한 박막트랜지스터에서, 도 6에서 도시된 바와 같이, 상술된 사전-충전 동작구간(Tpre)에서 발생된 전위차(│Vs-Vpre│)에도 불구하고, 게이트-대-소스전압(Vgs)(캐패시터(Cs)의 양 끝단의 전위(Vc))는 약 3 msec 내지 4 msec(3000μsec 내지 4000μsec) 경과에서 문턱전압값(Vth13)(=1.5V)으로 감소하는 것이 증명된다. 또한, 도 7에서 도시된 바와 같이, 상술된 사전-충전 동작구간(Tpre)에서 발생된 전위차(│Vs-Vpre│)에도 불구하고, 드레인-대-소스 전류(Ids) 값은 50μsec 내지 200μsec 경과에서 4.68E - 8A(도 6의 그래프에서, 게이트-대-소스전압(Vgs)이 약 2.0V로 감소됨)로 감소되는 것이 증명된다.
문턱값 보정동작구간(Tth)에서, 유기EL소자(OEL)의 양극단자(연결접(N12))의 전위는 카드단자 측에서의 공통전압(Vcom)과 같거나 또는 카드단자 측에서의 공통전압(Vcom)의 이하이기 때문에, 비-전위 또는 역바이어스된 전압이 유기EL소자(OEL)에 이미 인가되어, 유기EL소자(OEL)는 발광동작을 실행하기 않는다.
(쓰기동작구간)
다음으로, 문턱값 보정동작구간(Tth)이 종료된 후, 쓰기동작구간(Twr)에서, 도 2 및 4A에서 도시된 바와 같이, 처리가 실행된다. 즉, 선랙라인(SL)은 켜진 레벨에서의 유지신호(Shld)를 또다시 연속적으로 유지하는 선택신호(Ssel) 라인 상에 인가되고, 디스플레이 픽셀(EM)은 이 타이밍과 동시에 일어나는 비-발광이외의 계조순차디스플레이인 경우에서, 신호구동회로(SDR)의 스위치수단(SM)은, 공급전압라인(VL)으로부터 데이터라인을 통해 신호구동회로(SDR)로 흐르기 위한 디스플레이 데이터에 따라, 화살표 방향을 따라 계조순차전류(Idata)로 설정될 수 있다. 게다가, 디스플레이 픽셀(EM)이 비-발광의 계조순차디스플레이인 경우에서, 신호구동회로(SDR)의 스위치수단(SM)은 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스전압이 문턱전압이상이 아닌 비-발광디스플레이 전압(Vzero)을 데이터라인(DL)으로 출력한다.
이 경우에서, 보통계조순차 디스플레이동작(유기EL소자(OEL)가 발광동작을 실행시키도록 하는 계조순차디스플레이)은 설명되고 비-발광동작(유기EL소자(OEL)이 발광동작을 실행하지 않도록 하는 계조순차디스플레이)은 이후에 설명된다.
그리하여, 선택트랜지스터(Tr)(12)가 켜지고, 데이터라인(DL)을 통하여 계조순차전류(Idata)를 흐르게 하는 동작이 수행될 때, 공급전압(Vsc)(=Vs)의 저전압보다 더 낮은 전위의 전압은 연결점(N12)에 인가된다(구동트랜지스터(Tr)(13)의 소스단자 및 캐패시터(Cs)의 다른 끝단 측). 한편, 공급전압라인(VL)의 저전위공급전압(Vsc)(=Vs)은 유지트랜지스터(Tr)(11)를 통해 캐패시터(Cs)의 하나의 끝단 측(연결점(N11))으로 인가된다.
여기에서, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인과 소스 간의 계조순차전류(Idata)를 흐르기에 요구된 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스전압 간에서의 최고 전압성분은 문턱전압(Vth13)이다. 특히, 최저발광전압(Vlsb)에서, 모든 전하충전에서의 문턱전압(Vth13)만큼, 즉, 전류값이 계조순차전류(Idata)정도로 작은 전류만큼 요구된 전하충전의 비율은 50%를 초과한다. 실시예에 따라, 사전-충전동작 및 문턱값 보정동작없이 쓰기동작만으로 이 문턱전압(Mth13)에 이르기 위한 전하충전을 충전시키기 위해서는, 쓰기동작구간(Twr)이 더 길어진다. 그러므로, 하나의 영상을 나타내기 위한 프레임주기는 더 길어지게 되어 좋은 영상특성을 잃어버리게 된다. 그러나, 본 실시예에 따라서, 연결점(N11) 및 연결점(N12)(구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트와 소스간)에 연결된 캐패시터(Cs)에서, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 문턱전압(Vth13)과 동등한 전하충전은 상술된 사전-충전동작 및 문턱값 보정동작으로 유지된다(문턱전압(Vth13)은 충전된다). 그러므로, 상대적으로 단시간에서 계조순차전류(Idata) 정도의 순간전류만큼 조차도 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인과 소스간에서 계조순차전류(Idata)가 안정되게 만들어지는 요구된 전하충전을 충전하는 것은 가능하다.
그러므로, 구동트랜지스터(Tr)(13)는, 문턱전압(Vth13)보다 더 높은 순간전류가 아니고 식(1)을 충족하는 구동트랜지스터(즉, 그 절대값은 문턱전압(Vth13)값보다 큼) 사전-충전전압(Vpre13)으로 강제적이고 사전-충전전압(Vpre)의 출력지연없이 이르고 설정되며, 그리고 문턱값 보정동작구간(Tth)에서 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스전압이 문턱전압(Vth13)과 같이 제어된다. 결과적으로, 도 4A에서 도시된 바와 같이, 계조순차전류(Idata)의 전류값에 따른 쓰기전류(Ia)는 구동트랜지스터(Tr)(13), 연결점(N12), 선택트랜지스터(Tr)(12), 및 데이터라인(DL)을 통해 공급전압라인(VL)으로부터 지연없이 신호구동회로(SDR)로 흐른다.
즉, 도 6에서 도시된 바와 같이, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 문턱전압(Vth13)과 동등한 전하충전은 캐패시터(Cs)에서의 문턱값 보정동작구간(Tth)에서 축적된다. 이러한 이유로, 계조순차전류(Idata)(쓰기전류(Ia))에 따른 전압성분(Vdata)만큼 요구된 전하충전이 충전상태에 따라 충전되는 것은 충분하다. 구동트랜지스터(Tr)(13)의 문턱전압(Vth13)이 발광기술 및 발광특성 등으로 인해 변하게 되는 경우조차도, 지연없이 충분하게 계조순차신호(디스플레이 데이터)에 따라 전압성분(Vdata)을 적당하게 쓰는 것은 가능하다. 여기에서, 캐패시터(Cs)에 충전된 전압(Vc)(= Vα; 제 2 전위차)은 문턱전압(Vth13) 및 계조순차전류(Idata)에 따라 전압성분(Vdata)의 합(Vα = Vth13 + Vdata)으로 만들어진다.
이 경우에서, 저전위공급전압(Vsc(= Vs))은 공급전압라인(VL)에 인가되고 또한, 쓰기전류(Ia)가 발광구동회로(DC)를 통해 공급전압라인으로부터 데이터라인(DL)방향으로 흐르게 하기 위해 제어된다. 결과적으로, 유기EL소자(OEL)의 양극단자(연결점(N12))에 인가된 전위는 음극단자의 전위(Vcom)이상이 아니게 되고 역바이어스된 전압은 유기EL소자(OEL)에 인가된다. 그러므로, 발광구동전류는 유기EL소자(OEL)를 통하여 흐르지 않고 발광동작은 수행되지 않는다.
(발광동작구간)
다음으로, 도 2 및 4B에 도시된 바와 같이, 쓰기동작구간(Twr)이 종료된 후에 발광동작(Tem)에서, 레벨이 꺼진 선택신호(Ssel) 및 유지신호(Shld)는 선택라인(SL) 및 유지라인(HL)에 함께 인가된다. 이 타이밍과 동시에 일어남에 있어, 신호구동회로(SDR)으로 인한 계조순차전류(Idata)의 끌어내는 동작은 정지되고, 유기EL소자(OEL)가 최대 발광계조순차(유기EL소자(OEL)의 음극 측에 연결된 전압(Vcom)에 대해 순서바이어스가 있는 양전압)로 실행하기 위해 만들어질 때 요구된 양극전압이하가 아닌 전압값(Ve)은 고전위공급전압(Vsc)으로서 공급전압라인(VL)에 인가된다. 발광전압값(Ve)은 선택전압값(Vs)보다 고전위이다.
특히, 발광전압값(Ve)은 다음 식(2)을 충족시키는 전위로 설정된다:
│Ve - Vcom│> Vdsmax + Velmax
여기서, Vdsmax는 계조순차전류(Idata)가 최대 발광계조순차로 흐르게 될 때 발광동작구간(Tem)에서 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인과 소스간의 전압이 도 5에 도시된 포화영역으로 이르게 되는 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인과 소스간의 최대 전류값이다. 그 결과로서, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인-대-소스 전류(계조순차전류(Idata))는 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스전압으로 유일하게 설정될 수 있다. 즉, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-드레인전압, 즉, 캐패시터(Cs)에 축적된 전하충전량은 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인-대-소스전압으로 유일하게 설정될 수 있다(계조순차전류(Idata)). Velmax는 최대 발광계조순차에서 유기EL소자(OEL)의 부분 전압이다.
구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인-대-소스전압은 구동트랜지스터(Tr)(13)의 발광동작구간(Tem)에서 포화영역에 위치되었기 때문에, Vds는 다음 식(3)을 충촉하는 전압으로 설정된다.
│Ve - Vcom│> Vds ≥ Vth13
즉, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인-대-소스전압(Vds)이 식(3)을 충족시키지않고 발광동작구간(Tem)에서 문턱전압(Vth13)보다 더 낮은 경우, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스전압만큼 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인-대-소스 전류(Ids)를 유일하게 설정하는 것은 불가능하다.
│Ve - Vcom│이 일정한 경우, 발광계조순차가 더 높아질수록, │Vds - Vth│는 더 감소된다. 즉, Vdsmax가 다음 식(4)을 충족시킨 경우, 어떠한 계조순차라도, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인-대-소스전압은 발광동작구간(Tem)에서 포화 영역에 항상 위치된다.
│Ve - Vcom│> Vdsmax ≥ Vth13max
한편, 도 5에서, Ve - Vcom이 20 V로 정해져 있지만, 본 실시예는 이것에 국한되지 않는다.
발광구동회로(DC)로 구비되는 유지트랜지스터(Tr)(11) 및 선택트랜지스터(Tr)(12)이 꺼지고, 캐패시터(Cs)는 상술된 쓰기동작구간(Twr)에서 축적된 전하충전을 유지한다.
그러므로, 캐패시터(Cs)는 쓰기동작에 관한 충전전압(Vα)을 유지하기 때문에 (= Vth13 + Vdata), 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스전압(Vgs)(연결점(N11)의 전압; 구동전압)는 유지되고 구동트랜지스터(Tr)(13)는 켜진 채로 유지된다.
따라서, 도 4B에 도시된 바와 같이, 발광동작구간(Tem)에서, 발광구동전류(Iem)은 구동트랜지스터(Tr)(13) 및 연결점(N12)을 통해 공급전압라인(VL)부터 유기EL소자(OEL)의 방향으로 흐르고, 유기EL소자(OEL)는 발광구동전류(Iem)의 전류값에 따라 소정의 발광계조순차로 발광한다. 여기에서, 발광동작구간(Tem)에서 캐패시터(Cs)에 유지된 전하충전(즉, 충전전압(Vc))은 구동트랜지스터(Tr)(13)에서 계조순차전류(Idata)에 부합하는 쓰기전류(Ia)가 흐르는 경우의 전위차와 동등하다. 이러한 이유로, 유기EL소자(OEL)를 통하여 흐르는 발광구동전류(Iem)는 상술된 쓰기전류(Ia)(계조순차전류(Idata))와 같은 전류값(Iem은 거의Ia=Idata 와 같음)을 가진다. 그리하여, 소정의 발광상태(발광계조순차)에 부합하는 발광구동전류(Iem)는 쓰기동작구간(Twr)에서 쓰여진(유지된) 전압성분(Vα)에 기초하여 공급되며, 그리고 유기EL소자(OEL)는 디스플레이 데이터(계조순차전류(Idata))에 따라 원하는 발광계조순차로 광을 연속적으로 발광할 수 있다.
이 방식에서, 본 실시예의 발광구동회로 및 그 구동제어방법에 따라, 소정의 발광계조순차에서의 발광을 실행하는 전류지정 시스템에서의 구동제어방법은, 유기EL소자(OEL)의 발광상태(발광계조순차)에 따른 전류값을 지정한 발광구동전류(Iem)는, 쓰기동작구간에서 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인과 소스 간에 강제적으로 공급되며, 그리고 유기EL소자(OEL)을 통하여 흐르는 발광구동전류(Iem)는, 그 전류값에 따라 유지된 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트와 소스 간의 전압성분에 기초하여 제어되는 방식으로 적용된다. 또한, 원하는 디스플레이 데이터(발광계조순차)에 따라 계조순차전류(Idata)의 전류레벨을 전압레벨로 전환하는 기능(전류 및 전압 전환기능) 및 소정의 전류값을 갖는 발광구동전류(Iem)를 유기EL소자(OEL)에 공급하는 기능 둘 다는 발광구동용 단일 트랜지스터로 실현된다(구동트랜지스터(Tr)(13)). 그러므로, 동작특성의 변화 및 발광구동회로(DC)를 포함하는 각 트랜지스터의 일시적인 변화 같은 영향없이 장시간 동안 안전하게 원하는 발광특성을 실현시키는 것은 가능하다.
게다가, 본 실시예의 발광구동회로 및 그 구동제어방법에 따라서, 사전-충전동작은 디스플레이 픽셀(EM) 및 유기EL소자(OEL)의 발광동작에서의 디스플레이 데이터의 쓰기동작 이전에 실행된다. 그리하여, 계조순차전류(Idata)와 같은 순간전 류가 아니라 트랜지스터의 문턱전압(Vth13)을 초과하는 구동트랜지스터 사전-충전전압(Vpre13)과 동등한 전하충전은 사전-충전전압(Vpre)에서의 발광구동회로(DC)에서 구비된 발광구동(구동트랜지스터(Tr)(13))용 트랜지스터의 게이트와 소스 간에 연결된 캐패시터(Cs)에 강제적으로 일 회 충전된다. 그 후에, 문턱값 보정동작을 실행함으로서 구동트랜지스터(Tr)(13)가 문턱값(Vth13)으로 각각 감소하도록, 구동트랜지스터(Tr)(13)는 선택트랜지스터(Tr)(12)를 꺼지게 한다. 결과적으로, 문턱값 보정동작이 종료된 후, 각 발광구동회로(DC)의 캐패시터(Cs)에서 발광구동회로(DC)의 구동트랜지스터(Tr)(13)의 문턱값(Vth13)과 동등한 전하충전을 충전시키고 유지하는 것은 가능하다.
이 방식으로, 변화가 각 구동트랜지스터(Tr)(13)의 문턱값(Vth13)에서 발생된 경우조차도, 각 구동트랜지스터(Tr)(13)의 문턱값(Vth13)에 따른 전하충전은 문턱값 보정동작에서 적당하게 충전된다. 그 후에, 디스플레이 데이터의 쓰기동작에서, 문턱전압(Vth13)과 동등하도록 디스플레이 데이터에 기초하여 계조순차전류(Idata)로 캐패시터(Cs)를 충전시킬 필요가 없게 되고, 이 디스플레이 데이터(계조순차전류(Idata))에 따라서 전압성분(Vdata)을 첨가하고 축적(충전)시키는 것만 필요할 뿐이다. 그러므로, 디스플레이 데이터에 기초하여 사전-충전은 캐패시터(Cs)에 빠르게 축적(충전)될 수 있고, 쓰기의 결핍을 막을 수 있다. 따라서, 유기EL소자(OEL)이 디스플레이 데이터에 따라 적당한 발광계조순차로 발광동작을 실행시키는 것은 가능하다.
특히, 본 실시예에 설명된 전류 지정시스템을 적용한 발광구동회로에서, 쓰 기동작(본 실시예에서, 발광구동회로(DC)에서의 전류를 끌어당김)에 관한 발광구동회로(DC)로 공급되는 계조순차전류(Idata)의 전류값은 유기EL소자(OEL)을 통해 흐르는 발광구동전류(Iem)와 거의 같다. 그러므로, 저발광 계조순차로 디스플레이 동작을 실행시킬 때(유기EL소자(OEL)가 저발광 계조순차로 발광동작을 실행시키도록 만들 때), 신호구동회로(SDR)로 공급되는 계조순차전류(Idata)의 전류값은 매우 작게 만들어진다.
그 반면, 디스플레이 픽셀(발광구동회로)로 쓰기동작을 고려한 시간은 디스플레이 패널(디스플레이유닛에 대한 적용 예에 관해서는 이후에 설명됨)의 규정(프레임 시간 및 주사라인의 수)의 기반으로 미리 일반적으로 한정된다.
그러므로, 본 실시예에 따라 사전-충전동작 및 문턱값 보정동작의 실행없이 쓰기동작구간에서, 디스플레이 데이터에 따른 계조순차전류(Idata)를 공급하고, 발광구동용 트랜지스터(구동트랜지스터(Tr)(13)과 동등)의 게이트와 소스(캐패시터(Cs)의 양 끝단과 동등) 간의 소정의 전위를 형성시키는 경우에서, 우선, 트랜지스터의 문턱전압(Vth13)에 대한 전하충전은 필연적으로 축적된다. 이러한 이유로, 문턱전압(Vth13)에 부합하는 충분한 전하충전 및 다른 캐패시턴스(예를 들면, 데이터라인(DL)의 기생캐패시턴스 및 선택트랜지스터(Tr)(12)의 문턱전압(Vth12))는 저발광 계조순차디스플레이에 따라 계조순차전류(Idata)로 트랜지스터의 게이트와 소스 간에서 축적되지 않는데, 이 저발광 계조순차디스플레는 계조순차전류(Idata)에 따른 전류값을 갖는 발광구동전류(Iem)가 발광소자(유기EL소자(OEL))로 공급될 수 없는 면을 지닌다.
그리하여, 발광구동회로(DC)에 공급되는 계조순차전류(Idata)(쓰기 전류(Ia); 입력계조순차)에 관해서, 유기EL소자(OEL)로 분배된 발광구동전류(Iem)의 전류값은 도 8에서 원으로 표시된 바와 같이 저발광 계조순차범위에서 비선형성을 지시한다. 이것은 디스플레이 데이터에 따라 적당한 발광계조순차로 발광동작을 실행시키는 것을 불가능하게 한다.
반대로, 본 실시예의 발광구동회로 및 그 구동제어방법에 따라서, 쓰기동작 이전에, 발광구동회로는 사전-충전동작 및 구동트랜지스터(발광구동용 트랜지스터)(Tr)(13)의 게이트와 소스(캐패시터(Cs)의 양 끝단)간의 문턱전압과 동등한 전하충전을 축적시키는 문턱값 보정동작을 실행시키기 위해 제어된다. 그러므로, 예를 들면, 도 9A 및 9B에 도시된 바와 같이, 입력계조순차(계조순차전류(Idata); 쓰기 전류(Ia))에 관한 출력계조순차(발광구동전류(Iem); 발광휘도)는 저발광 계조순차범위에서도 선형성이 좋게 나타나고, 그 결과 발광동작은 디스플레이 발광에 따라 적당한 발광계조순자로 수행될 수 있다.
특히, 본 실시예의 발광구동회로 및 그 구동제어방법에 따라, 도 9A 및 9B에서 도시된 바와 같이, 입력계조순차에 관한 출력계조순차는 구동트랜지스터(Tr)(13)의 문턱전압(Vth13)이 일시적인 변화 및 발광 기술 등으로 인해 변하게 되는(이동되는) 경우조차도 하부선형성이 나타나지는 것은 확증되었다. 도 8은 실시예에 따른 발광구동회로의 구동제어 방법으로 대비예에서 계조순차전류에 대한 방광구동전류의 변화 경향을 도시한 그래프이며, 도 9A 및 9B는 실시예에 따라 발광구동회로의 구동제어방법에서 입력 계조순차에 대해 출력 계조순차를 나타낸 변 화를 도시한 그래프이다. 도 9A 및 9B에서, 수평축은 계조순차전류(Idata)에 기초하여 계조순차값을 나타낸 것이고, 수직축은 계조순차전류(Idata)로부터 발생된 발광구동전류(Iem)에 기초하여 계조순차값을 나타낸 것이며, 그리고 점선은 이상적인 값을 나타낸 것이다. 이 경우에서, 도 9A는 어떤 변화도 구동트랜지스터(Tr)(13)의 문턱전압에서 발생되지 않는 초기상태하의 입력 계조순차값에 대한 출력 계조순차값의 변화경향을 도시한 그래프이다. 도 9B는 구동트랜지스터(Tr)(13)의 문턱전압이 일시적인 변화로 인해 4V만큼 이동된 상태하의 입력 계조순차값에 대한 출력 계조순차값의 변화 경향을 도시한 그래프이다. 이 방식으로, 저발광 계조순차는 도 8과 달리 붕괴되지 않고 계조순차전류(Idata)에 관한 발광구동전류(Iem)를 얻는 것은 가능하다.
(발광구동회로의 구동제어방법(계조순차디스플레이:(2)))
다음으로, 발광회로의 구조를 갖는 구동제어방법의 제 2 예(계조순차디스플레이동작)를 이하에서 설명한다.
도 10은 데이터라인(DL)의 전류값; 선택신호(Ssel)의 전위; 유지신호(Shld)의 전위; 공급전압(Vsc)의 전위; 캐패시터(Cs)의 양끝단 전위차; 및 실시예에 따라 발광구동회로의 구동제어동작의 제 2 예의 발광구동전류(Iem)의 전류값을 도시한 타이밍 챠트이다. 도 11A 및 11B는 실시예의 발광구동회로의 동작예(사전-충전 동작/전압 보정동작)를 도시한 개념적인 도면이다. 도 12A 및 12B는 차이 상태에서의 실시예에 따라, 발광구동회로의 동작 예(쓰기동작/발광동작)를 도시한 개념적인 도면이다. 여기에서, 실시예에 도시된 구동제어회로(도 1)에 관하여, 제 1 예(도 2, 3A, 3B 및 4)에 도시된 구동제어방법과 비슷한 제어동작은 여기에서 간단하게 설명 된다.
제 1 예에 도시된 구동제어방법에 따라서, 발광구동용 트랜지스터로서 지정된 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트 및 소스 간에 연결된 캐패시터(Cs)에서 구동트랜지스터 사전-충전전압(Vpre13)을 충전시키는 사전-충전동작구간 후에 구동트랜지스터 사전-충전전압(Vpre13)부터 구동트랜지스터(Tr)(13)의 문턱전압(Vth13)으로 충전전압이 감소되도록, 캐패시터(Cs)의 충전전압을 보정하는 문턱값 보정동작구간(Tth)으로 구동제어방법이 구비된다. 그러나 본 발명은 이 방법에 국한되지 않는다.
제 1 예에 도시된 구동제어방법에 따라, 쓰기동작 이전에, 구동트랜지스터(발광구동용 트랜지스터)(Tr)(13)의 게이트와 소스(캐패시터(Cs))간의 문턱전압과 동등한 전하충전을 축적시키는 방법을 적용한 경우; 문턱전압(Vth13)과 동등한 전하충전량으로 쓰기동작에 관해 공급되는 계조순차 전류(Idata)에 의해 모든 전하충전을 추가하는 경우 및 발광구동전류(Iem)를 발생시키는 역할을 하는 전하충전으로서 전하충전 축적시키는 경우가 설명된다. 이 경우에서, 문턱전압(Vth13)을 초과하는 전압이 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트 및 소스 간에서 인가되고, 전하충전이 사전-충전 동작구간(Tpre)에 축적된다. 그 후, 전압이 문턱값 보정동작구간(Tth)에서 문턱전압(Vth13)으로 감소될 때까지, 전하충전은 방전된다. 그러므로, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트와 소스 간에서 인가된 전압 간의 전압차 및 문턱전압(Vth13)이 커진 경우, 문턱값 보정동작구간은 길게 된다.
기술적인 생각에 기초하여, 본 실시예에 따라 도 10에 도시된 바와 같이, 구동제어방법은 하나의 처리사이클(Tcyc)내의 발광구동회로(DC)의 캐패시터(Cs)에 구동트랜지스터 사전-충전전압(Vpre13)에 기초하여 전하충전을 축적시키는 사전-충전 동작구간(Tpre); 유기EL소자(OEL)가 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트와 소스 간의 캐패시터(Cs)에서 최소 발광계조순차(비-발광을 제외한 발광이 최소인 계조순차)로 실행하고 전하충전을 유지할 때, 캐패시터(Cs)에 축적된 전하충전을 일부 방전시키고 발광구동전류(Iem)를 발생시키는 전압(최소 발광전압(Vlsb))과 동등한 전하충전을 남아있게 하는 전압보정 동작구간(Tvt); 캐패시터(Cs)에서 디스플레이 데이터에 따라 계조순차신호(계조순차전류(Idata))에 기초하여 전하충전을 쓰는 쓰기동작구간(Twr); 캐패스터(Cs)에 축적된 전하충전에 기초하여 소정의 발광계조순차로 발광동작을 유기EL소자(OEL)가 실행하는 발광동작구간(Tem)을 포함하기 위해 발광구동회로를 설정함으로서 수행된다(Tcyc ≥ Tpre + Tth + Tvt + Twr + Tem).
여기서, 행열 방향의 매트릭스에서 복수의 디스플레이 픽셀들(EM)을 배치함으로 하나의 프레임의 영상을 나타내는 경우에서, 하나의 처리사이클구간(Tcyc)은 하나의 프레임용 영상에 하나의 행에 대한 영상을 나타내는 디스플레이 픽셀(EM)의 행에 대해 순으로 요구된 구간이다. 사전-충전 동작구간(Tpre) 및 전압보정 동작구간(Tvt)은 복수의 행에 같은 시간에서 요구될 수 있고, 발광동작구간(Tem)은 각 행에 대한 데이터를 쓰기 위해 쓰기동작구간(Twr)을 벗어나면서 복수의 행으로 동시에 요구될 수 있다.
즉, 신호구동회로(SDR)의 스위치수단(SM)이 사전-충전전압(Vpre)을 데이터라 인(DL)에 출력하는 사전-충전 동작구간(Tpre) 후, 그리고 신호구동회로(SDR)의 스위치수단(SM)이, 문턱전압(Vth13)과 동등한 값이 아니라, 발광동작이 최소 발광계조순차로 실행될 때, 발광구동전류를 발생시키는 전압(최소발광전압(Vlsb))과 동등한 값으로 데이터라인(DL)에 계조순차전류(Idata)를 흐르게 하는 쓰기동작구간(Twr)으로 이동하긴 전의 구동제어방법은 발광구동(구동트랜지스터(Tr)(13))용 트랜지스터의 게이트와 소스(캐패시터(Cs)) 간에서 축적된 전하충전을 설정하기 위해 적용된다.
특히, 도 6에서 도시된 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스전압(Vgs)(캐패시터(Cs)의 양 끝단)의 변화 경향 및 도 7에서 도시된 구동트랜지스터(Tr)(13)의 드레인-대-소스 전류(Ids)(발광구동전류(Iem)) 변화 경향에서 최소 발광계조순차(대략, 100 내지 200μsec)로 발광동작을 실행시키자마자 발광구동전류(Iem)(= Ilsb; 4.68E - 08A)를 흐르게 할 수 있는 게이트-대-소스전압(Vgs)(= 최소발광전압(Vlsb); 제 1 전위차)으로 이르게 될 때, 도 10에서 도시된 바와 같이, 사전-충전 동작구간 후에 수행된 전압보정동작구간(Tvt)은 전압보정동작을 정지시키고 이후의 쓰기동작구간(Twr)으로 이동하도록 설정된다.
발광구동회로의 그런 구동제어방법에 따라서, 사전-충전 동작구간(Tpre)후에 전압보정동작구간(Tvt)에서 유기EL소자(OEL)가 최소 발광계조순차로 발광동작(디스플레이 동작)을 실행하기 위해 요구된 발광구동전류(Iem)(=Ilsb)에 따라 구동트랜지스터(Tr)(13)의 문턱전압(Vth13)보다 더 높은 전압(즉, 큰 절대값을 가진 전압)인 최소 발광전압(Vlsb)으로 캐패시터(Cs)로 일 회 충전된 구동트랜지스터 사전-충 전전압(Vpre13)을 감소시키는 것만 필요할 뿐이다. 이런 이유로, 구동트랜지스터 사전-충전전압(Vpre13)과 최소 발광전압(Vlsb) 간의 전위차는 구동트랜지스터 사전-충전전압(Vpre13)과 문턱전압(Vth13) 간의 전위차보다 더 작다. 이것은 전압보정동작구간(Tvt)이 문턱값 보정동작구간(Tth)보다 짧다는 사실을 알려준다. 예를 들면, 도 6 및 도 7에 도시된 게이트-대-소스전압(Vgs)(캐패시터(Cs)의 양끝단 전압(Vc))의 변화 경향에서 구동트랜지스터(Tr)(13)가 사용되는 경우, 전압이 문턱전압(Vth13)으로 감소될 때까지의 시간(대략 3 내지 4μsec)과 충전전압(약 100 내지 200μsec)의 보정동작에 요구된 시간이 비교된 바와 같이 크게 감소되는 것은 가능하다. 게다가, 전압보정동작구간(Tvt)에서, 전하충전은 캐패시터(Cs)에 축적될 뿐만 아니라, 계조순차전류(Idata)가 캐패시터(Cs)외에 데이터라인(DL)에 전압라인(VL)을 공급함으로부터 전류통로의 다른 캐패시턴스에 흐를 수 있도록 전하충전은 축적된다. 그러므로, 순간 계조순차전류(Idata)가 이후의 쓰기동작구간(Twr)에서 디스플레이 데이터의 기반으로 축적될 때조차도, 전류(Idata)에 의한 지연없이 발광구동전류(Iem)를 발생시키고 디스플레이 데이터에 부합하는 적당한 전압성분(Vdata)을 빠르고 충분히 축적시키는 역할을 하는 전하충전을 캐패시터(Cs)에 축적된 최소 발광전압(Vlsb)과 동등한 전하충전에 추가하는 것은 가능하다.
따라서, 발광구동회로의 구동제어동작(발광소자의 발광동작)에 따른 하나의 처리 사이클 구간(Tcyc)에서, 쓰기동작구간(Twr) 및 발광동작구간(Tem) 이전에 수행된 캐패시터(Cs)(게이트-대-소스전압(Vgs))의 충전전압(Vc)의 보정동작에 요구된 시간을 감소시키는 것은 가능하다. 이것은 발광소자의 발광동작구간(Tem)을 상대적 으로 길게 설정하고, 광의 조사 발광을 개선시키고, 도 9에서 도시된 경우와 동일하게 낮은 발광계조순차 범위에서 발광의 감소를 막을 수 있으며, 그리고 선형성을 유지할 수 있는 것이 가능하다.
(발광구동회로의 구동제어방법(비-발광 디스플레이))
계속해서, 발광구동회로를 갖는 구조에서 구동제어방법의 제 3 예(비-발광디스플레이 동작)가 이하에서 설명된다.
도 13은 데이터라인(DL)의 전류값; 선택신호(Ssel)의 전위; 유지신호(Shld)의 전위; 공급전압(Vsc)의 전위; 캐패시터(Cs)의 양끝단 전위차; 및 실시예에 따라 발광구동회로의 구동제어동작의 제 3 예에 따른 유기EL소자(OEL)를 통하여 흐르는 발광구동전류(Iem)의 전류값을 도시한 타이밍 챠트이다. 한편, 데이터라인(DL)에서, 사전-충전전류(Ipre) 및 캐패시터(Cs)의 양 끝단 전위(Vc)가 비-발광 디스플레이 전압(Vzero)(이후에 설명됨)으로 인해 0 V가 될 때까지, 흐르는 쓰기전류(Ia)의 방향은 서로 역으로 된다. 도 14A 및 14B는 차이 상태에서의 실시예에 따라, 발광구동회로의 동작 예(쓰기동작/발광동작)를 도시한 개념적인 도면이다. 여기에서는, 제 1 및 제 2 예에서 도시된 구동제어방법과 비슷한 제어동작의 설명을 간단하게 한다.
제 1 및 2 예의 여러 경우에서, 공급전압(Vsc)은 낮은 전위선택전압(Vs)부터, 쓰기동작구간(Twr)에서 발광동작구간(Tem)으로 이동하자마자 높은 전위발광전위전압값(Ve)으로 바뀌게 될 수 있다. 그러므로, 유지트랜지스터(Tr)(11)의 기생캐패시턴스와 같은 전하충전은 바뀌게 되고 구동트랜지스터(Tr)(13)의 전위는 증가된 다. 제 1 및 2 예에 따라, 캐패시터(Cs)에 쓰여진 변화전압(Vc)은 하나의 사이클 구간(Tcyc)이전에 전압보정동작구간(Tvt)에서 문턱전압(Vth13)의 근방에 위치되는 경우조차도, 발광구동전류(Iem)는 그런 미미한 게이트 전위이동에 의해 흐르게 되어 비-발광동작은 불안정하게 된다. 이런 이유로, 이 충전전압(Vc)은 완벽하게 방전되는 것이 바람직하며, 그리고 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스전압(Vgs)은 0V로 설정된다(연결점(N11) 및 연결점(N12)는 같은 전위를 가짐). 순간전류값의 계조순차전류(Idata)를 사용함으로서 그런 쓰기동작이 수행되는 경우에서, 쓰기전류(Ia)가 0으로 되고 캐패시터(Cs)가 방전될 때까지 상대적으로 오랜 시간이 걸린다. 특히, 캐패시터(Cs)에서 쓰여진 충전전압(Vc)이 하나의 사이클 구간(Tcyc) 이전의 전압보정동작구간(Tvt)에서 최대 발광계조순차(Vmsb)에 가까워질수록, 캐패시터(Cs)에 유지된 전하충전량은 더 있게 되어 더 오랜 시간이 걸린다.
상술된 제 1 예에 설명된 구동제어방법에 따라, 쓰기동작 이전에 발광구동용 트랜지스터로서의 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트와 소스 간에 연결된 캐패시터(Cs)에서 문턱전압(Vth13)에 비슷한 전하충전을 축적시키는 방법이 사용된다. 따라서, 도 6에서 도시된 바와 같이, 게이트-대-소스전압(Vgs)(캐패시터(Cs)의 양끝단 전위(Vc))이 문턱전압(Vth13)으로 감소할 때까지, 상대적으로 긴 시간인 약 3 msec가 필요하다. 게다가, 발광동작구간(Tem)에서 비-발광 상태에서 유기EL소자를 유지하기 위한 비-발광 디스플레이 동작을 실현시키기 위해, 문턱값 보정동작구간(Tth)은 문턱전압(Vth13)이하의 값으로 종료된 후(즉, 3 msec), 쓰기동작구간(Twr)에 공급된 계조순차전류(Idata)에 의해 캐패시터(Cs)에 충전된 전압(양 끝 단 전위(Vc))을 설정하는 것은 필요하다.
같은 방식으로, 제 2 예에 설명된 구동제어방법에 따라, 쓰기동작 이전에 트랜지스터로서의 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트와 소스 간에 연결된 캐패시터(Cs)에서 최소 발광전압(Vlsb)에 비슷한 전하충전을 축적시키는 방법은 사용된다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 캐패시터(Cs)의 충전전압(Vc)을 보정하는 동작은 약 100 내지 200 μsec로 대략적으로 감소될 수 있다. 그러나, 비-발광디스플레이 동작을 실현시키기 위해, 쓰기동작구간(Twr)에 공급된 계조순차전류(Idata)에 의해 문턱전압(Vth13)이하의 값으로 캐패시터(Cs)로 충전된 전압(양끝단의 전위(Vc))을 설정하는 것은 필요하다.
그러므로, 본 실시예에 따라, 도 13에서 도시된 바와 같이, 구동제어방법은, 하나의 처리사이클(Tcyc)내의 발광구동회로(DC)의 캐패시터(Cs)에 사전-충전전압(Vpre)에 기초하여 전하충전을 축적시키는 사전-충전 동작구간(Tpre); 최소 발광전압(Vlsb)과 동등한 전하충전 또는 문턱값 전압(Vth13)과 동등한 전하충전을 남아 있게 하는 캐패시터(Cs)에 축적된 전하충전을 일부 방전시키면서 전하충전을 유지하는 전압보정 동작구간(Tvt); 비-발광디스플레이 데이터에 따라 계조순차신호(비-발광 디스플레이전압(Vzero))을 인가하고 캐패시터(Cs)에서 유지된 대부분의 전하충전을 방전시키는 쓰기동작구간(Twr); 및 유기EL소자(OEL)가 발광 동작을 실행시키는 것(유기EL소자(OEL)가 비-발광 동작을 실행시키는 것)을 막는 발광동작구간(Tem)을 포함하기 위해 발광구동회로를 설정함으로서 수행된다(Tcyc ≥ Tpre + Tvt + Twr + Tem).
즉, 제 1 예 또는 제 2 예에서 설명된 실시예와 동일하게, 구동제어방법은 즉시 문턱전압(Vth13)과 동등한 값으로, 또는 사전-충전동작 및 쓰기동작구간(Twr)이전의 전압보정동작에 최소 발광계조순차(LSB)로 발광동작을 실행시키는 발광구동제어전류를 발생시키는 전압과 동등한 값으로 발광구동용 트랜지스터(구동트랜지스터(Tr)(13))의 게이트 및 소스(캐패시터(Cs)) 간에 축적된 전하충전을 설정하기 위해, 그리고 이후의 쓰기동작에서 도 14A에 도시된 바와 같이 데이터라인(DL)을 통해 신호구동회로(SDR)에서 발광구동회로(DC)(연결점(N12))로 공급전압(Vsc)으로서의 선택전압값(Vs)과 동등한 비-발광 디스플레이 전압(Vzero)을 직접적으로 인가함으로서 0 V로 게이트-대-소스 전압(Vgs)(캐패시터(Cs)의 양끝단 전위(Vc))을 설정하기 위해 사용된다.
그리하여, 캐패시터(Cs)에 축적된 대부분의 전하충전이 방전되고, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스전압(Vgs)은 문턱전압(Vth13)보다 현저하게 더 낮은 전압값(0 V)으로 설정된다. 결과적으로, 공급전압(Vsc)이 낮은 전위선택전압(Vs)부터, 높은 전위발광전압값(Ve)으로 바뀌게 되고, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트 전위는 쓰기동작구간(Twr)에서 발광동작구간(Tem)으로 이동하자마자 다소 증가하게 되는 경우조차도, 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트-대-소스 전압은 문턱전압(Vth13)보다 현저하게 더 낮아진다. 그러므로, 도 14B에서 도시된 바와 같이, 구동트랜지스터(Tr)(13)는 켜지지 않고(꺼진 상태로 유지), 발광구동전류(Iem)는 유기EL소자(OEL)로 공급되지 않아, 발광동작은 수행되지 않는다(비-발광상태가 됨).
여기서, 신호구동회로(SDR)부터 발광구동회로(DC)까지의 비-발광디스플레이 전압(Vzero)을 인가하는 시간은, 게이트-대-소스전압(Vgs)이 문턱전압(Vth13) 또는 제 1 예 또는 2 예에서 설명된 실시예와 동일하게 쓰기동작구간(Twr)에서 최소발광전압(Vlsb)에 이를 때 시간으로 설정된다. 그러므로, 타이밍은, 사전-충전 후에 전압보정동작구간(Tvt)에서, 예를 들면 도 6에서 도시된 그래프에 보정동작이 시작되고 전압보정동작구간(Tvt)이 종료되고 쓰기동작구간(Twr)으로 이동한 후에 약 100내지 200μsec에서 붕괴될 때, 비-발광디스플레디 전압(Vzero)이 인가되는 방식으로 설정된다.
그리하여, 사전-충전동작 및 쓰기동작 이전에 수행된 전압보정동작에 필요한 시간이 크게 감소되는 것이 가능하다. 또한, 비-발광디스플레이 데이터에 따라 계조순차전류가 비-발광디스플레이 동작(비-발광동작)에 관한 데이터라인(DL)을 통해 공급되는 경우 및 구동트랜지스터(Tr)(13)의 게이트와 소스 간에 연결된 캐패시터(Cs)에 축적된 대부분의 전하충전이 방전되는 경우와 비교해 볼 때, 비-발광 디스플레이 데이터의 쓰기동작에 필요한 시간을 크게 감소시키면서 비-발광 디스플레이동작을 효과적으로 실현시키는 것은 가능하다. 따라서, 제 1 예 및 제 2 예에 설명된 일반 계조순차 디스플레이동작에 따라서, 제 3 예에 설명된 실시예의 비-발광디스플레이 동작은 디스플레이 데이터에 따라서 전환되도록 제어되고 이것은 상대적으로 높은 발광 및 예리함을 지닌 원하는 발광순차의 수(예를 들면, 256 계조순차)의 발광 동작을 실현시키는 것은 가능하다.
특히, 제 1 예에 따라, 도 1에서 도시된 신호구동회로(SDR)의 스위치수 단(SM)은 사전-충전 동작구간(Tpre)에서 사전-충전전압(Vpre)을 데이터라인(DL)에 출력할 수 있다. 그 후, 문턱값 보정동작구간(Tth) 후에 쓰기동작구간(Twr)에서, 스위치수단(SM)은, 디스플레이 데이터가 비-발광 디스플레이 일 때 비발광디스플레이 전압(Vzero)을 출력할 수 있고, 디스플레이 데이터가 발광디스플레이 일 때 계조순차전류(Idata)가 데이터라인(DL)을 통하여 흐를 수 있도록 전환을 실행시킬 수 있다.
같은 방식으로, 제 2 예에 따라, 도 1에서 도시된 신호구동회로(SDR)의 스위치수단(SM)은 사전-충전동작구간(Tpre)에서 사전-충전전압(Vpre)을 데이터라인(DL)에 출력할 수 있다. 그 후, 전압보정동작구간(Tvt) 후에 쓰기동작구간(Twr)에서, 스위치수단(SM)은, 디스플레이 데이터가 비-발광 디스플레이 일 때 비발광디스플레이 전압(Vzero)을 출력할 수 있고, 디스플레이 데이터가 발광디스플레이일 때 계조순차전류(Idata)가 데이터라인(DL)을 통하여 흐를 수 있도록 전환을 실행시킬 수 있다.
게다가, 각 예에 설명된 실시예(구동제어방법)는 도 1에 도시된 바와 같이, 발광구동회로(DC)로서 3개의 트랜지스터(Tr)(11)내지 (Tr)(13)으로 구비되는 구조에 관해 기재된다. 그러나, 본 발명은 회로지정시스템에 따라 발광구동회로일 경우이것에 국한되지 않고 다른 회로구조는 가능하며, 그리고 디스플레이 데이터에 따라 공급된 계조순차전류를 단일 박막트랜지스터를 사용하고 게이트 및 소스에 연결된 캐패시터 또는 기생캐패시터에서의 전압성분을 축적시킴으로서 전압성분으로 전환하는 전류 및 전압 전환기능, 및 축적된 전압성분에 기반으로 발광소자(유기EL소 자(OEL))로 공급되는 발광구동전류를 제어하는 발광구동기능을 효과적으로 낼 수 있는 것은 분명하다.
(디스플레이유닛)
다음으로, 매트릭스에서 배치된 발광구동회로를 갖는 복수의 디스플레이 픽셀을 갖는 디스플레이 패널을 구비한 디스플레이유닛 및 그 디스플레이 구동방법을 도면을 언급하면서 설명한다. 도 15는 실시예에 따라, 디스플레이유닛의 전체적인 구조의 예시를 도시한 개략적인 블럭도이다. 도 16은 실시예 및 주변회로(선택 구동기, 유지 구동기, 및 공급전압 구동기)의 예에 따라, 디스플레이유닛에 인가된 디스플레이 패널을 도시한 개략적인 불럭도이다. 여기에서, 상술된 제 1 또는 제 2 예에서 설명된 계조순차 디스플레이동작 및 제 3 예에서 설명된 비-발광 디스플레이 동작을 선택적으로 실행하는 기능으로 구비된 디스플레이유닛을 설명한다. 게다가, 디스플레이 픽셀과 동등한 구조(발광구동회로; 도 1에서 언급함)는 같거나 같은 참조 숫자 또는 그 설명을 간단하게 하는 기호로 주어진다.
도 15 및 16에서 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 디스플레이유닛(100)은, 실시예로서 같은 회로구조를 갖는 발광구동회로(DC)로 구비된 복수의 디스플레이 영상의 n 행 × m 열(n, m은 임의의 양의 정수)로 구성된 매트릭스에서 배치된 디스플레이 패널(110) 및 행 방향으로 대략적으로 배치된 복수의 선택라인(SL)과 열 방향으로 배치된 복수의 데이터라인(DL) 간의 각 교차점의 근처에 배치된 유기 EL 소자(발광 소자)(OEL); 소정의 타이밍으로 각 선택라인(SL)에 대한 선택신호(쓰기제어단자)(Ssel)를 순차적으로 인가하는 이 디스플레이 패널(110)의 선택라인(SL)에 연결되는 선택구동기(120); 소정의 타이밍으로 유지신호(전압제어신호)(Shld)를 순차적으로 인가하는 각 선택라인(SL)에 평행하는 행 방향으로 배치된 유지라인(HL)에 연결된 유지 구동기(130); 사전-충전전압(Vpre)을 사전-충전동작(Tpre)에서 각 데이터라인(DL)을 통해 디스플레이 픽셀(EM)에 공급하고, 쓰기동작구간(Twr)에서 디스플레이 데이터에 따른 계조순차신호(계조순차전류(Idata) 또는 비-발광 디스플레이 전압(Vzero))을 각 데이터라인(DL)을 통해 디스플레이 픽셀(EM)에 공급하는 디스플레이 패널(110)의 데이터라인(DL)에 연결된 데이터 또는 신호구동기(140); 소정의 공급전압(Vsc)을 공급전압라인(VL)에 공통으로 인가하는 디스플레이 패널(110)에 배치된 모든 디스플레이 픽셀(EM)에 연결된 공급전압라인(VL)에 연결된 공급전압구동기(150); 적어도 선택구동기(120) 및 유지구동기(130), 데이터구동기(140), 및 이후에 설명되는 디스플레이 신호발생회로(170)로부터 공급된 타이밍 신호에 기초하여 공급전압구동기(150)의 동작 상태를 제어하는 선택제어신호를 발생시키는 시스템제어기(160); 유지제어신호, 데이터제어신호, 및 전원제어신호 및 그것들을 출력하는 것; 예를 들면, 디스플레이유닛(100)의 외부로부터 공급된 영상신호에 기반으로 하는 디스플레이 데이터(발광계조순차데이터)를 발생시키고 그것을 데이터구동기(140)에 공급하고, 디스플레이 데이터에 기초하여 디스플레이 패널(110) 상에 소정의 영상정보를 나타내는 타이밍의 신호(시스템 클럭등)를 추출하거나 또는 발생시키고 그것을 시스템 제어기(160)에 공급하는 디스플레이 신호발생회로(170)를 포함하도록 구성된다.
특히, 각 구성은 이하에서 설명된다.
(디스플레이 패널)
실시예와 동일하게(도 1에 언급함), 도 16에서 도시된 디스플레이 패널(110)에 배치된 디스플레이 픽셀(EM)은, 선택라인(SL)을 통해 선택구동기(120)로부터 인가되는 선택신호(Ssel) 및 유지라인(HL)을 통해 유지구동기(130)로부터 인가된 유지신호(Shld); 데이터라인(DL)을 통해 신호구동기(140)로부터 출력된 계조순차신호(계조순차전류(Idata) 또는 비-발광 디스플레이 전압(Vzero)); 각 구동제어방법에 설명된 사전-충전 동작 및 문턱값 보정동작(또는 전압보정동작), 쓰기동작, 및 공급전압라인(VL)을 통해 공급전압구동기(150)로 인가되는 공급전압(Vsc)에 기초하여 발광동작을 수행하는 발광구동회로(DC); 및 발광구동회로(DC)로부터 공급되는 발광구동전류(Iem)의 전류값에 따라 소정의 발광계조순차로 발광동작을 수행하는 유기EL소자(OEL)를 갖기 위해 구성된다. 한편, 본 발명의 따라, 유기EL소자(OEL)가 발광으로서 적용되는 경우를 실시예(도 1에서 언급함)와 동일하게 설명한다. 그러나, 발광소자가 발광구동전류의 전류값에 따라 소정의 발광계조순차로 발광동작을 실행하는 발광소자의 전류제어형태라면 다른 발광소자는 이용가능하다.
(선택구동기)
선택구동기(120)는 시스템제어기(160)로부터 공급되는 선택제어신호에 기초하여 각 선택라인(SL)에 켜진-레벨 선택신호(Ssel)를 인가하는 선택상태로 각 행용 디스플레이 픽셀(EM)을 설정한다. 본 실시예의 디스플레이유닛에 따라(구동제어방법에 관한 것은 이후에 자세하게 설명됨), 사전-충전동작구간에서, 선택신호(Ssel)를 선택라인(SL)의 적어도 복수 행에, 이와 동시에 선택라인(SL)의 모든 행에, 디 스플레이 패널(110)의 복수 행에 바람직하게 인가함으로서, 모든 디스플레이 픽셀(EM)은 동시에 선택상태로 설정된다. 반면에, 패널쓰기동작구간에서, 선택신호(Ssel)는 선택라인의 각 행에 순차적으로 인가되는데, 여기서 각 행용 디스플레이 픽셀(EM)은 선택상태로 설정되기 위해 순차적으로 제어된다.
예를 들면, 도 16에서 도시된 바와 같이, 선택구동기(120)는 이후에 설명되는 시스템제어기(160)로부터 공급되는 선택클럭신호(SCK)에 기초하여 선택라인(SL)의 각 행에 따른 이동신호 및 선택제어신호로서 선택시작신호(SST)를 순차적으로 출력하는 이동레지스터(121); 및 이 이동레지스터(121)로부터 출력된 이동신호를 소정의 신호레벨(켜진 레벨)로 전환하고, 선택제어신호로서 시스템제어기(160)로부터 공급된 출력제어신호(SOE)에 기초하여 선택신호(Ssel)로서의 각 선택라인(SL)에 이 이동신호를 출력하는 출력회로부(122)를 갖기 위해 구성된다.
여기에서, 본 실시예에 따라 선택구동기(120)에서, 특히, 출력회로부(122)는, 이동레지스터(121)로부터 순차적으로 출력된 이동신호를 켜진 레벨 선택신호(Ssel)로서의 선택라인(SL)의 각 행에 순차적으로 출력하는 기능(모드); 및 적어도 선택라인(SL)의 복수의 행에, 바람직하게, 이동레지스터(121)로부터의 이동신호에 무관한 모든 선택라인(SL)에 켜진 레벨 선택신호를 동시에 출력하는 기능(모드)을 갖도록 구성되며, 그리고 출력제어신호(SOE)에 기초하여, 이러한 기능들은 전환되도록 구성된다.
즉, 이후에 기술됨으로서, 디스플레이 패널(110)에 배치된 디스플레이 픽셀(EM)의 각 행에 계조순차신호를 공급하고 디스플레이 데이터를 순차적으로 쓰기 동작(패널쓰기동작)에서, 출력회로부(122)는 선택라인(SL)에 선택신호(Ssel)를 순차적으로 출력하는 모드로 설정된다. 디스플레이 패널(110)에 배치된 적어도 선택라인(SL)의 복수의 선택라인(SL)의 행에 소정의 사전-충전전압(Vpre)에 따른 전하충전을 축적(충전)시키는 동작에서, 패널 쓰기 동작이전에 모든 디스플레이 픽셀(EM)에서, 출력회로부(122)는 적어도 선택라인(SL)의 복수의 행에, 바람직하게는, 모든 선택라인(SL)에 선택신호(Ssel)를 동시에 출력하는 모드로 설정된다.
(유지구동기)
유지구동기(130)는 시스템제어기(160)로부터 공급된 유지제어신호에 기초하여 각 유지라인(HL)에 켜진 레벨 유지신호(Shld)를 인가함으로서 각 행(실시예에 관해 도시된 발광구동회로(Tr)(13)에 부합함)용 디스플레이 픽셀(EM)로 구비된 게이트 단자에 소정의 전압의 인가상태를 유지할 수 있다.
실시예의 디스플레이유닛에 따라(구동제어방법에 관해 이후에 상세히 설명됨(도 20에 관함)), 사전-충전동작구간 및 문턱값 보정동작구간(또는 전압보정구간)에서, 유지신호(Shld)는 적어도 유지라인(HL)의 복수의 행에, 바람직하게, 이와 동시에 유지라인(HL)의 모든 행에 인가된다. 그 후, 디스플레이 패널(110)의 복수의 행은, 바람직하게, 모든 디스플레이 픽셀(EM)은 동시에 선택상태로 설정된다. 반면에, 패널 쓰기동작구간에서, 유지신호(Shld)는 유지라인(HL)에 각 행으로 순차적으로 인가되는데, 각 행용 디스플레이 픽셀(EM)은 각 행용 디스플레이 픽셀(EM)로 구비되는 발광 구동용 트랜지스터의 게이트 전압을 유지하도록 순차적으로 제어된다.
예를 들면, 도 16에 도시된 바와 같이, 선택구동기(120)와 동일하게, 유지구동기(130)는 유지클럭신호(HCK)에 기초하여 각 행의 유지라인(HL)에 부합하는 이동신호 및 유지제어신호로서 시스템 제어기(160)로부터 공급되는 유지시작신호(HST)를 순차적으로 출력하는 이동레지스터(131), 및 이 이동신호를 소정의 신호레벨(켜진 레벨)로 전환하고 유지제어신호로서 공급된 출력제어신호(HOL)에 기초하여 유지신호(Shld)로서의 각 유지라인(HL)에 이동신호를 출력하는 출력회로부(132)를 갖도록 구성된다.
여기에서, 본 실시예에 따라 유지구동기(130)에서, 특히, 출력회로부(122)는, 이동레지스터(121)로부터 순차적으로 출력된 이동신호를 켜진 레벨 유지신호(Shld)로서의 유지라인(HL)의 각 행에 순차적으로 출력하는 기능(모드); 및 적어도유지라인(HL)의 복수의 행에, 바람직하게, 이동레지스터(121)로부터의 이동신호에 무관한 모든 유지라인(HL)에 켜진 레벨 선택신호를 동시에 출력하는 기능(모드)를 갖도록 구성되며, 그리고 출력제어신호(HOE)에 기초하여 이러한 기능들은 전환되도록 구성된다.
즉, 이후에 기술됨으로서, 디스플레이 패널(110)에 배치된 디스플레이 픽셀(EM)의 각 행에 계조순차신호를 공급하고 디스플레이 데이터를 순차적으로 쓰는 동작에서(패널쓰기동작), 출력회로부(122)는 각 유지라인(HL)에 유지신호(Shld)를 순차적으로 출력하는 모드로 설정된다. 디스플레이 패널(110)에 배치된 디스플레이 픽셀(EM)의 각 행에 계조순차신호를 공급하고 디스플레이 데이터(패널 쓰기동작)에 순차적으로 쓰는 동작에서, 출력회로부(122)는 각 유지라인(HL)에 유지신호를 순차 적으로 출력하는 모드로 설정된다. 디스플레이 패널(110)에 배치된 적어도 디스플레이 픽셀(EM)의 복수의 행에 소정의 사전-충전전압(Vpre)에 따른 전하충전을 축적(충전)시키는 동작에서, 바람직하게는, 패널 쓰기 동작 및 축적된 전하충전을 일부 방전시키는 동작이전에 모든 디스플레이 픽셀(EM)에서, 문턱전압(Vth13)에 부합하는 전하충전을 남아있게 하고 전하충전을 유지시킴으로서, 출력회로부(122)는 적어도 유지라인(HL)의 복수의 행에, 바람직하게 모든 유지라인(HL)에 유지신호(Shld)를 출력하는 모드로 설정된다.
도 17은 실시예에 따라, 디스플레이유닛에 인가될 수 있는 데이터 구동기의 예를 도시한 개략적인 블럭도이다. 도 18은 실시예에 따라, 데이터 구동기에 인가될 수 있는 계조순차신호 발생부의 예를 도시한 개략적인 블럭도이다. 도 19는 실시예에 따라, 데이터 구동기에 인가할 수 있는 계조순차신호 발생부의 실제부의 구조를 도시한 개략적인 블럭도이다. 한편으로, 도 17 내지 도 19에서 도시된 데이터구동기의 내부구조에 관하여, 적용가능한 예만 도시되었을 뿐, 본 실시예는 이것에 국한되지 않는다.
도 17에서 도시된 바와 같이, 데이터 구동기(140)는, 시스템제어기(160)로부터 공급된 데이터 제어선호에 기초하여 소정의 타이밍으로 각 행에 대해 이후에 설명되는 디스플레이 신호발생회로(170)로부터 공급된 디지털 신호로 구성된 디스플레이 데이터(발광 계조순차데이터)를 나오게 하고 유지시키며, 디스플레이 데이터의 계조순차가 0 비트이외의 다른 값일 때(즉, 비-발광디스플레이)에 계조순차값에 부합하는 전류값을 갖는 계조순차전류(Idata)를 발생시키고, 반면에, 계조순차가 0 비트일 때(비-발광디스플레이) 비-발광 디스플레이 동작을 실행하는 특정전압(비-발광 디스플레이 전압)(Vzero)을 발생시키며, 그리고 데이터라인(DL)을 통해 패널쓰기동작구간에서 선택상태로 설정되는 각 행용 디스플레이 픽셀(EM)에 특정전압(Vzero)을 동시에 공급하는 계조순차신호발생부(141); 및 시스템 제어기(160)로부터 공급된 데이터제어신호(사전-충전 신호(PCG))에 기초하여 각 데이터라인(DL)에 하나의 끝단에 연결된 트랜지스터 스위치(SWpr)의 켜짐 및 꺼짐 동작을 제어하고, 디스플레이 패널(110)에 배치된 적어도 디스플레이 픽셀(EM)의 복수 행에, 바람직하게는, 각 데이터라인(DL)을 통해 모든 디스플레이 픽셀(EM)에 소정의 사전-충전전압(Vpre)을 이와 동시에 공급하는 사전-충전전압공급부(142)를 갖도록 구성된다.
여기에서, 예를 들면, 도 18에서 도시된 바와 같이, 계조순차신호발생부(141)는, 시스템제어기(160)로부터 공급된 데이터 제어신호(이동클럭신호(CLK) 및 샘플링시작신호(STR))에 기초하여 이동신호를 순차적으로 출력하는 이동 레지스터(41); 이 이동 신호의 입력 타이밍에 기초하여 디스플레이 신호발생회로(170)로 부터 공급되는 하나의 행에 대한 디스플레이 데이터 D0 내지 Dm을 순차적으로 나오게 하는 데이터 레지스터회로(42); 데이터 제어신호(데이터래치신호(STB))에 기초하여 데이터 레지스터회로(42)에 의해 나오게 되는 하나의 행에 대한 디스플레이 데이터 D0 내지 Dm을 유지시켜주는 데이터래치회로(43); 데이터래치회로(43)에 의해 유지된 디스플레이 데이터 D0 내지 Dm으로부터 비-발광디스플레이 데이터(0 비트의 계조순차값)를 검출하고, 이 디스플레이 데이터에 부합하는 행의 데이터라 인(DL)에 소정의 비-발광 디스플레이전압(Vzero)을 인가하며, 그리고 그 자체로서 비-발광디스플레이외의 디스플레이 데이터 D0 내지 Dm를 통과하여 다음 상태의 D/A전환기(45)로 출력하는 비-발광 디스플레이 전압인가 회로(44); 비-발광 디스플레이 전압인가 회로(44)를 통해 지난 입력된 디스플레이 데이터 D0 내지 Dm(비- 발광 디스플레이외의 것)을, 전원공급수단(설명 생략)으로부터 공급된 계조순차기준전압 V0 내지 VP에 기초하여 소정의 아날로그신호전압(계조 순차전압(Vpix))으로 전환하는 D/A 컨버터(45); 및 아날로그 신호전압으로 전환된 이동 데이터에 부합하는 계조순차전류(Idata)를 발생시키고, 시스템 제어기(160)로부터 공급된 데이터 제어신호(출력가능 신호(OE))에 기초하여 타이밍으로 이 디스플레이 데이터에 부합하는 행의 데이터라인(DL)으로 출력하는 전압전류전환 및 계조순차전류공급회로(46)를 갖도록 구성된다.
여기에서, 예를 들면, 도 19에 도시된 바와 같이, 비-발광 디스플레이 전압인가 회로(44)는, 각 특정 행에 따른 데이터래치회로(43)에서 유지된 디지털 데이터로 구성된 디스플레이 데이터 D0 내지 Dm 사이에 비-발광디스플레이 데이터로서 0 비트의 계조순차를 갖는 디스플레이 데이터를 검출하는 비-발광 디스플레이 판단부(44a); 및 다음 상태의 D/A 전환기(45) 및 다음 상태의 전압전류전환 및 계조순차전류공급회로(46)를 거치지 않고 비-발광 디스플레이 데이터로서 판단되는 행의 데이터라인(DL)에 소정의 비-발광 디스플레이 전압(Vzero)을 직접적으로 인가하는 비-발광 디스플레이 전압발생부(44b)를 갖도록 구성된다.
제 3 예에 따른 구동제어방법에서 지정된 바와 같이, 비-발광 디스플레이 전 압발생부(44b)에 의해 데이터라인(DL)에 인가된 비-발광 디스플레이 전압(Vzero)은 사전-충전동작 및 문턱값 보정동작으로 인한 디스플레이 픽셀(EM)로 구성된 발광구동회로(DC)의 발광동작용 트랜지스터(구동트랜지스터(Tr)(13))의 게이트와 소스 간에서 축적된 전하충전을 방출시킴으로 게이트-대-소스가 0V(또는 0V 근처)로 되기에 필요한 임의의 전압값으로 설정된다.
(공급전압구동기)
공급전압구동기(150)는 적어도 디스플레이 소자(EM)의 복수의 행에, 바람직하게는, 시스템 제어기(160)으로부터 공급되는 전원제어신호(공급전압스위치신호(PWR))에 기초하여 디스플레이 패널(110)에 배치된 각 디스플레이 픽셀(EM)(유기EL소자(OEL))을 만드는 구간에서만 공급전압라인(VL)을 통한 모든 디스플레이소자(EM)에 고레벨 발광전압값(Ve)의 공급전압(Vsc)을 인가하고, 공급전압구동기(150)는 디스플레이 픽셀(EM)의 적어도 복수 행에, 바람직하게는, 다른 구간에서 모든 디스플레이 픽셀(EM)에, 저레벨 선택전압값(Vs)의 공급전압(Vsc)을 인가한다.
디스플레이 패널(110)에 배치된 디스플레이 픽셀(EM)의 적어도 복수의 행은, 바람직하게는, 모든 디스플레이 픽셀(EM)은 충전으로 동시에 공급되는 사전-충전구간에서; 사전-충전전압(Vpre)이 일부 방전되고 문턱값(Vth13)(또는 최소 발광전압(Vlsb))이 디스플레이 픽셀(EM)의 적어도 복수의 행에, 바람직하게는, 모든 디스플레이 픽셀(EM)에 유지되는 문턱보정동작구간(또는 전압보정구간)에서; 및 선택상태로 각 행의 디스플레이 픽셀 그룹(EM)을 순차적으로 설정하고 계조순차신호(계조순차전류(Idata) 또는 비-발광 디스플레이 전압(Vzero)(특히, 이후에 자세하게 설명됨))을 쓰는 패널 쓰기동작구간에서, 저레벨 선택전압값(Vs)의 공급전압(Vsc)은 공급전압구동기(150)부터 디스플레이 픽셀(EM)의 적어도 복수의 행으로, 바람직하게는, 모든 디스플레이 픽셀(EM)로 인가된다.
(시스템 제어기)
시스템제어기(160)는, 각 선택구동기(120) 및 유지구동기(130), 데이터구동기(140), 및 공급제어구동기(150)의 동작상태를 제어하기 위해 선택제어신호, 유지제어신호, 데이터제어신호, 및 전원제어신호를 발생시키고 소정의 전압레벨을 갖는 선택신호(Ssel) 및 유지신호(Shld), 계조순차신호(계조순차전류(Idata), 비-발광디스플레이 전압(Vzero)) 및 공급전압(Vsc)을 발생시키기 위해 출력하는 소정의 타이밍으로 각 구동기를 동작시킬 수 있고 출력하며; 그리고 디스플레이 패널(110)상에 영상신호에 기초하여 소정의 영상 정보를 나타내는 각 디스플레이 픽셀(EM)에서 구동제어동작(사전-충전동작, 문턱값 보정동작(또는 전압보정동작), 패널쓰기동작, 및 발광동작)을 연속적으로 실행시킬 수 있다.
(디스플레이 신호발생회로)
디스플레이 신호발생회로(170)는 발광 계조순차신호 성분으로부터, 예를 들면 디스플레이유닛(100)의 외부로부터 공급된 영상신호로부터 추출할 수 있고, 디스플레이 패널(110)의 각 행에 대한 디스플레이 신호로 구성된 디스플레이 데이터(발광계조순차데이터)로서 데이터구동기(140)의 데이터 레지스터 회로(42)로 구성된 이 발광계조순차신호를 공급할 수 있다. 여기에서, 영상 신호가 TV 방송신호(혼합영상신호)와 같은 영상정보의 디스플레이 타이밍을 정하는 타이밍신호성분을 포 함하는 경우에서, 디스플레이 신호발생회로(170)는, 타이밍 신호성분을 추출하는 기능을 가질 수 있고, 발광계조순차 신호성분을 추출하는 기능이외에 시스템 제어기(160)에 공급할 수 있다. 이 경우에서, 시스템 제어기(160)는 디스플레이 신호발생회로(170)로부터 공급된 타이밍 신호에 기초하여 선택구동기(120) 및 유지 구동기(130), 데이터구동기(140), 및 공급전압구동기(150)에 개별적으로 공급되는 각 제어신호를 발생시킬 수 있다.
(디스플레이유닛의 디스플레이 구동방법)
다음으로, 본 발명에 따라 디스플레이 유닛에서 디스플레이 구동방법(영상정보의 디스플레이 동작)은 이하에서 설명된다.
도 20은 실시예에 따라, 디스플레이유닛의 디스플레이의 구동방법의 예를 도시한 타이밍챠트이다. 여기에서, 실시예(도 1에 관함)에 설명된 디스플레이 픽셀(EM)(발광구동회로(DC))엣의 제 2 예 및 제 3 예에서 설명된 구동제어방법을 실시예의 디스플레이유닛에 적용하는 경우를 영상정보의 디스플레이 동작에 관해서 설명하고 등가 구동제어방법의 설명은 생략한다.
도 20에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따라 디스플레이유닛(10)의 디스플레이 동작의 구동제어동작은, 디스플레이 패널(110)상에 나타난 디스플레이 픽셀(EM)의 적어도 복수의 행을, 바람직하게는, 선택상태에서의 모든 디스플레이 픽셀(EM)을 설정하고, 하나의 프레임 구간(Tfr)(하나의 처리사이클구간(Tcyc)과 동등함)내의 데이터라인(DL)을 통하여 데이터구동기(140)에 구비된 사전-충전전압공급부(142)로부터 소정의 사전-충전전압(Vpre)을 동시적으로 인가함으로서 각 디스플 레이 픽셀(EM)(발광구동회로(DC))에 사전-충전전압(Vpre)에 부합하는 전하충전을 축적시키는 사전-충전동작구간(TApr); 각 디스플레이 픽셀(EM)에 축적된 전하충전을 일부 방전시키고, 각 디스플레이 픽셀(EM)에 구비된 발광소자(유기EL소자(OEL))를 만들었을 때 발광구동용 트랜지스터(구동트랜지스터(Tr)(13))에 설정된 전압(최소 발광전압)과 동등한 전하충전을 남아있게 하고 전하충전을 유지시키는 전압보정동작구간(TAvt); 선택상태로 각 라인에 대한 디스플레이 패널(110)상에 나타난 디스플레이 픽셀(EM)을 설정하고, 디스플레이 데이터에 따라 데이터라인(DL)을 통하여 데이터구동기(140)에 구비된 계조순차신호발생부(141)로부터 계조순차신호(계조순차전류(Idata) 또는 비-발광 디스플레이전압(Vzero))을 인가함으로서 각 디스플레이 픽셀(EM)에 계조순차신호에 부합하는 전하충전을 축적시키는 쓰기동작구간(TAwr); 및 각 디스플레이 픽셀(EM)에 축적된 전하충전에 기초하여 디스플레이 데이터에 따른 발광계조순차로 발광동작을 발광소자(유기EL소자(OEL))가 동시적으로 실행하는 발광동작구간(TAem)(Tfr TApr + TAvt + TAwr + TAem)을 포함하도록 발광구동제어를 설정함으로서 수행된다.
(사전-충전 동작구간)
우선, 도 20에 도시된 바와 같이, 사전-충전동작구간(TApr)에서, 켜진-레벨 선택신호(Ssel)가 디스플레이 픽셀(EM)의 적어도 복수의 행에, 바람직하게는, 선택구동기(120)로부터 모든 선택라인(SL)에 인가되는데, 디스플레이 패널(110)상에 나타난 선택라인의 적어도 복수의 행은, 바람직하게는, 모든 디스플레이 픽셀(EM)은 선택상태로 동시적으로 설정된다.
게다가, 이 타이밍과 동시에 일어나는, 저 레벨공급전압(Vsc)(= Vs)은 디스플레이 픽셀(EM)의 적어도 복수의 행에, 공통공급전압라인(VL)을 통하여 공급전압구동기(150)로부터 모든 디스플레이 픽셀(EM)에 인가되며, 그리고 켜진-레벨 유지신호(Shld)는 디스플레이 픽셀(EM)의 적어도 복수의 행에, 바람직하게는, 유지구동기(130)로부터 모든 유지라인(HL)에 인가된다. 결과적으로, 디스플레이 픽셀(EM)의 적어도 복수의 행은, 바람직하게는, 모든 디스플레이 픽셀(EM)은 유지상태(상세하게, 저 레벨공급전압(Vsc)에 기초하여 전압이 도 1에서 도시된 발광구동회로(DC)로 구성된 발광구동용 트랜지스터(구동트랜지스터(Tr)(13))의 게이트에 인가되는 상태)로 설정된다.
그 후에, 사전-충전전압(Vpre)은 데이터라인(DL)의 복수의 행에, 바람직하게는, 이 타이밍과 동시에 일어나는 데이터구동기(140)로 구비된 사전-충전전압공급부(142)로부터의 모든 데이터라인(DL)에 인가된다. 결과적으로, 사전-충전전압(Vpre)에 부합하는 전하충전은, 디스플레이 픽셀(EM)의 복수의 행, 바람직하게는, 발광구동회로(SC)로 구성된 모든 디스플레이 픽셀(EM)(상세하게, 발광구동용트랜지스터(구동트랜지스터(Tr)(13))의 게이트와 소스 간); 캐패시터(Cs)의 양 끝단(도 20의 각 디스플레이의 양 끝단 전위(Vc)에 관함)에 축적된다.
(전위보정동작구간)
다음으로, 도 20에 도시된 바와 같이, 전압보정동작구간(TAvt)에서, 저 레벨(Vs)로 공급전압구동기(150)로부터 각 디스플레이 픽셀(EM)에 인가되는 공급전압(Vsc)을 유지하고, 선택라인(SL)의 적어도 복수의 행에, 바람직하게는, 유지구동 기(130)로부터 켜진 레벨로 유지된 각 디스플레이 픽셀(EM)까지 인가되는 유지신호(Shld)를 지닌 선택구동기(120)로부터의 모든 선택라인(SL)에, 인가됨으로서 디스플레이 픽셀(EM)의 적어도 복수의 행은, 바람직하게는, 모든 디스플레이 픽셀(EM)은 비-유지상태로 설정된다.
그리하여, 도 2에 도시한 구동제어방법으로서, 각 디스플레이 픽셀(EM)에 축적된 전하충전(발광구동회로(DC)로 구성된 발광구동용 트랜지스터의 게이트와 소스 간; 캐패시터(Cs)의 양 끝단)은 일부가 방전되고, 각 디스플레이 픽셀(EM)에 축적된(유지된) 전하충전(발광구동용 트랜지스터의 게이트-대-소스전압(Vgs); 캐패시터(Cs)의 양 끝단)에 기반으로 둔 전위는 사전-충전전압(Vpre)으로부터 발광구동용 트랜지스터(구동트랜지스터(Tr)(13))의 문턱전압(Vth13)으로 감소되도록 변화된다.
여기에서, 전압보정동작구간(TAvt)에서, 각 디스플레이 픽셀(EM)에 축적된(유지된) 전하충전(캐패시터(Cs)의 양 끝단의 전위(Vc))에 기반으로 둔 전위가 발광소자(유기EL소자(OEL))의 발광동작에 관한 전압값(최소 발광전압(Vlsb))으로 낮아질 때, 이 보정동작은 이후의 패널쓰기동작으로 이동하기 위해 종료된다.
즉, 일련의 사전-충전동작 및 전압보정동작으로 인해, 최소발광전압(Vlsb)에 따른 전하충전은 디스플레이 패널(110)에 배치된 디스플레이 픽셀(EM)의 적어도 복수의 행에, 바람직하게는 모든 디스플레이 픽셀(EM)(발광구동용 트랜지스터의 게이트 및 소스 간)에 축적된다.
(패널쓰기동작구간)
계속해서, 도 20에 도시된 바와 같이, 패널쓰기동작구간(TAwr)에서, 켜진-레 벨의 선택신호(Ssel)는, 서로 일시적인 겹침이 없도록 선택구동기(120)에서 각 행의 선택라인(SL)으로 순차적으로 인가되고, 꺼진-레벨의 선택신호(Ssel)는 남아있는 행의 선택라인(SL)에 인가되는데, 각 행의 디스플레이 픽셀(EM)은 선택상태로 순차적으로 설정된다.
게다가, 켜진-레벨 유지신호(Shld)는 이 타이밍과 동시에 일어나는 유지구동기(130)로부터 선택상태로 설정된 행의 유지라인(HL)에 순차적으로 인가되며, 그리고, 꺼진-레벨 유지신호(Shld)는 선택되지 않은 행의 유지라인(HL)에 인가된다. 그리하여, 선택상태로 각 행의 디스플레이 픽셀(EM)은 유지상태(저 레벨공급전압(Vsc)(= Vs)에 기초하여 전압이 발광구동용 트랜지스터(구동트랜지스터(Tr)(13))의 게이트에 인가된 상태)로 순차적으로 설정된다. 한편, 사전-충전 동작구간(TApr) 및 전압보정동작구간(TAvt) 이후의 패널쓰기동작구간(TAwr)에서, 저-레벨 공급전압(Vsc(=Vs))이 디스플레이 픽셀(EM)의 적어도 복수의 행에, 바람직하게는, 공급전압구동기(150)로부터 모든 디스플레이 픽셀(EM)에 인가되는 상태는 유지된다.
그 후, 디스플레이 신호발생회로(170)로부터 공급된 디스플레이 데이터(디지털 데이터)에 기초하여 계조순차신호(계조순차전류(Idata) 또는 비-발광 디스플레이전압(Vzero))는 데이터라인(DL)의 적어도 복수의 행에, 바람직하게는, 이 타이밍과 동시에 일어나는 데이터구동기(140)에 구비된 계조순차신호발생부(141)로부터 모든 데이터라인(DL)에 인가된다. 그리하여, 이 계조순차신호에 기초하여 전압성분은 선택상태로 설정된 행의 디스플레이 픽셀(EM)(발광구동용 트랜지스터의 게이트 와 소스 간; 캐패시터(Cs)의 양 끝단)에 충전(쓰여)된다.
여기에서, 디스플레이 신호발생회로(170)로부터 데이터구동기(140)까지 공급된 디스플레이 데이터가 제 2 예 및 제 3 예에 설명된 구동제어방법과 동일하게, 비-발광 디스플레이 데이터이외에 발광 계조순차 데이터(0비트이외에 계조순차값)인 경우에서, 이 디스플레이 데이터에 따른 계조순차전류(Idata)는 행에 부합하는 데이터라인(DL) 상에 흐르기 위해 데이터구동기(140)에 의해 발생된다. 반면에, 디스플레이 신호발생회로(170)로부터 공급되는 디스플레이 데이터가 비-발광 디스플레이 데이터(0비트의 계조순차값)일 때, 소정의 비-발광 디스플레이전압(Vzero)은 행에 부합하는 데이터라인(DL)에 공급되는 데이터구동기(140)로부터 발생된다.
도 20에서, 예를 들면, 비-발광디스플레이 데이터터이외에 발광계조순차데이터(0 비트이외에 계조순차값)에 기초하여 계조순차전류(Idata)가 제 1의 j번 열 및 n번 행에서 디스플레이 픽셀(EM)에 공급되는 경우, 그리고 또한, 비-발광 디스플레이 데이터에 기초하여 비-발광 디스플레이전압(Vzero)은 제 2 행의 j번 열에서 디스플레이픽셀(EM)에 공급되는 경우, 계조순차신호의 이러한 2 종류가 공급되는 상태를 설명하기 위해 기재된다.
따라서, 도 20에서 도시된 바와 같이, 계조순차전류(Idata)가 계조순차신호로서 공급되는 디스플레이 픽셀(EM)에서, 이 계조순차신호에 기초하여 전하충전(전압성분(Vdata))은 행에 부합하는 각 디스플레이 픽셀(EX)에서 유지된 최소 발광전압(Vlsb)에 따라 축적된다(발광구동용 트랜지스터의 게이트와 소스 간). 이것은 디스플레이 데이터에 따는 전압(Vα)이 발광구동용 트랜지스터의 게이트와 소스간에 서 충전되는 결과를 낳는다.
게다가, 도 20에서 본 바와 같이, 계조순차전류(Idata)가 계조순차신호로서 공급되는 디스플레이 픽셀(EM)에서, 행에 부합하는 각 디스플레이 픽셀(EX)에서 유지된 최소 발광전압(Vlsb)에 따른 거의 모든 전하충전은 방전되고 이것은 디스플레이 데이터에 따는 전압(0 V)이 발광구동용 트랜지스터의 게이트와 소스 간에서 설정된 결과를 낳는다.
각 행의 디스플레이 픽셀(EX)에 계조순차 신호의 쓰기동작은 선택신호(Ssel)가 각 행의 선택라인(SL)에 인가되는 타이밍에 기초하여 반복된다. 그리하여, 디스플레이 데이터(계조순차신호)는 디스플레이 패널(110) 상에 배치된 디스플레이 픽셀(EM)의 적어도 복수의 행에, 바람직하게는 모든 디스플레이 픽셀(EM)에 쓰여진다(도 20에서 각 디스플레이 픽셀의 캐패시터(Cs)의 양 끝단 전위(Vc)를 참조)
(발광구간)
계속해서, 도 20에서 도시된 바와 같이, 발광동작구간(TAem)에서, 선택신호(Ssel)는 선택구동기(120)로부터 각 선택라인(SL)까지 공급되고, 유지신호(Shld)는 유지구동기(130)로부터 꺼진 레벨에서 각 유지라인(HL)까지 공급된다. 그리하여, 각 행의 디스플레이 픽셀(EM)은 비-선택 상태 및 비-유지상태로 설정된다.
게다가, 디스플레이 픽셀(EM)의 적어도 복수의 행에, 바람직하게는, 이 타이밍과 동시에 발생하는 공급전압구동기(150)로부터 모든 디스플레이 픽셀(EM)에 고 레벨 공급전압(Vsc(=Ve))을 인가함으로서, 디스플레이 픽셀(EM)의 적어도 복수의 행은, 바람직하게는, 모든 디스플레이 픽셀(EM)은 발광상태로 설정된다.
그리하여, 디스플레이 데이터(계조순차신호)에 따른 발광구동전류(Iem)은 발광소자(유기EL소자(OEL))에 인가되는 각 디스플레이 픽셀(EM)에 유지된 전압성분(발광구동용 트랜지스터의 게이트와 소스 간)에 기초하여 발생된다.
즉, 일반 계조순차동작(비-발광디스플레이외)에 따라, 계조순차신호(계조순차전류(Idata))의 디스플레이 픽셀(EM)에서, 이 계조순차전류(Idata)와 거의 같은 전류값을 갖는 발광구동전류(Iem)는 발광소자(유기EL소자(OEL))에 공급되기 위해 발생된다. 그 후, 발광동작은 디스플레이 데이터에 따라 소정의 발광계조순차로 수행된다(도 20에서 제 1 행의 j번 열에서 디스플레이 픽셀(EM)에서의 발광구동전류(Iem)에 관함).
반면에, 비-발광 디스플레이이 동작에 따른 계조순차신호(비-발광 디스플레이전압(Vzero))가 쓰여지는 디스플레이 픽셀(EM)에서, 발광구동용 트랜지스터의 게이트-대-소스 전압(캐패시터(Cs)의 양 끝단 전위(Vc))이 문턱전압(0V) 이상이 아닌것으로 설정되었기 때문에, 발광구동전류(Iem)는 발광소자(유기EL소자(OEL))에 공급되지 않고 비-발광 상태로 유지된다(도 20에서 제 2 행의 j번 열에서 디스플레이 픽셀(EM)에서의 발광구동전류(Iem)를 참조).
그 발광동작(또는 비-발광동작)은 디스플레이 패널(110) 상에 배치된 디스플레이 픽셀(EM)의 적어도 복수의 행에, 바람직하게는 모든 디스플레이 픽셀(EM)에 동시적으로 수행된다. 그리하여, 영상신호에 기초하여 소정의 영상정보는 디스플레이 패널(110) 상에 나타낸다.
이 방식으로, 실시예의 디스플레이유닛 및 그 디스플레이 구동방법에 따라서, 비-발광 디스플레이의 경우 이외에 각 디스플레이 픽셀에 디스플레이 데이터(영상신호)에 기초하여 계조순차전류(Idata)를 공급하고, 이 전류값에 따른 유지된 디스플레이 데이터에 기초하여 발광소자(유기EL소자(OEL))에 공급되는 발광구동전류를 제어함으로서, 발광소자가 디스플레이 데이터에 따른 소정의 발광계조순차로 발광동작을 실행시키도록 하는 전류지정 시스템의 구동제어방법에 적용시키는 것은 가능하다. 게다가, 계조순차전류(Idata)의 전류레벨을 각 디스플레이소자가 구비된 발광구동용 단일 트랜지스터(구동트랜지스터(Tr)(13))에 의해 전압레벨로 전환하는 기능(전류/전압전환기능), 및 전압레벨에 기초하여 소정의 전류값을 갖는 발광구동전류(Iem)을 공급하는 기능(발광구동기능) 둘 다는 구비된다. 그러므로, 각 디스플레이 픽셀에 발광구동회로로 구성된 박막트랜지스터의 동작특성의 변화 및 일시적인 변화와 같은 영향없이 장시간 동안 원하는 발광특성을 안전하게 실현시키는 것은 가능하다.
게다가, 실시예의 디스플레이유닛 및 그 디스플레이 구동방법에 따라서, 사전-충전 동작 및 전압보정동작은 각 디스플레이 픽셀의 디스플레이 데이터의 쓰기 동작(패널쓰기동작) 및 발광소자의 발광동작 이전에 수행된다. 결과적으로, 트랜지스터의 문턱전압 절대값보다 더 큰 절대값인 전압값을 갖는 최소 발광전압과 동등한 전하충전이 축적되고 발광구동용 트랜지스터의 게이트와 소스 간에서 사전에 유지되는 상태에서 발광구동용 트랜지스터를 설정하는 것은 가능하다. 결과로서, 디스플레이 데이터의 쓰기동작에서, 디스플레이 데이터에 기초하여 계조순차전 류(Idata)에 의해 발광구동용 트랜지스터의 게이트와 소스(캐패시터(Cs)) 간의 전압 절대값이 문턱전압 절대값보다 더 큰 전하충전을 충전하는 것은 필요없다. 게다가, 디스플레이 데이터에 기초하여 쓰기전압성분이 빠르고 적당할 수 있도록 디스플레이 데이터(계조순차전류(Idata))에 따른 전압성분(Vdata)만을 첨가하고 축적(충전)시키는 것만 필요할 뿐이다.
따라서, 디스플레이 데이터에 따른 계조순차가 매우 작은 저 발광계조순차 디스플레이일지라도, 디스플레이 데이터에 기초하여 전압성분을 빠르고 적당하게 쓰는 것은 가능하다. 결과적으로, 각 디스플레이소자에서 쓰기를 단축시기는 발생을 막는 것은 가능하여, 원하는 영상정보가 영상신호에 따라 적당한 발광계조순차로 나타내어질 수 있다.
게다가, 비-발광디스플레이에 관해, 각 디스플레이 픽셀에 디스플레이 데이터에 기초하여 소정의 비-발광 디스플레이 전압(Vzero)을 공급함으로서, 발광구동용 트랜지스터의 게이트와 소스(캐패시터(Cs)) 간에 유지된 거의 모든 전하충전(전압성분)을 방전시키는 것은 가능하다. 그러므로, 발광소자(유기EL소자(OEL))에 발광구동전류를 공급하지 않는 발광구동용 트랜지스터를 제어함으로서, 트랜지스터는 비-발광상태로 설정될 수 있고 비-발광 동작은 잘 실현될 수 있다.
또한, 디스플레이유닛 및 그 디스플레이 구동방법에 따라서, 사전-충전 동작 및 전압보정동작은, 디스플레이 패널에 배치된 각 디스플레이 픽셀에 디스플레이 데이터를 쓰는 패널쓰기동작 이전에 디스플레이 픽셀(EM)의 적어도 복수의 행에, 바람직하게는, 모든 디스플레이 픽셀(EM)에 관하여 동시적으로 수행된다. 따라서, 매우 짧은 시간 동안 각 디스플레이 픽셀(발광구동회로)에 구비된 발광구동용 트랜지스터의 게이트와 소스(캐패시터(Cs)) 간의 전압 절대값이 문턱전압 절대값보다 더 큰 전압성분을 유지하는 것은 가능하다. 그러므로, 사전에 정해진 하나의 프레임 구간(약 16.7 msec)동안 패널쓰기동작구간 및 발광동작구간은 상대적으로 길게 설정될 수 있고 발광휘도의 왜곡을 막음으로서 향상된 디스플레이 화질의 영상 디스플레이를 실현시키는 것은 가능하다.
실시예에 따라서, 제 2 예에서 설명된 구동제어방법이 디스플레이유닛의 디스플레이 구동방법으로서 적용되고, 각 디스플레이 픽셀에서 최소 발광전압(그 절대값은 문턱전압 절대값보다 더 큼)과 동등한 전하충전을 축적하는 전압보정동작이 패널쓰기동작 이전에 수행되는 경우를 설명한다. 그러나, 본 발명은 이것에 국한되지 않는다. 예를 들면, 제 1 예에서 구동제어방법으로서, 각 디스플레이 픽셀에 구비된 발광구동용 트랜지스터(발광구동회로)의 문턱전압과 동등한 전하충전을 축적시키는 문턱보정동작은 수행될 수 있는 것이 명백하다.
실시예에서, 발광구동회로(DC)의 유지트랜지스터(Tr)(11) 드레인은 공급전압라인(VL)에 연결된다. 그러나, 본 발명은 이것에 국한되지 않는다. 도 21에 도시된 바와 같이, 드레인이 유지라인(HL)에 연결된 경우조차도, 드레인은 같은 방식으로 기능을 발휘할 수 있다.
게다가, 실시예에 따라, 비-발광 디스플레이전압(Vzero)은 선택전압값(Vs)이다. 그러나, 공급전압(Vsc)의 전위가 선택전압값(Vs)부터 발광동작구간(Tem)에서 발광전압값(Vs)까지 조정될 때, 발광구동용 트랜지스터는 문턱값 변화에 의한 조차 도 드레인과 소스 간의 전류를 공급하지 않는 경우, 비-발광 디스플레이전압(Vzero)는 선택전압(Vs)과 다르지 않을 것이다.
본 실시예에 따라서, 여러 유지트랜지스터(Tr)(11), 선택트랜지스터(Tr)(12), 구동트랜지스터(Tr)(13)는 n-채널 비결정 실리콘의 박막트랜지스터이다. 그러나, 폴리실리콘 박막트랜지스터 또는 그것들 모두 다는 n-채널 형태이거나, 또는 p-채널 형태일 수 있다. 그것들 모두가 p-채널형태일 경우에서, 신호의 켜진 레벨 및 꺼진 레벨에서 높음 및 낮음이 역으로 되는 것만 필요할 뿐이다.

Claims (42)

  1. 발광소자가 발광을 실행시키도록 발광구동전류를 공급하는 발광구동회로로서, 상기 발광구동회로는:
    발광계조순차를 지정하는 계조순차신호에 기초하여 전하충전을 축적하는 전하충전축적부;
    상기 전하충전축적부에 축적된 전하 충전량에 따라서 전류값을 가지는 발광구동전류가 흐르는 발광제어부;
    제 1 제어신호에 기초하여 상기 전하충전축적부의 계조순차신호에 기초한 전하충전의 공급상태를 제어하는 쓰기제어부; 및
    제 2 제어신호에 기초하여 상기 발광제어부를 동작시키는 구동전압을 제어하는 전압제어부;를 포함하며, 그리고
    상기 발광제어부는 전류통로 및 제어단자를 포함하는 구동트랜지스터를 가지고 있으며, 상기 구동 트랜지스터는, 쓰기 동작구간에 상기 계조순차신호로서 상기 전류통로에 흐르는 쓰기전류의 전류값에 기초하여, 전류값을 가지는 상기 발광구동전류를 발광동작구간에서 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 발광구동회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광구동전류의 전류값은, 상기 구동트랜지스터에서, 상기 제어단자와 상기 전류통로의 일단측 사이의 전위차로 인해 설정되는 것을 특징으로 하는 발광구동회로.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동트랜지스터는 상기 발광동작구간에서 포화 영역에 이르는 전압을 상기 구동 트랜지스터의 전류통로의 일단측과 타단측에 인가하는 것을 특징으로 하는 발광구동회로.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동트랜지스터의 문턱전압을 초과하는 사전-충전전압이 상기 전하충전축적부에 인가되는 것을 특징으로 하는 발광구동회로.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 쓰기제어부는 상기 사전-충전전압에 기초하여 상기 전하충전축적부에 축적된 전하충전을 일부 방전시키고 상기 구동트랜지스터의 문턱전압과 동등하게 전하충전을 잔류시키는 것을 특징으로 하는 발광구동회로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광소자가 최소의 발광계조순차로 발광동작을 실행시키는데 필요한 발광 구동전류를 생성하기 위해 필요한 최소의 발광값을 초과하는 사전-충전전압은 상기 전하충전축적부로 인가되는 것을 특징으로 하는 발광구동회로.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 쓰기제어부는 상기 사전-충전전압에 기초하여 상기 전하충전축적부에 축적된 전하충전을 일부 방전시키고, 발광을 하기 위한 최소의 전하충전과 동등하게 전하충전을 잔류시키는 것을 특징으로 하는 발광구동회로.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 계조순차신호는 상기 쓰기제어부와 상기 발광제어부 중 어느 하나를 통해 상기 전하충전축적부로 인가되는 것을 특징으로 하는 발광구동회로.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 계조순차신호는 상기 발광소자가 원하는 계조순차로 발광동작을 실행시키도록 하는 전류값을 가지는 계조순차전류인 것을 특징으로 하는 발광구동회로.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 계조순차신호는 상기 발광소자가 비-발광동작을 실행시키도록 하는 소정의 전류값을 가지는 계조순차전류인 것을 특징으로 하는 발광구동회로.
  12. 제 5 항에 있어서,
    상기 사전-충전전압과 상기 계조순차신호는 다른 타이밍에서 상기 전하충전축적부에 공급되는 것을 특징으로 하는 발광구동회로.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 계조순차신호는, 상기 발광소자가 소정의 상기 발광계조순차로 발광동작을 실행시키도록 하는 전류값을 가지는 계조순차전류이거나, 또는 상기 발광소자가 비-발광 동작을 실행시키도록 하는 소정의 전압값을 가지는 계조순차전압이며, 그리고 상기 계조순차전류와 상기 계조순차전압 중 하나는 상기 전하충전축적부에 선택적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 발광구동회로.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 쓰기제어부는 선택트랜지스터를 가지며,
    상기 선택트랜지스터는 전류통로와 제어단자를 포함하며,
    상기 전류통로에는 사전-충전전압과 계조순차신호가 선택적으로 공급되고, 상기 사전-충전전압은, 상기 구동트랜지스터의 문턱전압의 절대값보다 크거나, 상기 발광소자를 최소의 발광계조순차로 발광동작시키는데 필요한 상기 발광구동전류를 생성하기 위해 필요한 최소 발광전압의 절대값보다 큰 것을 특징으로 하는 발광구동회로.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압제어부는 유지트랜지스터를 가지며,
    상기 유지트랜지스터는 전류통로와 제어단자를 가지고,
    상기 전류통로의 일단측에는 공급전압이 공급되고, 상기 전류통로의 타단측에는 상기 구동트랜지스터의 제어단자와 상기 전하충전축적부의 일단측과 연결된 것을 특징으로 하는 발광구동회로.
  16. 선택라인;
    유지라인;
    데이터라인;
    공급전압라인;
    상기 유지라인에 전기가 도통되는 게이트와, 전류통로를 가지는 유지트랜지스터;
    게이트와 전류통로를 가지는 구동트랜지스터; 및
    게이트와 전류통로를 가지는 선택트랜지스터;를 포함하며,
    상기 구동트랜지스터의 게이트는 상기 유지트랜지스터의 전류통로의 일단측과 전기가 도통하고, 그리고 상기 구동트랜지스터의 전류경로의 일단측은 상기 공급전압라인과 연결되고, 그리고, 상기 선택트랜지스터의 게이트는 상기 선택라인과 전기가 도통되고, 상기 선택트랜지스터의 전류통로의 일단측은 상기 구동트랜지스터의 전류통로의 타단측과 연결되고, 상기 선택트랜지스터의 전류통로의 타단측은 상기 데이터라인이 연결되는 것을 특징으로 하는 발광구동회로.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 선택라인과 상기 유지라인은 다른 제어신호들 각각을 출력하는 것을 특징으로 하는 발광구동회로.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 선택트랜지스터는 사전-충전구간에서 상기 선택라인으로부터의 제 1 제어신호에 의해 켜지며, 상기 유지트랜지스터는 상기 유지라인으로부터의 제 2 제어 신호에 의해 켜지며,
    그리고 상기 구동트랜지스터의 문턱전압의 절대값보다 큰 절대값인 전압과, 발광소자가 최소 발광계조순차로 발광동작을 실행시키도록 하게 하는 발광구동회로를 발생시키기에 필요한 최소 발광전압을 초과하는 전압 중 어느 하나의 전압은 상기 구동트랜지스터에 의해 제공되며; 그리고
    상기 선택트랜지스터는 보정동작구간에서 상기 선택라인으로부터의 제 1 제어신호에 의해 꺼지며, 그리고 상기 구동트랜지스터의 게이트와 상기 구동트랜지스터의 전류통로의 타단측 사이의 전압은 상기 구동트랜지스터의 문턱 전압 또는 최소 발광전압으로 감소되기 위해 설정되는 것을 특징으로 하는 발광구동회로.
  19. 발광소자가 발광을 실행시키도록 하기 위해 상기 발광소자에 발광구동전류를 공급하는 발광구동전류의 구동제어방법으로서, 상기 구동제어방법은:
    트랜지스터 소자의 문턱전압과 동등한 제 1 전위차를 설정하거나, 또는 상기 발광소자에 발광구동전류를 공급하는 트랜지스터 게이트와 소스 사이에서, 최소의 발광계조순차로 상기 발광소자가 발광동작을 하도록 요구된 상기 발광구동전류를 발생시키기에 필요한 최소 발광전압과 동등한 제 1 전위차를 설정하는 단계;
    상기 발광소자가 발광계조순차로 발광동작을 실행시키도록 하기 위해 상기 트랜지스터 소자에 계조순차신호를 인가하는 단계와, 상기 트랜지스터 게이트와 소스 사이에서, 상기 발광계조순차에 따른 제 2 전위차를 설정하는 단계; 및
    상기 제 2 전위차에 기초하여 소정의 도전 상태로 상기 트랜지스터 소자를 켜는 단계와, 상기 발광계조순차에 따른 전류값을 가지는 상기 발광구동전류를 발생시키는 단계와, 그리고 상기 발광구동전류를 상기 발광소자에 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동제어방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 전위차를 설정하는 단계는, 상기 문턱전압의 절대값보다 큰 절대값인 사전-충전전압에 기초하여 제 3 전위차를 설정하거나, 또는 상기 트랜지스터 소자의 게이트와 소스 사이에서 상기 최소 발광전압의 절대값보다 큰 절대값인 사전-충전전압에 기초하여 제 3 전위차를 설정하는 단계; 및 상기 제 3 전위차에 기초하여 상기 트랜지스터 소자를 켜고, 상기 트랜지스터 소자의 게이트와 소스 사이의 전위차를 상기 제 1 전위차로 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동제어방법.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 제 2 전위차를 설정하는 단계는, 상기 트랜지스터 소자에 인가된 계조순차전류에 기초하여 축적된 전하충전에, 상기 트랜지스터 소자의 게이트와 소스 사이에서의 상기 제 1 전위차의 전하충전을 부가하는 단계를 포함하고, 상기 계조순차신호로서의 계조순차전류는 상기 발광소자가 원하는 발광계조순차로 발광동작을 실행시키도록 하게 하는 전류값을 가지는 것을 특징으로 하는 구동제어방법.
  22. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 제 2 전위차를 설정하는 단계는, 상기 발광소자가 비-발광 동작을 실행시키도록 하는 소정의 전압을 가지는 상기 계조순차신호로서의 계조순차전압을 인가함으로 상기 트랜지스터 소자의 게이트와 소스 사이에 유지된 상기 제 1 전위차에 기초하여 전하충전을 방전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동제어방법.
  23. 디스플레이 데이터에 따라 발광계조순차를 지정하기 위해 계조순차신호에 기초하여 전하충전을 축적하는 전하충전축적부를 가지는 발광소자 및 발광구동회로와, 상기 전하충전축적부에 축적된 전하충전에 따른 소정의 전류값을 가지는 발광구동전류를 발생시키고, 상기 발광구동전류를 상기 발광소자에 공급하는 발광제어부와, 상기 전하충전축적부로 상기 계조순차신호에 기초하여 전하충전의 공급상태를 제어하는 쓰기제어부와, 그리고 상기 발광제어부가 각각의 동작을 실행시키도록 구동 전압을 제어하는 전압제어부를 포함하는 복수의 각 디스플레이 픽셀;
    상기 디스플레이 픽셀 각각의 쓰기제어부의 동작상태를 제어하는 쓰기제어신호가 인가되는 선택라인;
    상기 디스플레이 픽셀 각각의 전압제어부의 동작상태를 제어하는 전압제어신호가 인가되는 유지라인; 및
    상기 계조순차신호가 공급되는 데이터라인;을 포함하며, 그리고
    상기 발광제어부는 전류통로 및 제어단자를 포함하는 구동트랜지스터를 가지고 있으며, 상기 구동 트랜지스터는, 쓰기 동작구간에 상기 계조순차신호로서 상기 전류통로에 흐르는 쓰기전류의 전류값에 기초하여, 전류값을 가지는 상기 발광구동전류를 발광동작구간에서 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 디스플레이유닛.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 선택라인에 상기 쓰기제어신호를 인가하는 선택구동기;
    상기 유지라인에 상기 전압제어신호를 인가하는 유지구동기; 및
    상기 데이터라인에 상기 계조순차신호를 공급하는 데이터구동기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이유닛.
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
    상기 전하충전축적부는 캐패시턴스 소자를 포함하고,
    상기 구동트랜지스터의 전류통로의 일단측은 상기 발광구동전류의 흐름을 통하여 상기 발광소자에 연결되고, 상기 캐패시턴스 소자의 일단측에 더 연결되며; 상기 발광구동전류를 흐르게 하는 공급전압은 상기 구동트랜지스터의 전류통로의 타단측에 인가되며; 그리고 상기 발광구동전류의 공급상태를 제어하는 제어단자는 상기 캐패시턴스 소자의 타단측에 연결되며,
    상기 쓰기제어부는 선택트랜지스터를 포함하며, 상기 선택트랜지스터의 전류통로의 일단측은 상기 데이터라인에 연결되며, 상기 선택트랜지스터의 전류통로의 타단측은 상기 캐패시턴스 소자의 일단측에 연결되며, 그리고 제어단자는 상기 선택라인에 연결되고, 그리고
    상기 전압제어부는 유지트랜지스터를 포함하며, 상기 유지트랜지스터 전류통로의 일단측은 상기 캐패시턴스 소자의 타단측에 연결되고 제어단자는 상기 유지라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 디스플레이유닛.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 발광제어부는 소정의 전류값을 가지는 상기 발광구동전류를 발생시키며, 상기 구동트랜지스터는 상기 캐패시턴스 소자에 축적된 전하충전에 기초하여 전위차에 따라서 소정의 도전 상태에서 켜지는 것을 특징으로 하는 디스플레이유닛.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 구동트랜지스터의 전류통로의 타단측에 공급전압을 인가하는 공급전압구동기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이유닛.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 공급전압구동기는 상기 구동트랜지스터의 제어단자에 공급전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 디스플레이유닛.
  29. 제 24 항에 있어서,
    상기 데이터구동기는 구동트랜지스터의 문턱전압을 초과하는 사전-충전전압을 상기 데이터라인에 인가하며, 그리고 상기 발광구동회로는 상기 쓰기제어부를 통하여 상기 데이터라인에 인가된 상기 사전-충전전압을 상기 전하충전축적부에 인가하는 것을 특징으로 하는 디스플레이유닛.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 발광구동회로는 상기 사전-충전전압에 기초하여 상기 전하충전축적부에 축적된 전하충전을 일부 방전시키고 상기 구동트랜지스터의 문턱전압과 동등한 전하충전을 잔류시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이유닛.
  31. 제 24 항에 있어서,
    상기 데이터 구동기는, 상기 발광소자가 최소 발광계조순차로 발광동작을 실행시키도록 하는 요구된 상기 발광구동전류를 발생시키기에 필요한 최소 발광값을 초과하는 사전-충전전압을 상기 데이터라인에 인가하며; 상기 발광구동회로는 상기 쓰기제어부를 통해 상기 데이터라인에 인가된 사전-충전전압을 상기 전하충전축적부에 인가하는 것을 특징으로 하는 디스플레이유닛.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 발광구동회로는 상기 사전-충전전압에 기초하여 상기 전하충전축적부에 축적된 전하충전을 일부 방전시키고, 최소의 발광 전하충전과 동등한 전하충전을 잔류시키고, 잔류된 상기 전하충전을 유지시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이유닛.
  33. 제 24 항에 있어서,
    상기 발광구동회로는 상기 쓰기제어부를 통하여 상기 데이터구동기부터 상기 데이터라인까지 인가된 상기 계조순차신호를 상기 전하충전축적부에 인가하는 것을 특징으로 하는 디스플레이유닛.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 계조순차신호는, 상기 발광소자가 상기 디스플레이 데이터에 기초하여원하는 발광계조순차로 발광동작을 실행시키도록 하게 하는 소정의 전류값을 가지는 계조순차전류인 것을 특징으로 하는 디스플레이유닛.
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 계조순차신호는 상기 발광소자가 상기 디스플레이 데이터에 기초하여 비-발광동작을 실행시키도록 하게 하는 소정의 전류값을 가지는 계조순차전압이며, 그리고 상기 전하충전축적부에 축적된 전하충전은 상기 계조순차전압에 따라 방전되는 것을 특징으로 하는 디스플레이유닛.
  36. 제 29 항에 있어서,
    상기 데이터구동기부터 상기 데이터라인까지 인가된 상기 사전-충전 전압과 상기 계조순차신호는 다른 타이밍에서 상기 쓰기제어부를 통해 상기 전하충전축적부에 각각 인가되는 것을 특징으로 하는 디스플레이유닛.
  37. 제 35 항에 있어서,
    상기 데이터구동기는 계조순차전류와 계조순차전압을 상기 데이터라인에 선택적으로 인가하는 것을 특징으로 하는 디스플레이유닛.
  38. 선택라인;
    유지라인;
    데이터라인;
    공급전압라인;
    상기 유지라인에 전기가 도통하는 게이트를 가지는 유지트랜지스터;
    게이트와 전류통로를 가지는 구동트랜지스터;
    게이트와 전류통로를 가지는 선택트랜지스터;
    상기 구동트랜지스터의 전류통로의 타단측과 연결되는 발광소자;
    선택신호를 상기 선택라인으로 출력하는 선택구동기;
    유지신호를 상기 유지라인으로 출력하는 유지구동기;
    계조순차신호를 상기 데이터라인으로 공급하는 데이터구동기; 및
    공급전압을 상기 공급전압라인에 출력하는 공급전압구동기;를 포함하며,
    상기 구동트랜지스터의 게이트는 상기 유지트랜지스터의 전류통로의 일단측과 연결되고, 상기 구동트랜지스터의 전류 통로의 일단측은 상기 공급전압라인과 연결되고, 상기 선택트랜지스터의 게이트는 상기 선택라인과 연결되고, 상기 선택트랜지스터의 전류통로의 일단측은 상기 구동 트랜지스터의 전류통로의 타단측과 연결되고, 그리고 상기 선택 트랜지스터의 전류통로의 타단측은 상기 데이터라인과 연결되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  39. 복수의 디스플레이 픽셀로 만들어진 디스플레이 패널을 포함하고, 디스플레이 데이터에 따라 발광계조순차를 지정하는 계조순차신호를 상기 디스플레이 픽셀각각에 공급함으로써 상기 디스플레이 픽셀 각각이 소정의 발광계조순차로 발광동작을 실행시키도록 하게 하고, 그리고 상기 디스플레이 패널 상에 원하는 화상정보를 나타내는 디스플레이 유닛의 디스플레이 구동방법은:
    복수의 상기 디스플레이 픽셀의 적어도 일부를 선택상태로 설정하는 단계와, 그리고 트랜지스터 소자의 문턱전압과 동등한 제 1 전위차를 설정하거나, 또는 상기 디스플레이 픽셀 각각에 구비된 전류 제어형의 발광소자로 발광구동전류를 공급하는 트랜지스터 소자의 게이트 일단측과 전류통로의 일단측 사이에서 최소 발광계조순차로 상기 발광소자가 발광동작을 하도록 요구된 상기 발광구동전류를 발생시키기에 필요한 최소 발광전압과 동등한 제 1 전위차를 설정하는 단계;
    상기 디스플레이 패널의 각 행에 대한 상기 디스플레이 픽셀을 선택상태로 순차적으로 설정하는 단계와, 상기 발광소자가 상기 디스플레이 데이터에 따라 소정의 발광계조순차로 발광동작을 실행시키도록 하는 계조순차신호를 순차적으로 인가하는 단계와, 그리고 상기 트랜지스터 소자의 게이트와 전류통로의 일단측 사이에서, 상기 발광계조순차에 따른 제 2 전위차를 설정하는 단계; 및
    상기 디스플레이 패널 상에 배치된 복수의 상기 디스플레이 픽셀의 적어도 일부를 비-선택상태로 설정하는 단계와, 상기 제 2 전위차에 기초하여 상기 디스플레이 픽셀 각각의 상기 트랜지스터 소자를 켜는 단계와, 그리고 상기 발광소자 각각에 대해 상기 발광계조순차에 따른 전류값을 가지는 상기 발광구동전류를 개별적으로 발생시키고, 상기 발광구동전류를 상기 발광소자에 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동방법.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 디스플레이 픽셀 각각에서 상기 제 1 전위차를 설정하는 단계는:
    복수의 상기 디스플레이 픽셀의 적어도 일부를 선택상태로 설정하고, 문턱전압의 절대값보다 큰 절대값인 사전-충전전압에 기초하여 제 3 전위차를 설정하거나, 또는 상기 디스플레이 픽셀 각각에서 상기 트랜지스터 소자의 게이트의 일단측과 전류통로의 일단측 사이에서 상기 최소 발광전압의 절대값보다 큰 절대값인 사전-충전전압에 기초하여 제 3 전위차를 설정하는 단계; 및
    복수의 상기 디스플레이 픽셀의 적어도 일부를 비-선택상태로 설정하고, 상기 디스플레이 픽셀 각각에 설정된 상기 제 3 전위차에 기초하여 상기 트랜지스터 소자를 켜며, 그리고 상기 트랜지스터의 게이트의 일단측과 전류통로의 일단측 사이에서 상기 제 1 전위차를 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동방법.
  41. 제 39 항 또는 제 40 항에 있어서,
    상기 제 2 전위차를 설정하는 단계는 상기 트랜지스터 소자로 인가된 계조순차전류에 기초하여 축적된 전하충전에, 상기 트랜지스터 소자의 게이트와 소스 사이의 상기 제 1 전위차의 전하충전을 부가하는 단계를 포함하며, 상기 계조순차신호로서의 계조순차전류는 상기 발광소자가 원하는 발광계조순차로 발광동작을 실행시키도록 하게 하는 전류값을 가지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동방법.
  42. 제 39 항 또는 제 40 항에 있어서,
    상기 제 2 전위차를 설정하는 단계는, 상기 발광소자가 비-발광동작을 실행시키도록 하게 하는 소정의 전압을 가지는 상기 계조순차신호로서의 계조순차전압을 인가함으로서 상기 트랜지스터 소자의 게이트와 소스 사이에서 유지된 상기 제 1 전위차에 기초하여 전하충전을 방전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 구동방법.
KR1020067016170A 2004-12-13 2005-12-13 발광구동회로 및 그 구동제어방법, 그리고 디스플레이유닛및 그 디스플레이 구동방법 KR100854857B1 (ko)

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