KR20200037034A - 유기 발광 표시 장치의 화소 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

유기 발광 표시 장치의 화소 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 Download PDF

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Abstract

유기 발광 표시 장치는 표시 패널 및 패널 구동부를 포함한다. 화소들 각각은 제1 타입의 스위칭 소자인 제1 스위칭 소자, 제2 스위칭 소자, 제3 스위칭 소자, 제5 스위칭 소자, 제6 스위칭 소자, 제7 스위칭 소자, 저장 캐패시터 및 유기 발광 다이오드를 포함하고, 제2 타입의 스위칭 소자인 제4 스위칭 소자를 포함한다.

Description

유기 발광 표시 장치의 화소 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치{PIXEL OF ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE AND ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 유기 발광 표시 장치의 화소 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 디스플레이 장치들이 개발되고 있다. 평판 디스플레이 장치로는 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 전계 방출 디스플레이 장치(Field Emission Display; FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP) 및 유기 발광 디스플레이 장치(Organic Light Emitting Display; OLED) 등이 있다. 특히, 유기 발광 표시 장치는 넓은 시야각, 빠른 응답 속도, 얇은 두께, 낮은 소비 전력 등의 여러 가지 장점들을 가지기 때문에 유망한 차세대 디스플레이 장치로 각광받고 있다.
최근에는 유기 발광 표시 장치의 소비 전력을 최소화하기 위한 저주파 구동 방법이 연구되고 있다. 유기 발광 표시 장치의 저주파 구동 시 화소의 구동 트랜지스터와 연결되는 스위칭 트랜지스터를 통해 전류가 누설되어 휘도가 감소하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 목적은 표시 품질을 향상시킬 수 있는 유기 발광 표시 장치의 화소를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 표시 품질을 향상시킬 수 있는 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 목적은 상술한 목적으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널 및 상기 화소들에 제1 스캔 신호, 제2 스캔 신호, 데이터 전압, 초기화 전압, 제1 전원 전압 및 제2 전원 전압을 제공하는 패널 구동부를 포함할 수 있다. 상기 화소들 각각은 제1 노드에 연결되는 게이트 전극, 제2 노드에 연결되는 제1 전극 및 제3 노드에 연결되는 제2 전극을 포함하는 제1 스위칭 소자, 상기 제1 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 데이터 전압이 인가되는 제1 전극 및 상기 제2 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 제2 스위칭 소자, 상기 제1 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 제1 노드와 연결되는 제1 전극 및 상기 제3 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 제3 스위칭 소자, 상기 제2 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 제1 노드와 연결되는 제1 전극 및 상기 초기화 전압이 인가되는 제2 전극을 포함하는 제4 스위칭 소자, 상기 제1 전원 전압이 인가되는 제1 전극 및 상기 제1 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 저장 캐패시터 및 상기 제1 스위칭 소자에서 생성되는 구동 전류가 제공되는 제1 전극 및 상기 제2 전원 전압이 인가되는 제2 전극을 포함하는 유기 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 상기 제1 스위칭 소자, 상기 제2 스위칭 소자 및 상기 제3 스위칭 소자는 제1 타입의 스위칭 소자이고, 상기 제4 스위칭 소자는 제2 타입의 스위칭 소자일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 타입의 스위칭 소자는 P 형(P-channel metal oxide semiconductor; PMOS) 트랜지스터이고, 상기 제2 타입의 스위칭 소자는 N형(N-channel metal oxide semiconductor; NMOS) 트랜지스터일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 타입의 스위칭 소자는 N형(N-channel metal oxide semiconductor; NMOS) 트랜지스터이고, 상기 제2 타입의 스위칭 소자는 P 형(P-channel metal oxide semiconductor; PMOS) 트랜지스터일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 패널 구동부는 일 프레임이 상기 제1 스위칭 소자의 상기 게이트 전극의 게이트 전압이 상기 초기화 전압으로 초기화되는 제1 구간, 상기 데이터 전압이 기입되는 제2 구간 및 상기 유기 발광 다이오드가 발광하는 제3 구간을 포함하도록 상기 표시 패널을 구동할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 구간 동안 턴온 레벨을 갖는 상기 제2 스캔 신호가 공급되고, 상기 제2 구간 동안 턴온 레벨을 갖는 상기 제1 스캔 신호가 공급되며, 상기 제3 구간 동안 턴온 레벨을 갖는 상기 발광 제어 신호가 공급될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제3 스위칭 트랜지스터 및 상기 제4 스위칭 트랜지스터는 듀얼 게이트 트랜지스터일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제4 스위칭 트랜지스터는 싱글 게이트 트랜지스터일 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치의 화소는 제1 노드에 연결된 게이트 전극, 제2 노드에 연결되는 제1 전극 및 제3 노드에 연결되는 제2 전극을 포함하는 제1 스위칭 소자, 제1 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 데이터 전압이 인가되는 제1 전극 및 상기 제2 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 제2 스위칭 소자, 상기 제1 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 제1 노드와 연결되는 제1 전극 및 상기 제3 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 제3 스위칭 소자, 제2 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 제1 노드와 연결되는 제1 전극 및 초기화 전압이 인가되는 제2 전극을 포함하는 제4 스위칭 소자, 상기 제1 전원 전압이 인가되는 제1 전극 및 상기 제1 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 저장 캐패시터 및 상기 제1 스위칭 소자에서 생성되는 구동 전류가 제공되는 제1 전극 및 제2 전원 전압이 인가되는 제2 전극을 포함하는 유기 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 상기 제1 스위칭 소자, 상기 제2 스위칭 소자 및 상기 제3 스위칭 소자는 제1 타입의 스위칭 소자이고, 상기 제4 스위칭 소자는 제2 타입의 스위칭 소자일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 타입의 스위칭 소자는 P 형(P-channel metal oxide semiconductor; PMOS) 트랜지스터이고, 상기 제2 타입의 스위칭 소자는 N형(N-channel metal oxide semiconductor; NMOS) 트랜지스터일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 타입의 스위칭 소자는 N형(N-channel metal oxide semiconductor; NMOS) 트랜지스터이고, 상기 제2 타입의 스위칭 소자는 P 형(P-channel metal oxide semiconductor; PMOS) 트랜지스터일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제3 스위칭 트랜지스터 및 상기 제4 스위칭 트랜지스터는 듀얼 게이트 트랜지스터일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제4 스위칭 트랜지스터는 싱글 게이트 트랜지스터일 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널, 상기 화소들에 공급되는 데이터 전압을 생성하는 데이터 구동부, 상기 화소들에 공급되는 제1 스캔 신호 및 제2 스캔 신호를 생성하는 스캔 구동부, 상기 화소들에 공급되는 발광 제어 신호를 생성하는 발광 제어부, 상기 데이터 구동부, 상기 스캔 구동부 및 상기 발광 제어부를 제어하는 제어 신호들을 생성하는 타이밍 제어부를 포함할 수 있다. 상기 타이밍 제어부는 상기 표시 패널에 표시되는 영상 데이터를 수신하고, 상기 영상 데이터의 계조 값에 따라 상기 제1 스캔 신호의 전압 레벨을 제어하는 제1 레벨 제어 신호 및 상기 제2 스캔 신호의 전압 레벨을 제어하는 제2 레벨 제어 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 타이밍 제어부는 상기 영상 데이터의 계조 값들의 평균값에 기초하여 상기 제1 레벨 제어 신호 및 상기 제2 레벨 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 타이밍 제어부는 프레임 별로 상기 영상 데이터의 계조 값들의 평균에 기초하여 상기 제1 레벨 제어 신호 및 상기 제2 레벨 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 타이밍 제어부는 상기 화소들의 라인 별로 상기 영상 데이터의 계조 값들의 평균에 기초하여 상기 제1 레벨 제어 신호 및 상기 제2 레벨 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 화소들 각각은 제1 노드에 연결된 게이트 전극, 제2 노드에 연결되는 제1 전극 및 제3 노드에 연결되는 제2 전극을 포함하는 제1 스위칭 소자, 제1 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 데이터 전압이 인가되는 제1 전극 및 상기 제2 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 제2 스위칭 소자, 상기 제1 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 제1 노드와 연결되는 제1 전극 및 상기 제3 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 제3 스위칭 소자, 제2 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 제1 노드와 연결되는 제1 전극 및 제4 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 제4 스위칭 소자, 발광 제어 신호가 인가되는 게이트 전극, 제1 전원 전압이 인가되는 제1 전극 및 상기 제2 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 제5 스위칭 소자, 상기 발광 제어 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 제3 노드와 연결되는 제1 전극 및 제5 노드와 연결되는 제6 스위칭 소자, 상기 제1 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 제4 노드와 연결되는 제1 전극 및 상기 제5 노드와 연결되는 제7 스위칭 소자 및 상기 제5 노드와 연결되는 제1 전극 및 제2 전원 전압이 인가되는 제2 전극을 포함하는 유기 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 스위칭 소자, 상기 제2 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자, 상기 제4 스위칭 소자, 상기 제5 스위칭 소자, 상기 제6 스위칭 소자 및 상기 제7 스위칭 소자는 P형(P-channel metal oxide semiconductor; PMOS) 트랜지스터일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스캔 구동부는 상기 제1 레벨 제어 신호에 기초하여 상기 제1 스캔 신호의 하이 레벨 전압을 변경하고, 상기 제2 레벨 제어 신호에 기초하여 상기 제2 스캔 신호의 하이 레벨 전압을 변경할수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 타이밍 제어부는 상기 영상 데이터의 계조 값들의 평균값에 대응하는 제1 레벨 제어 신호를 저장하는 제1 룩업 테이블(lookup table; LUT) 및 상기 영상 데이터의 계조 값들의 평균값에 대응하는 제2 레벨 제어 신호를 저장하는 제2 룩업 테이블을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치의 화소 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치는 제1 타입의 스위칭 소자인 제3 스위칭 소자 및 제2 타입의 스위칭 소자인 제4 스위칭 소자를 포함하여, 제1 스위칭 소자의 게이트 전극이 제1 스캔 신호 및 제2 스캔 신호와 커플링되어 게이트 전극의 전압이 변동되는 것을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치는 영상 데이터의 계조 값들에 기초하여 제1 스캔 신호 및 제2 스캔 신호의 전압 레벨을 제어함으로써, 제1 스위칭 소자의 게이트 전극의 전압 변동을 감소시킬 수 있다.
따라서, 유기 발광 표시 장치의 휘도가 일정하게 유지되어 표시 품질이 향상될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2a는 도 1의 유기 발광 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 2b는 도 1의 유기 발광 표시 장치에 포함되는 화소의 다른 예를 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 2a의 유기 발광 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 2a의 유기 발광 표시 장치의 화소의 동작을 설명하기 위한 회로도들이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 6a는 도 5의 유기 발광 표시 장치에 포함되는 화소를 나타내는 회로도이다.
도 6b는 도 6a의 화소의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 7은 도 6의 유기 발광 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 블록도이다. 도 2a는 도 1의 유기 발광 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예를 나타내는 회로도이고, 도 2b는 도 1의 유기 발광 표시 장치에 포함되는 화소의 다른 예를 나타내는 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치(100)는 표시 패널(110) 및 패널 구동부(120)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 패널 구동부(120)는 데이터 구동부(124), 스캔 구동부(122), 발광 제어부(126) 및 타이밍 제어부(128)를 포함할 수 있다.
표시 패널(110)은 복수의 화소(PX)들을 포함할 수 있다. 표시 패널(110)에는 복수의 데이터 라인(DL)들, 복수의 스캔 라인(SL)들 및 복수의 발광 제어 라인(EML)들이 형성될 수 있다. 데이터 라인(DL)들과 스캔 라인(SL)들이 교차하는 영역에 복수의 화소(PX)들이 형성될 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 화소(PX)는 제1 스위칭 소자(T1), 제2 스위칭 소자(T2), 제3 스위칭 소자(T3), 제4 스위칭 소자(T4), 저장 캐패시터(CST) 및 유기 발광 다이오드(EL)를 포함할 수 있다. 화소(PX)는 제5 스위칭 소자(T5), 제6 스위칭 소자(T6) 및 제7 스위칭 소자(T7)를 더 포함할 수 있다. 제1 스위칭 소자(T1), 제2 스위칭 소자(T2), 제3 스위칭 소자(T3), 제5 스위칭 소자(T5), 제6 스위칭 소자(T6) 및 제7 스위칭 소자(T7)는 제1 타입의 스위칭 소자이고, 제4 스위칭 소자(T4)는 제2 타입의 스위칭 소자일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 타입의 스위칭 소자는P형(P-channel Metal Oxide Semiconductor; PMOS) 트랜지스터이고, 제2 타입의 스위칭 소자는 N형(N-channel Metal Oxide Semiconductor; NMOS) 트랜지스터일 수 있다. P형 트랜지스터는 로우 레벨을 갖는 신호에 응답하여 턴온되고, N형 트랜지스터는 하이 레벨을 갖는 신호에 응답하여 턴온될 수 있다. 도 2a를 참조하면, 제3 스위칭 소자(T3) 및 제4 스위칭 소자(T4)는 듀얼 게이트 트랜지스터(dual gate transistor)일 수 있다. 도 2b를 참조하면, 제4 스위칭 소자(T4)는 싱글 게이트 트랜지스터(single gate transistor)일 수 있다.
제1 스위칭 소자(T1)는 제1 노드(N1)에 연결되는 게이트 전극, 제2 노드(N2)에 연결되는 제1 전극 및 제3 노드(N3)에 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 스위칭 소자(T1)의 제1 전극은 소스 전극이고, 제2 전극은 드레인 전극일 수 있다. 제1 스위칭 소자(T1)는 구동 전류를 생성하는 구동 트랜지스터일 수 있다.
제2 스위칭 소자(T2)는 제1 스캔 신호(GW)가 인가되는 게이트 전극, 데이터 전압(DATA)이 인가되는 제1 전극 및 제2 노드(N2)와 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 스위칭 소자(T2)의 제1 전극은 소스 전극이고, 제2 전극은 드레인 전극일 수 있다. 제2 스위칭 소자(T2)는 로우 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW)에 응답하여 턴온될 수 있다. 제2 스위칭 소자(T2)가 턴온되는 경우, 데이터 라인(DL)을 통해 공급되는 데이터 전압(DATA)이 제2 스위칭 소자(T2)를 통해 제2 노드(N2)에 인가될 수 있다.
제3 스위칭 소자(T3)는 제1 스캔 신호(GW)가 인가되는 게이트 전극, 제1 노드(N1)와 연결되는 제1 전극 및 제3 노드(N3)와 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 스위칭 소자(T3)의 제1 전극은 소스 전극이고, 제2 전극은 드레인 전극일 수 있다. 제3 스위칭 소자(T3)는 로우 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW)에 응답하여 턴온될 수 있다. 제3 스위칭 소자(T3)가 턴온되는 경우, 제3 노드(N3)와 제1 노드(N1)가 연결될 수 있다. 제3 스위칭 소자(T3)는 두 개의 스위칭 소자들(T3-1, T3-2)이 직렬로 연결되고, 상기 스위칭 소자들의 게이트 전극이 서로 연결되는 듀얼 게이트 트랜지스터일 수 있다.
제4 스위칭 소자(T4)는 제2 스캔 신호(GI)가 인가되는 게이트 전극, 제1 노드(N1)와 연결되는 제1 전극 및 제4 노드와 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제4 스위칭 소자(T4)의 제1 전극은 소스 전극이고, 제2 전극은 드레인 전극일 수 있다. 제4 스위칭 소자(T4)는 하이 레벨을 갖는 제2 스캔 신호(GI)에 응답하여 턴온될 수 있다. 제4 스위칭 소자(T4)가 턴온되는 경우, 제1 노드(N1)와 제4 노드가 연결될 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 제4 스위칭 소자(T4)는 두 개의 스위칭 소자들(T4-1, T4-2)이 직렬로 연결되고, 상기 스위칭 소자들의 게이트 전극이 서로 연결되는 듀얼 게이트 트랜지스터일 수 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 제4 스위칭 소자(T4)는 싱글 게이트 트랜지스터일 수 있다.
제5 스위칭 소자(T5)는 발광 제어 신호(EM)가 인가되는 게이트 전극, 제1 전원 전압(ELVDD)이 인가되는 제1 전극 및 제2 노드(N2)와 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제5 스위칭 소자(T5)의 제1 전극은 소스 전극이고, 제2 전극은 드레인 전극일 수 있다. 제5 스위칭 소자(T5)는 로우 레벨을 갖는 발광 제어 신호(EM)에 응답하여 턴온될 수 있다. 제5 스위칭 소자(T5)가 턴온되는 경우, 제1 전원 전압(ELVDD) 공급 라인을 통해 공급되는 제1 전원 전압(ELVDD)이 제2 노드(N2)에 인가될 수 있다.
제6 스위칭 소자(T6)는 발광 제어 신호(EM)가 인가되는 게이트 전극, 제3 노드(N3)와 연결되는 제1 전극 및 제5 노드와 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제6 스위칭 소자(T6)의 제1 전극은 소스 전극이고, 제2 전극은 드레인 전극일 수 있다. 제6 스위칭 소자(T6)는 로우 레벨을 갖는 발광 제어 신호(EM)에 응답하여 턴온될 수 있다. 제6 스위칭 소자(T6)가 턴온되는 경우, 제3 노드(N3)와 제5 노드가 연결될 수 있다.
저장 캐패시터(CST)는 제1 전원 전압(ELVDD)이 인가되는 제1 전극 및 제1 노드(N1)와 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 저장 캐패시터(CST)에는 데이터 전압(DATA)이 기입될 수 있다.
유기 발광 다이오드(EL)는 제5 노드와 연결되는 제1 전극 및 제2 전원 전압(ELVSS)이 인가되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극은 애노드 전극이고, 제2 전극은 캐소드 전극일 수 있다.
제2 스캔 신호(GI)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변경될 때, 기생 캐패시터로 인한 커플링 현상으로 제1 노드(N1)의 전압이 강하될 수 있다. 제1 스캔 신호(GW)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변경될 때, 기생 캐패시터로 인한 커플링 현상으로 제1 노드(N1)의 전압이 상승할 수 있다. 따라서, 제1 노드(N1)의 전압 강하 및 상승이 상쇄되어 제1 노드(N1)(즉, 제1 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극)의 전압 변화가 감소할 수 있다.
타이밍 제어부(128)는 외부의 장치로부터 제1 영상 데이터(RGB1) 및 입력 제어 신호(CON)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제1 영상 데이터(RGB1)는 적색 영상 데이터, 녹색 영상 데이터 및 청색 영상 데이터를 포함할 수 있다. 제1 영상 데이터(RGB1)는 마젠타색(magenta) 영상 데이터, 황색(yellow) 영상 데이터 및 시안색(cyan) 영상 데이터를 포함할 수 있다. 입력 제어 신호(CON)는 마스터 클럭 신호, 데이터 인에이블 신호, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호 등을 포함할 수 있다. 타이밍 제어부(128)는 제1 영상 데이터(RGB1)에 기초하여 제2 영상 데이터(RGB2)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 제어부(128)는 제1 영상 데이터(RGB1)의 화질을 보정하는 알고리즘을 적용하여 제1 영상 데이터(RGB1)를 제2 영상 데이터(RGB2)로 변환할 수 있다. 타이밍 제어부(128)는 제2 영상 데이터(RGB2)를 데이터 구동부(124)에 출력할 수 있다.
타이밍 제어부(128)는 제1 영상 데이터(RGB1) 및 입력 제어 신호(CON)에 기초하여 스캔 구동부(122), 데이터 구동부(124) 및 발광 제어부(126)를 제어하는 제1 제어 신호(CTL1), 제2 제어 신호(CTL2) 및 제3 제어 신호(CTL3)를 생성할 수 있다. 타이밍 제어부(128)는 입력 제어 신호(CON)에 기초하여 스캔 구동부(122)의 동작을 제어하기 위한 제1 제어 신호(CTL1)를 생성할 수 있다. 타이밍 제어부(128)는 제1 제어 신호(CTL1)를 게이트 구동부에 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 제어 신호(CTL1)는 수직 개시 신호 및 스캔 클럭 신호를 포함할 수 있다. 타이밍 제어부(128)는 입력 제어 신호(CON)에 기초하여 데이터 구동부(124)의 동작을 제어하기 위한 제2 제어 신호(CTL2)를 생성할 수 있다. 타이밍 제어부(128)는 제2 제어 신호(CTL2)를 데이터 구동부(124)에 출력할 수 있다. 예를 들어, 제2 제어 신호(CTL2)는 수평 개시 신호 및 로드 신호를 포함할 수 있다. 타이밍 제어부(128)는 입력 제어 신호(CON)에 기초하여 발광 제어부(126)의 동작을 제어하기 위한 제3 제어 신호(CTL3)를 생성할 수 있다. 타이밍 제어부(128)는 제3 제어 신호(CTL3)를 발광 제어부(126)에 출력할 수 있다.
스캔 구동부(122)는 제1 제어 신호(CTL1)에 응답하여 제1 스캔 신호(GW) 및 제2 스캔 신호(GI)를 생성할 수 있다. 스캔 구동부(122)는 제1 스캔 신호(GW) 및 제2 스캔 신호(GI)를 스캔 라인(SL)들에 출력할 수 있다.
데이터 구동부(124)는 제2 영상 데이터(RGB2) 및 제2 제어 신호(CTL2)에 기초하여 데이터 전압(DATA)을 생성할 수 있다. 데이터 구동부(124)는 제2 제어 신호(CTL2) 및 아날로그 구동 전압에 기초하여 감마 기준 전압을 생성할 수 있다. 감마 기준 전압은 각각 제2 영상 데이터(RGB2)에 대응하는 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 데이터 구동부(124)는 아날로그 구동 전압을 분배하여 감마 기준 전압을 생성할 수 있다. 데이터 구동부(124)는 제2 영상 데이터(RGB2)를 감마 기준 전압을 이용하여 아날로그 형태의 데이터 전압(DATA)으로 변환할 수 있다. 데이터 구동부(124)는 데이터 전압(DATA)을 데이터 라인(DL)에 출력할 수 있다.
발광 제어부(126)는 제3 제어 신호(CTL3)에 응답하여 발광 제어 신호(EM)를 생성할 수 있다. 발광 제어부(126)는 발광 제어 신호(EM)를 발광 제어 라인(EML)들에 출력할 수 있다.
도 3은 도 2a의 유기 발광 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이고, 도 4a 내지 도 4c는 도 2a의 유기 발광 표시 장치의 화소의 동작을 설명하기 위한 회로도들이다.
도 3을 참조하면, 유기 발광 표시 장치(100)의 패널 구동부(120)는 일 프레임이 제1 구간(P1), 제2 구간(P2) 및 제3 구간(P3)을 포함하도록 표시 패널(110)을 구동할 수 있다.
도 3 및 도 4a를 참조하면, 제1 구간(P1) 동안 화소(PX)에 하이 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW), 하이 레벨을 갖는 제2 스캔 신호(GI) 및 하이 레벨을 갖는 발광 제어 신호(EM)가 공급될 수 있다. 하이 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW)에 응답하여 제2 스위칭 소자(T2), 제3 스위칭 소자(T3) 및 제7 스위칭 소자(T7)가 턴오프될 수 있다. 하이 레벨을 갖는 제2 스캔 신호(GI)에 응답하여 제4 스위칭 소자(T4)가 턴온될 수 있다. 제1 구간(P1)에서 제4 스위칭 소자(T4)가 턴온되므로, 제1 노드(N1)와 제4 노드가 연결될 수 있다. 제4 스위칭 소자(T4)를 통해 초기화 전압(VINIT)이 인가되어 제1 노드(N1)(즉, 제1 스위칭 소자(T1)의 게이트 전극)가 초기화 전압(VINIT)으로 초기화될 수 있다. 하이 레벨을 갖는 발광 제어 신호(EM)에 응답하여 제5 스위칭 소자(T5) 및 제6 스위칭 소자(T6)가 턴오프될 수 있다.
도 3 및 도 4b를 참조하면, 제2 구간(P2) 동안 화소(PX)에 로우 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW), 로우 레벨을 갖는 제2 스캔 신호(GI) 및 하이 레벨을 갖는 발광 제어 신호(EM)가 공급될 수 있다. 로우 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW)에 응답하여 제2 스위칭 소자(T2), 제3 스위칭 소자(T3) 및 제7 스위칭 소자(T7)가 턴온될 수 있다. 제2 구간(P2)에서 제2 스위칭 소자(T2)가 턴온되므로, 데이터 전압(DATA)이 제2 노드(N2)에 인가될 수 있다. 제2 구간(P2)에서 제3 스위칭 소자(T3)가 턴온되므로, 제3 노드(N3)와 제1 노드(N1)가 연결되어 제1 스위칭 소자(T1)가 다이오드 결합을 할 수 있다. 따라서, 제1 스위칭 소자(T1)의 문턱 전압이 보상된 데이터 전압(DATA)이 저장 캐패시터(CST)에 저장될 수 있다. 제2 구간(P2)에서 제7 스위칭 소자(T7)가 턴온되므로, 제4 노드와 제5 노드가 연결될 수 있다. 제7 스위칭 소자(T7)를 통해 초기화 전압(VINIT)이 인가되어 제5 노드(즉, 유기 발광 다이오드(EL)의 제1 전극)가 초기화 전압(VINIT)으로 초기화될 수 있다. 로우 레벨을 갖는 제2 스캔 신호(GI)에 응답하여 제4 스위칭 소자(T4)가 턴오프되고, 제4 스위칭 소자(T4)의 두 개의 스위칭 소자들(T4-1, T4-2)이 연결되는 연결 노드(NC)가 플로팅될 수 있다. 제1 구간(P1)에서 하이 레벨을 갖는 제2 스캔 신호(GI)가 제2 구간(P2)에서 로우 레벨로 변경될 때(A), 기생 캐패시터로 인해 제1 노드(N1)가 제2 스캔 신호(GI)와 커플링되어 제1 노드(N1)의 전압이 강하될 수 있다. 즉, 제4 스위칭 소자(T4)에서 발생하는 누설 전류로 인해 제1 스위칭 소자(T1)의 게이트 전극의 전압이 초기화 전압(VINIT) 레벨 이하로 감소할 수 있다. 하이 레벨을 갖는 발광 제어 신호(EM)에 응답하여 제5 스위칭 소자(T5) 및 제6 스위칭 소자(T6)가 턴오프될 수 있다.
도 3 및 도 4c를 참조하면, 제3 구간(P3) 동안 화소(PX)에 하이 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW), 로우 레벨을 갖는 제2 스캔 신호(GI) 및 로우 레벨을 갖는 발광 제어 신호(EM)가 공급될 수 있다. 하이 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW)에 응답하여 제2 스위칭 소자(T2), 제3 스위칭 소자(T3) 및 제7 스위칭 소자(T7)가 턴오프될 수 있다. 이 때, 제3 스위칭 소자(T3)의 두 개의 스위칭 소자들(T3-1, T3-2)이 연결되는 연결 노드(NC)가 플로팅될 수 있다. 제2 구간(P2)에서 로우 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW)가 제3 구간(P3)에서 하이 레벨로 변경될 때(B), 기생 캐패시터로 인해 제1 노드(N1)가 제1 스캔 신호(GW)와 커플링되어 제1 노드(N1)의 전압이 상승할 수 있다. 즉, 제3 스위칭 소자(T3)에서 발생하는 누설 전류로 인해 제1 스위칭 소자(T1)의 게이트 전극의 전압이 상승할 수 있다. 따라서, 제2 구간(P2)에서 제2 스캔 신호(GI)와 커플링되어 강하된 제1 노드(N1)의 전압이 제3 구간(P3)에서 제1 스캔 신호(GW)와 커플링되어 상승함으로써, 제1 노드(N1)의 전압이 일정하게 유지될 수 있다. 로우 레벨을 갖는 제2 스캔 신호(GI)에 응답하여 제4 스위칭 소자(T4)가 턴오프될 수 있다. 로우 레벨을 갖는 발광 제어 신호(EM)에 응답하여 제5 스위칭 소자(T5) 및 제6 스위칭 소자(T6)가 턴온될 수 있다. 제5 스위칭 소자(T5)가 턴온되므로, 제1 전원 전압(ELVDD)이 제2 노드(N2)에 인가될 수 있다. 제1 스위칭 소자(T1)는 게이트 전극(즉, 제1 노드(N1))의 전압에 상응하는 구동 전류를 생성할 수 있다. 제6 스위칭 소자(T6)가 턴온되므로, 제3 노드(N3)와 제5 노드가 연결될 수 있다. 유기 발광 다이오드(EL)는 제1 스위칭 소자(T1)에서 생성되는 구동 전류에 기초하여 발광할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 화소(PX)는 제1 스위칭 소자(T1)의 게이트 전극과 연결되는 제3 스위칭 소자(T3) 및 제4 스위칭 소자(T4)를 포함하고, 제3 스위칭 소자(T3)를 P형 트랜지스터로구현하고, 제4 스위칭 소자(T4)를 N형 트랜지스터로 구현함으로써, 커플링 현상으로 인해 발생하는 누설 전류의 방향을 상이하게 할 수 있다. 즉, N형 트랜지스터인 제4 스위칭 소자(T4)의 연결 노드(NC)의 플로팅으로 인해 제1 스위칭 소자(T1)의 게이트 전극이 제2 스캔 신호(GI)와 커플링되어 제1 스위칭 소자(T1)의 게이트 전압이 감소하고, P형 트랜지스터인 제3 스위칭 소자(T3)의 연결 노드(NC)의 플로팅으로 인해 제1 스위칭 소자(T1)의 게이트 전극이 제1 스캔 신호(GW)와 커플링되어 제1 스위칭 소자(T1)의 게이트 전극의 전압이 상승함으로써, 제1 스위칭 소자(T1)의 게이트 전압의 변동이 상쇄될 수 있다. 따라서, 제1 스위칭 소자(T1)의 게이트 전극의 게이트 전압의 변동이 감소하므로, 유기 발광 표시 장치의 휘도 변화가 감소할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 블록도이다. 도 6a는 도 5의 유기 발광 표시 장치에 포함되는 화소를 나타내는 회로도이고, 도 6b는 도 6a의 화소의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 7은 도 6의 유기 발광 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 유기 발광 표시 장치(200)는 표시 패널(210), 타이밍 제어부(220), 스캔 구동부(230), 데이터 구동부(240) 및 발광 제어부(250)를 포함할 수 있다.
표시 패널(210)은 복수의 화소(PX)들을 포함할 수 있다. 표시 패널(210)에는 복수의 데이터 라인(DL)들, 복수의 스캔 라인(SL)들 및 복수의 발광 제어 라인(EML)들이 형성될 수 있다. 데이터 라인(DL)들과 스캔 라인(SL)들이 교차하는 영역에 복수의 화소(PX)들이 형성될 수 있다.
도 6a를 참조하면, 화소(PX)는 제1 스위칭 소자(T1), 제2 스위칭 소자(T2), 제3 스위칭 소자(T3), 제4 스위칭 소자(T4), 제5 스위칭 소자(T5), 제6 스위칭 소자(T6), 제7 스위칭 소자(T7), 저장 캐패시터(CST) 및 유기 발광 다이오드(EL)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 스위칭 소자(T1), 제2 스위칭 소자(T2), 제3 스위칭 소자(T3), 제4 스위칭 소자(T4), 제5 스위칭 소자(T5), 제6 스위칭 소자(T6) 및 제7 스위칭 소자(T7)는 P형 트랜지스터일 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 스위칭 소자(T1), 제2 스위칭 소자(T2), 제3 스위칭 소자(T3), 제4 스위칭 소자(T4), 제5 스위칭 소자(T5), 제6 스위칭 소자(T6) 및 제7 스위칭 소자(T7)는 N형 트랜지스터일 수 있다. 도 6a의 제1 내지 제7 스위칭 소자(T7)들은 P형 트랜지스터로 구현되고, 로우 레벨을 갖는 신호에 응답하여 턴온될 수 있다. 제3 스위칭 소자(T3) 및 제4 스위칭 소자(T4)는 듀얼 게이트 트랜지스터일 수 있다.
제1 스위칭 소자(T1)는 제1 노드(N1)에 연결되는 게이트 전극, 제2 노드(N2)에 연결되는 제1 전극 및 제3 노드(N3)에 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 스위칭 소자(T1)의 제1 전극은 소스 전극이고, 제2 전극은 드레인 전극일 수 있다. 제1 스위칭 소자(T1)는 구동 전류를 생성하는 구동 트랜지스터일 수 있다.
제2 스위칭 소자(T2)는 제1 스캔 신호(GW)가 인가되는 게이트 전극, 데이터 전압(DATA)이 인가되는 제1 전극 및 제2 노드(N2)와 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 스위칭 소자(T2)의 제1 전극은 소스 전극이고, 제2 전극은 드레인 전극일 수 있다. 제2 스위칭 소자(T2)는 로우 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW)에 응답하여 턴온될 수 있다. 제2 스위칭 소자(T2)가 턴온되는 경우, 데이터 라인(DL)을 통해 공급되는 데이터 전압(DATA)이 제2 스위칭 소자(T2)를 통해 제2 노드(N2)에 인가될 수 있다.
제3 스위칭 소자(T3)는 제1 스캔 신호(GW)가 인가되는 게이트 전극, 제1 노드(N1)와 연결되는 제1 전극 및 제3 노드(N3)와 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 스위칭 소자(T3)의 제1 전극은 소스 전극이고, 제2 전극은 드레인 전극일 수 있다. 제3 스위칭 소자(T3)는 로우 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW)에 응답하여 턴온될 수 있다. 제3 스위칭 소자(T3)가 턴온되는 경우, 제3 노드(N3)와 제1 노드(N1)가 연결될 수 있다. 제3 스위칭 소자(T3)는 두 개의 스위칭 소자들(T3-1, T3-2)이 직렬로 연결되고, 상기 스위칭 소자들(T3-1, T3-2)의 게이트 전극이 서로 연결되는 듀얼 게이트 트랜지스터일 수 있다.
제4 스위칭 소자(T4)는 제2 스캔 신호(GI)가 인가되는 게이트 전극, 제1 노드(N1)와 연결되는 제1 전극 및 제4 노드(N4)와 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제4 스위칭 소자(T4)의 제1 전극은 소스 전극이고, 제2 전극은 드레인 전극일 수 있다. 제4 스위칭 소자(T4)는 로우 레벨을 갖는 제2 스캔 신호(GI)에 응답하여 턴온될 수 있다. 제4 스위칭 소자(T4)가 턴온되는 경우, 제1 노드(N1)와 제4 노드(N4)가 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 제4 스위칭 소자(T4)는 두 개의 스위칭 소자들(T4-1, T4-2)이 직렬로 연결되고, 상기 스위칭 소자들(T4-1, T4-2)의 게이트 전극이 서로 연결되는 듀얼 게이트 트랜지스터일 수 있다. 다른 실시예에서, 제4 스위칭 소자(T4)는 싱글 게이트 트랜지스터일 수 있다.
제5 스위칭 소자(T5)는 발광 제어 신호(EM)가 인가되는 게이트 전극, 제1 전원 전압(ELVDD)이 인가되는 제1 전극 및 제2 노드(N2)와 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제5 스위칭 소자(T5)의 제1 전극은 소스 전극이고, 제2 전극은 드레인 전극일 수 있다. 제5 스위칭 소자(T5)는 로우 레벨을 갖는 발광 제어 신호(EM)에 응답하여 턴온될 수 있다. 제5 스위칭 소자(T5)가 턴온되는 경우, 제1 전원 전압(ELVDD) 공급 라인을 통해 공급되는 제1 전원 전압(ELVDD)이 제2 노드(N2)에 인가될 수 있다.
제6 스위칭 소자(T6)는 발광 제어 신호(EM)가 인가되는 게이트 전극, 제3 노드(N3)와 연결되는 제1 전극 및 제5 노드(N5)와 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제6 스위칭 소자(T6)의 제1 전극은 소스 전극이고, 제2 전극은 드레인 전극일 수 있다. 제6 스위칭 소자(T6)는 로우 레벨을 갖는 발광 제어 신호(EM)에 응답하여 턴온될 수 있다. 제6 스위칭 소자(T6)가 턴온되는 경우, 제3 노드(N3)와 제5 노드(N5)가 연결될 수 있다.
저장 캐패시터(CST)는 제1 전원 전압(ELVDD)이 인가되는 제1 전극 및 제1 노드(N1)와 연결되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 저장 캐패시터(CST)에는 데이터 전압(DATA)이 기입될 수 있다.
유기 발광 다이오드(EL)는 제5 노드(N5)와 연결되는 제1 전극 및 제2 전원 전압(ELVSS)이 인가되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극은 애노드 전극이고, 제2 전극은 캐소드 전극일 수 있다.
도 6b를 참조하면, 화소(PX)는 제1 구간(P1), 제2 구간(P2) 및 제3 구간에서 동작할 수 있다.
제1 구간(P1) 동안 화소(PX)에 하이 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW), 로우 레벨을 갖는 제2 스캔 신호(GI) 및 하이 레벨을 갖는 발광 제어 신호(EM)가 공급될 수 있다. 하이 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW)에 응답하여 제2 스위칭 소자(T2), 제3 스위칭 소자(T3) 및 제7 스위칭 소자(T7)가 턴오프될 수 있다. 로우 레벨을 갖는 제2 스캔 신호(GI)에 응답하여 제4 스위칭 소자(T4)가 턴온될 수 있다. 제1 구간(P1)에서 제4 스위칭 소자(T4)가 턴온되므로, 제1 노드(N1)와 제4 노드(N4)가 연결될 수 있다. 제4 스위칭 소자(T4)를 통해 초기화 전압(VINIT)이 인가되어 제1 노드(N1)(즉, 제1 스위칭 소자(T1)의 게이트 전극)가 초기화 전압(VINIT)으로 초기화될 수 있다. 하이 레벨을 갖는 발광 제어 신호(EM)에 응답하여 제5 스위칭 소자(T5) 및 제6 스위칭 소자(T6)가 턴오프될 수 있다.
제2 구간(P2) 동안, 화소(PX)에 로우 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW), 하이 레벨을 갖는 제2 스캔 신호(GI) 및 하이 레벨을 갖는 발광 제어 신호(EM)가 공급될 수 있다. 로우 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW)에 응답하여 제2 스위칭 소자(T2), 제3 스위칭 소자(T3) 및 제7 스위칭 소자(T7)가 턴온될 수 있다. 제2 구간(P2)에서 제2 스위칭 소자(T2)가 턴온되므로, 데이터 전압(DATA)이 제2 노드(N2)에 인가될 수 있다. 제2 구간(P2)에서 제3 스위치 소자가 턴온되므로, 제3 노드(N3)와 제1 노드(N1)가 연결되어 제1 스위칭 소자(T1)가 다이오드 결합을 할 수 있다. 따라서, 제1 스위칭 소자(T1)의 문턱 전압이 보상된 데이터 전압(DATA)이 저장 캐패시터(CST)에 저장될 수 있다. 제2 구간(P2)에서 제7 스위칭 소자(T7)가 턴온되므로, 제4 노드(N4)와 제5 노드(N5)가 연결될 수 있다. 제7 스위칭 소자(T7)를 통해 초기화 전압(VINIT)이 인가되어 제5 노드(N5)(즉, 유기 발광 다이오드(EL)의 제1 전극)가 초기화 전압(VINIT)으로 초기화될 수 있다. 하이 레벨을 갖는 제2 스캔 신호(GI)에 응답하여 제4 스위칭 소자(T4)가 턴오프되고, 제4 스위칭 소자(T4)의 스위칭 소자들(T4-1, T4-2)이 연결되는 연결 노드(NC)가 플로팅될 수 있다. 제1 구간(P1)에서 로우 레벨을 갖는 제2 스캔 신호(GI)가 제2 구간(P2)에서 하이 레벨로 변경될 때(A), 기생 캐패시터로 인해 제1 노드(N1)가 제2 스캔 신호(GI)와 커플링되어 제1 노드(N1)의 전압이 상승할 수 있다. 즉, 제4 스위칭 소자(T4)에서 발생하는 누설 전류로 인해 제1 스위칭 소자(T1)의 게이트 전극의 전압이 초기화 전압(VINIT) 레벨 이상으로 증가할 수 있다. 하이 레벨을 갖는 발광 제어 신호(EM)에 응답하여 제5 스위칭 소자(T5) 및 제6 스위칭 소자(T6)가 턴오프될 수 있다.
제3 구간 동안 화소(PX)에 하이 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW), 하이 레벨을 갖는 제2 스캔 신호(GI) 및 로우 레벨을 갖는 발광 제어 신호(EM)가 공급될 수 있다. 하이 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW)에 응답하여 제2 스위칭 소자(T2), 제3 스위칭 소자(T3) 및 제7 스위칭 소자(T7)가 턴오프될 수 있다. 이 때, 제3 스위칭 소자(T3)의 스위칭 소자들(T3-1, T3-2)이 연결되는 연결 노드(NC)가 플로팅될 수 있다. 제2 구간(P2)에서 로우 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW)가 제3 구간에서 하이 레벨로 변경될 때(B), 기생 캐패시터로 인해 제1 노드(N1)가 제1 스캔 신호(GW)와 커플링되어 제1 노드(N1)의 전압이 상승할 수 있다. 즉, 제3 스위칭 소자(T3)에서 발생하는 누설 전류로 인해 제1 스위칭 소자(T1)의 게이트 전극의 전압이 상승할 수 있다. 따라서, 제2 구간(P2)에서 제2 스캔 신호(GI)와 커플링되어 상승한 제1 노드(N1)의 전압이 제3 구간에서 제1 스캔 신호(GW)와 커플링되어 상승함으로써, 제1 노드(N1)의 전압이 증가할 수 있다. 하이 레벨을 갖는 제2 스캔 신호(GI)에 응답하여 제4 스위칭 소자(T4)가 턴오프될 수 있다. 로우 레벨을 갖는 발광 제어 신호(EM)에 응답하여 제5 스위칭 소자(T5) 및 제6 스위칭 소자(T6)가 턴온될 수 있다. 제5 스위칭 소자(T5)가 턴온되므로, 제1 전원 전압(ELVDD)이 제2 노드(N2)에 인가될 수 있다. 제1 스위칭 소자(T1)는 게이트 전극(즉, 제1 노드(N1))의 전압에 상응하는 구동 전류를 생성할 수 있다. 제6 스위칭 소자(T6)가 턴온되므로, 제3 노드(N3)와 제5 노드(N5)가 연결될 수 있다. 유기 발광 다이오드(EL)는 제1 스위칭 소자(T1)에서 생성되는 구동 전류에 기초하여 발광할 수 있다.
상술한 바와 같이, 도 6a의 화소(PX)를 포함하는 표시 장치가 저주파 구동을 하는 경우, 듀얼 게이트 트랜지스터인 제3 스위칭 소자(T3) 및 제4 스위칭 소자(T4)의 연결 노드가 플로팅되어 제1 스위칭 소자(T1)의 게이트 전극의 전압이 제1 스캔 신호(GW) 및 제2 스캔 신호(GI)와 커플링되어 제1 스위칭 소자(T1)의 게이트 전극의 전압이 변경될 수 있다. 이로 인해 화소(PX) 및 상기 화소(PX)를 포함하는 표시 패널(210)의 휘도가 감소할 수 있다.
도 7을 참조하면, 저주파 구동 시 각 계조별로 휘도 감소 폭이 상이할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 고계조에서 휘도 감소 폭이 증가하고, 저계조로 갈수록 휘도 감소 폭이 감소할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(200)는 영상 데이터의 계조 값에 따라 제1 스캔 신호(GW) 및 제2 스캔 신호(GI)의 전압 레벨을 조절함으로써, 제1 스위칭 소자(T1)의 게이트 전극의 전압 레벨의 변화량을 감소시킬 수 있다.
타이밍 제어부(220)는 외부의 장치로부터 제1 영상 데이터(RGB1) 및 입력 제어 신호(CON)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제1 영상 데이터(RGB1)는 적색 영상 데이터, 녹색 영상 데이터 및 청색 영상 데이터를 포함할 수 있다. 제1 영상 데이터(RGB1)는 마젠타색 영상 데이터, 황색 영상 데이터 및 시안색 영상 데이터를 포함할 수 있다. 입력 제어 신호(CON)는 마스터 클럭 신호, 데이터 인에이블 신호, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호 등을 포함할 수 있다. 타이밍 제어부(220)는 제1 영상 데이터(RGB1)에 기초하여 제2 영상 데이터(RGB2)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 제어부(220)는 제1 영상 데이터(RGB1)의 화질을 보정하는 알고리즘을 적용하여 제1 영상 데이터(RGB1)를 제2 영상 데이터(RGB2)로 변환할 수 있다. 타이밍 제어부(220)는 제2 영상 데이터(RGB2)를 데이터 구동부(240)에 출력할 수 있다.
타이밍 제어부(220)는 제1 영상 데이터(RGB1) 및 입력 제어 신호(CON)에 기초하여 스캔 구동부(230), 데이터 구동부(240) 및 발광 제어부(250)를 제어하는 제1 제어 신호(CTL1), 제2 제어 신호(CTL2) 및 제3 제어 신호(CTL3)를 생성할 수 있다. 타이밍 제어부(220)는 입력 제어 신호(CON)에 기초하여 스캔 구동부(230)의 동작을 제어하기 위한 제1 제어 신호(CTL1)를 생성할 수 있다. 타이밍 제어부(220)는 제1 제어 신호(CTL1)를 게이트 구동부에 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 제어 신호(CTL1)는 수직 개시 신호 및 스캔 클럭 신호를 포함할 수 있다. 타이밍 제어부(220)는 입력 제어 신호(CON)에 기초하여 데이터 구동부(240)의 동작을 제어하기 위한 제2 제어 신호(CTL2)를 생성할 수 있다. 타이밍 제어부(220)는 제2 제어 신호(CTL2)를 데이터 구동부(240)에 출력할 수 있다. 예를 들어, 제2 제어 신호(CTL2)는 수평 개시 신호 및 로드 신호를 포함할 수 있다. 타이밍 제어부(220)는 입력 제어 신호(CON)에 기초하여 발광 제어부(250)의 동작을 제어하기 위한 제3 제어 신호(CTL3)를 생성할 수 있다. 타이밍 제어부(220)는 제3 제어 신호(CTL3)를 발광 제어부(250)에 출력할 수 있다.
타이밍 제어부(220)는 제1 영상 데이터(RGB1)의 계조 값에 따라 제1 스캔 신호(GW)의 전압 레벨을 제어하는 제1 레벨 제어 신호(LCTL1) 및 제2 스캔 신호(GI)의 전압 레벨을 제어하는 제2 레벨 제어 신호(LCTL2)를 출력할 수 있다. 타이밍 제어부(220)는 제1 영상 데이터(RGB1)의 계조 값들의 평균 값에 기초하여 제1 레벨 제어 신호(LCTL1) 및 제2 레벨 제어 신호(LCTL2)를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 타이밍 제어부(220)는 프레임별로 제1 영상 데이터(RGB1)의 계조 값들의 평균 값을 연산할 수 있다. 다른 실시예에서, 타이밍 제어부(220)는 라인 별로 제1 영상 데이터(RGB1)의 계조 값들의 평균 값을 연산할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 제어부(220)는 화소(PX) 행별로 제1 영상 데이터(RGB1)의 계조 값들의 평균 값을 연산할 수 있다.
타이밍 제어부(220)는 제1 영상 데이터(RGB1)의 계조 값들의 평균 값에 대응하는 제1 레벨 제어 신호(LCTL1)를 저장하는 제1 룩업 테이블 및 제1 영상 데이터(RGB1)의 계조 값들의 평균값에 대응하는 제2 룩업 테이블을 포함할 수 있다. 제1 룩업 테이블은 제1 스캔 신호(GW)의 전압 레벨을 제어하는 제1 레벨 제어 신호(LCTL1)를 저장하고, 제2 룩업 테이블은 제2 스캔 신호(GI)의 전압 레벨을 제어하는 제2 레벨 제어 신호(LCTL2)를 저장할 수 있다. 타이밍 제어부(220)는 제1 룩업 테이블을 이용하여 제1 레벨 제어 신호(LCTL1)를 출력하고, 제2 룩업 테이블을 이용하여 제2 레벨 제어 신호(LCTL2)를 출력할 수 있다. 또는, 타이밍 제어부(220)는 동일한 룩업 테이블을 이용하여 제1 영상 데이터(RGB1)의 계조 값들의 평균값에 대응하는 제1 레벨 제어 신호(LCTL1) 및 제2 레벨 제어 신호(LCTL2)를 출력할 수 있다. 제1 레벨 제어 신호(LCTL1)는 제1 스캔 신호(GW)의 전압 레벨을 제어하는 신호이고, 제2 레벨 제어 신호(LCTL2)는 제2 스캔 신호(GI)의 전압 레벨을 제어하는 신호일 수 있다. 예를 들어, 제1 레벨 제어 신호(LCTL1) 및 제2 레벨 제어 신호(LCTL2)는 제1 스캔 신호(GW) 및 제2 스캔 신호(GI)를 생성하기 위한 게이트 온 전압 또는 게이트 오프 전압일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 레벨 제어 신호(LCTL1) 및 제2 레벨 제어 신호(LCTL2)는 동일한 신호일 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제1 레벨 제어 신호(LCTL1) 및 제2 레벨 제어 신호(LCTL2)는 상이한 신호일 수 있다.
스캔 구동부(230)는 제1 제어 신호(CTL1), 제1 레벨 제어 신호(LCTL1) 및 제2 레벨 제어 신호(LCTL2)에 응답하여 제1 스캔 신호(GW) 및 제2 스캔 신호(GI)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 스캔 구동부(230)는 제1 레벨 제어 신호(LCTL1)에 기초하여 제1 스캔 신호(GW)의 하이 레벨 전압을 변경하고, 제2 레벨 제어 신호(LCTL2)에 기초하여 제2 스캔 신호(GI)의 하이 레벨 전압을 변경할 수 있다. 예를 들어, 제1 영상 데이터(RGB1)의 계조 값들의 평균값이 증가할수록 제1 스캔 신호(GW) 및 제2 스캔 신호(GI)의 하이 레벨 전압을 감소시켜 제1 스위칭 소자(T1)의 게이트 전압의 커플링 양을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 스캔 구동부(230)는 제1 영상 데이터(RGB1)의 계조 값들의 평균값이 255계조일 때, 3.0V의 하이 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW) 및 제2 스캔 신호(GI)를 출력하고, 제1 영상 데이터(RGB1)의 계조 값들의 평균값이 51계조일 때, 3.3V의 하이 레벨을 갖는 제1 스캔 신호(GW) 및 제2 스캔 신호(GI)를 출력할 수 있다. 이 때, 255계조에서의 제1 스캔 신호(GW) 및 제2 스캔 신호(GI)의 하이 레벨이51계조에서의 제1 스캔 신호(GW) 및 제2 스캔 신호(GI)의 하이 레벨보다 작으므로, 제1 스위칭 소자(T1)의 게이트 전압의 커플링 양이 감소할 수 있다. 따라서, 255계조에서 휘도 감소 폭이 줄어들 수 있다. 이 때, 제1 스캔 신호(GW) 및 제2 스캔 신호(GI)의 하이 레벨 전압은 상기 제1 스위칭 소자(T1) 및 제2 스위칭 소자(T2)를 턴오프시키는레벨보다는 클 수 있다.
데이터 구동부(240)는 제2 영상 데이터(RGB2) 및 제2 제어 신호(CTL2)에 기초하여 데이터 전압(DATA)을 생성할 수 있다. 데이터 구동부(240)는 제2 제어 신호(CTL2) 및 아날로그 구동 전압에 기초하여 감마 기준 전압을 생성할 수 있다. 감마 기준 전압은 각각 제2 영상 데이터(RGB2)에 대응하는 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 데이터 구동부(240)는 아날로그 구동 전압을 분배하여 감마 기준 전압을 생성할 수 있다. 데이터 구동부(240)는 제2 영상 데이터(RGB2)를 감마 기준 전압을 이용하여 아날로그 형태의 데이터 전압(DATA)으로 변환할 수 있다. 데이터 구동부(240)는 데이터 전압(DATA)을 데이터 라인(DL)에 출력할 수 있다.
발광 제어부(250)는 제3 제어 신호(CTL3)에 응답하여 발광 제어 신호(EM)를 생성할 수 있다. 발광 제어부(250)는 발광 제어 신호(EM)를 발광 제어 라인(EML)들에 출력할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치(200)는 영상 데이터의 계조 값들의 평균값에 기초하여 제1 스캔 신호(GW) 및 제2 스캔 신호(GI)의 전압 레벨을 제어함으로써, 각각의 계조에서 제1 스위칭 소자의 게이트 전극의 게이트 전압의 변동이 감소하므로, 유기 발광 표시 장치의 휘도 변화가 감소할 수 있다.
본 발명은 표시 장치를 구비한 모든 전자 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 노트북, 디지털 카메라, 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드, 타블렛 PC, 피디에이(PDA), 피엠피(PMP), MP3 플레이어, 네비게이션, 비디오폰, 헤드 마운트 디스플레이(Head Mount Display; HMD) 장치 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 200: 유기 발광 표시 장치
110, 210: 표시 패널 120: 패널 구동부
122, 230: 스캔 구동부 124, 240: 데이터 구동부
126, 250: 발광 제어부 128, 220: 타이밍 제어부

Claims (20)

  1. 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널;
    상기 화소들에 제1 스캔 신호, 제2 스캔 신호, 데이터 전압, 초기화 전압, 제1 전원 전압 및 제2 전원 전압을 제공하는 패널 구동부를 포함하고,
    상기 화소들 각각은
    제1 노드에 연결되는 게이트 전극, 제2 노드에 연결되는 제1 전극 및 제3 노드에 연결되는 제2 전극을 포함하는 제1 스위칭 소자;
    상기 제1 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 데이터 전압이 인가되는 제1 전극 및 상기 제2 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 제2 스위칭 소자;
    상기 제1 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 제1 노드와 연결되는 제1 전극 및 상기 제3 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 제3 스위칭 소자;
    상기 제2 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 제1 노드와 연결되는 제1 전극 및 상기 초기화 전압이 인가되는 제2 전극을 포함하는 제4 스위칭 소자 ;
    상기 제1 전원 전압이 인가되는 제1 전극 및 상기 제1 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 저장 캐패시터; 및
    상기 제1 스위칭 소자에서 생성되는 구동 전류가 제공되는 제1 전극 및 상기 제2 전원 전압이 인가되는 제2 전극을 포함하는 유기 발광 다이오드를 포함하며,
    상기 제1 스위칭 소자, 상기 제2 스위칭 소자 및 상기 제3 스위칭 소자는 제1 타입의 스위칭 소자이고, 상기 제4 스위칭 소자는 제2 타입의 스위칭 소자인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 타입의 스위칭 소자는 P 형(P-channel metal oxide semiconductor; PMOS) 트랜지스터이고, 상기 제2 타입의 스위칭 소자는 N형(N-channel metal oxide semiconductor; NMOS) 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제1 타입의 스위칭 소자는 N형(N-channel metal oxide semiconductor; NMOS) 트랜지스터이고, 상기 제2 타입의 스위칭 소자는 P 형(P-channel metal oxide semiconductor; PMOS) 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 패널 구동부는 일 프레임이 상기 제1 스위칭 소자의 상기 게이트 전극의 게이트 전압이 상기 초기화 전압으로 초기화되는 제1 구간, 상기 데이터 전압이 기입되는 제2 구간 및 상기 유기 발광 다이오드가 발광하는 제3 구간을 포함하도록 상기 표시 패널을 구동하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 제1 구간 동안 턴온 레벨을 갖는 상기 제2 스캔 신호가 공급되고, 상기 제2 구간 동안 턴온 레벨을 갖는 상기 제1 스캔 신호가 공급되며, 상기 제3 구간 동안 턴온 레벨을 갖는 상기 발광 제어 신호가 공급되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 제3 스위칭 트랜지스터 및 상기 제4 스위칭 트랜지스터는 듀얼 게이트 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 제4 스위칭 트랜지스터는 싱글 게이트 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  8. 제1 노드에 연결된 게이트 전극, 제2 노드에 연결되는 제1 전극 및 제3 노드에 연결되는 제2 전극을 포함하는 제1 스위칭 소자;
    제1 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 데이터 전압이 인가되는 제1 전극 및 상기 제2 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 제2 스위칭 소자;
    상기 제1 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 제1 노드와 연결되는 제1 전극 및 상기 제3 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 제3 스위칭 소자;
    제2 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 제1 노드와 연결되는 제1 전극 및 초기화 전압이 인가되는 제2 전극을 포함하는 제4 스위칭 소자;
    상기 제1 전원 전압이 인가되는 제1 전극 및 상기 제1 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 저장 캐패시터; 및
    상기 제1 스위칭 소자에서 생성되는 구동 전류가 제공되는 제1 전극 및 제2 전원 전압이 인가되는 제2 전극을 포함하는 유기 발광 다이오드를 포함하며,
    상기 제1 스위칭 소자, 상기 제2 스위칭 소자 및 상기 제3 스위칭 소자는 제1 타입의 스위칭 소자이고, 상기 제4 스위칭 소자는 제2 타입의 스위칭 소자인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 화소.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 제1 타입의 스위칭 소자는 P 형(P-channel metal oxide semiconductor; PMOS) 트랜지스터이고, 상기 제2 타입의 스위칭 소자는 N형(N-channel metal oxide semiconductor; NMOS) 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 화소.
  10. 제8 항에 있어서, 상기 제1 타입의 스위칭 소자는 N형(N-channel metal oxide semiconductor; NMOS) 트랜지스터이고, 상기 제2 타입의 스위칭 소자는 P 형(P-channel metal oxide semiconductor; PMOS) 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 화소.
  11. 제8 항에 있어서, 상기 제3 스위칭 트랜지스터 및 상기 제4 스위칭 트랜지스터는 듀얼 게이트 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 화소.
  12. 제8 항에 있어서, 상기 제4 스위칭 트랜지스터는 싱글 게이트 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 화소.
  13. 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널;
    상기 화소들에 공급되는 데이터 전압을 생성하는 데이터 구동부;
    상기 화소들에 공급되는 제1 스캔 신호 및 제2 스캔 신호를 생성하는 스캔 구동부;
    상기 화소들에 공급되는 발광 제어 신호를 생성하는 발광 제어부;
    상기 데이터 구동부, 상기 스캔 구동부 및 상기 발광 제어부를 제어하는 제어 신호들을 생성하는 타이밍 제어부를 포함하고,
    상기 타이밍 제어부는 상기 표시 패널에 표시되는 영상 데이터를 수신하고, 상기 영상 데이터의 계조 값에 따라 *?*기 제1 스캔 신호의 전압 레벨을 제어하는 제1 레벨 제어 신호 및 상기 제2 스캔 신호의 전압 레벨을 제어하는 제2 레벨 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는 상기 영상 데이터의 계조 값들의 평균값에 기초하여 상기 제1 레벨 제어 신호 및 상기 제2 레벨 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  15. 제13 항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는 프레임 별로 상기 영상 데이터의 계조 값들의 평균에 기초하여 상기 제1 레벨 제어 신호 및 상기 제2 레벨 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  16. 제13 항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는 상기 화소들의 라인 별로 상기 영상 데이터의 계조 값들의 평균에 기초하여 상기 제1 레벨 제어 신호 및 상기 제2 레벨 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  17. 제13 항에 있어서, 상기 화소들 각각은
    제1 노드에 연결된 게이트 전극, 제2 노드에 연결되는 제1 전극 및 제3 노드에 연결되는 제2 전극을 포함하는 제1 스위칭 소자;
    제1 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 데이터 전압이 인가되는 제1 전극 및 상기 제2 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 제2 스위칭 소자;
    상기 제1 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 제1 노드와 연결되는 제1 전극 및 상기 제3 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 제3 스위칭 소자;
    제2 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 제1 노드와 연결되는 제1 전극 및 제4 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 제4 스위칭 소자;
    발광 제어 신호가 인가되는 게이트 전극, 제1 전원 전압이 인가되는 제1 전극 및 상기 제2 노드와 연결되는 제2 전극을 포함하는 제5 스위칭 소자;
    상기 발광 제어 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 제3 노드와 연결되는 제1 전극 및 제5 노드와 연결되는 제6 스위칭 소자;
    상기 제1 스캔 신호가 인가되는 게이트 전극, 상기 제4 노드와 연결되는 제1 전극 및 상기 제5 노드와 연결되는 제7 스위칭 소자; 및
    상기 제5 노드와 연결되는 제1 전극 및 제2 전원 전압이 인가되는 제2 전극을 포함하는 유기 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 제1 스위칭 소자, 상기 제2 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자, 상기 제4 스위칭 소자, 상기 제5 스위칭 소자, 상기 제6 스위칭 소자 및 상기 제7 스위칭 소자는 P형(P-channel metal oxide semiconductor; PMOS) 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서, 상기 스캔 구동부는 상기 제1 레벨 제어 신호에 기초하여 상기 제1 스캔 신호의 하이 레벨 전압을 변경하고, 상기 제2 레벨 제어 신호에 기초하여 상기 제2 스캔 신호의 하이 레벨 전압을 변경하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  20. 제13 항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는 상기 영상 데이터의 계조 값들의 평균값에 대응하는 제1 레벨 제어 신호를 저장하는 제1 룩업 테이블(lookup table; LUT) 및 상기 영상 데이터의 계조 값들의 평균값에 대응하는 제2 레벨 제어 신호를 저장하는 제2 룩업 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
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