KR20090080357A - Device for controlling black luminance using voltage booster and display using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 디스플레이 장치에 있어서 블랙 휘도를 개선하기 위한 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a display device, and more particularly, to an apparatus for improving black brightness in a display device.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판표시소자들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시소자는 액정표시소자(Liquid Crystal Display : 이하, “LCD”라 한다), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display : 이하, "FED"라 한다), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하, “PDP”라 한다) 및 전계 발광(Electro-luminescence: 이하, “EL”이라 한다) 표시소자 등이 있다. Recently, various flat panel display devices have been developed to reduce weight and volume, which are disadvantages of cathode ray tubes. Such a flat panel display device may be a liquid crystal display device (hereinafter referred to as "LCD"), a field emission display device (hereinafter referred to as "FED"), a plasma display panel (below, And the electro-luminescence (hereinafter referred to as "EL") display element.
이들 중 PDP는 구조와 제조공정이 단순하기 때문에 경박 단소하면서도 대화면화에 가장 유리한 표시장치로 주목받고 있지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력 이 큰 단점이 있다. 이에 비하여, 스위칭 소자로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, “TFT”라 한다)가 적용된 액티브 매트릭스 LCD는 반도체 공정을 이용하기 때문에 대화면화에 어렵고 백라이트 유닛으로 인하여 소비전력이 큰 단점이 있다. 또한, LCD는 편광필터, 프리즘시트, 확산판 등의 광학 소자들에 의해 광 손실이 많고 시야각이 좁은 특성이 있다. Among them, PDP is attracting attention as the most advantageous display device for light and small size and large screen because of its simple structure and manufacturing process, but it has the disadvantages of low luminous efficiency, low luminance and high power consumption. In contrast, an active matrix LCD having a thin film transistor (hereinafter, referred to as “TFT”) as a switching element has a disadvantage in that large screens are difficult to use due to the semiconductor process and power consumption is large due to the backlight unit. In addition, the LCD has a large optical loss and a narrow viewing angle due to optical elements such as a polarizing filter, a prism sheet, and a diffusion plate.
반면에, EL 표시소자는 발광층의 재료에 따라 무기 EL 표시소자와 유기 EL 표시소자로 대별되며 스스로 발광하는 자발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 무기 EL 표시소자는 유기 EL 표시소자에 비하여 전력소모가 크고 고휘도를 얻을 수 없으며 R(Red), G(Green), B(Blue)의 다양한 색을 발광시킬 수 없다. 반면에, 유기 EL 표시소자는 수십 볼트의 낮은 직류 전압에서 구동됨과 아울러, 빠른 응답속도를 가지고, 고휘도를 얻을 수 있으며 R, G, B의 다양한 색을 발광시킬 수 있는 장점이 있다. On the other hand, the EL display device is classified into an inorganic EL display device and an organic EL display device according to the material of the light emitting layer. The EL display device is a self-light emitting device that emits light by itself, and thus has an advantage of fast response speed and high luminous efficiency, luminance, and viewing angle. In comparison with the organic EL display device, the inorganic EL display device has higher power consumption and cannot obtain high luminance, and cannot emit various colors of R (Red), G (Green), and B (Blue). On the other hand, the organic EL display device is driven at a low DC voltage of several tens of volts, has a fast response speed, high luminance, and has the advantage of emitting various colors of R, G, and B.
도 1은 종래 유기 전계 발광 표시장치의 발광원리를 설명하기 위한 다이어그램을 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a light emission principle of a conventional organic light emitting display device.
도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 유기 전계 발광 표시장치는 제1 전극(100)과 제2 전극(110) 사이에 전압이 인가되면, 제2 전극(110)으로부터 발생된 전자는 전자 주입층(120a) 및 전자 수송층(120b)을 통해 발광층(120c) 쪽으로 이동된다, 또한, 제1 전극(100)으로 부터 발생된 정공은 정공 주입층(120d) 및 정공 수송층(120d)을 통해 발광층(120c) 쪽으로 이동한다. 이에 따라, 발광층(120c)에서는 전자 수송층(120b)과 정공 수송층(120d)으로부터 공급되어진 전자와 정공이 충돌하여 재결합함으로써 빛이 발생하게 되고, 이 빛은 제1 전극(100)을 통해 외부로 방출되어 화상이 표시되게 된다. As illustrated in FIG. 1, when a voltage is applied between the
도 2는 일반적인 P 타입 유기 전계 발광 표시 장치의 서브 픽셀을 등가적으로 나타내는 회로도이다. 도 3은 일반적인 타입 유기 전계 발광 표시장치의 구동파형도이다. FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a subpixel of a conventional P-type organic light emitting display device. 3 is a driving waveform diagram of a general type organic light emitting display device.
도 2에 도시된 바와 같이, 유기 전계 발광 표시장치는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차로 정의된 영역에 각각 배열된 서브 픽셀(200)을 구비한다. 서브 픽셀(200)은 게이트 라인(GL)에 스캔 전압(SCAN)이 공급될 때 데이터 라인(DL)으로부터의 데이터 전압(DATA)을 공급받아 그 데이터 전압(DATA)에 상응하는 빛으로 발광함으로써 화상을 표시한다.As illustrated in FIG. 2, the organic light emitting display device includes
이를 위하여, 서브 픽셀(200)은 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 공급 전압원(VDD)에 접속되고 EL 셀(OEL)의 애노드 전극에 접속된 셀 구동부(210)와, 상기 셀 구동부(210)와 기저 전압원(GND) 사이에 접속된 EL 셀(OEL)을 구비한다. 셀 구동부(210)는 스위칭 TFT(T1)와, 구동 TFT(T2) 및 커패시터(C)를 구비한다.To this end, the
특히, P 타입(P-type) 유기 전계 발광 표시장치는 N 타입(N-type) 기판을 사용하며, 상기 스위칭 TFT(T1)과 구동 TFT(T2)는 캐리어(carrier)가 정공인 P 타입 금속 산화막 반도체(Metal Oxide Semiconducter Field Effect Transistor: MOSFET)로 형성된다. In particular, a P-type organic light emitting display device uses an N-type substrate, and the switching TFT T1 and the driving TFT T2 are P-type metals having a hole in a carrier. It is formed of an oxide semiconductor (Metal Oxide Semiconducter Field Effect Transistor).
스위칭 TFT(T1)는 게이트 라인(GL)에 스캔 로우 전압(SCAN low)이 공급되면 턴-온(Turn-On)되어 데이터 라인(DL)에 공급된 데이터 로우 전압(DATA low)을 노드(N)에 공급한다. 노드(N)에 공급된 데이터 로우 전압(DATA low)은 커패시터(C)에 충전됨과 아울러 구동 TFT(T2)의 게이트 단자로 공급된다. 구동 TFT(T2)는 게이트 단자로 공급되는 데이터 로우 전압(DATA low)에 응답하여 공급 전압원(VDD)으로부터 EL 셀(OEL)에 공급되는 전류량(I)을 제어함으로써 EL 셀(OEL)의 발광량을 조절하게 된다. The switching TFT T1 is turned on when the scan low voltage SCAN low is supplied to the gate line GL, thereby switching the data low voltage DATA low supplied to the data line DL to the node N. FIG. Supplies). The data low voltage DATA low supplied to the node N is charged to the capacitor C and supplied to the gate terminal of the driving TFT T2. The driving TFT T2 controls the amount of light emission of the EL cell OEL by controlling the amount of current I supplied from the supply voltage source VDD to the EL cell OEL in response to the data low voltage DATA low supplied to the gate terminal. Will be adjusted.
그리고, 스위칭 TFT(T1)가 턴-오프(Turn-Off)되더라도 커패시터(C)에 충전된 데이터 로우 전압(DATA low)이 방전되므로 구동 TFT(T1)는 다음 프레임의 데이터 f로우 전압(DATA low)이 공급될 때까지 공급 전압원(VDD)으로부터의 전류(I)를 EL 셀(OEL)에 공급하여 EL 셀(OEL)이 발광을 유지하게 한다.In addition, since the data low voltage DATA low charged in the capacitor C is discharged even when the switching TFT T1 is turned off, the driving TFT T1 is the data f low voltage DATA low of the next frame. Current I from the supply voltage source VDD is supplied to the EL cell OEL until () is supplied so that the EL cell OEL maintains light emission.
여기서 상기 데이터 전압(DATA)은 계조를 표현하기 위하여 일정 범위 내에서 서로 다른 다단계의 값을 갖게 된다. 예를 들어, 상기 데이터 전압(DATA)을 공급하는 데이터 드라이버(DATA Driver)에서 0~5[V] 크기의 전압을 출력할 수 있는 경우, 8비트 계조(즉, 256계조)를 표현하기 위해서는 약 20[mV](=5V/256) 간격으로 데이터 전압(DATA)을 구분할 수 있다. In this case, the data voltage DATA has different multi-level values within a predetermined range in order to express gray scales. For example, when a voltage having a magnitude of 0 to 5 [V] can be output from a data driver supplying the data voltage DATA, in order to express an 8-bit gray scale (that is, 256 gray scale), The data voltage DATA may be divided at intervals of 20 [mV] (= 5 V / 256).
도 3을 참조하면, 데이터 하이 전압(DATA high)이 0[V]인 경우 1계조, 즉 흑색(black)을 디스플레이할 수 있고, 상기 데이터 하이 전압(DATA high)과 데이터 로우 전압(DATA low)의 차이에 따라 2~256계조를 디스플레이할 수 있다.Referring to FIG. 3, when the data high voltage DATA high is 0 [V], one gray scale, that is, black, may be displayed, and the data high voltage DATA high and the data low voltage DATA low may be displayed. Depending on the difference, you can display 2 to 256 gradations.
그러나, 구동 TFT(T2)는 자체 특성에 의하여 데이터 하이 전압(DATA high)이 인가되어 구동 TFT(T2)가 오프(OFF)되더라도, 상기 EL 셀(OEL)에는 일정한 크기의 오프 전류(off current)가 흐르게 된다. However, even when the driving TFT T2 is turned off by applying the data high voltage DATA high due to its characteristic, the driving TFT T2 has a constant off current for the EL cell OEL. Will flow.
이와 같이 구동 TFT(T2)가 오프된 경우에도 EL 셀(OEL)에 흐르는 오프 전류로 인하여 상기 EL 셀(OEL)이 일정한 레벨(level)로 발광하기 때문에, 순흑색(pure black)을 디스플레이할 수 없게 된다. 또한, 이처럼 구동 TFT(T2)가 오프된 경우에도 EL 셀(OEL)이 일정한 레벨(level)을 갖는 흑색을 디스플레이하기 때문에, 흑색의 밝기(이하 '블랙 휘도'라 한다)에 대한 백색의 밝기 콘트라스트 비율(Contrast ratio)이 현저히 낮아짐으로써 영상이 퇴색된 것 같은 색감으로 나타나게 되어, 디스플레이 장치의 전체 화질이 저하되는 문제가 있다.In this manner, even when the driving TFT T2 is turned off, the EL cell OEL emits light at a constant level due to the off current flowing through the EL cell OEL. Therefore, pure black cannot be displayed. do. In addition, since the EL cell OEL displays black having a constant level even when the driving TFT T2 is turned off in this manner, the brightness contrast of white to the brightness of black (hereinafter referred to as 'black brightness') As the contrast ratio is considerably lowered, the image appears to be discolored, resulting in a decrease in the overall image quality of the display device.
이를 해결하기 위해서는, 블랙 휘도를 최대한 0으로 떨어뜨리는 것이 중요하며, 구동 TFT(T2)가 오프될 때 상기 구동 TFT(T2)에 흐르는 전류(오프 전류)를 최소화하여야 한다. 그러나, 상기 구동 TFT(T2)의 오프 전류를 최소화하기 위하여 상기 데이터 전압(DATA)의 크기를 증가시키게 되면, 상기 데이터 전압(DATA)을 공급하는 데이터 드라이버의 출력 전압 및 내부 소자의 크기도 커져야만 하고, 그에 따라 데이터 드라이버의 제조 비용이 증가하는 문제가 있다. In order to solve this problem, it is important to reduce the black luminance to zero as much as possible, and minimize the current (off current) flowing through the driving TFT T2 when the driving TFT T2 is turned off. However, when the size of the data voltage DATA is increased in order to minimize the off current of the driving TFT T2, the output voltage of the data driver supplying the data voltage DATA and the size of internal devices must also be increased. Therefore, there is a problem in that the manufacturing cost of the data driver increases.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 데이터 드라이버로부터 출력되는 데이터 전압의 크기를 변화하지 않고서도 블랙 휘도를 감소시킬 수 있 는 장치를 제공함에 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide an apparatus capable of reducing the black luminance without changing the magnitude of the data voltage output from the data driver.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전압 부스터를 이용한 블랙 휘도 조절 장치는, 데이터 라인의 입력단에 형성되어 소정의 부스터 전압이 저장되는 부스터 전압 저장부와, 상기 데이터 라인 및 상기 데이터 라인과 직교하는 게이트 라인에 연결되어, 상기 데이터 라인에 인가되는 데이터 전압 및 상기 부스터 전압을 합산한 값에 따라 소정 계조에 대응하는 광을 형성하는 서브 픽셀을 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a black luminance control device using a voltage booster according to the present invention includes a booster voltage storage unit formed at an input terminal of a data line and storing a predetermined booster voltage, and orthogonal to the data line and the data line. And a sub-pixel connected to a gate line to form light corresponding to a predetermined gray level according to the sum of the data voltage applied to the data line and the booster voltage.
또한, 상기 서브 픽셀은 상기 광을 형성하기 위한 광형성 수단, 및 상기 광형성 수단을 구동하기 위한 구동 TFT를 포함하고, 상기 부스터 전압은 상기 구동 TFT가 턴오프되는 방향으로 상기 데이터 전압을 쉬프트시키는 것이 바람직하다.Further, the subpixel includes photoforming means for forming the light, and a driving TFT for driving the photoforming means, wherein the booster voltage shifts the data voltage in a direction in which the driving TFT is turned off. It is preferable.
또한, 상기 게이트 라인에는 상기 게이트 라인을 선택하기 위한 제1 스캔 전압과 상기 제1 스캔 전압과 반대 논리값을 갖는 제2 스캔 전압이 순차적으로 배열된 스캔 신호가 인가되고, 상기 데이터 라인에는 상기 제1 스캔 전압에 동기되는 제1 데이터 전압과 상기 제1 데이터 전압과 반대 논리값을 갖는 제2 데이터 전압이 순차적으로 배열된 데이터 신호가 인가되며, 상기 부스터 전압과 상기 제1 데이터 전압을 합산한 값은 상기 구동 TFT를 턴온시키기 위한 턴온전압보다 같거나 큰 것이 바람직하다. In addition, a scan signal in which a first scan voltage for selecting the gate line and a second scan voltage having a logic value opposite to the first scan voltage are sequentially applied to the gate line is applied to the gate line. A data signal in which a first data voltage synchronized with one scan voltage and a second data voltage having a logic value opposite to the first data voltage are sequentially applied is applied, and the booster voltage and the first data voltage are added together. Is preferably equal to or greater than a turn-on voltage for turning on the driving TFT.
또한, 상기 소정의 부스터 전압은 상기 제1 스캔 전압이 인가되는 스캔 기간 의 초기에 상기 부스터 전압 저장부에 저장되는 것이 바람직하다.In addition, the predetermined booster voltage may be stored in the booster voltage storage unit at the beginning of a scan period to which the first scan voltage is applied.
또한, 상기 부스터 전압 저장부는 커패시터로 형성될 수 있다.In addition, the booster voltage storage unit may be formed of a capacitor.
또한, 상기 부스터 전압 저장부의 일단에 연결되어 제1 전압이 공급되도록 스위칭하는 제1 스위치부, 및 상기 부스터 전압 저장부의 타단에 연결되어 제2 전압이 공급되도록 스위칭하는 제2 스위치부를 더 포함하며, 상기 소정의 부스터 전압은 상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차이에 대응하는 것이 바람직하다.The apparatus may further include a first switch unit connected to one end of the booster voltage storage unit to switch to supply a first voltage, and a second switch unit connected to the other end of the booster voltage storage unit to switch to supply a second voltage. Preferably, the predetermined booster voltage corresponds to a difference between the first voltage and the second voltage.
또한, 상기 제1 스위치부 및 상기 제2 스위치부는 MOSFET로 형성될 수 있다.In addition, the first switch unit and the second switch unit may be formed of a MOSFET.
또한, 상기 휘도 조절 장치는, 제1 입력단이 상기 데이터 라인에 연결되고, 제2 입력단이 상기 게이트 라인에 연결에 연결되며, 출력단이 상기 제1 스위치부 및 상기 제2 스위치부 각각의 게이트 단자에 연결된 익스클루시브-NOR 논리 게이트를 더 포함할 수 있다. The luminance adjusting device may further include a first input terminal connected to the data line, a second input terminal connected to the gate line, and an output terminal connected to the gate terminal of each of the first switch unit and the second switch unit. It may further include a connected exclusive-NOR logic gate.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 게이트 라인을 선택하기 위한 제1 스캔 전압과 상기 제1 스캔 전압과 반대 논리값을 갖는 제2 스캔 전압이 순차적으로 배열된 스캔 신호가 인가되는 게이트 라인과, 상기 게이트 라인에 직교하도록 형성되며, 상기 제1 스캔 전압에 동기되는 제1 데이터 전압과 상기 제1 데이터 전압과 반대 논리값을 갖는 제2 데이터 전압이 순차적으로 배열된 데이터 신호가 인가되는 데이터 라인과, 상기 데이터 라인의 입력단에 형성되어 소정의 부스터 전압이 저장되는 부스터 전압 저장부, 및 상기 데이터 라인과 상기 게이트 라인에 각각 연결되어, 상기 데이터 전압 및 상기 부스터 전압에 따라 소정 계조에 대응하는 광을 형성하는 서브 픽셀을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the display device according to the present invention for achieving the above object, the scan signal in which the first scan voltage for selecting the gate line and the second scan voltage having a logic value opposite to the first scan voltage is sequentially arranged A data signal formed to be orthogonal to the gate line to be applied and having a first data voltage synchronized with the first scan voltage and a second data voltage having a logic value opposite to that of the first data voltage; A booster voltage storage unit formed at an input terminal of the data line and a predetermined booster voltage is stored, and connected to the data line and the gate line, respectively, according to the data voltage and the booster voltage. And sub-pixels forming light corresponding to the gray level.
본 발명에 따르면 디스플레이 장치에 있어서 하나의 화소를 구동하는 구동 TFT가 오프될 시 상기 화소에 인가되는 전압의 크기를 조절하여 블랙휘도를 감소시킴으로써 화질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. According to the present invention, when the driving TFT for driving one pixel is turned off in the display device, the image quality can be improved by reducing the black luminance by adjusting the magnitude of the voltage applied to the pixel.
또한, 본 발명에 따르면 데이터 드라이버에서 출력되는 데이터 전압의 범위를 증가시키지 않은 채 패널에 형성된 데이터 라인에 전압 부스터를 연결하여 효율적으로 블랙휘도를 감소시킬 수 있는 이점이 있다. In addition, according to the present invention, there is an advantage in that the black luminance can be efficiently reduced by connecting a voltage booster to the data line formed in the panel without increasing the range of the data voltage output from the data driver.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성도이다. 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구동파형도이다.4 is a block diagram of a display apparatus according to a first embodiment of the present invention. 5 is a driving waveform diagram of the display device according to the first embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치(400)는 패널 상에 형성되는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과, 상기 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)의 교차로 정의된 영역에 각각 배열된 서브 픽셀(410)과, 상기 서브 픽셀(410)에 소정의 부스터 전압을 제공하는 전압 부스터(voltage booster)부(420)와, 상기 서브 픽셀(410)에 스캔 전압(SCAN)을 제공하는 게이트 드라이버(430), 및 상기 스캔 전압에 동기되어 상기 서브 픽셀(410)에 데이터 전압을 제공하는 데이터 드라이버(440)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the
서브 픽셀(410)은 게이트 라인(GL)에 스캔 전압(SCAN)이 공급될 때 데이터 라인(DL)으로부터의 데이터 전압(DATA)을 공급받아 그 데이터 전압(DATA)에 상응하는 빛으로 발광함으로써 화상을 표시한다.When the scan voltage SCAN is supplied to the gate line GL, the
이를 위하여, 서브 픽셀(410)은 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 공급 전압원(VDD)에 접속되고 EL 셀(OEL)의 애노드 전극에 접속된 셀 구동부(411)와, 상기 셀 구동부(411)와 기저 전압원(GND) 사이에 접속된 EL 셀(OEL)을 구비한다. 셀 구동부(411)는 스위칭 TFT(T1)와, 구동 TFT(T2) 및 스토리지 커패시터(Storage Capacitor: Cst)를 구비한다.To this end, the
전압 부스터부(420)는 데이터 드라이버(440)와 서브 픽셀(410) 사이에 연결되며, 소정의 부스터 전압을 생성하고 상기 생성된 부스터 전압이 데이터 드라이버(440)로부터 출력되는 데이터 전압(DATA)과 함께 서브 픽셀(410)에 인가되도록 제어한다.The
구체적으로, 상기 전압 부스터부(420)는 데이터 라인(DL)의 입력단에 연결된 부스터 커패시터(421)와, 상기 부스터 커패시터(421)에 소정의 부스터 전압을 인가하기 위한 제1 스위치부(422) 및 제2 스위치부(423)를 포함한다.In detail, the
상기 부스터 커패시터(410)는 패널 상에 형성된 데이터 라인(DL)의 입력단에 연결되며, 소정의 부스터 전압을 저장할 수 있다. 즉, 상기 부스터 커패시터(410)는 상기 데이터 라인(DL)에 데이터 전압(DATA)을 공급하는 데이터 드라이버(440)의 출력단에 인접한 영역에 위치하며, 상기 데이터 라인(DL)과 전기적으로 직렬로 연결되도록 형성된다. The
상기 제1 스위치부(422)는 상기 부스터 커패시터(421)의 일단에 연결되어, 제1 스위칭 제어신호(S1)의 제어에 의하여 상기 부스터 커패시터(421)의 일단에 제1 전압(V1)을 인가한다. 상기 제1 스위치부(422)는 박막트랜지스터(TFT)로 형성될 수 있으며, TFT의 게이트 단자에 제1 스위칭 제어신호(S1)가 인가되면 상기 제1 전압(V1)을 상기 부스터 커패시터(421)의 일단에 인가할 수 있다. The
상기 제2 스위치부(423)는 상기 부스터 커패시터(421)의 타단에 연결되어, 제2 스위칭 제어신호(S2)의 제어에 의하여 상기 부스터 커패시터(421)의 타단에 제2 전압(V2)을 인가한다. 상기 제2 스위치부(423)는 역시 박막트랜지스터(TFT)로 형성될 수 있으며, TFT의 게이트 단자에 제2 스위칭 제어신호(S2)가 인가되면 상기 제2 전압(V2)을 상기 부스터 커패시터(421)의 타단에 인가할 수 있다. The
도 4에서는 본 발명에 따른 디스플레이 장치(400)를 P 타입(P-type) 유기 전계 발광 표시장치로 구현한 예를 설명하고 있으며, 특히 N 타입(N-type) 기판을 사용하며, 상기 스위칭 TFT(T1)과 구동 TFT(T2)는 캐리어(carrier)가 정공인 P 타입 금속 산화막 반도체(MOSFET)로 형성되고 있다. In FIG. 4, an example in which the
그러나, 상기 디스플레이 장치(400)는 P(P-type) 기판을 사용하고, 상기 스위칭 TFT(T1)과 구동 TFT(T2)는 캐리어(carrier)가 전자인 N 타입 금속 산화막 반도체(MOSFET)로 형성될 수 있다. However, the
또한, 도 4에서는 상기 디스플레이 장치(400)가 서브 픽셀(410) 내에서 광을 형성하는 수단으로서 데이터 전압(DATA)에 따라 자체적으로 발광하는 EL 셀(OEL)를 사용하고 있다. In addition, in FIG. 4, the
그러나, 상기 디스플레이 장치(400)는 데이터 라인(DL)에 인가되는 데이터 전압(DATA)에 의하여 서브 픽셀(410)을 구동하는 구동 TFT(T2)와 상기 데이터 전압(DATA)에 따라 광을 형성하는 광 형성 수단을 포함하는 모든 형태의 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 EL 셀(OEL)은 광 형성 수단의 일 예를 든 것에 불과하며, 상기 광 형성 수단은 데이터 라인(DL)에 인가되는 데이터 전압(DATA)에 의하여 자체적으로 발광하거나, 또는 백라이트에 의해 조사되는 광을 투과 또는 반사시킴으로써 소정 계조에 대응하는 광을 형성하는 모든 형태의 소자를 포함할 수 있다. However, the
이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치(400)의 동작을 설명한다.Hereinafter, an operation of the
먼저, 상기 디스플레이 장치(400)에 형성된 서브 픽셀(410)을 발광시키기 위하여 게이트 드라이버(430)는 게이트 라인(GL)을 통하여 상기 서브 픽셀(410)에 스캔 전압(SCAN)을 공급한다. 상기 스캔 전압(SCAN)에는 스캔하고자 하는 게이트 라인(GL)을 선택하기 위한 스캔 로우 전압(SCAN low)과 상기 스캔 로우 전압과 반대 논리값을 갖는 스캔 하이 전압(SCAN high)이 순차적으로 배열된다. 도 5에서는, P 타입(P-type) 유기 전계 발광 표시장치를 구동할 수 있도록 스캔 하이 전압(SCAN high)이 상기 스캔 로우 전압(SCAN low)보다 큰 값을 갖게 된다. First, the
이와 같은 형태를 갖는 스캔 전압 중(SCAN), 먼저 게이트 라인(GL)에 스캔 로우 전압(SCAN low)이 공급되면 서브 픽셀(410) 내의 스위칭 TFT(T1)는 턴-온(Turn-On)된다. Of the scan voltages SCAN having such a shape, when the scan low voltage SCAN low is first supplied to the gate line GL, the switching TFT T1 in the
특히, 본 발명에 따른 전압 부스터부(420)는 상기 스캔 로우 전압(SCAN low)이 게이트 라인(GL)에 공급되는 스캔 기간, 즉 게이트 턴온 기간(gate on time)의 초기에 부스터 커패시터(420)에 소정의 부스터 전압을 저장한다. 여기서, 상기 스캔 기간 중 상기 부스터 커패시터(420)에 소정의 부스터 전압이 인가되는 기간을 부스터 전압 인가 기간이라 정의한다. In particular, the
이를 위하여, 상기 스캔 기간 중 초기의 부스터 전압 인가 기간 동안에 제1 스위치부(422)에 제1 스위칭 제어신호(S1)가 인가됨으로써, 부스터 커패시터(420)의 일단에 제1 전압(V1)이 인가된다.To this end, the first switching control signal S1 is applied to the
또한, 상기 제1 전압이 인가되는 기간과 동일한 기간에 제2 스위치부(423)에는 제2 스위칭 제어신호(S2)가 인가됨으로써, 부스터 커패시터(420)의 타단에 제2 전압(V2)이 인가된다.In addition, the second switching control signal S2 is applied to the
이에 따라, 상기 스캔 기간의 초기에 상기 부스터 커패시터(420)에는 상기 제1 전압(V1)과 상기 제2 전압(V1)의 차이에 해당하는 부스터 전압(V1-V2)이 저장된다.Accordingly, at the beginning of the scan period, the
특히, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 디스플레이 장치(400)가 P 타입 유기 전계 발광 표시 장치인 경우에는 데이터 로우 전압(DATA low)의 크기에 따라 흑색 이상의 서로 다른 계조를 디스플레이하고, 데이터 하이 전압(DATA high)에 의해 흑색을 디스플레이하게 된다. 따라서, P 타입 유기 전계 발광 표시 장치에서는 부스터 전압(V1-V2)은 상기 데이터 전압(DATA high, DATA low)을 구동 TFT(T2)가 턴오프(off)되는 방향, 즉 상기 데이터 하이 전압(DATA high)에서 상기 데이터 로우 전 압(DATA low) 방향으로 쉬프트(shift)시키는 값을 갖도록 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 제1 전압(V1)은 상기 제2 전압(V2)보다 크도록 설정할 수 있다(즉, V1-V2>0). 이에 따라, 상기 데이터 하이 전압(DATA high)와 상기 부스터 전압(V1-V2)을 합산한 값은 더 낮은 흑색을 디스플레이할 수 있게 된다. 반면에, 상기 디스플레이 장치(400)가 N 타입 유기 전계 발광 표시 장치로 형성되는 경우에는 상기 제1 전압(V1)은 상기 제2 전압(V2)보다 작도록 설정함으로써(즉, V1-V2<0), 데이터 전압과 부스터 전압(V1-V2)을 합산한 값을 이용하여 블랙 휘도를 감소시킬 수 있다. In particular, as shown in FIG. 4, when the
이와 같이, 상기 부스터 커패시터(420)에 부스터 전압(V1-V2)이 저장되면, 이어서 데이터 드라이버(440)는 상기 스캔 기간 중 부스터 전압 인가 기간 이후의 기간에 데이터 라인(DL)을 통하여 상기 서브 픽셀(410)에 흑색 이상의 특정 계조를 디스플레이하기 위한 데이터 로우 전압(DATA low)을 공급한다. 여기서, 상기 스캔 기간 중 상기 서브 픽셀(410)에 데이터 전압(DATA low)이 인가되는 기간을 데이터 전압 인가 기간이라 정의한다. As described above, when the booster voltages V1 to V2 are stored in the
그러면, 게이트 라인(GL)에 스캔 로우 전압(SCAN low)이 공급된 시점에서 서브 픽셀(410) 내의 스위칭 TFT(T1)는 턴-온(Turn-On)된 상태에 있으므로, 상기 부스터 전압(V1-V2)과 상기 데이터 로우 전압(DATA low)를 합산한 값이 노드(N)에 공급된다. 즉, 상기 노드(N)에는 상기 부스터 전압(V1-V2)만큼 상승된 데이터 전압(DATA)이 공급된다.Then, when the scan low voltage SCAN low is supplied to the gate line GL, the switching TFT T1 in the
그러면, 노드(N)에 공급된 부스터 전압(V1-V2)과 데이터 로우 전압(DATA low)의 합산값은 스토리지 커패시터(Cst)에 충전됨과 아울러 구동 TFT(T2)의 게이트 단자로 공급된다. 구동 TFT(T2)는 게이트 단자로 공급되는 부스터 전압(V1-V2) 및 데이터 로우 전압(DATA low)을 합산한 값에 응답하여 공급 전압원(VDD)으로부터 EL 셀(OEL)에 공급되는 전류량(I)을 제어함으로써 EL 셀(OEL)의 발광량을 조절하게 된다. Then, the sum of the booster voltages V1-V2 and the data low voltage DATA low supplied to the node N is charged to the storage capacitor Cst and supplied to the gate terminal of the driving TFT T2. The driving TFT T2 is the amount of current I supplied from the supply voltage source VDD to the EL cell OEL in response to the sum of the booster voltages V1-V2 and the data low voltage DATA low supplied to the gate terminal. ), The amount of light emitted by the EL cell OEL is adjusted.
그리고, 스위칭 TFT(T1)가 턴오프(Turn-Off)되더라도 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 부스터 전압(V1-V2)과 데이터 로우 전압(DATA low)이 방전되므로 구동 TFT(T1)는 다음 프레임의 데이터 신호(DATA)가 공급될 때까지 공급 전압원(VDD)으로부터의 전류(I)를 EL 셀(OEL)에 공급하여 EL 셀(OEL)이 발광을 유지하게 한다.In addition, even when the switching TFT T1 is turned off, the booster voltages V1-V2 and the data low voltage DATA low charged in the storage capacitor Cst are discharged, and thus the driving TFT T1 is moved to the next frame. The current I from the supply voltage source VDD is supplied to the EL cell OEL until the data signal DATA is supplied so that the EL cell OEL maintains light emission.
이와 같이, 본 발명에서는 서브 픽셀(410)에 상기 부스터 전압(V1-V2)을 공급함으로써, 구동 TFT(T2)의 턴온(Turn-On) 전압에 해당하는 데이터 로우 전압(DATA low)과 상기 구동 TFT(T2)의 턴오프(Turn-Off) 전압에 해당하는 데이터 하이 전압(DATA high)이 상기 부스터 전압(V1-V2)만큼 상승된다. As described above, in the present invention, the booster voltages V1-V2 are supplied to the
결과적으로, 본 발명에 따르면 구동 TFT(T2)의 턴온 및 턴오프(Turn-Off) 시 상기 부스터 전압(V1-V2)의 크기만큼 서브 픽셀(410)에 공급되는 데이터 전압(DATA)의 크기가 감소하게 되고, 상기 데이터 전압(DATA)의 크기가 감소함에 따라 상기 EL 셀(OEL)에 흐르는 전류(I)의 양도 감소됨으로써, 상기 서브 픽셀(410)에 의해 발광되는 광의 휘도를 감소시킬 수 있다. 이와 같이, 상기 서브 픽셀(410)에 의해 발광되는 광의 휘도가 감소함에 따라, 상기 서브 픽셀(410)에 의해 디스플 레이되는 블랙 휘도도 감소시킬 수 있게 된다. 다만, 본 발명에 따르면 상기 서브 픽셀(410)에 의해 디스플레이하고자 하는 계조에 관계없이, 상기 서브 픽셀(410)에 의해 발광되는 광의 계조가 감소되기 때문에, 백색의 밝기에 해당하는 화이트(white) 휘도 역시 감소하게 된다. 그러나, 일반적으로 디스플레이 장치에서 화이트의 휘도는 블랙 휘도에 비하여 조절이 용이하며, 전체 영상의 화질에 미치는 영향도 블랙 휘도에 비하여 낮다. As a result, according to the present invention, when the driving TFT T2 is turned on and turned off, the magnitude of the data voltage DATA supplied to the
따라서, 본 발명에서는 데이터 드라이버(440)를 변형시킬 필요 없이, 단지 데이터 라인(DL)에 부스터 전압을 추가로 공급함으로써 영상의 블랙 휘도를 낮출 수 있고, 이에 따라 콘트라스트비를 포함한 영상의 전체 화질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. Accordingly, in the present invention, the black luminance of the image can be reduced by simply supplying a booster voltage to the data line DL without modifying the
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성도이다.6 is a block diagram of a display apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치(600)는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차로 정의된 영역에 각각 배열된 서브 픽셀(410)과, 상기 서브 픽셀(410)에 소정의 부스트(boost) 전압을 제공하는 전압 부스터(voltage booster)부(420)와, 상기 서브 픽셀(410)에 스캔 전압(SCAN)을 제공하는 게이트 드라이버(430), 및 상기 스캔 전압에 동기되어 상기 서브 픽셀(410)에 데이터 전압을 제공하는 데이터 드라이버(440)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the
특히, 상기 전압 부스터부(420)에는 데이터 라인(DL)에 인가되는 데이터 전압(DATA) 및 게이트 라인(GL)에 인가되는 스캔 전압(SCAN)을 이용하여 제1 스위칭 제어 신호(S1) 및 제2 스위칭 제어 신호(S1)을 생성할 수 있도록 논리 게이트(424)가 추가로 형성된다. In particular, the
여기서, 상기 서브 픽셀(410), 게이트 드라이버(430), 및 데이터 드라이버(440)의 구성 및 작용과, 상기 디스플레이 장치(600)에 인가되는 구동파형은 본 발명의 제1 실시 예에서 설명된 것과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다. 따라서, 이하에서는 상기 전압 부스터부(420)를 중심으로 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치(600)의 구성 및 작용을 설명한다. Herein, the configuration and operation of the
상기 논리 게이트(424)는 상기 데이터 전압(DATA)과 스캔 전압(SCAN)이 서로 다른 논리값을 갖을 때에는 제1 스위치부(422) 및 제2 스위치부(423)를 동시에 턴온 시킬 수 있도록 로우(low) 논리값을 출력한다. 반대로, 상기 논리 게이트(424)는 상기 데이터 전압(DATA)과 스캔 전압(SCAN)이 서로 동일한 논리값을 갖을 때에는 제1 스위치부(422) 및 제2 스위치부(423)를 동시에 턴오프 시킬 수 있도록 하이(high) 논리값을 출력한다. When the data voltage DATA and the scan voltage SCAN have different logic values, the
이를 위해 상기 제1 스위치부(422) 및 제2 스위치부(423)가 각각 P타입 MOSFET로 형성되는 경우, 상기 논리 게이트(424)는 익스클루시브-NOR(Exclusive-NOR) 논리 게이트로 이루어지며, 2개의 입력 단자 중 하나의 입력단자(424-1)는 데이터 라인(DL)에 연결되고 다른 하나의 입력단자(424-2)는 게이트 라인(GL)에 연결된다. 그리고 상기 논리 게이트(424)의 출력단자(424-3)는 제1 스위치부(422)의 게이트 단자 및 제2 스위치부(423)의 게이트 단자와 연결된다.To this end, when the
이에 따라, 스캔 기간 중 부스터 전압 인가 기간 동안에는, 상기 논리 게이 트(424)에 데이터 라인(DL)으로부터 하이논리의 데이터 하이 전압(DATA high)이 입력되고, 게이트 라인(GL)으로부터는 로우논리의 스캔 로우 전압(SCAN low)이 입력된다. 이에 따라 상기 논리 게이트(424)는 부스터 전압 인가 기간 동안 로우논리값을 출력하여, 상기 제1 스위치부(422) 및 제2 스위치부(423)를 턴온시킬 수 있고, 이에 따라 부스터 커패시터(421)에는 부스터 전압(V1-V2)이 인가될 수 있다. Accordingly, a high logic data high voltage DATA high is input from the data line DL to the
반면에, 상기 스캔 기간 중 데이터 전압 인가 기간 동안에는, 상기 논리 게이트(424)에 데이터 라인(DL)으로부터 로우논리의 데이터 로우 전압(DATA low)이 입력되고, 게이트 라인(GL)으로부터는 역시 로우논리의 스캔 로우 전압(SCAN low)이 입력된다. 이에 따라 상기 논리 게이트(424)는 데이터 전압 인가 기간 동안 하이논리값을 출력하여, 상기 제1 스위치부(422) 및 제2 스위치부(423)를 턴오프킬 수 있고, 이에 따라 부스터 커패시터(421)에는 더 이상 부스터 전압(V1-V2)이 인가되지 않게 된다. On the other hand, during the data voltage application period during the scan period, a low logic data low voltage DATA low is input from the data line DL to the
본 발명에 따른 전압 부스터부는 유기 전계 발광 표시장치뿐만 아니라 데이터 전압을 이용하여 서브 픽셀의 휘도를 조절하는 다양한 형태의 디스플레이 장치에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.The voltage booster unit according to the present invention can be applied to not only an organic light emitting display device but also various types of display devices for adjusting the brightness of a subpixel using a data voltage. In addition, although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above embodiment is for the purpose of description and not for the limitation thereof. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
도 1은 종래 유기 전계 발광 표시장치의 발광원리를 설명하기 위한 다이어그램을 나타내는 도면.1 is a diagram illustrating a light emission principle of a conventional organic light emitting display device.
도 2는 일반적인 P 타입 유기 전계 발광 표시 장치의 서브 픽셀을 등가적으로 나타내는 회로도. FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of subpixels of a general P-type organic electroluminescent display. FIG.
도 3은 일반적인 타입 유기 전계 발광 표시장치의 구동파형도. 3 is a driving waveform diagram of a general type organic light emitting display device;
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성도. 4 is a configuration diagram of a display device according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구동파형도.5 is a driving waveform diagram of a display device according to a first embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성도.6 is a configuration diagram of a display device according to a second embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
400: 디스플레이 장치 410: 서브 픽셀400: display device 410: subpixel
411: 셀 구동부 420: 전압 부스터부411: cell driver 420: voltage booster
421: 부스터 커패시터 422: 제1 스위치부421: booster capacitor 422: first switch unit
423: 제2 스위치부 424: 논리 게이트423: second switch unit 424: logic gate
424-1, 424-2: 입력 단자 424-3: 출력 단자424-1, 424-2: input terminal 424-3: output terminal
430: 게이트 드라이버 440: 데이터 드라이버430: gate driver 440: data driver
600: 디스플레이 장치600: display device
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