KR20210014011A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는 표시 패널과 구동 회로를 포함하고, 표시 패널에 포함된 픽셀은 구동 트랜지스터, 발광 소자, 커패시터 및 제1 내지 제6 스위칭 트랜지스터(T1 내지 T6)를 포함할 수 있다. T1은 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 하고, 커패시터는 양쪽 전극에 데이터 전압과 문턱 전압을 저장하고, T2는 데이터 전압을 커패시터에 인가하고, T3은 스토리지 커패시터를 기준 전압으로 초기화하고, T4는 발광 소자를 기준 전압으로 초기화하고, T5는 구동 트랜지스터와 발광 소자 사이에 전류 흐름을 제어하고, T6은 커패시터의 양쪽 전극을 연결할 수 있다. 구동 회로는 1 프레임을 초기화 기간, 프로그램 기간 및 발광 기간으로 나뉘어 픽셀을 구동하고, 초기화 기간에 발광 소자의 발광을 멈추게 하고 커패시터 양단의 전압이 같아지게 할 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
이 명세서는 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부 보상이 적용되는 픽셀의 구동 전압을 안정화하는 유기 발광 픽셀 구조에 관한 것이다.
평판 표시 장치에는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 발광 표시장치(Electroluminescence Display), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display, FED), 양자점 표시 장치(Quantum Dot Display Panel: QD) 등이 있다. 전계 발광 표시 장치는 발광층의 재료에 따라 무기 발광 표시 장치와 유기 발광 표시 장치로 나뉘어진다. 유기 발광 표시 장치의 픽셀들은 스스로 발광하는 발광 소자인 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 포함하여 이를 발광시켜 영상을 표시한다.
OLED를 포함하는 액티브 매트릭스 타입의 유기 발광 표시 패널은, 응답 속도가 빠르고 발광 효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.
유기 발광 표시 장치는, OLED와 구동 트랜지스터를 포함하는 픽셀들을 매트릭스 형태로 배열하고, 비디오 데이터의 계조에 따라 픽셀에서 구현되는 영상의 휘도를 조절한다. 구동 트랜지스터는 자신의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 걸리는 전압에 따라 OLED에 흐르는 구동 전류를 제어한다. 구동 전류에 따라 OLED의 발광량이 결정되며, OLED의 발광량에 따라 영상의 휘도가 결정된다.
구동 트랜지스터는 시간이 흐름에 따라 전기적 특성이 열화되어 픽셀들마다 차이가 생길 수 있다. 이러한 픽셀들 사이 전기적 특성 편차는 같은 영상 데이터를 픽셀들에 인가하더라도 다른 휘도로 발광하여 화상 품질을 떨어뜨리는 주요 요인이 된다.
픽셀들 사이 전기적 특성 편차를 보상하기 위해서, 각 픽셀에 복수 개의 트랜지스터와 커패시터로 구성되는 내부 보상 회로를 추가하여 구동 트랜지스터의 문턱 전압 및/또는 전자 이동도를 샘플링 하고 이를 보상하는 내부 보상 방식이 채용되고 있다.
하지만, 픽셀의 OLED에 흐르는 전류를 공급하는 원천인 구동 전압이나 픽셀의 내부 구성 요소를 초기화하는 전압이 일정하지 않고 변동하면, 보상 효과가 반감되어 표시 품질이 떨어진다.
이 명세서에 개시된 실시예는 이러한 상황을 감안한 것으로, 이 명세서의 목적은 픽셀에 공급되는 전압을 안정화시키는 픽셀 회로를 제공하는 데 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는, 표시 패널과 구동 회로를 포함하고, 표시 패널에 포함된 픽셀은 구동 트랜지스터, 발광 소자, 커패시터 및 제1 내지 제6 스위칭 트랜지스터(T1 내지 T6)를 포함할 수 있다.
T1은 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 하고, 커패시터는 양쪽 전극에 데이터 전압과 문턱 전압을 저장하고, T2는 데이터 전압을 커패시터에 인가하고, T3은 스토리지 커패시터를 기준 전압으로 초기화하고, T4는 발광 소자를 기준 전압으로 초기화하고, T5는 구동 트랜지스터와 발광 소자 사이에 전류 흐름을 제어하고, T6은 커패시터의 양쪽 전극을 연결할 수 있다.
구동 회로는 1 프레임을 초기화 기간, 프로그램 기간 및 발광 기간으로 나뉘어 픽셀을 구동하고, 초기화 기간에 발광 소자의 발광을 멈추게 하고 스토리지 커패시터 양단의 전압이 같아지게 할 수 있다.
고전위 구동 전압과 기준 전압이 서로 쇼트 되지 않도록 하여 패널에 공급되는 전원을 안정화시켜 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 픽셀 회로를 구동하기 위한 스캔 신호를 공급하는 배선의 개수를 줄여 픽셀의 개구율이 낮아지는 것을 막을 수 있게 된다.
도 1은 유기 발광 표시 장치를 기능 블록으로 도시한 것이고,
도 2는 6개의 트랜지스터와 1개의 커패시터로 구성되는 픽셀 회로를 도시한 것이고,
도 3은 도 2 픽셀 회로의 구동과 관련된 신호들을 도시한 것이고,
도 4는 도 2의 픽셀 회로에서 숏 커런트가 발생하는 것을 예시한 것이고,
도 5는 7개의 트랜지스터와 1개의 커패시터로 구성되는 픽셀 회로를 도시한 것이고,
도 6은 도 5 픽셀 회로를 초기화하는 초기화 단계를 도시한 것이고,
도 7은 도 5 픽셀 회로에 데이터를 기입하고 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 저장하는 프로그램 단계를 도시한 것이고,
도 8은 도 5의 픽셀 회로를 발광시키는 발광 단계를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 이 명세서 내용과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 불필요하게 내용 이해를 흐리게 하거나 방해할 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
표시 장치에서 픽셀 회로와 게이트 구동 회로는 N 채널 트랜지스터(NMOS)와 P 채널 트랜지스터(PMOS) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 트랜지스터는 게이트(gate), 소스(source) 및 드레인(drain)을 포함한 3 전극 소자이다. 소스는 캐리어(carrier)를 트랜지스터에 공급하는 전극이다. 트랜지스터 내에서 캐리어는 소스로부터 흐르기 시작한다. 드레인은 트랜지스터에서 캐리어가 외부로 나가는 전극이다. 트랜지스터에서 캐리어의 흐름은 소스로부터 드레인으로 흐른다. N 채널 트랜지스터의 경우, 캐리어가 전자(electron)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 전자가 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 낮은 전압을 가진다. N 채널 트랜지스터에서 전류의 방향은 드레인으로부터 소스 쪽으로 흐른다. P 채널 트랜지스터의 경우, 캐리어가 정공(hole)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 정공이 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 높다. P 채널 트랜지스터에서 정공이 소스로부터 드레인 쪽으로 흐르기 때문에 전류가 소스로부터 드레인 쪽으로 흐른다. 트랜지스터의 소스와 드레인은 고정된 것이 아니라는 것에 주의하여야 한다. 예컨대, 소스와 드레인은 인가 전압에 따라 변경될 수 있다. 따라서, 트랜지스터의 소스와 드레인으로 인하여 발명이 제한되지 않는다. 이하의 설명에서 트랜지스터의 소스와 드레인을 제1 및 제2 전극으로 칭하기로 한다.
픽셀들에 인가되는 스캔 신호(또는 게이트 신호)는 게이트 온 전압(Gate On Voltage)과 게이트 오프 전압(Gate Off Voltage) 사이에서 스윙(swing)한다. 게이트 온 전압은 트랜지스터의 문턱 전압보다 높은 전압으로 설정되며, 게이트 오프 전압은 트랜지스터의 문턱 전압보다 낮은 전압으로 설정된다. 트랜지스터는 게이트 온 전압에 응답하여 턴-온(turn-on)되는 반면, 게이트 오프 전압에 응답하여 턴-오프(turn-off)된다. N 채널 트랜지스터의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 하이 전압(Gate High Voltage, VGH)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 로우 전압(Gate Low Voltage, VGL)일 수 있다. P 채널 트랜지스터의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 로우 전압(VGL)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 하이 전압(VGH)일 수 있다.
유기 발광 표시 장치의 픽셀들 각각은 발광 소자인 OLED와, 게이트-소스 사이 전압(Vgs)에 따라 OLED에 전류를 공급하여 OLED를 구동하는 구동 소자를 포함한다. OLED는 애노드, 캐소드 및 이 전극들 사이에 형성된 유기 화합물층을 포함한다. 유기 화합물층은 정공 주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공 수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자 수송층(Electron transport layer, ETL), 전자 주입층(Electron Injection layer, EIL) 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. OLED에 전류가 흐를 때 정공 수송층(HTL)을 통과한 정공과 전자 수송층(ETL)을 통과한 전자가 발광층(EML)으로 이동하여 여기자가 형성되고, 그 결과 발광층(EML)이 가시광을 방출할 수 있다.
구동 소자는 MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)와 같은 트랜지스터로 구현될 수 있다. 구동 트랜지스터는 픽셀들 사이에 그 전기적 특성이 균일하여야 하지만 공정 편차와 소자 특성 편차로 인하여 픽셀들 사이에 차이가 있을 수 있고, 디스플레이 구동 시간의 경과에 따라 변할 수 있다. 이러한 구동 트랜지스터의 전기적 특성 편차를 보상하기 위해, 유기 발광 표시 장치에 내부 보상 방법 및/또는 외부 보상 방법이 적용될 수 있다. 이하의 실시예에서 내부 보상 방법이 적용된다.
도 1은 유기 발광 표시 장치를 블록으로 도시한 것이다. 도 1의 표시 장치는, 표시 패널(10), 타이밍 컨트롤러(11), 데이터 구동 회로(12), 게이트 구동 회로(13), 및 전원부(16)를 구비할 수 있다.
도 1의 타이밍 컨트롤러(11), 데이터 구동 회로(12), 게이트 구동 회로(13) 및 전원부(16)는 전체 또는 일부가 드라이브 IC(30) 내에 일체화될 수 있다.
표시 패널(10)에서 입력 영상이 표현되는 화면에는 열(Column) 방향(또는 수직 방향)으로 배열되는 다수의 데이터 라인들(14)과 행(Row) 방향(또는 수평 방향)으로 배열되는 다수의 게이트 라인들(15)이 교차하고, 교차 영역마다 픽셀들(PXL)이 매트릭스 형태로 배치되어 픽셀 어레이를 형성한다.
게이트 라인(15)은 데이터 라인(14)에 공급되는 데이터 전압을 픽셀에 인가하고 픽셀을 발광시키기 위한 스캔 신호, 발광 신호 등을 픽셀들에 공급한다.
표시 패널(100)은, 픽셀 구동 전압(또는 고전위 전원 전압)(Vdd)을 픽셀들(PXL)에 공급하기 위한 제1 전원 라인, 저전위 전원 전압(Vss)을 픽셀들(PXL)에 공급하기 위한 제2 전원 라인, 픽셀 회로를 초기화하기 위한 기준 전압(Vref)을 공급하기 위한 기준 전압 라인 등을 더 포함할 수 있다. 제1/제2 전원 라인과 기준 전압 라인은 전원부(16)에 연결된다. 제2 전원 라인은 다수 개의 픽셀들(PXL)을 덮는 투명 전극 형태로 형성될 수도 있다.
표시 패널(10)의 픽셀 어레이 위에 터치 센서들이 배치될 수 있다. 터치 입력은 별도의 터치 센서들을 이용하여 센싱 되거나 픽셀들을 통해 센싱 될 수 있다. 터치 센서들은 온-셀(On-cell type) 또는 애드 온 타입(Add on type)으로 표시 패널(PXL)의 화면(AA) 위에 배치되거나 픽셀 어레이에 내장되는 인-셀(In-cell type) 터치 센서들로 구현될 수 있다.
픽셀 어레이에서, 같은 수평 라인에 배치되는 픽셀(PXL)은 데이터 라인들(14) 중 어느 하나, 게이트 라인들(15) 중 어느 하나에 접속되어 픽셀 라인을 형성한다. 픽셀(PXL)은, 게이트 라인(15)을 통해 인가되는 스캔 신호와 발광 신호에 응답하여 데이터 라인(14)과 전기적으로 연결되어 데이터 전압을 입력 받고 데이터 전압에 상응하는 전류로 OLED를 발광시킨다. 같은 픽셀 라인에 배치된 픽셀들(PXL)은 같은 게이트 라인(15)으로부터 인가되는 스캔 신호와 발광 신호에 따라 동시에 동작한다.
하나의 픽셀 유닛은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀을 포함하는 3개의 서브 픽셀 또는 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀, 백색 서브픽셀을 포함한 4개의 서브픽셀로 구성될 수 있으나, 그에 한정되지 않는다. 각 서브픽셀은 내부 보상 회로를 포함하는 픽셀 회로로 구현될 수 있다. 이하에서 픽셀은 서브픽셀을 의미한다.
픽셀(PXL)은, 전원부(16)로부터 픽셀 구동 전압(Vdd), 기준 전압(Vref) 및 저전위 전원 전압(Vss)을 공급 받고, 도 2나 도 5와 같이 구동 트랜지스터, OLED 및 내부 보상 회로를 구비할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(11)는 외부 호스트 시스템으로부터 전달되는 영상 데이터(RGB)를 데이터 구동 회로(12)에 공급한다. 타이밍 컨트롤러(11)는 호스트 시스템으로부터 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 도트 클럭(DCLK) 등의 타이밍 신호를 입력 받아 데이터 구동 회로(12)와 게이트 구동 회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어 신호들을 생성한다. 제어 신호들은 게이트 구동 회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어 신호(GCS)와 데이터 구동 회로(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어 신호(DCS)를 포함한다.
데이터 구동 회로(12)는, 데이터 제어 신호(DCS)를 기반으로, 타이밍 컨트롤러(11)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링 하고 래치 하여 병렬 데이터로 바꾸고, 채널들을 통해 감마 기준 전압에 따라 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인들(14)로 출력한다. 데이터 전압은 픽셀이 표현할 계조에 대응되는 값일 수 있다. 데이터 구동 회로(12)는 복수 개의 드라이버 IC로 구성될 수 있다.
게이트 구동 회로(13)는, 게이트 제어 신호(GCS)를 기반으로 스캔 신호와 발광 신호를 생성하되, 액티브 기간에 스캔 신호와 발광 신호를 행 순차 방식으로 생성하여 픽셀 라인마다 연결된 게이트 라인(15)에 순차적으로 제공한다. 게이트 라인(15)의 스캔 신호와 발광 신호는 데이터 라인(14)의 데이터 전압의 공급에 동기된다. 스캔 신호와 발광 신호는 게이트 온 전압(VGL)과 게이트 오프 전압(VGH) 사이에서 스윙 한다. 게이트 온 전압(VGL)과 게이트 오프 전압(VGH)은 VGH = 8V, VGL = -7V로 설정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
게이트 구동 회로(13)는, 시프트 레지스터, 시프트 레지스터의 출력 신호를 픽셀의 TFT 구동에 적합한 스윙 폭으로 변환하기 위한 레벨 시프터 및 출력 버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 집적 회로들로 구성될 수 있다. 또는, 게이트 구동 회로(13)는 GIP(Gate Drive IC in Panel) 방식으로 표시 패널(10)의 하부 기판에 직접 형성될 수도 있다. GIP 방식의 경우, 레벨 시프터는 PCB(Printed Circuit Board) 위에 실장되고, 시프트 레지스터는 표시 패널(10)의 하부 기판에 형성될 수 있다.
전원부(16)는, 직류-직류 변환기(DC-DC Converter)를 이용하여, 호스트로부터 제공되는 직류 입력 전압을 조정하여 데이터 구동 회로(12)와 게이트 구동 회로(13)의 동작에 필요한 게이트 온 전압(VGL). 게이트 오프 전압(VGH) 등을 생성하고, 또한 픽셀 어레이의 구동에 필요한 픽셀 구동 전압(Vdd), 기준 전압(Vref) 및 저전위 전원 전압(Vss)을 생성한다.
호스트 시스템은 모바일 기기, 웨어러블 기기 및 가상/증강 현실 기기 등에서 AP(Application Processor)가 될 수 있다. 또는, 호스트 시스템은 텔레비전 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, 개인용 컴퓨터, 및 홈 시어터 시스템 등의 메인 보드일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 6개의 트랜지스터와 1개의 커패시터로 구성되는 픽셀 회로를 도시한 것으로, 내부 보상 회로를 포함한다.
도 2의 픽셀 회로는, 구동 트랜지스터(DT), OLED, 5개의 스위칭 트랜지스터(T1 내지 T5) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함하여 구성된다. 도 2의 픽셀 회로에서 트랜지스터는 P 채널 트랜지스터로 구현되어, 이에 한정되지 않는다.
P 채널 트랜지스터이므로, 트랜지스터를 턴-온 시키는 게이트 온 전압은 게이트 로우 전압(VGL)이 되고 트랜지스터를 턴-오프 시키는 게이트 오프 전압은 게이트 하이 전압(VGH)이다.
제1 스위칭 트랜지스터(T1)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 제2 전극을 연결하여 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 하기 위한 것으로, 게이트 전극은 제2 스캔 신호(SC2)를 공급 받고, 제1 전극과 제2 전극 중 어느 하나는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극(제1 노드(N1))에 연결되고 다른 하나는 구동 트랜지스터(DT)의 제2 전극에 연결된다.
제2 스위칭 트랜지스터(T2)는 데이터 라인(14)의 데이터 전압(Vdata)을 스토리지 커패시터(Cst)에 인가하기 위한 것으로, 게이트 전극은 제1 스캔 신호(SC1)를 공급 받고, 제1 전극은 데이터 라인(14)에 연결되고 제2 전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극(제2 노드(N2))에 연결된다.
제3 스위칭 트랜지스터(T3)는 데이터 전압(Vdata)의 인가에 앞서 또한 데이터 전압(Vdata)이 인가된 후에 제2 노드(N2)를 기준 전압(Vref)으로 초기화하기 위한 것으로, 게이트 전극은 발광 신호(EM)를 공급 받고, 제1 전극과 제2 전극 중 어느 하나는 제2 노드(N2)에 연결되고 다른 하나는 기준 전압(Vref)을 공급 받는다.
제4 스위칭 트랜지스터(T4)는 OLED의 애노드 전극을 초기화하기 위한 것으로, 게이트 전극은 제2 스캔 신호(SC2)를 공급 받고, 제1 전극과 제2 전극 중 어느 하나는 OLED의 애노드 전극에 연결되고 다른 하나는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극(제1 노드(N1))에 연결되고 다른 하나는 기준 전압(Vref)을 공급 받는다.
제5 스위칭 트랜지스터(T5)는 구동 트랜지스터(DT)에서 생성되어 OLED로 흐르는 전류의 흐름을 제어하기 위한 것으로, 게이트 전극은 발광 신호(EM)를 공급 받고, 제1 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 제2 전극에 연결되고 제2 전극은 OLED의 애노드 전극에 연결된다.
구동 트랜지스터(DT)는 데이터 전압(Vdata)에 상응하게 OLED를 발광시킬 전류를 생성하기 위한 것으로, 게이트 전극은 제1 노드(N1)에 연결되고, 제1 전극은 픽셀 구동 전압(Vdd)을 공급 받고 제2 전극은 제1 스위칭 트랜지스터(T1) 또는 제5 스위칭 트랜지스터(T5)의 제1 전극 또는 제2 전극에 연결된다.
OLED는 구동 트랜지스터(DT)가 생성하는 전류에 따라 발광하는데, 애노드 전극은 제4 스위칭 트랜지스터(T4) 또는 제5 스위칭 트랜지스터(T5)의 제1 전극 또는 제2 전극에 연결되고 캐소드 전극은 저전위 전원 전압(Vss)을 공급 받는다.
도 3은 도 2 픽셀 회로의 구동과 관련된 신호들을 도시한 것으로, 도 2의 픽셀 회로는 제1 및 제2 스캔 신호(SC1, SC2)와 발광 신호(EM)에 의해 제어된다.
도 2의 픽셀 회로는 1 프레임을 초기화 기간(t1), 프로그램 기간(t2) 및 발광 기간(t3)으로 분할하여 구동된다.
초기화 기간(t1)은, 이전 프레임의 데이터 전압(Vdata0)으로 픽셀의 OLED를 발광시키고 있던 상태에서, 현재 프레임의 데이터 전압(Vdata)을 인가 받기 위해 픽셀의 주요 구성 요소를 초기화하기 위한 시간이다.
초기화 기간(t1)에, 발광 신호(EM)는 게이트 온 전압인 게이트 로우 전압(VGL)을 유지하다가 초기화 기간 후반에 게이트 하이 전압(VGH)으로 바뀌고, 제1 스캔 신호(SC1)는 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGH)을 유지하고, 제2 스캔 신호(SC2)는 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGH)에서 게이트 온 전압인 게이트 로우 전압(VGL)으로 바뀐다.
이에 따라, 제3 및 제5 스위칭 트랜지스터(T3, T5)는 턴-온 상태를 유지하고, 제2 트랜지스터(T2)는 턴-오프 상태를 유지하고, 제1 및 제4 스위칭 트랜지스터(T1, T4)는 턴-오프 상태에서 턴-온 된다.
초기화 기간(t1) 후반에 발광 신호(EM)가 게이트 온 전압인 게이트 로우 전압(VGL)에서 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGH)으로 바뀌는데, 이는 초기화 기간(t1)과 프로그램 기간(t2) 사이 짧은 시간 동안 발생하는 것으로 생각할 수 있다.
초기화 기간(t1)의 초기 제2 스캔 신호(SC2)가 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGH)일 때까지, 도 2의 픽셀 회로는 이전 프레임의 발광 상태를 유지하여, 제1 노드(N1)는 소정의 전압을 유지하고 제2 노드(N2)는 턴-온 상태의 제3 스위칭 트랜지스터(T3)를 통해 기준 전압 라인에 연결되어 기준 전압(Vref)을 유지한다. 예를 들어 이전 프레임에 인가된 데이터 전압이 Vdata0일 때, 제1 노드(N1)는 (Vdd-Vth-(Vdata0-Vref))를 유지하는데, 여기서 Vth는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압이다.
초기화 기간(t1)에, 제2 스캔 신호(SC2)가 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGH)에서 게이트 온 전압인 게이트 로우 전압(VGL)으로 바뀌면, 제1 및 제4 스위칭 트랜지스터(T1, T4)가 턴-온 되어, 제1 스위칭 트랜지스터(T1)에 의해 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극(또는 제1 노드(N1))과 제2 전극이 연결되어, 즉 구동 트랜지스터(DT)는 다이오드 연결되어 턴-온 상태를 유지하고, 제4 스위칭 트랜지스터(T4)에 의해 OLED의 애노드 전극이 기준 전압(Vref)으로 초기화된다. OLED의 애노드 전극은 OLED의 문턱 전압보다 낮게 설정된 기준 전압(Vref)으로 초기화되어 OLED가 발광을 멈춘다.
이때, 구동 트랜지스터(DT), 제1 및 제3 내지 제5 스위칭 트랜지스터(T1, T3~T5)가 턴-온 되고, 이에 픽셀 구동 전압(Vdd)을 공급하는 제1 전원 라인이 구동 트랜지스터(DT), 제5 스위칭 트랜지스터(T5) 및 제4 스위칭 트랜지스터(T4)를 거쳐 기준 전압(Vref)을 공급하는 기준 전압 라인에 실질적으로 연결되어 전류 패스를 형성하고, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)도 각각 제1 스위칭 트랜지스터(T1)와 제3 스위칭 트랜지스터(T3)를 통해 해당 전류 패스에 연결된다. 따라서, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)는 픽셀 구동 전압(Vdd)과 기준 전압(Vref)의 사이 임의의 전압으로 서로 같아지게 되고, 스토리지 커패시터(Cst)는 양쪽 전극의 전위 차가 없는 상태가 된다.
이후, 발광 신호(EM)가 게이트 온 전압인 게이트 로우 전압(VGL)에서 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGL)으로 바뀌면, 제3 및 제5 스위칭 트랜지스터(T3, T5)가 턴-오프 되고, 제1 노드(N1)는 다이오드 연결된 상태로 턴-온 되어 있는 구동 트랜지스터(DT)에 의해 전압이 상승하고, 제2 노드(N2)는 연결이 끊어져 플로팅 상태가 되고 양쪽 전극의 전위 차가 없는 스토리지 커패시터(Cst)에 의해 제1 노드(N1)의 전극을 그대로 따라서 상승하게 된다.
프로그램 기간(t2)은, 스토리지 커패시터(Cst)가 양쪽 전극에, 즉 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)에 각각 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)과 데이터 전압(Vdata)을 저장하는 기간이다.
프로그램 기간(t2)에, 발광 신호(EM)는 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGH)을 유지하다가 프로그램 기간 후반에 게이트 로우 전압(VGL)으로 바뀌고, 제1 스캔 신호(SC1)는 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGH)에서 게이트 온 전압인 게이트 로우 전압(VGL)으로 바뀐 후 프로그램 기간 후반에 게이트 하이 전압(VGH)으로 바뀌고, 제2 스캔 신호(SC2)는 게이트 온 전압인 게이트 로우 전압(VGL)을 유지하다가 프로그램 기간 후반에 게이트 하이 전압(VGH)으로 바뀐다.
이에 따라, 제3 및 제5 스위칭 트랜지스터(T3, T5)는 턴-오프 상태를 유지하고, 제2 트랜지스터(T2)는 턴-오프 상태에서 턴-온 되고, 제1 및 제4 스위칭 트랜지스터(T1, T4)는 턴-온 상태를 유지한다.
프로그램 기간(t2)에, 턴-온 되는 제2 스위칭 트랜지스터(T2)에 의해 데이터 라인(14)의 데이터 전압(Vdata)이 제2 노드(N2)에 인가되어 플로팅 상태로 스토리지 커패시터(Cst)를 통해 묶인 제1 노드(N1)의 전압 상승에 따라 증가하던 제2 노드(N2)는 그 전압이 Vdata로 고정되고, 다이오드 연결된 상태로 턴-온 되어 있는 구동 트랜지스터(DT)에 의해 제1 노드(N1)는 전압이 상승하여 픽셀 구동 전압(Vdd)에서 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)만큼 뺀 값(Vdd-Vth)이 된다.
스토리지 커패시터(Cst)의 양쪽 전극에는 데이터 전압(Vdata)과 (Vdd-Vth)의 차이에 해당하는 전하가 저장된다.
발광 기간(t3)은, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 데이터 전압(Vdata)을 인가하면서 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극과 게이트 전극 사이의 전압 차이에 상응하는 전류로 OLED를 발광시키는 기간이다.
발광 기간(t3)에, 발광 신호(EM)는 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGH)에서 게이트 온 전압인 게이트 로우 전압(VGL)으로 바뀌고, 제1 스캔 신호(SC1)는 게이트 온 전압인 게이트 로우 전압(VGL)에서 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGH)으로 바뀌고, 제2 스캔 신호(SC2)도 게이트 온 전압인 게이트 로우 전압(VGL)에서 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGH)으로 바뀐다.
이에 따라, 제3 및 제5 스위칭 트랜지스터(T3, T5)는 턴-온 되고, 제1, 제2 및 제4 스위칭 트랜지스터(T1, T2, T4)는 턴-오프 된다. 제3 스위칭 트랜지스터(T3)가 턴-온 되어 제2 노드(N2)는 데이터 전압(Vdata)에서 기준 전압(Vref)으로 바뀐다. 스토리지 커패시터(Cst)의 제2 전극(제2 노드(N2))이 데이터 전압(Vdata)에서 기준 전압(Vref)으로 바뀌기 때문에, 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극에 연결된 제1 노드(N1)도 제2 노드(N2)의 전압이 바뀐 만큼(Vdata-Vref) 바뀌어 그 전압이 (Vdd-Vth)에서 (Vdd-Vth-(Vdata-Vref))가 된다.
제5 스위칭 트랜지스터(T5)가 턴-온 되어 구동 트랜지스터(DT)와 OLED 사이에 전류 패스를 형성하게 되고, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극(또는 소스 전극)과 게이트 전극(제1 노드(N1)) 사이 전압 차이에 상응하는 전류가 OLED에 인가되어 OLED를 발광시킨다.
구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극인 제1 전극은 전압 값이 Vdd이고, 게이트 전극인 제1 노드(N1)는 전압 값이 (Vdd-Vth-(Vdata-Vref))이므로, 구동 트랜지스터(DT)의 소스-게이트 전압(Vsg)은 (Vdd-(Vdd-Vth-(Vdata-Vref)))=(Vdata+Vth-Vref)가 된다.
구동 트랜지스터(DT)에 흐르는 전류(I_OLED)는, 소스-게이트 전압(Vsg)에서 문턱 전압(Vth)을 뺀 값의 제곱에 비례하는데, 아래 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서 보는 것과 같이, 구동 전류(I_OLED)의 관계식에는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth) 성분이 소거되므로, 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압이 변한다고 할지라도 문턱 전압을 보상하면서 데이터 라인을 통해 입력되는 데이터 전압(Vdata)에 상응하는 전류로 OLED를 발광시킬 수 있다.
한편, 도 4는 도 2의 픽셀 회로에서 숏 커런트가 발생하는 것을 예시한 것으로, 초기화 기간(t1) 동안의 상태를 도시한 것이다.
제2 스위칭 트랜지스터(T2)를 제외하고, 구동 트랜지스터(DT)와 나머지 스위칭 트랜지스터(T1, T3, T4, T5)가 모두 턴-온 상태이므로, 픽셀 구동 전압(Vdd)을 공급하는 제1 전원 라인은 구동 트랜지스터(DT), 제5 스위칭 트랜지스터(T5) 및 제4 스위칭 트랜지스터(T4)를 거쳐 기준 전압(Vref)을 공급하는 기준 전원 라인에 연결되고, 제1 노드(N1)도 제1/제5/제4 스위칭 트랜지스터(T1, T5, T4)를 거쳐 기준 전원 라인에 연결되고, 제2 노드(N2)도 제3 스위칭 트랜지스터(T3)를 거쳐 기준 전원 라인에 연결된다. 따라서, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)가 픽셀 구동 전압(Vdd)과 기준 전압(Vref) 사이 임의의 전압으로 수렴하게 된다.
하지만, 픽셀 구동 전압(Vdd)과 기준 전압(Vref)이 단선(short)되어 단선 전류(Short current)가 흐름에 따라, 표시 패널(10)에 공급되는 픽셀 구동 전압(Vdd)과 기준 전압(Vref)이 출렁이게 된다.
다른 수평 라인의 픽셀들이 (Vdata-Vref)2에 비례하는 전류로 OLED를 발광시키고 있는 상황에서, 표시 패널(10)에 공급되는 기준 전압(Vref)에 짧은 시간이나마 리플(riffle)이 생기게 되면, 이미 발광하고 있는 픽셀들의 휘도가 잠깐 바뀌게 되고, 이는 화면 전체가 깜빡이는 것으로 사용자에게 인지될 수 있다.
도 5는 7개의 트랜지스터와 1개의 커패시터로 구성되는 픽셀 회로를 도시한 것으로, 도 2의 픽셀 회로에서 초기화 기간에 픽셀 구동 전압을 공급하는 제1 전원 라인과 기준 전압을 공급하는 기준 전원 라인이 단선되는 것을 막을 수 있다.
도 5의 픽셀 회로는, 구동 트랜지스터(DT), OLED, 6개의 스위칭 트랜지스터(T1 내지 T6) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함하여 구성된다. 도 5의 픽셀 회로에서 트랜지스터는 P 채널 트랜지스터로 구현되며, 이에 한정되지 않는다.
도 5의 픽셀 회로는 도 2의 픽셀 회로에 비해 제6 스위칭 트랜지스터(T6)를 더 포함하는 점이 다르고, 제1 및 제4 스위칭 트랜지스터(T1, T4)를 제어하는 제어 신호가 도 2의 것과 다르다.
제1 및 제4 스위칭 트랜지스터(T1, T4)를 제어하기 위해, 도 2에서는 턴-온 구간이 일부 겹치는 제1 스캔 신호(SC1)와 제2 스캔 신호(SC2)를 이용하지만, 도 5에서는 데이터 전압(Vdata)의 인가를 위한 제2 스위칭 트랜지스터(T2)를 제어하는 스캔 신호(Scan(n))를 함께 이용한다.
새로 추가된 제6 스위칭 트랜지스터(T6)은 이웃하는 이전 수평 라인의 픽셀에 인가된 스캔 신호(Scan(n-1))를 그대로 이용하여 제어하므로, 도 2에서와 같이 픽셀 회로에 포함된 스위칭 트랜지스터들을 제어하기 위해 각 픽셀에 별도의 2개의 다른 제어 신호를 공급할 필요가 없다.
도 5에서, 제1 스위칭 트랜지스터(T1)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 제2 전극을 연결하여 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 하기 위한 것으로, 게이트 전극은 해당 수평 라인에 공급되는 스캔 신호(Scan(n))를 공급 받고, 제1 전극과 제2 전극 중 어느 하나는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극(제1 노드(N1))에 연결되고 다른 하나는 구동 트랜지스터(DT)의 제2 전극에 연결된다.
제2 스위칭 트랜지스터(T2)는 데이터 라인(14)의 데이터 전압(Vdata)을 스토리지 커패시터(Cst)에 인가하기 위한 것으로, 게이트 전극은 스캔 신호(Scan(n))를 공급 받고, 제1 전극은 데이터 라인(14)에 연결되고 제2 전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극(제2 노드(N2))에 연결된다.
제3 스위칭 트랜지스터(T3)는 데이터 전압(Vdata)이 인가된 후에 제2 노드(N2)를 기준 전압(Vref)으로 초기화하기 위한 것으로, 게이트 전극은 발광 신호(EM)를 공급 받고, 제1 전극과 제2 전극 중 어느 하나는 제2 노드(N2)에 연결되고 다른 하나는 기준 전압(Vref)을 공급 받는다.
제4 스위칭 트랜지스터(T4)는 OLED의 애노드 전극을 초기화하기 위한 것으로, 게이트 전극은 스캔 신호(Scan(n))를 공급 받고, 제1 전극과 제2 전극 중 어느 하나는 OLED의 애노드 전극에 연결되고 다른 하나는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극(제1 노드(N1))에 연결되고 다른 하나는 기준 전압(Vref)을 공급 받는다.
제5 스위칭 트랜지스터(T5)는 구동 트랜지스터(DT)에서 생성되어 OLED로 흐르는 전류의 흐름을 제어하기 위한 것으로, 게이트 전극은 발광 신호(EM)를 공급 받고, 제1 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 제2 전극에 연결되고 제2 전극은 OLED의 애노드 전극에 연결된다.
제6 스위칭 트랜지스터(T6)는 데이터 전압(Vdata)의 공급에 앞서 스토리지 커패시터(Cst)의 양단을 연결하여 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)를 같은 전압이 되도록 초기화하기 위한 것으로, 게이트 전극은 이전 수평 라인의 스캔 신호(Scan(n-1))를 공급 받고, 제1 전극과 제2 전극 중 어느 하나는 제1 노드(N1)에 연결되고 다른 하나는 제2 노드(N2)에 연결된다.
구동 트랜지스터(DT)는 데이터 전압(Vdata)에 상응하게 OLED를 발광시킬 전류를 생성하기 위한 것으로, 게이트 전극은 제1 노드(N1)에 연결되고, 제1 전극은 픽셀 구동 전압(Vdd)을 공급 받고 제2 전극은 제1 스위칭 트랜지스터(T1) 또는 제5 스위칭 트랜지스터(T5)의 제1 전극 또는 제2 전극에 연결된다.
OLED는 구동 트랜지스터(DT)가 게이트-소스 사이 전압에 따라 생성하는 전류에 의해 발광하는데, 애노드 전극은 제4 스위칭 트랜지스터(T4) 또는 제5 스위칭 트랜지스터(T5)의 제1 전극 또는 제2 전극에 연결되고 캐소드 전극은 저전위 전원 전압(Vss)을 공급 받는다.
도 6, 도 7 및 도 8은 각각 도 5 픽셀 회로의 초기화 단계, 프로그램 단계 및 발광 단계를 도시한 것으로, 도 5의 픽셀 회로는 현재 수평 라인에 대한 현재 스캔 신호(Scan(n)), 이전 수평 라인에 대한 이전 스캔 신호(Scan(n-1)) 및 발광 신호(EM)에 의해 제어된다.
도 6의 초기화 기간(t1)은, 이전 프레임의 데이터 전압(Vdata0)으로 픽셀의 OLED를 발광시키고 있던 상태에서, 현재 프레임의 데이터 전압(Vdata)을 인가 받기 위해 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)를 초기화하기 위한 시간이다.
초기화 기간(t1) 이전에, 도 5의 픽셀 회로는 이전 프레임의 발광 상태를 유지하여, 제1 노드(N1)는 소정의 전압, 즉 이전 프레임에 인가된 데이터 전압이 Vdata0일 때 (Vdd-Vth-(Vdata0-Vref))이고, 제2 노드(N2)는 턴-온 상태의 제3 스위칭 트랜지스터(T3)를 통해 기준 전압 라인에 연결되어 기준 전압(Vref)을 유지한다.
초기화 기간(t1) 직전에, 발광 신호(EM)는 초기화 기간(t1) 직전에 게이트 온 전압인 게이트 로우 전압(VGL)에서 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGH)으로 바뀌고, 초기화 기간(t1)에, 이전 수평 라인에 데이터 전압을 인가하기 위한 이전 스캔 신호(Scan(n-1))는 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGH)에서 게이트 온 전압인 게이트 로우 전압(VGL)으로 바뀌고, 현재 수평 라인에 데이터 전압을 인가하기 위한 현재 스캔 신호(Scan(n))는 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGH)을 유지한다.
이에 따라, 제3 및 제5 스위칭 트랜지스터(T3, T5)는 턴-온 상태에서 턴-오프 상태로 바뀌고, 제6 스위칭 트랜지스터(T6)는 턴-오프 상태에서 턴-온 상태로 바뀌고, 제1, 제2 및 제4 스위칭 트랜지스터(T1, T2, T4)는 턴-오프 상태를 유지한다.
초기화 기간(t1)에, 제3과 제5 스위칭 트랜지스터(T3, T5)가 턴-오프 되어 구동 트랜지스터(DT)와 OLED 사이 전류 패스가 끊겨 OLED가 발광을 멈추고, 제6 스위칭 트랜지스터(T6)가 턴-온 되어 스토리지 커패시터(Cst)와 함께 폐회로를 형성하여 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 전압이 같아진다.
따라서, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)는 제1 노드(N1)의 (Vdd-Vth-(Vdata0-Vref))와 제2 노드(N2)의 기준 전압(Vref) 사이 임의의 전압으로 서로 같아지게 되고, 스토리지 커패시터(Cst)는 양쪽 전극의 전위 차가 없는 상태가 된다. 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)의 전압은 전위 기준점이 없는 상태로 커패시터의 용량, 커패시터에 미치는 전계, 이전 발광 단계에서 유지했던 전위에 의해 결정된다.
프로그램 기간(t2)은, 스토리지 커패시터(Cst)가 양쪽 전극에, 즉 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)에 각각 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)과 데이터 전압(Vdata)을 저장하는 기간이다.
프로그램 기간(t2)에, 발광 신호(EM)는 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGH)을 유지하고, 이전 스캔 신호(Scan(n-1))는 게이트 온 전압인 게이트 로우 전압(VGL)에서 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGH)으로 바뀌고, 현재 스캔 신호(Scan(n))는 이전 스캔 신호(Scan(n-1))와 약간의 간격을 두고 늦게 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGH)에서 게이트 온 전압인 게이트 로우 전압(VGL)으로 바뀐다.
이에 따라, 제1, 제2 및 제4 스위칭 트랜지스터(T1, T2, T4)는 턴-오프 상태에서 턴-온 상태로 바뀌고, 제3 및 제5 스위칭 트랜지스터(T3, T5)는 턴-오프 상태를 유지하고, 제6 스위칭 트랜지스터(T6)는 턴-온 상태에서 턴-오프 상태로 바뀐다.
프로그램 기간(t2)에, 턴-온 되는 제1 스위칭 트랜지스터(T1)에 의해 구동 트랜지스터(DT)는 다이오드 연결된 상태로 턴-온 되어, 제1 노드(N1)는 전압이 상승하여 픽셀 구동 전압(Vdd)에서 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)만큼 뺀 값(Vdd-Vth)이 된다.
또한, 프로그램 기간(t2)에, 턴-온 되는 제2 스위칭 트랜지스터(T2)에 의해 데이터 라인(14)의 데이터 전압(Vdata)이 제2 노드(N2)에 인가되어 제2 노드(N2)가 데이터 전압(Vdata)으로 고정된다.
따라서, 스토리지 커패시터(Cst)의 양쪽 전극에는 데이터 전압(Vdata)과 (Vdd-Vth)의 차이에 해당하는 전하가 저장된다.
발광 기간(t3)은, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 데이터 전압(Vdata)을 인가하면서 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극과 게이트 전극 사이의 전압 차이에 상응하는 전류로 OLED를 발광시키는 기간이다.
발광 기간(t3)에, 이전 스캔 신호(Scan(n-1))는 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGH)을 유지하고, 현재 스캔 신호(Scan(n))는 게이트 온 전압인 게이트 로우 전압(VGL)에서 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGH)으로 바뀌고, 발광 신호(EM)는 현재 스캔 신호(Scan(n))보다 약간의 간격을 두고 늦게 게이트 오프 전압인 게이트 하이 전압(VGH)에서 게이트 온 전압인 게이트 로우 전압(VGL)으로 바뀐다.
이에 따라, 제1, 제2 및 제4 스위칭 트랜지스터(T1, T2, T4)는 턴-온 상태에서 턴-오프 상태로 바뀌고, 제3 및 제5 스위칭 트랜지스터(T3, T5)는 턴-오프 상태에서 턴-온 상태로 바뀌고, 제6 스위칭 트랜지스터(T6)는 턴-오프 상태를 유지한다.
발광 기간(t3)에, 제3 스위칭 트랜지스터(T3)가 턴-온 되어 제2 노드(N2)는 데이터 전압(Vdata)에서 기준 전압(Vref)으로 바뀌고, 스토리지 커패시터(Cst)의 제2 전극(제2 노드(N2))이 데이터 전압(Vdata)에서 기준 전압(Vref)으로 바뀌기 때문에, 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극에 연결된 제1 노드(N1)도 제2 노드(N2)의 전압이 바뀐 만큼(Vdata-Vref) 바뀌어 그 전압이 (Vdd-Vth)에서 (Vdd-Vth-(Vdata-Vref))가 된다.
또한, 발광 기간(t3)에, 제5 스위칭 트랜지스터(T5)가 턴-온 되어 구동 트랜지스터(DT)와 OLED 사이에 전류 패스를 형성하게 되고, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극(또는 소스 전극)과 게이트 전극(제1 노드(N1)) 사이 전압 차이에 상응하는 전류가 OLED에 인가되어 OLED를 발광시킨다. OLED의 발광은 제5 스위칭 트랜지스터(T5)에 의해 스위칭 된다.
구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극은 전압 값이 Vdd이고, 게이트 전극은 전압 값이 (Vdd-Vth-(Vdata-Vref))이므로, 구동 트랜지스터(DT)의 소스-게이트 전압(Vsg)은 (Vdd-(Vdd-Vth-(Vdata-Vref)))=(Vdata+Vth-Vref)가 되고, 구동 트랜지스터(DT)의 소스-게이트 전압(Vsg)에서 문턱 전압(Vth)을 뺀 값의 제곱에 비례하는 전류(I_OLED)는 수학식 1에서와 같이 데이터 전압(Vdata)에서 기준 전압(Vref)을 뺀 값의 제곱에 비례한다.
낮은 계조의 휘도를 발광 신호(EM)의 듀티 비(duty ratio)로 정밀하게 표현하기 위하여, 발광 기간(t3) 동안 발광 신호(EM)가 게이트 온 전압(VGL)과 게이트 오프 전압(VGH) 사이에서 소정의 듀티 비로 스윙 하도록 하여, 제5 스위칭 트랜지스터(T5)가 온/오프 동작을 반복하도록 할 수 있다.
도 2의 픽셀 회로와는 달리 도 5의 픽셀 회로는, 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한 것과 같이, 스토리지 커패시터(Cst)의 양쪽 전극을 초기화시킬 때 픽셀 구동 전압(Vdd)을 공급하는 제1 전원 라인과 기준 전압을 공급하는 기준 전원 라인이 서로 직접 연결되지 않아, 픽셀 구동 전압(Vdd)과 기준 전압(Vref)에 변동이 발생하지 않고, 화면이 깜빡여 사용자에게 인지되는 문제가 발생하지 않는다.
또한, 도 5의 픽셀 회로는 이전 수평 라인의 스캔 신호(Scan(n-1)), 현재 수평 라인의 스캔 신호(Scan(n)) 및 발광 신호(EM)만을 이용하여 제어하므로, 게이트 구동 회로(13)가 2개의 제어 신호, 즉 스캔 신호와 발광 신호만을 생성하면 되어 게이트 구동 회로(13)가 커지는 문제를 해소하고, 이에 따라 베젤 사이즈도 줄일 수 있다.
또한, 이전 수평 라인의 스캔 신호를 이용하므로, 스캔 신호를 공급하는 게이트 라인 배선의 개수를 줄여 표시 패널(10)의 복잡도를 줄이고, 픽셀의 개구율이 낮아지지 않게 할 수 있다.
명세서에 기재된 표시 장치는 아래와 같이 설명될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는, 복수 개 픽셀을 구비하는 표시 패널; 및 데이터 전압을 데이터 라인을 통해 공급하는 것에 동기하여, 표시 패널의 각 수평 라인의 픽셀들에 연결되는 게이트 라인을 통해 스캔 신호와 발광 신호를 공급하여 표시 패널을 구동하는 구동 회로를 포함하여 구성된다.
각 픽셀은, 데이터 전압에 상응하는 전류를 생성하기 위한 구동 트랜지스터; 전류에 의해 발광하는 발광 소자; 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 하기 위한 제1 스위칭 트랜지스터; 데이터 전압과 문턱 전압을 양쪽 전극에 저장하기 위한 스토리지 커패시터; 데이터 라인의 데이터 전압을 스토리지 커패시터에 인가하기 위한 제2 스위칭 트랜지스터; 스토리지 커패시터를 기준 전압으로 초기화하기 위한 제3 스위칭 트랜지스터; 발광 소자를 기준 전압으로 초기화하기 위한 제4 스위칭 트랜지스터; 구동 트랜지스터와 발광 소자 사이에 전류 흐름을 제어하기 위한 제5 스위칭 트랜지스터; 및 스토리지 커패시터의 양쪽 전극을 연결하기 위한 제6 스위칭 트랜지스터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 구동 회로는 1 프레임을 초기화 기간, 프로그램 기간 및 발광 기간으로 나뉘어 픽셀을 구동하고, 초기화 기간에 발광 소자의 발광을 멈추게 하고 스토리지 커패시터 양단의 전압이 같아지게 할 수 있다. 또한, 구동 회로는, 초기화 기간에, 제3 및 제5 스위칭 트랜지스터를 턴-오프 시키고, 제6 스위칭 트랜지스터를 턴-온 시킬 수 있다.
일 실시예에서, 구동 회로는 프로그램 기간에 스토리지 커패시터의 제1 전극에 문턱 전압을 저장하고 스토리지 커패시터의 제2 전극에 데이터 전압을 저장할 수 있다. 또한, 구동 회로는 프로그램 기간에 제1, 제2 및 제4 스위칭 트랜지스터를 턴-온 시키고 제6 스위칭 트랜지스터를 턴-오프 시킬 수 있다.
일 실시예에서, 구동 회로는 발광 기간에 스토리지 커패시터의 제2 전극을 기준 전압으로 바꾸고 구동 트랜지스터와 발광 소자를 연결하여 데이터 전압에 상응하는 전류로 발광 소자를 발광시킬 수 있다. 또한, 구동 회로는 발광 기간에 제1, 제2 및 제4 스위칭 트랜지스터를 턴-오프 시키고 제3 및 제5 스위칭 트랜지스터를 턴-온 시킬 수 있다.
일 실시예에서, 픽셀은, 해당 픽셀이 배치되는 현재 수평 라인보다 이전 수평 라인에 배치된 픽셀에 데이터 전압을 인가하기 위해 공급되는 제1 스캔 신호, 해당 픽셀에 데이터 전압을 인가하기 위해 공급되는 제2 스캔 신호 및 발광 소자로 흐르는 전류 흐름을 제어하기 위한 발광 신호에 대응하여 동작할 수 있다.
일 실시예에서, 픽셀에서, 구동 트랜지스터에 픽셀 구동 전압이 공급되고, 발광 소자에 저전위 전원 전압이 공급되고, 제3 및 제4 스위칭 트랜지스터에 기준 전압이 공급될 수 있다.
일 실시예에서, 구동 트랜지스터는, 제1 전극이 픽셀 구동 전압을 받고, 제2 전압이 제5 스위칭 트랜지스터에 연결되고, 게이트 전극이 스토리지 커패시터의 제1 전극에 연결될 수 있다.
발광 소자는, 애노드 전극이 제5 스위칭 트랜지스터에 연결되고, 캐소드 전극이 저전위 전원 전압을 받을 수 있다.
제1 스위칭 트랜지스터는, 게이트 전극이 제2 스캔 신호를 받고, 제1 전극과 제2 전극 중 하나가 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되고 다른 하나가 구동 트랜지스터의 제2 전극에 연결될 수 있다.
제2 스위칭 트랜지스터는, 게이트 전극이 제2 스캔 신호를 받고, 제1 전극이 데이터 라인에 연결되고 제2 전극이 스토리지 커패시터의 제2 전극에 연결될 수 있다.
제3 스위칭 트랜지스터는, 게이트 전극이 발광 신호를 받고, 제1 전극과 제2 전극 중 하나가 스토리지 커패시터의 제2 전극에 연결되고 다른 하나가 기준 전압을 받을 수 있다.
제4 스위칭 트랜지스터는, 게이트 전극이 제2 스캔 신호를 받고, 제1 전극과 제2 전극 중 하나가 기준 전압을 받고 다른 하나가 발광 소자의 애노드 전극에 연결될 수 있다.
제5 스위칭 트랜지스터는, 게이트 전극이 발광 신호를 받고, 제1 전극이 구동 트랜지스터의 제2 전극에 연결되고 제2 전극이 발광 소자의 애노드 전극에 연결될 수 있다.
제6 스위칭 트랜지스터는, 게이트 전극이 제1 스캔 신호를 받고, 제1 전극과 제2 전극 중 하나와 다른 하나가 각각 스토리지 커패시터의 제1 전극과 제2 전극에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 구동 회로는 1 프레임을 초기화 기간, 프로그램 기간 및 발광 기간으로 나뉘어 픽셀을 구동하되, 초기화 기간에, 제1 스캔 신호를 게이트 온 전압으로, 제2 스캔 신호를 게이트 오프 전압으로, 발광 신호를 게이트 오프 전압으로 생성하고, 프로그램 기간에, 제1 스캔 신호를 게이트 오프 전압으로, 제2 스캔 신호를 게이트 온 전압으로, 발광 신호를 게이트 오프 전압으로 생성하고, 발광 기간에, 제1 스캔 신호를 게이트 오프 전압으로, 제2 스캔 신호를 게이트 오프 전압으로, 발광 신호를 게이트 온 전압으로 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 구동 회로는, 발광 기간에, 발광 신호를 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압 사이에서 소정 듀티 비로 스윙 하도록 할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10: 표시 패널 11: 타이밍 컨트롤러
12: 데이터 구동 회로 13: 게이트 구동 회로
14: 데이터 라인 15: 게이트 라인
16: 전원 생성부

Claims (12)

  1. 복수 개 픽셀을 구비하는 표시 패널; 및
    데이터 전압을 데이터 라인을 통해 공급하는 것에 동기하여, 상기 표시 패널의 각 수평 라인의 픽셀들에 연결되는 게이트 라인을 통해 스캔 신호와 발광 신호를 공급하여 상기 표시 패널을 구동하는 구동 회로를 포함하여 구성되고,
    각 픽셀은,
    상기 데이터 전압에 상응하는 전류를 생성하기 위한 구동 트랜지스터;
    상기 전류에 의해 발광하는 발광 소자;
    상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 하기 위한 제1 스위칭 트랜지스터;
    상기 데이터 전압과 상기 문턱 전압을 양쪽 전극에 저장하기 위한 스토리지 커패시터;
    상기 데이터 라인의 데이터 전압을 상기 스토리지 커패시터에 인가하기 위한 제2 스위칭 트랜지스터;
    상기 스토리지 커패시터를 기준 전압으로 초기화하기 위한 제3 스위칭 트랜지스터;
    상기 발광 소자를 상기 기준 전압으로 초기화하기 위한 제4 스위칭 트랜지스터;
    상기 구동 트랜지스터와 상기 발광 소자 사이에 전류 흐름을 제어하기 위한 제5 스위칭 트랜지스터; 및
    상기 스토리지 커패시터의 양쪽 전극을 연결하기 위한 제6 스위칭 트랜지스터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 구동 회로는 1 프레임을 초기화 기간, 프로그램 기간 및 발광 기간으로 나뉘어 상기 픽셀을 구동하고, 상기 초기화 기간에 상기 발광 소자의 발광을 멈추게 하고 상기 스토리지 커패시터 양단의 전압이 같아지게 하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 구동 회로는, 상기 초기화 기간에, 상기 제3 및 제5 스위칭 트랜지스터를 턴-오프 시키고, 상기 제6 스위칭 트랜지스터를 턴-온 시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 구동 회로는, 상기 프로그램 기간에, 상기 스토리지 커패시터의 제1 전극에 상기 문턱 전압을 저장하고 상기 스토리지 커패시터의 제2 전극에 상기 데이터 전압을 저장하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 구동 회로는, 상기 프로그램 기간에, 상기 제1, 제2 및 제4 스위칭 트랜지스터를 턴-온 시키고 상기 제6 스위칭 트랜지스터를 턴-오프 시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 구동 회로는, 상기 발광 기간에, 상기 스토리지 커패시터의 제2 전극을 상기 기준 전압으로 바꾸고 상기 구동 트랜지스터와 상기 발광 소자를 연결하여 상기 데이터 전압에 상응하는 전류로 상기 발광 소자를 발광시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 구동 회로는, 상기 발광 기간에, 상기 제1, 제2 및 제4 스위칭 트랜지스터를 턴-오프 시키고 상기 제3 및 제5 스위칭 트랜지스터를 턴-온 시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 픽셀은, 해당 픽셀이 배치되는 현재 수평 라인보다 이전 수평 라인에 배치된 픽셀에 상기 데이터 전압을 인가하기 위해 공급되는 제1 스캔 신호, 해당 픽셀에 상기 데이터 전압을 인가하기 위해 공급되는 제2 스캔 신호 및 상기 발광 소자로 흐르는 전류 흐름을 제어하기 위한 발광 신호에 대응하여 동작하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 픽셀에서, 상기 구동 트랜지스터에 픽셀 구동 전압이 공급되고, 상기 발광 소자에 저전위 전원 전압이 공급되고, 상기 제3 및 제4 스위칭 트랜지스터에 상기 기준 전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터는, 제1 전극이 상기 픽셀 구동 전압을 받고, 제2 전압이 상기 제5 스위칭 트랜지스터에 연결되고, 게이트 전극이 상기 스토리지 커패시터의 제1 전극에 연결되고,
    상기 발광 소자는, 애노드 전극이 상기 제5 스위칭 트랜지스터에 연결되고, 캐소드 전극이 상기 저전위 전원 전압을 받고,
    상기 제1 스위칭 트랜지스터는, 게이트 전극이 상기 제2 스캔 신호를 받고, 제1 전극과 제2 전극 중 하나가 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되고 다른 하나가 상기 구동 트랜지스터의 제2 전극에 연결되고,
    상기 제2 스위칭 트랜지스터는, 게이트 전극이 상기 제2 스캔 신호를 받고, 제1 전극이 상기 데이터 라인에 연결되고 제2 전극이 상기 스토리지 커패시터의 제2 전극에 연결되고,
    상기 제3 스위칭 트랜지스터는, 게이트 전극이 상기 발광 신호를 받고, 제1 전극과 제2 전극 중 하나가 상기 스토리지 커패시터의 제2 전극에 연결되고 다른 하나가 상기 기준 전압을 받고,
    상기 제4 스위칭 트랜지스터는, 게이트 전극이 상기 제2 스캔 신호를 받고, 제1 전극과 제2 전극 중 하나가 상기 기준 전압을 받고 다른 하나가 상기 발광 소자의 애노드 전극에 연결되고,
    상기 제5 스위칭 트랜지스터는, 게이트 전극이 상기 발광 신호를 받고, 제1 전극이 상기 구동 트랜지스터의 제2 전극에 연결되고 제2 전극이 상기 발광 소자의 애노드 전극에 연결되고,
    상기 제6 스위칭 트랜지스터는, 게이트 전극이 상기 제1 스캔 신호를 받고, 제1 전극과 제2 전극 중 하나와 다른 하나가 각각 상기 스토리지 커패시터의 제1 전극과 제2 전극에 연결되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 구동 회로는 1 프레임을 초기화 기간, 프로그램 기간 및 발광 기간으로 나뉘어 상기 픽셀을 구동하고,
    상기 구동 회로는, 상기 초기화 기간에, 상기 제1 스캔 신호를 게이트 온 전압으로, 상기 제2 스캔 신호를 게이트 오프 전압으로, 상기 발광 신호를 상기 게이트 오프 전압으로 생성하고,
    상기 구동 회로는, 상기 프로그램 기간에, 상기 제1 스캔 신호를 상기 게이트 오프 전압으로, 상기 제2 스캔 신호를 상기 게이트 온 전압으로, 상기 발광 신호를 상기 게이트 오프 전압으로 생성하고,
    상기 구동 회로는, 상기 발광 기간에, 상기 제1 스캔 신호를 상기 게이트 오프 전압으로, 상기 제2 스캔 신호를 상기 게이트 오프 전압으로, 상기 발광 신호를 상기 게이트 온 전압으로 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 구동 회로는, 상기 발광 기간에, 상기 발광 신호를 상기 게이트 온 전압과 상기 게이트 오프 전압 사이에서 소정 듀티 비로 스윙 하도록 하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108281105B (zh) * 2018-03-30 2021-02-05 京东方科技集团股份有限公司 扫描信号调节方法、装置及显示装置
KR20220115765A (ko) * 2021-02-10 2022-08-18 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 구동 방법
CN115705823A (zh) * 2021-08-05 2023-02-17 京东方科技集团股份有限公司 像素驱动电路及其驱动方法、显示基板和显示装置
KR20240003321A (ko) * 2022-06-30 2024-01-08 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치
CN115171608B (zh) * 2022-09-08 2022-12-23 惠科股份有限公司 驱动电路、驱动方法及显示面板

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060000439A (ko) * 2004-06-29 2006-01-06 삼성에스디아이 주식회사 발광 표시 장치 및 그 구동 방법
KR100893481B1 (ko) * 2007-11-08 2009-04-17 삼성모바일디스플레이주식회사 유기전계발광 표시장치 및 그 구동방법
KR20120070974A (ko) * 2010-12-22 2012-07-02 엘지디스플레이 주식회사 유기발광다이오드 표시소자
US20190122610A1 (en) * 2017-10-24 2019-04-25 Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Oled pixel driving circuit and driving method thereof

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100636483B1 (ko) * 2004-06-25 2006-10-18 삼성에스디아이 주식회사 트랜지스터와 그의 제조방법 및 발광 표시장치
KR101600100B1 (ko) * 2009-11-27 2016-03-04 가부시키가이샤 제이올레드 발광 표시 장치
CN104992674A (zh) * 2015-07-24 2015-10-21 上海和辉光电有限公司 一种像素补偿电路
KR102633522B1 (ko) 2016-10-25 2024-02-07 엘지디스플레이 주식회사 유기발광표시장치 및 그 구동장치
CN106448560B (zh) * 2016-12-21 2019-03-12 上海天马有机发光显示技术有限公司 有机发光显示面板及其驱动方法、有机发光显示装置
US10074309B2 (en) * 2017-02-14 2018-09-11 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. AMOLED pixel driving circuit and AMOLED pixel driving method
US10685604B2 (en) * 2018-10-29 2020-06-16 Wuhan China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Pixel driving circuit and display device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060000439A (ko) * 2004-06-29 2006-01-06 삼성에스디아이 주식회사 발광 표시 장치 및 그 구동 방법
KR100893481B1 (ko) * 2007-11-08 2009-04-17 삼성모바일디스플레이주식회사 유기전계발광 표시장치 및 그 구동방법
KR20120070974A (ko) * 2010-12-22 2012-07-02 엘지디스플레이 주식회사 유기발광다이오드 표시소자
US20190122610A1 (en) * 2017-10-24 2019-04-25 Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Oled pixel driving circuit and driving method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11727878B2 (en) 2021-09-03 2023-08-15 Lg Display Co., Ltd. Pixel circuit and display device including the same

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