JP7400028B2 - ピクセル回路とこれを含む表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ピクセル回路とこれを含む表示装置に関する。
電界発光表示装置(Electroluminescence Display)は、発光層の材料に応じて無機発光表示装置と有機発光表示装置とに分けられ得る。アクティブマトリックス方式(active matrix type)の有機発光表示装置は、自ら発光する有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode:以下、「OLED」という。)を含み、応答速度が速く、発光効率、輝度及び視野角が大きいというメリットがある。有機発光表示装置は、OLED(Organic Light Emitting Diode、「OLED」という。)がピクセルの各々に形成される。有機発光表示装置は、応答速度が速く、発光効率、輝度、視野角などに優れるだけでなく、ブラック階調を完全なブラックで表現できるため、コントラスト比(contrast ratio)と色再現性に優れている。
電界放出表示装置のピクセル回路は、発光素子として利用されるOLEDと、OLEDを駆動するための駆動素子とを含む。
OLEDのアノード電極が駆動素子のソース電極に連結され、OLEDのカソード電極が低電位電圧源に連結され得る。低電位電圧源は、ピクセルに共通に連結され得る。この場合、低電位電圧源が変動するとき、又はOLEDの影響を受けて駆動素子のゲート-ソース間電圧が変わって、画質低下をもたらすことがあり得る。駆動素子のゲート-ソース間電圧に応じてOLEDへ流れる電流が決定されるため、駆動素子のゲート-ソース間電圧の変化はOLEDの輝度変化をもたらす。データ電圧が印加されるデータラインと低電位電圧源との間に存在する寄生容量によって、データ電圧の変化が大きいとき、低電位電圧源にリップル(ripple)が発生し得る。その結果、データ電圧が変わるピクセルラインの間にクロストーク(Crosstalk)を引き起こして、画面上で暗線や輝線が見えることがあり得る。
本発明は、前述の必要性及び/又は問題点を解決することを目的とする。特に、本発明は、駆動素子のゲート-ソース間電圧Vgsが低電位電圧源と発光素子との影響を受けないようにしたピクセル回路とこれを含む表示装置を提供する。
本発明の課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及されていないさらなる課題は、以下の記載から当業者にとって明確に理解できるであろう。
本発明の一実施例によるピクセル回路は、ピクセル駆動電圧が印加される第1ノードに連結された第1電極、第2ノードに連結されたゲート電極及び第3ノードに連結された第2電極を含む駆動素子と、第4ノードに連結されたアノード電極と、低電位の電源電圧が印加されるカソード電極とを含む発光素子と、初期化電圧が印加される第1電極、初期化パルスが印加されるゲート電極及び前記第2ノードに連結された第2電極を含み、前記初期化パルスに応答して前記初期化電圧を前記第2ノードに供給する第1スイッチ素子と、前記第3ノード又は前記第4ノードに連結された第1電極、センシングパルスが印加されるゲート電極及び基準電圧が印加される第2電極を含み、前記センシングパルスに応答して前記第3ノード又は第4ノードに前記基準電圧を供給する第2スイッチ素子と、データ電圧が印加される第1電極、スキャンパルスが印加されるゲート電極及び前記第2ノードに連結された第2電極を含み、前記スキャンパルスに応答して前記データ電圧を前記第2ノードに供給する第3スイッチ素子と、前記第3ノードに連結された第1電極、第1発光制御パルスが印加されるゲート電極及び前記第4ノードに連結された第2電極を含み、前記第1発光制御パルスに応答して前記第3ノードを前記第4ノードに連結する第4スイッチ素子とを含む。
本発明の一実施例による表示装置は、複数のデータライン、前記データラインと交差する複数のゲートライン、互いに異なる定電圧が印加される複数の電源ライン及び複数のサブピクセルが配置された表示パネルと、前記データラインにピクセルデータのデータ電圧を供給するデータ駆動部と、初期化パルス、センシングパルス及び発光制御パルスを前記ゲートラインに供給するゲート駆動部とを含む。
前記サブピクセルの各々は、前記ピクセル回路を含む。
本発明は、発光素子のアノード電極と駆動素子のソース電極との間にスイッチ素子を追加して、低電位電圧源のリップルと発光素子の電圧変動の影響によって駆動素子のゲート-ソース間電圧Vgsが変わる現象を防止することができる。その結果、本発明は、表示装置においてデータ電圧の変化が大きいときに引き起こされるクロストークが視認されず、低階調むらが視認されない優れた画質を具現することができる。
本発明は、発光素子の仕事関数に対応可能であり、マイクロキャビティ(Micro cavity)を考慮して、発光素子のカソード抵抗が大きくなる金属によりカソード電極及び/又は電源ラインを具現しても、発光素子の輝度変化を防止することができる。
本発明は、初期化段階、センシング段階及びデータ書き込み段階において、駆動素子のゲート-ソース間電圧Vgsに対する発光素子のアノード電圧と低電位電圧源の影響を遮断し、アノード電圧と基準電圧を分離することにより、駆動素子のしきい値電圧補償範囲の制御を容易に行うことができる。
本発明の効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及されていないさらなる効果は、請求の範囲の記載から当業者にとって明確に理解できるであろう。
本発明の一実施例による表示装置を示すブロック図である。 図1に示された表示パネルの断面構造を示す断面図である。 駆動素子のソース電圧が低電位の電源電圧ELVSSのリップルに影響される比較例によるピクセル回路の一例を示す回路図である。 低電位の電源電圧にリップルが発生するとき、駆動素子のゲート-ソース間電圧が変わる例を示す波形図である。 本発明の第1実施例によるピクセル回路を示す回路図である。 図5に示されたピクセル回路に印加されるゲート信号を示す波形図である。 図5に示されたピクセル回路に印加される定電圧を示す図である。 図5に示されたピクセル回路の動作を段階的に示す回路図である。 図5に示されたピクセル回路の動作を段階的に示す回路図である。 図5に示されたピクセル回路の動作を段階的に示す回路図である。 図5に示されたピクセル回路の動作を段階的に示す回路図である。 発光素子のカソード電圧に応じた発光素子の輝度を、図3に示された比較例のピクセル回路と図5に示された本発明のピクセル回路とにおいて比較した実験結果を示す図である。 本発明の第2実施例によるピクセル回路を示す回路図である。 図10に示されたピクセル回路に印加されるゲート信号を示す波形図である。 図11に示されたピクセル回路の動作を段階的に示す回路図である。 図11に示されたピクセル回路の動作を段階的に示す回路図である。 図11に示されたピクセル回路の動作を段階的に示す回路図である。 図11に示されたピクセル回路の動作を段階的に示す回路図である。 本発明の第3実施例によるピクセル回路を示す回路図である。 図13に示されたピクセル回路に印加されるゲート信号を示す波形図である。 図13に示されたピクセル回路に印加される定電圧を示す図である。 図13に示されたピクセル回路の動作を段階的に示す回路図である。 図13に示されたピクセル回路の動作を段階的に示す回路図である。 図13に示されたピクセル回路の動作を段階的に示す回路図である。 図13に示されたピクセル回路の動作を段階的に示す回路図である。 本発明の第4実施例によるピクセル回路を示す回路図である。 図17に示されたピクセル回路に印加されるゲート信号を示す波形図である。 図17に示されたピクセル回路の動作を段階的に示す回路図である。 図17に示されたピクセル回路の動作を段階的に示す回路図である。 図17に示されたピクセル回路の動作を段階的に示す回路図である。 図17に示されたピクセル回路の動作を段階的に示す回路図である。 本発明の第5実施例によるピクセル回路を示す回路図である。 図20に示されたピクセル回路に印加されるゲート信号を示す波形図である。 図20に示されたピクセル回路に印加されるゲート信号を示す波形図である。 OLEDのターンオン電圧とOLEDの電流とを示す図である。 図23に示されたΔVのPBTS(Positive-bias temperature stress)マージンを示す図である。
本発明の利点及び特徴、並びにそれらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すれば明確になるであろう。本発明は、以下で開示する実施例に限定されるものではなく、互いに異なる様々な形態で具現されるものであり、単に実施例は、本発明の開示が完全になるようにし、本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範疇により定義されるだけである。
本発明の実施例を説明するための図面に開示された形状、大きさ、比率、角度、個数などは例示的なものであるから、本発明は図面に示された事項に限定されるものではない。明細書の全体に亘って、同一の参照符号は実質的に同一の構成要素を指し示す。また、本発明を説明するにあたり、関連する公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不要に濁らせると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
本明細書上で言及された「備える」、「含む」、「有する」、「からなる」などが使用される場合は、「~だけ」が使用されない以上、他の部分が追加され得る。構成要素を単数で表現した場合に、特に明示的な記載事項がない限り、複数であると解釈され得る。
構成要素を解釈するにあたり、別途の明示的な記載がなくても、誤差範囲を含むものと解釈する。
位置関係についての説明である場合、例えば、「~の上に」、「~の上部に」、「~の下部に」、「~の側方に」などのように2つの構成要素の間で位置関係が説明される場合、「すぐに」又は「直接」が使用されないそれらの構成要素の間に1つ以上の他の構成要素が介在され得る。
構成要素を区分するために、第1、第2などが使用され得るが、これらの構成要素は構成要素の前に付いた序数や構成要素の名称によりその機能や構造が制限されない。
以下の実施例は、部分的に又は全体的に互いに結合或いは組み合わせ可能であり、技術的に様々な連動及び駆動が可能である。各実施例が互いに対して独立的に実施することもでき、連関関係をもって一緒に実施することもできる。
ピクセルの各々は、色(カラー)の具現のために、色が互いに異なる複数のサブピクセルに分けられ、サブピクセルの各々は、スイッチ素子又は駆動素子として用いられるトランジスタを含む。このようなトランジスタは、TFT(Thin Film Transistor)で具現され得る。
表示装置の駆動回路は、入力映像のピクセルデータをピクセルに書き込む。平板表示装置(Flat Panel Display)の駆動回路は、データ信号をデータラインに供給するデータ駆動部と、ゲート信号をゲートラインに供給するゲート駆動部などを含む。
本発明の表示装置において、ピクセル回路は複数のトランジスタを含むことができる。トランジスタは、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor FET)構造のTFTで具現され得、酸化物半導体を含むOxideTFT又は低温ポリシリコン(Low Temperature Poly Silicon、LTPS)を含むLTPSTFTであり得る。以下で、ピクセル回路を構成するトランジスタは、OxideTFTで具現されたnチャネルOxideTFTで具現される例を中心として説明するが、本発明はこれに限定されない。
トランジスタは、ゲート(gate)、ソース(source)及びドレイン(drain)を含む3電極素子である。ソースは、キャリア(carrier)をトランジスタに供給する電極である。トランジスタ内において、キャリアはソースから流れ出す。ドレインは、トランジスタからキャリアが外部へ出る電極である。トランジスタにおいてキャリアの流れは、ソースからドレインへと流れる。nチャネルトランジスタの場合、キャリアが電子(electron)であるため、ソースからドレインへと電子が流れ得るように、ソース電圧がドレイン電圧よりも低い電圧を有する。nチャネルトランジスタにおいて電流の方向は、ドレインからソース側へと流れる。pチャネルトランジスタの場合、キャリアが正孔(hole)であるため、ソースからドレインへと正孔が流れ得るように、ソース電圧がドレイン電圧よりも高い。pチャネルトランジスタにおいて正孔がソースからドレイン側へと流れるため、電流がソースからドレイン側へと流れる。トランジスタのソースとドレインとは、固定されたものではないことに注意すべきである。例えば、ソースとドレインとは、印加電圧に応じて変更され得る。したがって、トランジスタのソースとドレインとによって発明が制限されない。以下の説明では、トランジスタのソースとドレインとを、第1及び第2電極であると称することにする。
ゲート信号は、ゲートオン電圧(Gate On Voltage)とゲートオフ電圧(Gate Off Voltage)との間でスイング(swing)し得る。ゲートオン電圧は、トランジスタのしきい値電圧よりも高い電圧に設定される。ゲートオフ電圧は、トランジスタのしきい値電圧よりも低い電圧に設定される。
トランジスタは、ゲートオン電圧に応答してターンオン(turn-on)される反面、ゲートオフ電圧に応答してターンオフ(turn-off)される。nチャネルトランジスタの場合に、ゲートオン電圧はゲートハイ電圧(Gate High Voltage、VGH及びVEH)であり、ゲートオフ電圧はゲートロー電圧(Gate Low Voltage、VGL及びVEH)であり得る。
以下、添付の図面を参照して本発明の様々な実施例を詳細に説明する。以下の実施例において、表示装置は有機発光表示装置を中心として説明するが、本発明はこれに限定されない。
図1及び図2を参照すれば、本発明の実施例による表示装置は、表示パネル100、表示パネル100のピクセルにピクセルデータを書き込む(write)ための表示パネル駆動部、及び、ピクセルと表示パネル駆動部の駆動に必要な電源を発生する電源部140を含む。
表示パネル100は、X軸方向の長さ、Y軸方向の幅及びZ軸方向の厚さを有する長方形構造の表示パネルであり得る。表示パネル100は、画面上で入力映像を表示するピクセルアレイを含む。ピクセルアレイは、複数のデータライン102、データライン102と交差する複数のゲートライン103、及び、マトリックス状に配置されるピクセルを含む。表示パネル100は、ピクセルに共通に連結された電源ラインをさらに含むことができる。電源ラインは、ピクセル駆動電圧ELVDDが印加される電源ライン、初期化電圧Vinitが印加される電源ライン、基準電圧Vrefが印加される電源ライン、及び、低電位の電源電圧ELVSSが印加される電源ラインを含むことができる。このような電源ラインは、ピクセルに共通に連結される。
ピクセルアレイは、複数のピクセルラインL1~Lnを含む。ピクセルラインL1~Lnの各々は、表示パネル100のピクセルアレイにおいて、ライン方向Xに沿って配置された1ラインのピクセルを含む。1ピクセルラインに配置されたピクセルは、ゲートライン103を共有する。データライン方向に沿ってカラム方向Yに配置されたサブピクセルは、同一のデータライン102を共有する。1水平期間1Hは、1フレーム期間をピクセルラインL1~Lnの総本数で割った時間である。
表示パネル100は、不透過型表示パネル又は透過型表示パネルで具現され得る。透過型表示パネルは、画面上に映像が表示され背景の実物が見える透明表示装置に適用されることができる。
表示パネルは、フレキシブル表示パネルで製作されることができる。フレキシブル表示パネルは、プラスチック基板を用いるOLEDパネルで具現され得る。プラスチックOLEDパネルのピクセルアレイと発光素子とは、バックプレート(Back plate)上に接着された有機薄膜フィルム上に配置され得る。
ピクセル101の各々は、色の具現のために、赤色サブピクセル、緑色サブピクセル及び青色サブピクセルに分けられ得る。ピクセルの各々は、白色サブピクセルをさらに含むことができる。サブピクセルの各々は、ピクセル回路を含む。以下で、ピクセルは、サブピクセルと同じ意味であると解釈され得る。ピクセル回路の各々は、データラインとゲートラインと電源ラインとに連結される。
ピクセルは、リアル(real)カラーピクセルと、ペンタイル(pentile)ピクセルとして配置され得る。ペンタイルピクセルは、予め設定されたピクセルレンダリングアルゴリズム(pixel rendering algorithm)を用いて、色の異なる2つのサブピクセルを1つのピクセル101で駆動して、リアルカラーピクセルよりも高い解像度を具現することができる。ピクセルレンダリングアルゴリズムは、ピクセルの各々において不足する色表現を、隣接するピクセルより発光された光の色で補償することができる。
表示パネル100の画面上に、タッチセンサが配置され得る。タッチセンサは、オンセルタイプ(On-cell type)又はアドオンタイプ(Add on type)で表示パネルの画面上に配置されるか、ピクセルアレイAAに組み込まれるインセルタイプ(In-cell type)のタッチセンサで具現され得る。
表示パネル100は、断面構造から見るとき、図2に示されたように、基板10上に積層された回路層12、発光素子層14、及び封止層(encapsulation layer)16を含むことができる。
回路層12は、データライン、ゲートライン、電源ラインなどの配線に連結されたピクセル回路、ゲートラインに連結されたゲート駆動部GIP、デマルチプレクサアレイ112、図面において省略したオートプロブ検査のための回路などを含むことができる。回路層12の配線と回路素子とは、複数の絶縁層と、絶縁層を挟んで分離された2つ以上の金属層と、半導体物質を含むアクティブ層とを含むことができる。回路層12に形成された全てのトランジスタは、nチャネルタイプの酸化物半導体を含むOxideTFTで具現され得る。
発光素子層14は、ピクセル回路により駆動される発光素子ELを含むことができる。発光素子ELは、赤色(R)発光素子、緑色(G)発光素子、及び青色(B)発光素子を含むことができる。発光素子層14は、白色発光素子とカラーフィルタとを含むことができる。発光素子層14の発光素子ELは、有機膜及び保護膜を含む保護層により覆われることができる。
封止層16は、回路層12と発光素子層14とを密封するように、前記発光素子層14を覆う。封止層16は、有機膜と無機膜とが交互に積層された多重積層膜の構造でもあり得る。無機膜は、水分や酸素の浸透を遮断する。有機膜は無機膜の表面を平坦化する。有機膜と無機膜とが複数の層で積層されると、単一層に比べて水分や酸素の移動経路が長くなって、発光素子層14に影響を与える水分と酸素との浸透が効果的に遮断されることができる。
封止層16上に形成されたタッチセンサ層が配置され得る。タッチセンサ層は、タッチ入力の前後で容量(capacitance)の変化を基にタッチ入力をセンシングする静電容量方式のタッチセンサを含むことができる。タッチセンサ層は、タッチセンサの容量を形成する金属配線パターンと絶縁膜とを含むことができる。金属配線パターンの間にタッチセンサの容量が形成され得る。タッチセンサ層上に偏光板が配置され得る。偏光板は、タッチセンサ層と回路層12の金属により反射された外部光の偏光を変換して、視認性とコントラスト比とを向上させることができる。偏光板は、線偏光板と位相遅延フィルムとが接合された偏光板又は円偏光板で具現され得る。偏光板上にカバーガラス(Cover glass)が接着され得る。
表示パネル100は、封止層16上に積層されたタッチセンサ層と、カラーフィルタ層とをさらに含むことができる。カラーフィルタ層は、赤色、緑色及び青色カラーフィルタと、ブラックマトリックスパターンとを含むことができる。カラーフィルタ層は、回路層とタッチセンサ層から反射された光の波長の一部を吸収し、偏光板の役割を代わりにして色純度を高めることができる。この実施例は、偏光板に比べて光透過率の高いカラーフィルタ層20を表示パネルに適用して、表示パネルPNLの光透過率を向上させ、表示パネルPNLの厚さと柔軟性とを改善することができる。カラーフィルタ層上にカバーガラスが接着され得る。
電源部140は、直流-直流変換器(DC-DC Converter)を用いて、表示パネル100のピクセルアレイと表示パネル駆動部の駆動に必要な直流(DC)電源を発生する。直流-直流変換器は、チャージポンプ(Charge pump)、レギュレータ(Regulator)、バックコンバータ(Buck Converter)、ブーストコンバータ(Boost Converter)などを含むことができる。電源部140は、図示しないホストシステムから印加される直流入力電圧のレベルを調整して、ガンマ基準電圧VGMA、ゲートオン電圧VGH、VEH、ゲートオフ電圧VGL、VEL、ピクセル駆動電圧ELVDD、低電位の電源電圧ELVSS、基準電圧Vref、初期化電圧Vinit、アノード電圧Vanoなどの定電圧(又は直流電圧)を発生することができる。ガンマ基準電圧VGMAは、データ駆動部110に供給される。ゲートオン電圧VGH、VEHとゲートオフ電圧VGL、VELとは、ゲート駆動部120に供給される。ピクセル駆動電圧ELVDD、低電位の電源電圧ELVSS、基準電圧Vref、初期化電圧Vinit、アノード電圧Vanoなどの定電圧は、ピクセルに共通に供給される。
表示パネル駆動部は、タイミングコントローラ(Timing controller、TCON)130の制御下に、表示パネル100のピクセルに入力映像のピクセルデータを書き込む。
表示パネル駆動部は、データ駆動部110とゲート駆動部120とを含む。表示パネル駆動部は、データ駆動部110とデータライン102との間に配置されたデマルチプレクサアレイ112をさらに含むことができる。
デマルチプレクサアレイ112は、複数のデマルチプレクサ(De-multiplexer)DEMUXを用いて、データ駆動部110のチャネルの各々から出力されたデータ電圧をデータライン102へ順次に供給する。デマルチプレクサは、表示パネル100上に配置された多数のスイッチ素子を含むことができる。デマルチプレクサがデータ駆動部110の出力端子とデータライン102との間に配置されると、データ駆動部110のチャネル数が減少できる。デマルチプレクサアレイ112は省略され得る。
表示パネル駆動部は、タッチセンサを駆動するためのタッチセンサ駆動部をさらに含むことができる。タッチセンサ駆動部は、図1において省略されている。データ駆動部とタッチセンサ駆動部とは、1つのドライブIC(Integrated Circuit)に集積されることができる。モバイル機器やウエアラブル機器において、タイミングコントローラ130、電源部140、データ駆動部110、タッチセンサ駆動部などは、1つのドライブICに集積されることができる。
表示パネル駆動部は、タイミングコントローラ130の制御下に、低速駆動モード(Low speed driving mode)で動作することができる。低速駆動モードは、入力映像を分析して、入力映像が予め設定された時間の間変化がないとき、表示装置の消費電力を減らすために設定され得る。低速駆動モードは、静止映像が一定の時間以上入力されるとき、ピクセルのリフレッシュレート(Refresh rate)を下げることにより、表示パネル駆動部と表示パネル100との消費電力を減らすことができる。低速駆動モードは、静止映像が入力されるときに限定されない。例えば、表示装置が待機モードで動作するか、ユーザコマンド又は入力映像が所定の時間以上表示パネル駆動回路に入力されないとき、表示パネル駆動回路は低速駆動モードで動作することができる。
データ駆動部110は、DAC(Digital to Analog Converter)を用いて、毎フレーム期間ごとにタイミングコントローラ130からデジタル信号として受信される入力映像のピクセルデータを、ガンマ補償電圧に変換してデータ電圧を発生する。ガンマ基準電圧VGMAは、分圧回路を通して階調別のガンマ補償電圧に分圧されて、DACへ供給される。データ電圧は、データ駆動部110のチャネルの各々から出力バッファを通して出力される。
ゲート駆動部120は、ピクセルアレイのTFTアレイ及び配線と共に、表示パネル100の回路層12に直接形成されるGIP(Gate in panel)回路で具現され得る。GIP回路は、表示パネル100の非表示領域であるベゼル領域(Bezel)BZ上に配置されるか、入力映像が再現されるピクセルアレイ内に分散配置され得る。ゲート駆動部120は、タイミングコントローラ130の制御下に、ゲート信号をゲートライン103へ順次に出力する。ゲート駆動部120は、シフトレジスタ(Shift register)を用いてゲート信号をシフトさせることにより、それらの信号をゲートライン103へ順次に供給することができる。ゲート信号は、スキャンパルス、発光制御パルス(以下、「EMパルス」という。)、初期化パルス、及びセンシングパルスを含むことができる。
ゲート駆動部120のシフトレジスタは、タイミングコントローラ130からのスタートパルス(start pulse)とシフトクロック(Shift clock)とに応答してゲート信号のパルスを出力し、シフトクロックのタイミングに合わせてそのパルスをシフトする。
タイミングコントローラ130は、ホストシステムから入力映像のデジタルビデオデータDATAと、それに同期するタイミング信号とを受信する。タイミング信号は、垂直同期信号Vsync、水平同期信号Hsync、クロックCLK及びデータイネーブル信号DEなどを含むことができる。データイネーブル信号DEをカウントする方法から垂直期間と水平期間とが分かるため、垂直同期信号Vsyncと水平同期信号Hsyncとは省略され得る。データイネーブル信号DEは、1水平期間1Hの周期を有する。
ホストシステムは、テレビ(Television)システム、タブレット型コンピュータ、ノートブック型コンピュータ、ナビゲーションシステム、パーソナルコンピュータ(PC)、ホームシアターシステム、モバイル機器、ウエアラブル機器、車両システムのうちのいずれか1つであり得る。ホストシステムは、ビデオソースからの映像信号を表示パネル100の解像度に合わせてスケーリングし、タイミング信号と共にタイミングコントローラ13へ伝送することができる。
タイミングコントローラ130は、ノーマル駆動モード(Normal driving mode)において入力フレーム周波数をi倍逓倍して、入力フレーム周波数×i(iは自然数)Hzのフレーム周波数で表示パネル駆動部の動作タイミングを制御することができる。入力フレーム周波数は、NTSC(National Television Standards Committee)方式において60Hzであり、PAL(Phase-Alternating Line)方式において50Hzである。タイミングコントローラ130は、低速駆動モードにおいてピクセルのリフレッシュレートを下げるべく、フレーム周波数を1Hz~30Hzの間の周波数に下げて、表示パネル駆動部の駆動周波数を低下させることができる。
タイミングコントローラ130は、ホストシステムから受信されたタイミング信号Vsync、Hsync、DEを基に、データ駆動部110の動作タイミングを制御するためのデータタイミング制御信号、デマルチプレクサアレイ112の動作タイミングを制御するための制御信号、及びゲート駆動部120の動作タイミングを制御するためのゲートタイミング制御信号を発生する。タイミングコントローラ130は、表示パネル駆動部の動作タイミングを制御して、データ駆動部110、デマルチプレクサアレイ112、タッチセンサ駆動部、及びゲート駆動部120を同期させる。
タイミングコントローラ130から出力されたゲートタイミング制御信号の電圧レベルは、図示しないレベルシフター(Level shifter)を通してゲートオン電圧VGH及びVEHとゲートオフ電圧VGL、VELとに変換されて、ゲート駆動部120に供給され得る。レベルシフターは、ゲートタイミング制御信号のローレベル電圧(low level voltage)をゲートオフ電圧VGL、VELに変換し、ゲートタイミング制御信号のハイレベル電圧(high level voltage)をゲートオン電圧VGH、VEHに変換する。ゲートタイミング信号は、スタートパルスとシフトクロックとを含む。
表示パネル100の製造工程で生じる工程ばらつきと素子特性ばらつきによって、ピクセル間で駆動素子の電気的特性に差があり得、このような差はピクセルの駆動時間が経つにつれてより大きくなり得る。ピクセル間における駆動素子の電気的特性ばらつきを補償するため、有機発光表示装置に内部補償技術又は外部補償技術が適用され得る。内部補償技術は、ピクセル回路の各々に具現された内部補償回路を利用して、サブピクセル別に駆動素子のしきい値電圧をサンプリングし、そのしきい値電圧だけ駆動素子のゲート-ソース間電圧Vgsを補償する。外部補償技術は、外部補償回路を利用して、駆動素子の電気的特性に応じて変わる駆動素子の電流又は電圧をリアルタイムでセンシングする。外部補償技術は、ピクセル別にセンシングされた駆動素子の電気的特性ばらつき(又は変化)だけ入力映像のピクセルデータ(デジタルデータ)を変調することにより、ピクセルの各々において駆動素子の電気的特性ばらつき(又は変化)をリアルタイムで補償する。表示パネル駆動部は、外部補償技術及び/又は内部補償技術を利用して、ピクセルを駆動することができる。本発明のピクセル回路は、内部補償回路が適用されたピクセル回路で具現され得る。
図3は、駆動素子DTのゲート-ソース間電圧Vgsが低電位の電源電圧ELVSSのリップル(ripple)に影響される比較例によるピクセル回路の一例を示す回路図である。図4は、低電位の電源電圧ELVSSにリップル(ripple)が発生するとき、駆動素子DTのゲート-ソース間電圧Vgsが変化する例を示す波形図である。
図3及び図4を参照すれば、比較例によるピクセル回路は、発光素子EL、駆動素子DT、スイッチ素子ST、及びキャパシタCstを含む。
比較例のピクセル回路において、発光素子ELは、アノード電極とカソード電極との間に形成されたキャパシタCelをさらに含むことができる。ピクセルにおいて、低電位の電源電圧ELVSSが印加される電源ライン又は電極は、共通に連結される。駆動素子DTは、第1ノードn1に連結された第1電極、第2ノードn2に連結されたゲート電極、及び第3ノードn3に連結された第2電極を含む。第1ノードn1は、ピクセル駆動電圧ELVDDが印加される第1電源ラインに連結される。発光素子ELは、第3ノードに連結されたアノード電極と、低電位の電源電圧ELVSSが印加される第2電源ラインPL2に連結されたカソード電極とを含む。駆動素子DTは、ゲート-ソース間電圧Vgsに応じて発光素子ELを駆動する電流を発生する。
スイッチ素子STは、ピクセルデータのデータ電圧Vdataが印加される第1電極、スキャンパルスSCANが印加されるゲート電極、及び第2ノードn2に連結された第2電極を含む。スイッチ素子STは、スキャンパルスSCANのゲートオン電圧VGHに応じてターンオンされて、データ電圧Vdataを第2ノードn2に供給する。キャパシタCstは、駆動素子DTのゲート-ソース間電圧Vgsを貯蔵する。
発光素子OLEDのアノード電極が駆動素子DTの第2電極に連結され、データラインDLと第2電源ラインPL2との間に寄生容量(parasitic capacity)Cparが存在し得る。このような比較例のピクセル回路において、データ電圧Vdataの変化量が比較的大きいとき、寄生容量Cparを通して第2電源ラインPL2へ印加される低電位の電源電圧ELVSSに、リップル(ripple)が発生する。低電位の電源電圧ELVSSは、発光素子ELのキャパシタCelを通して第3ノードn3へ伝達する。この場合、第3ノードn3の電圧又はソース電圧DTSが低電位の電源電圧ELVSSのリップルにより変わり、発光素子ELの輝度が変わるようになる。
図4において、「DTG」は駆動素子DTのゲート電圧であり、「DTS」は駆動素子DTのソース電圧である。「Vripple」は低電位の電源電圧ELVSSのリップルに影響を受けて変更されるソース電圧DTSである。「ΔVgs」は、低電位の電源電圧ELVSSの影響を受けて変更される駆動素子DTのゲート-ソース間電圧である。「Vsnormal」は、低電位の電源電圧ELVSSのリップルがないか、低電位の電源電圧ELVSSのリップル影響を受けない理想的な(ideal)ソース電圧DTSを示す。「Vgs」は、低電位の電源電圧ELVSSのリップルがないときの駆動素子DTのゲート-ソース間電圧である。
本発明のピクセル回路は、図5乃至図19dに示されたように、発光素子OLEDと第3ノードn3との間にスイッチ素子を追加して、サブピクセルの各々において、駆動素子DTのゲート-ソース間電圧Vgsに対する低電位の電源電圧ELVSSと発光素子ELとの影響を遮断する。
図5は、本発明の第1実施例によるピクセル回路を示す回路図である。図6は、図5に示されたピクセル回路に印加されるゲート信号を示す波形図である。図7は、図5に示されたピクセル回路に印加される定電圧を示す図である。
図5及び図6を参照すれば、ピクセル回路は、発光素子EL、発光素子ELを駆動する駆動素子DT、複数のスイッチ素子M01~M04、第1キャパシタCst、及び第2キャパシタC2を含む。駆動素子DTとスイッチ素子M01~M04とは、nチャネルOxideTFTで具現され得る。
このピクセル回路は、ピクセル駆動電圧ELVDDが印加される第1電源ラインPL1、低電位の電源電圧ELVSSが印加される第2電源ラインPL2、初期化電圧Vinitが印加される第3電源ラインPL3、基準電圧Vrefが印加される第4電源ラインRL、データ電圧Vdataが印加されるデータラインDL、及び、ゲート信号INIT、SENSE、SCAN、EMが印加されるゲートラインGL1~GL4に連結される。
ピクセル回路は、図6に示されたように、初期化段階Ti、センシング段階Ts、データ書き込み段階Tw、及び発光段階Temで駆動され得る。初期化段階Tiにおいて、ピクセル回路が初期化される。センシング段階Tsにおいて、駆動素子DTのしきい値電圧Vthがセンシングされて、第1キャパシタCstに貯蔵される。データ書き込み段階Twにおいて、ピクセルデータのデータ電圧Vdataが第2ノードn2に印加される。ブースティング段階Tboostにおいて、第2及び第3ノードn2、n3の電圧が上昇した後、発光段階Temにおいて、発光素子ELがピクセルデータの階調値に対応する輝度で発光され得る。
初期化段階Tiにおいて、初期化パルスINIT、EMパルス、及びセンシングパルスSENSEの電圧がゲートオン電圧VGH、VEHであり、スキャンパルスSCANの電圧がゲートオフ電圧VGL、VELである。センシング段階Tsにおいて、初期化パルスINITとセンシングパルスSENSEとの電圧がゲートオン電圧VGH、VEHであり、EMパルスEMとスキャンパルスSCANの電圧とがゲートオフ電圧VGL、VELである。データ書き込み段階Twにおいて、ピクセルデータのデータ電圧Vdataに同期するスキャンパルスSCANは、ゲートオン電圧VGHとして発生される。初期化パルスINIT、EMパルスEM、及びセンシングパルスSENSEの電圧は、データ書き込み段階Twにおいて、ゲートオフ電圧VGL、VELである。発光段階Temにおいて、EMパルスEMの電圧はゲートオン電圧VEHであり、他のゲート信号INIT、SENSE、SCANの電圧はゲートオフ電圧VGL、VELである。
センシング段階Tsとデータ書き込み段階Twとの間に、ホールド期間Thが割り当てられ得る。ホールド期間Thの間、ゲート信号INIT、EM、SCANの電圧はゲートオフ電圧VGL、VEL、センシングパルスSENSEの電圧はゲートオン電圧VGHである。データ書き込み段階Twと発光段階Temとの間に、ブースティング段階Tboostが割り当てられ得る。ブースティング段階Tboostにおいて、EMパルスEMの電圧がゲートオン電圧VEHに反転され、スキャンパルスSCANとセンシングパルスSENSEとの電圧はゲートオフ電圧VGLに反転される。ブースティング段階Tboostにおいて、初期化パルスINITの電圧はゲートオフ電圧VGLを維持する。ブースティング段階Tboostの間、第2及び第3ノードn2、n3の電圧が上昇する。
ピクセル回路に印加される定電圧ELVDD、ELVSS、Vinit、Vrefは、駆動素子DTの飽和(saturation)領域の動作のための電圧マージン(margin)を含んで、図7に示されたように、ELVDD>Vinit>ELVSS>Vrefに設定されるか、ELVDD>Vinit>Vref>ELVSSに設定され得る。図7において、VOLED_peakは、発光素子ELの両端間ピーク電圧である。このような定電圧ELVDD、ELVSS、Vinit、Vrefは、ワースト(worst)条件でVgs≦Vdsとなるように設定され得る。図7において、「Vds」は、駆動素子DTのドレイ-ソース間電圧である。ゲートオン電圧VGH、VEHは、ピクセル駆動電圧ELVDDよりも高い電圧であり、ゲートオフ電圧VGL、VELは、低電位の電源電圧ELVSSよりも低い電圧に設定され得る。
図5に示されたピクセル回路において、発光素子ELはOLEDで具現され得る。OLEDは、アノード電極とカソード電極との間に形成された有機化合物層を含む。有機化合物層は、正孔注入層(Hole Injection layer)HIL、正孔輸送層(Hole transport layer)HTL、発光層(Emission layer)EML、電子輸送層(Electron transport layer)ETL、及び電子注入層(Electron Injection layer)EILを含み得るが、これに限定されない。発光素子ELのアノード電極は第4ノードn4に連結され、カソード電極は低電位の電源電圧ELVSSが印加される第2電源ラインPL2に連結される。発光素子ELのアノード電極とカソード電極とに電圧が印加されれば、正孔輸送層HTLを通過した正孔と電子輸送層ETLを通過した電子とが、発光層EMLへ移動して励起子が形成され、発光層EMLから可視光が放出される。
駆動素子DTは、ゲート-ソース間電圧Vgsに応じて電流を発生して、発光素子ELを駆動する。駆動素子DTは、第1ノードn1に連結された第1電極、第2ノードn2に連結されたゲート電極、及び第3ノードn3に連結された第2電極を含む。
第1キャパシタCstは、第2ノードn2と第3ノードn3との間に連結される。第2キャパシタC2は、第1ノードn1と第3ノードn3との間に連結される。
第1スイッチ素子M01は、初期化段階Tiにおいて、初期化パルスINITのゲートオン電圧VGHに応じてターンオンされて、初期化電圧Vinitを第2ノードn2に印加する。第1スイッチ素子M01は、初期化電圧Vinitが印加される第3電源ラインPL3に連結された第1電極、初期化パルスINITが印加される第1ゲートラインGL1に連結されたゲート電極、及び第2ノードn2に連結された第2電極を含む。
第2スイッチ素子M02は、センシング段階Tsとデータ書き込み段階Twとにおいて、センシングパルスSENSEのゲートオン電圧VGHに応じてターンオンされて、第4ノードn4へ基準電圧Vrefを供給する。第2スイッチ素子M02は、ホールド期間Thとブースティング段階Tboostとにおいてオン状態を維持することができる。第2スイッチ素子M02は、第4ノードn4に連結された第1電極、センシングパルスSENSEが印加される第2ゲートラインGL2に連結されたゲート電極、及び、第4電源ラインRLに連結された第2電極を含む。
第3スイッチ素子M03は、データ書き込み段階Twにおいて、データ電圧Vdataに同期するスキャンパルスSCANのゲートオン電圧VGHに応じてターンオンされて、データラインDLを第2ノードn2に連結する。データ電圧Vdataは、データ書き込み段階Twにおいて、第2ノードn2に印加される。第3スイッチ素子M03は、データ電圧Vdataが印加されるデータラインDLに連結された第1電極、スキャンパルスSCANが印加される第3ゲートラインGL3に連結されたゲート電極、及び、第2ノードn2に連結された第2電極を含む。
第4スイッチ素子M04は、初期化段階Ti、ブースティング段階Tboost、及び発光段階Temにおいて、EMパルスEMのゲートオン電圧VEHに応じてターンオンされて、第3ノードn3を第4ノードn4に連結する。第4スイッチ素子M04は、第3ノードn3に連結された第1電極、EMパルスEMが印加される第4ゲートラインGL4に連結されたゲート電極、及び、第4ノードn4に連結された第2電極を含む。
初期化段階Tiにおいて、図8aに示されたように、第1、第2及び第4スイッチ素子M01、M02、M04がターンオンされ、第3スイッチ素子M03はターンオフされる。このとき、駆動素子DTはターンオンされ、発光素子ELはターンオンされない。
センシング段階Tsにおいて、図8bに示されたように、第1及び第2スイッチ素子M01、M02がオン状態を維持し、第3ノードn3の電圧が上昇して、駆動素子DTのゲート-ソース間電圧Vgsがしきい値電圧Vthに到逹するとき、駆動素子DTがターンオフされ、しきい値電圧Vthが第1キャパシタCstに貯蔵される。センシング段階Tsにおいて、第4スイッチ素子M04がターンオフされるため、第3ノードn3は低電位の電源電圧ELVSSと発光素子ELの影響を受けない。低電位の電源電圧ELVSSのリップルは、第2スイッチ素子M02を通して基準電圧Vrefが印加される第4電源ラインRLへ放電される。ホールド期間Thにおいて、第2ノードn2と第3ノードn3はフローティング(floating)されて以前の電圧を維持し、第4ノードn4の電圧は基準電圧Vrefである。
データ書き込み段階Twにおいて、図8cに示されたように、第3スイッチ素子M03がターンオンされ、第1スイッチ素子M01がターンオフされる。このとき、ピクセルデータのデータ電圧Vdataが第2ノードn2に印加されて、第2ノードn2の電圧がデータ電圧Vdataだけ変わる。
ブースティング段階Tboostの間、第4スイッチ素子M04がターンオンされ、第1、第2及び第3スイッチ素子M01、M02、M03がターンオフされる。この時、第2及び第3ノードn2、n3の電圧が上昇する。
発光段階Temにおいて、図8dに示されたように、第4スイッチ素子M04がオン状態を維持し、第1、第2及び第3スイッチ素子M01、M02、M03がオフ状態を維持する。このとき、駆動素子DTのゲート-ソース間電圧Vgs、即ち第2及び第3ノード間電圧に応じて発生する電流が発光素子ELに供給されて、発光素子ELが発光され得る。
本発明のピクセル回路は、前述のように、センシング段階Tsとデータ書き込み段階Twとにおいて、第4スイッチ素子M04をターンオフさせることにより、第3ノードn3と低電位の電源電圧ELVSSとの間の電流経路を遮断する。その結果、センシング段階Tsとデータ書き込み段階Twとにおいて、駆動素子DTのゲート-ソース間電圧Vgsが低電位の電源電圧ELVSSと発光素子ELの電圧に影響されないため、低電位の電源電圧ELVSSと発光素子ELのアノード電圧が変わっても、表示装置の画質が低下しない。本発明の表示装置は、クロストークパターンのようにデータ電圧Vdataが大きく変わる映像でも、ピクセルの輝度変動やクロストークが視認されない優れた画質を具現することができる。
図9は、発光素子のカソード電圧に応じた発光素子の輝度を、図3に示された比較例のピクセル回路と図5に示された本発明のピクセル回路とにおいて比較した実験結果を示す図である。
図9を参照すれば、比較例のピクセル回路は、発光素子ELが第3ノードn3に直接連結されるため、低電位の電源電圧ELVSSのリップル又は発光素子OLEDの電圧が変わるとき、駆動素子DTのゲート-ソース間電圧Vgsが変わり得る。低電位の電源電圧ELVSSは、全てのピクセルに連結された第2電源ラインPL2を通して、全てのピクセルへ共通に印加される。第2電源ラインPL2は、発光素子ELの仕事関数に対応可能であり、マイクロキャビティ(Micro cavity)を考慮して高抵抗の金属であり得る。高抵抗の金属に連結された発光素子ELのカソード電極の抵抗が大きくなる場合、第2電源ラインPL2のRCディレイ(delay)が大きくなり、リップル(ripple)に脆弱となる。このために、比較例は、発光素子ELのカソード抵抗が増加するほど、発光素子ELの輝度変化(ΔOLED)が大きくなる。反面に、本発明は、センシング段階Tsとデータ書き込み段階Twとにおいて、駆動素子DTの第2電極と発光素子ELとの間の電流経路(current path)が遮断されて、低電位の電源電圧ELVSSのリップルに脆弱なカソード抵抗が大きくなっても、発光素子ELの輝度がほとんど変わらない。
図10は、本発明の第2実施例によるピクセル回路を示す回路図である。図11は、図10に示されたピクセル回路に印加されるゲート信号を示す波形図である。
図10及び図11を参照すれば、ピクセル回路は、発光素子EL、発光素子ELを駆動する駆動素子DT、複数のスイッチ素子M11~M15、第1キャパシタCst、及び第2キャパシタC2を含む。駆動素子DTとスイッチ素子M11~M15とは、nチャネルOxideTFTで具現され得る。
このピクセル回路は、ピクセル駆動電圧ELVDDが印加される第1電源ラインPL1、低電位の電源電圧ELVSSが印加される第2電源ラインPL2、初期化電圧Vinitが印加される第3電源ラインPL3、基準電圧Vrefが印加される第4電源ラインRL、データ電圧Vdataが印加されるデータラインDL、及び、ゲート信号INIT、SENSE、SCAN、EM1、EM2が印加されるゲートラインGL1~GL5に連結される。
ピクセル回路は、図10に示されたように、初期化段階Ti、センシング段階Ts、データ書き込み段階Tw、及び発光段階Temで駆動され得る。初期化段階Tiにおいて、ピクセル回路が初期化される。センシング段階Tsにおいて、駆動素子DTのしきい値電圧Vthがセンシングされて、第1キャパシタCstに貯蔵される。データ書き込み段階Twにおいて、ピクセルデータのデータ電圧Vdataが第2ノードn2に印加される。ブースティング段階Tboostにおいて、第2及び第3ノードn2、n3の電圧が上昇した後、発光段階Temにおいて、発光素子ELがピクセルデータの階調値に対応する輝度で発光され得る。
初期化段階Tiにおいて、初期化パルスINIT、第2EMパルスEM2、及びセンシングパルスSENSEの電圧がゲートオン電圧VGH、VEHであり、スキャンパルスSCANと第1EMパルスEM1の電圧がゲートオフ電圧VGL、VELである。図12aに示されたように、初期化段階Tiにおいて、第1、第2及び第5スイッチ素子M11、M12、M15と、駆動素子DTとがターンオンされる反面、第3及び第4スイッチ素子M13、M14がターンオフされる。このとき、第2ノードn2へ初期化電圧Vinitが印加され、第3ノードn3へ基準電圧Vrefが印加される。これと同時に、ピクセル駆動電圧ELVDDが第1ノードn1に印加される。
センシングパルスSENSEは、初期化段階Tiに進入する前に、ゲートオン電圧VGHに立ち上げ(rising)られ、初期化段階Tiが終わるとき、ゲートオフ電圧VGLに立ち下げ(falling)られ得る。センシングパルスSENSEのパルス幅の期間、即ちゲートオン電圧VGHの区間内において、初期化パルスINITがゲートオフ電圧VGLからゲートオン電圧VGHへと反転され、第1EMパルスEM1がゲートオン電圧VGHからゲートオフ電圧VGLへと反転される。センシングパルスSENSEは、スキャンパルスSCANのパルス幅よりも広いパルス幅に発生され得る。例えば、スキャンパルスSCANは、1水平期間のパルス幅であるのに対し、センシングパルスSENSEはおおよそ2水平期間2Hで発生され得る。
センシング段階Tsにおいて、初期化パルスINITと第2EMパルスEM2がゲートオン電圧VGHを維持し、スキャンパルスSCANと第1EMパルスEM1とがゲートオフ電圧VGL、VELを維持する。センシング段階Tsにおいて、センシングパルスSENSEがゲートオフ電圧VGLに反転される。図12bに示されたように、センシング段階Tsにおいて、第1及び第5スイッチ素子M11、M15がオン状態を維持する反面、第3及び第4スイッチ素子M13、M14がオフ状態を維持する。第2スイッチ素子M12は、センシング段階Tsにおいてターンオフされる。駆動素子DTは、第3ノードn3の電圧が上昇して、ゲート-ソース間電圧Vgsがしきい値電圧Vthに到逹するときにターンオフされ、そのしきい値電圧Vthが第1キャパシタCstに貯蔵される。
データ書き込み段階Twにおいて、ピクセルデータのデータ電圧Vdataに同期するスキャンパルスSCANは、ゲートオン電圧VGHとして発生される。第2EMパルスEM2は、データ書き込み段階Twにおいて、ゲートオン電圧VGHを維持するか、ゲートオフ電圧VELに反転され得る。したがって、第5スイッチ素子M15は、データ書き込み段階Twにおいて、オン状態を維持するかターンオフされ得る。第2EMパルスEM2がデータ書き込み段階Twにおいてゲートオン電圧VEHを維持するとき、駆動素子DTの移動度に応じて第3ノードn3の電圧が変わって駆動素子DTの移動度変化又はばらつきが補償され得る。
データ書き込み段階Twにおいて、初期化パルスINITと第1EMパルスEM1とセンシングパルスSENSEとの電圧は、ゲートオフ電圧VGL、VELである。図12cに示されたように、データ書き込み段階Twにおいて、第3及び第5スイッチ素子M13、M15がターンオンされる反面、第1、第2及び第4スイッチ素子M11、M12、M14がターンオフされる。駆動素子DTは、データ電圧Vdataにより第2ノードn2の電圧が上昇して、ゲート-ソース間電圧Vgsがしきい値電圧Vthよりも高くなるときにターンオンされ得る。
発光段階Temにおいて、第1及び第2EMパルスEM1、EM2の電圧はゲートオン電圧VEHであり、他のゲート信号INIT、SENSE、SCANの電圧はゲートオフ電圧VGL、VELである。図12dに示されたように、発光段階Temにおいて、第4及び第5スイッチ素子M14、M15がターンオンされる反面、第1、第2及び第3スイッチ素子M11、M12、M13がターンオフされる。発光段階Temにおいて、ピクセル回路はソースフォロワー(Source follower)回路として動作し、駆動素子DTのゲート-ソース間電圧Vgsに応じて発光素子ELへ電流が供給される。このとき、発光素子ELは、ピクセルデータの階調に対応する輝度で発光され得る。
第1及び第2EMパルスEM1、EM2は、発光段階Temにおいて、低階調の表現力を向上させるべく、ゲートオン電圧VEHとゲートオフ電圧VELとの間でスイングされ得る。第1及び第2EMパルスEM1、EM2は、発光段階Temにおいて、予め設定されたPWM(Pulse Width Modulation)に設定されたデューティ比(duty ratio)でスイングされ得る。
センシング段階Tsとデータ書き込み段階Twとの間に、フローティング(floating)期間Tfが割り当てられ得る。フローティング期間Tfの間、第2EMパルスEM2を除くゲート信号INIT、SENSE、SCAN、EM1は、ゲートオフ電圧VGL、VELである。したがって、第1乃至第4スイッチ素子M11~M14がフローティング期間Tfの間ターンオフされて、ピクセル回路の第2乃至第4ノードn2~n4がフローティング状態となり、以前の電圧を維持する。
データ書き込み段階Twと発光段階Temとの間に、ブースティング段階Tboostが割り当てられ得る。ブースティング段階Tboostにおいて、第1及び第2EMパルスEM1、EM2の電圧がゲートオン電圧VEHであり、それ以外のゲート信号INIT、SENSE、SCANの電圧はゲートオフ電圧VGLである。したがって、ブースティング段階Tboostの間、第4及び第5スイッチ素子M14、M15がターンオンされ、それ以外のスイッチ素子M11、M12、M13がターンオフされる。ブースティング段階Tboostの間、第2及び第3ノードn2、n3の電圧が上昇する。
図10に示されたピクセル回路に印加される定電圧ELVDD、ELVSS、Vinit、Vrefは、図7に示されたように、ELVDD>Vinit>ELVSS>Vrefに設定されるか、ELVDD>Vinit>Vref>ELVSSに設定され得る。
図10に示されたピクセル回路において、発光素子ELはOLEDで具現され得る。OLEDは、アノード電極とカソード電極との間に形成された有機化合物層を含む。有機化合物層は、正孔注入層HIL、正孔輸送層HTL、発光層EML、電子輸送層ETL及び電子注入層EILを含み得るが、これに限定されない。発光素子ELのアノード電極は第4ノードn4に連結され、カソード電極は低電位の電源電圧ELVSSが印加される第2電源ラインPL2に連結される。
駆動素子DTは、ゲート-ソース間電圧Vgsに応じて電流を発生して、発光素子ELを駆動する。駆動素子DTは、第1ノードn1に連結された第1電極、第2ノードn2に連結されたゲート電極、及び、第3ノードn3に連結された第2電極を含む。
第1キャパシタCstは、第2ノードn2と第3ノードn3との間に連結される。第2キャパシタC2は、第1ノードn1と第3ノードn3との間に連結される。
第1スイッチ素子M11は、初期化段階Tiとセンシング段階Tsにおいて、初期化パルスINITのゲートオン電圧VGHに応じてターンオンされて、初期化電圧Vinitを第2ノードn2に印加する。第1スイッチ素子M11は、初期化電圧Vinitが印加される第3電源ラインPL3に連結された第1電極、初期化パルスINITが印加される第1ゲートラインGL1に連結されたゲート電極、及び、第2ノードn2に連結された第2電極を含む。
第2スイッチ素子M12は、センシング段階Tsにおいて、センシングパルスSENSEのゲートオン電圧VGHに応じてターンオンされて、第3ノードn3又は第4ノードn4を基準電圧Vrefが印加される第4電源ラインRLに連結する。第2スイッチ素子M12は、第3ノードn3又は第4ノードn4に連結された第1電極、センシングパルスSENSEが印加される第2ゲートラインGL2に連結されたゲート電極、及び、第4電源ラインRLに連結された第2電極を含む。
第3スイッチ素子M13は、データ書き込み段階Twにおいて、データ電圧Vdataに同期するスキャンパルスSCANのゲートオン電圧VGHに応じてターンオンされて、データラインDLを第2ノードn2に連結する。データ電圧Vdataはデータ書き込み段階Twにおいて、第2ノードn2に印加される。第3スイッチ素子M13は、データ電圧Vdataが印加されるデータラインDLに連結された第1電極、スキャンパルスSCANが印加される第3ゲートラインGL3に連結されたゲート電極、及び、第2ノードn2に連結された第2電極を含む。
第4スイッチ素子M14は、ブースティング段階Tboostと発光段階Temとにおいて第1EMパルスEM1のゲートオン電圧VEHに応じてターンオンされて、第3ノードn3を第4ノードn4に連結する。第4スイッチ素子M14は、第3ノードn3に連結された第1電極、第1EMパルスEM1が印加される第4ゲートラインGL4に連結されたゲート電極、及び、第4ノードn4に連結された第2電極を含む。
第5スイッチ素子M15は、初期化段階Ti、センシング段階Ts、フローティング期間Tf、データ書き込み段階Tw、ブースティング段階Tboost、及び発光段階Temにおいて、第2EMパルスEM2のゲートオン電圧VEHに応じてターンオンされて、ピクセル駆動電圧ELVDDを第1ノードn1に供給することができる。他の実施例において、第5スイッチ素子M15は、データ書き込み段階Twにおいて、ゲートオフ電圧VELに反転され得る。第5スイッチ素子M15は、ピクセル駆動電圧ELVDDが印加される第1電源ラインPL1に連結された第1電極、第2EMパルスEM2が印加される第5ゲートラインGL5に連結されたゲート電極、及び、第1ノードn1に連結された第2電極を含む。
図10に示されたピクセル回路において、第4スイッチ素子M14は、発光素子ELのアノード電極と第3ノードn3とを分離して、低電位の電源電圧ELVSSのリップル(ripple)と発光素子ELの電圧変動とが駆動素子DTのゲート-ソース間電圧Vgsに影響を与えないようにする。このピクセル回路は、発光素子ELのアノード電圧と基準電圧Vrefとを分離することにより、駆動素子DTのしきい値電圧補償の制御と画質の改善とを容易にする。例えば、発光素子ELのアノード電圧の変動に応じて駆動素子DTのゲート-ソース間電圧Vgsが変わらないようにすることで、クロストークを引き起こす映像パターンからクロストーク(crosstalk)が視認されず、低階調むらが視認されない。
図13は、本発明の第3実施例によるピクセル回路を示す回路図である。図14は、図13に示されたピクセル回路に印加されるゲート信号を示す波形図である。図15は、図13に示されたピクセル回路に印加される定電圧を示す図である。
図13及び図14を参照すれば、ピクセル回路は、発光素子EL、発光素子ELを駆動する駆動素子DT、複数のスイッチ素子M21~M26、第1キャパシタCst、及び第2キャパシタC2を含む。駆動素子DTとスイッチ素子M21~M26とは、nチャネルOxideTFTで具現され得る。
このピクセル回路は、ピクセル駆動電圧ELVDDが印加される第1電源ラインPL1、低電位の電源電圧ELVSSが印加される第2電源ラインPL2、初期化電圧Vinitが印加される第3電源ラインPL3、基準電圧Vrefが印加される第4電源ラインRL、データ電圧Vdataが印加されるデータラインDL、及び、ゲート信号INIT、INIT2、SENSE、SCAN、EM1、EM2が印加されるゲートラインGL1~GL6に連結される。ピクセル回路は、予め設定されたアノード電圧Vanoが印加される第5電源ラインPL5に連結され得る。
ピクセル回路に印加される定電圧ELVDD、ELVSS、Vinit、Vref、Vanoは、駆動素子DTの飽和(saturation)領域の動作のための電圧マージン(margin)を含み、図15に示されたように、ELVDD>Vano>Vinit>ELVSS>Vrefに設定されるか、ELVDD>Vano>Vinit>Vref>ELVSSに設定され得る。図15において、VOLED_peakは、発光素子ELの両端間ピーク電圧である。図15において、「Vds」は、駆動素子DTのドレイン-ソース間電圧である。ゲートオン電圧VGH、VEHは、ピクセル駆動電圧ELVDDよりも高い電圧であり、ゲートオフ電圧VGL、VELは、低電位の電源電圧ELVSSよりも低い電圧に設定され得る。
ピクセル回路は、図14に示されたように、初期化段階Ti、センシング段階Ts、データ書き込み段階Tw、及び発光段階Temで駆動され得る。初期化段階Tiにおいて、ピクセル回路が初期化される。センシング段階Tsにおいて、駆動素子DTのしきい値電圧Vthがセンシングされて、第1キャパシタCstに貯蔵される。データ書き込み段階Twにおいて、ピクセルデータのデータ電圧Vdataが第2ノードn2に印加される。ブースティング段階Tboostにおいて、第2及び第3ノードn2、n3の電圧が上昇した後、発光段階Temにおいて、発光素子ELがピクセルデータの階調値に対応する輝度で発光され得る。
初期化段階Tiにおいて、初期化パルスINIT、第2初期化パルスINIT2、第2EMパルスEM2、及びセンシングパルスSENSEの電圧がゲートオン電圧VGH、VEHであり、スキャンパルスSCANと第1EMパルスEM1の電圧がゲートオフ電圧VGL、VELである。図16aに示されたように、初期化段階Tiにおいて、第1、第2、第5及び第6スイッチ素子M21、M22、M25、M26と、駆動素子DTがターンオンされる反面、第3及び第4スイッチ素子M23、M24がターンオフされる。このとき、第2ノードn2に初期化電圧Vinitが印加され、第3ノードn3に基準電圧Vrefが印加される。これと同時に、ピクセル駆動電圧ELVDDが第1ノードn1に印加され、第4ノードn4に初期化電圧Vinit又はアノード電圧Vanoが印加される。
センシング段階Tsにおいて、初期化パルスINIT、第2初期化パルスINIT2、及び第2EMパルスEM2がゲートオン電圧VGHを維持し、スキャンパルスSCANと第1EMパルスEM1とがゲートオフ電圧VGL、VELを維持する。センシング段階Tsにおいて、センシングパルスSENSEがゲートオフ電圧VGLに反転される。図16bに示されたように、センシング段階Tsにおいて、第1、第5及び第6スイッチ素子M21、M25、M26がオン状態を維持する反面、第3及び第4スイッチ素子M23、M24がオフ状態を維持する。第2スイッチ素子M22は、センシング段階Tsにおいてターンオフされる。駆動素子DTは、第3ノードn3の電圧が上昇して、ゲート-ソース間電圧Vgsがしきい値電圧Vthに到逹するときにターンオフされ、そのしきい値電圧Vthが第1キャパシタCstに貯蔵される。
データ書き込み段階Twにおいて、ピクセルデータのデータ電圧Vdataに同期するスキャンパルスSCANが、ゲートオン電圧VGHとして発生される。データ書き込み段階Twにおいて、第2初期化パルスINIT2は、ゲートオン電圧VGHを維持する。第2EMパルスEM2は、データ書き込み段階Twにおいて、ゲートオン電圧VGHを維持するか、ゲートオフ電圧VGLに反転され得る。したがって、第5スイッチ素子M25は、データ書き込み段階Twにおいて、オン状態を維持するかターンオフされ得る。
データ書き込み段階Twにおいて、初期化パルスINITと第1EMパルスEM1、及びセンシングパルスSENSEの電圧は、ゲートオフ電圧VGL、VELである。図16cに示されたように、データ書き込み段階Twにおいて、第3、第5及び第6スイッチ素子M23、M25、M26がターンオンされる反面、第1、第2及び第4スイッチ素子M21、M22、M24がターンオフされる。駆動素子DTは、データ電圧Vdataにより第2ノードn2の電圧が上昇して、ゲート-ソース間電圧Vgsがしきい値電圧Vthよりも高くなるときにターンオンされ得る。
発光段階Temにおいて、第1及び第2EMパルスEM1、EM2の電圧は、ゲートオン電圧VEHであり、他のゲート信号INIT、INIT2、SENSE、SCANの電圧は、ゲートオフ電圧VGL、VELである。図16dに示されたように、発光段階Temにおいて、第4及び第5スイッチ素子M24、M25がターンオンされる反面、それ以外のスイッチ素子M21、M22、M23、M26がターンオフされる。発光段階Temにおいて、ピクセル回路は、ソースフォロワー(Source follower)回路として動作し、駆動素子DTのゲート-ソース間電圧Vgsに応じて発光素子ELへ電流が供給される。このとき、発光素子ELは、ピクセルデータの階調に対応する輝度で発光され得る。
第1及び第2EMパルスEM1、EM2は、発光段階Temにおいて低階調の表現力を向上させるべく、ゲートオン電圧VEHとゲートオフ電圧VELとの間でスイングされ得る。第1及び第2EMパルスEM1、EM2は、発光段階Temにおいて、予め設定されたPWM(Pulse Width Modulation)に設定されたデューティ比(duty ratio)でスイングされ得る。
センシング段階Tsとデータ書き込み段階Twとの間に、ホールディング期間Thが割り当てられ得る。ホールディング期間Thの間、第2初期化パルスINIT2と第2EMパルスEM2の電圧はゲートオン電圧VGH、VEHであり、それ以外の残りのゲート信号INIT、SENSE、SCAN、EM1はゲートオフ電圧VGL、VELである。ホールディング期間Thの間、第1ノードn1にピクセル駆動電圧ELVDDが印加され、第4ノードn4に初期化電圧Vinit又はアノード電圧Vanoが印加される。ホールディング期間Thの間、第1乃至第4スイッチ素子M21~M24がターンオフされて、第1乃至第3ノードn1~n3がフローティング状態である。
データ書き込み段階Twと発光段階Temとの間に、ブースティング段階Tboostが割り当てられ得る。ブースティング段階Tboostにおいて、第1及び第2EMパルスEM1、EM2の電圧がゲートオン電圧VEHであり、それ以外のゲート信号INIT、INIT2、SENSE、SCANの電圧はゲートオフ電圧VGLである。したがって、ブースティング段階Tboostの間、第4及び第5スイッチ素子M24、M25がターンオンされ、それ以外のスイッチ素子M21、M22、M23、M26がターンオフされる。ブースティング段階Tboostの間、第2及び第3ノードn2、n3の電圧が上昇する。
一方で、ブースティング段階Tboostの初期に、第2初期化パルスINIT2がゲートオン電圧VGHを維持した後、ゲートオフ電圧VGLに反転され得る。したがって、ブースティング段階Tboostの初期に、初期化電圧Vinit又はアノード電圧Vanoが第4ノードn4に印加され得る。
図13に示されたピクセル回路において、発光素子ELはOLEDで具現され得る。OLEDは、アノード電極とカソード電極との間に形成された有機化合物層を含む。有機化合物層は、正孔注入層HIL、正孔輸送層HTL、発光層EML、電子輸送層ETL及び電子注入層EILを含み得るが、これに限定されない。発光素子ELのアノード電極は第4ノードn4に連結され、カソード電極は低電位の電源電圧ELVSSが印加される第2電源ラインPL2に連結される。
駆動素子DTは、ゲート-ソース間電圧Vgsに応じて電流を発生して、発光素子ELを駆動する。駆動素子DTは、第1ノードn1に連結された第1電極、第2ノードn2に連結されたゲート電極、及び、第3ノードn3に連結された第2電極を含む。
第1キャパシタCstは、第2ノードn2と第3ノードn3との間に連結される。第2キャパシタC2は、第1ノードn1と第3ノードn3との間に連結される。
第1スイッチ素子M21は、初期化段階Tiとセンシング段階Tsにおいて、初期化パルスINITのゲートオン電圧VGHに応じてターンオンされて、初期化電圧Vinitを第2ノードn2に印加する。第1スイッチ素子M21は、初期化電圧Vinitが印加される第3電源ラインPL3に連結された第1電極、初期化パルスINITが印加される第1ゲートラインGL1に連結されたゲート電極、及び、第2ノードn2に連結された第2電極を含む。
第2スイッチ素子M22は、初期化段階Tiにおいて、センシングパルスSENSEのゲートオン電圧VGHに応じてターンオンされて、第3ノードn3を基準電圧Vrefが印加される第4電源ラインRLに連結する。第2スイッチ素子M22は、第3ノードn3に連結された第1電極、センシングパルスSENSEが印加される第2ゲートラインGL2に連結されたゲート電極、及び、第4電源ラインRLに連結された第2電極を含む。
第3スイッチ素子M23は、データ書き込み段階Twにおいて、データ電圧Vdataに同期するスキャンパルスSCANのゲートオン電圧VGHに応じてターンオンされて、データラインDLを第2ノードn2に連結する。データ電圧Vdataは、データ書き込み段階Twにおいて、第2ノードn2に印加される。第3スイッチ素子M23は、データ電圧Vdataが印加されるデータラインDLに連結された第1電極、スキャンパルスSCANが印加される第3ゲートラインGL3に連結されたゲート電極、及び、第2ノードn2に連結された第2電極を含む。
第4スイッチ素子M24は、ブースティング段階Tboostと発光段階Temとにおいて、第1EMパルスEM1のゲートオン電圧VEHに応じてターンオンされて、第3ノードn3を第4ノードn4に連結する。第4スイッチ素子M24は、第3ノードn3に連結された第1電極、第1EMパルスEM1が印加される第4ゲートラインGL4に連結されたゲート電極、及び、第4ノードn4に連結された第2電極を含む。
第5スイッチ素子M25は、初期化段階Ti、センシング段階Ts、ホールディング期間Th、データ書き込み段階Tw、ブースティング段階Tboost、及び発光段階Temにおいて、第2EMパルスEM2のゲートオン電圧VEHに応じてターンオンされて、ピクセル駆動電圧ELVDDを第1ノードn1に供給することができる。他の実施例において、第5スイッチ素子M25は、データ書き込み段階Twにおいて、ゲートオフ電圧VELに反転され得る。第5スイッチ素子M25は、ピクセル駆動電圧ELVDDが印加される第1電源ラインPL1に連結された第1電極、第2EMパルスEM2が印加される第5ゲートラインGL5に連結されたゲート電極、及び、第1ノードn1に連結された第2電極を含む。
第6スイッチ素子M26は、初期化段階Ti、センシング段階Ts、ホールディング期間Th、及びデータ書き込み段階Twにおいて、第2初期化パルスINIT2のゲートオン電圧VGHに応じてターンオンされて、初期化電圧Vinit1又はアノード電圧Vanoを第4ノードn4に印加する。第6スイッチ素子M26は、第4ノードn4に連結された第1電極、第2初期化パルスINIT2が印加される第6ゲートラインGL6に連結されたゲート電極、及び、初期化電圧Vinitが印加される第3電源ラインPL3又はアノード電圧Vanoが印加される第5電源ラインPL5に連結された第2電極を含む。第6スイッチ素子M26を通して第4ノードn4に初期化電圧Vinitが印加される場合、第5電源ラインPL5が不要であるため、電源ラインの本数が少なくなるので、ベゼル領域BZが減少され、設計マージン(design margin)がさらに確保されることができる。
図13に示されたピクセル回路において、第4スイッチ素子M24は、発光素子ELのアノード電極と第3ノードn3とを分離して、低電位の電源電圧ELVSSのリップル(ripple)と発光素子ELの電圧変動が駆動素子DTのゲート-ソース間電圧Vgsに影響を与えないようにする。このピクセル回路は、発光素子ELのアノード電圧と基準電圧Vrefとを分離することにより、駆動素子DTのしきい値電圧補償の制御と画質の改善とを容易にする。
図17は、本発明の第4実施例によるピクセル回路を示す回路図である。図18は、図17に示されたピクセル回路に印加されるゲート信号を示す波形図である。このピクセル回路は、第n(nは自然数)のピクセルラインに配置されたサブピクセルのピクセル回路である。
図17及び図18を参照すれば、ピクセル回路は、発光素子EL、発光素子ELを駆動する駆動素子DT、複数のスイッチ素子M31~M36、第1キャパシタCst、及び第2キャパシタC2を含む。駆動素子DTとスイッチ素子M31~M36とは、nチャネルOxideTFTで具現され得る。
このピクセル回路は、ピクセル駆動電圧ELVDDが印加される第1電源ラインPL1、低電位の電源電圧ELVSSが印加される第2電源ラインPL2、初期化電圧Vinitが印加される第3電源ラインPL3、基準電圧Vrefが印加される第4電源ラインRL、データ電圧Vdataが印加されるデータラインDL、及び、ゲート信号INIT、SENSE(n)、SENSE(n+1)、SCAN、EM1、EM2が印加されるゲートラインGL1~GL6に連結される。ピクセル回路は、予め設定されたアノード電圧Vanoが印加される第5電源ラインPL5に連結され得る。第nのピクセルラインに印加される第n+1のセンシングパルスSENSE(n+1)は、第n+1のピクセルラインへ第nのセンシングパルスSENSE(n)として印加される。センシングパルスSENSE(n)、SENSE(n+1)のパルス幅は、スキャンパルスSCANよりも広いパルス幅に設定され得る。例えば、センシングパルスSENSE(n)、SENSE(n+1)は、2水平期間のパルス幅に設定され得、スキャンパルスSCANは、1水平期間のパルス幅に設定され得る。第n+1のセンシングパルスSENSE(n+1)は、第nのセンシングパルスSENSE(n)に続いて発生され、おおよそ1水平期間だけ第nのセンシングパルスSENSE(n)と重畳され得る。
このピクセル回路に印加される定電圧ELVDD、ELVSS、Vinit、Vref、Vanoは、図15の通りである。
ピクセル回路は、図18に示されたように、初期化段階Ti、センシング段階Ts、データ書き込み段階Tw、及び発光段階Temで駆動され得る。初期化段階Tiにおいて、ピクセル回路が初期化される。センシング段階Tsにおいて、駆動素子DTのしきい値電圧Vthがセンシングされて、第1キャパシタCstに貯蔵される。データ書き込み段階Twにおいて、ピクセルデータのデータ電圧Vdataが第2ノードn2に印加される。ブースティング段階Tboostにおいて、第2及び第3ノードn2、n3の電圧が上昇した後、発光段階Temにおいて、発光素子ELがピクセルデータの階調値に対応する輝度で発光され得る。
初期化段階Tiにおいて、初期化パルスINIT、第2EMパルスEM2、及び第nのセンシングパルスSENSE(n)の電圧がゲートオン電圧VGH、VEHであり、スキャンパルスSCAN、第n+1のセンシングパルスSENSE(n+1)、及び第1EMパルスEM1の電圧がゲートオフ電圧VGL、VELである。図19aに示されたように、初期化段階Tiにおいて、第1、第2及び第5スイッチ素子M31、M32、M35と、駆動素子DTとがターンオンされる反面、第3、第4及び第6スイッチ素子M33、M34、M36がターンオフされる。このとき、第2ノードn2に初期化電圧Vinitが印加され、第3ノードn3に基準電圧Vrefが印加される。これと同時に、ピクセル駆動電圧ELVDDが第1ノードn1に印加される。
センシング段階Tsにおいて、初期化パルスINIT、及び第2EMパルスEM2がゲートオン電圧VGH/VEHを維持し、スキャンパルスSCANと第1EMパルスEM1とがゲートオフ電圧VGL、VELを維持する。第nのセンシングパルスSENSE(n)と第n+1のセンシングパルスSENSE(n+1)は、センシング段階Tsの初期に、ゲートオン電圧VGHとして発生された後、ゲートオフ電圧VGLに反転される。図19bに示されたように、センシング段階Tsにおいて、第1、第2、第5及び第6スイッチ素子M31、M32、M35、M36がターンオンされる反面、第3及び第4スイッチ素子M33、M34がターンオフされる。駆動素子DTは、第3ノードn3の電圧が上昇して、ゲート-ソース間電圧Vgsがしきい値電圧Vthに到逹するときにターンオフされ、そのしきい値電圧Vthが第1キャパシタCstに貯蔵される。
データ書き込み段階Twにおいて、ピクセルデータのデータ電圧Vdataに同期するスキャンパルスSCANが、ゲートオン電圧VGHとして発生される。第2EMパルスEM2は、データ書き込み段階Twにおいて、ゲートオン電圧VGHを維持するか、ゲートオフ電圧VGLに反転され得る。したがって、第5スイッチ素子M35は、データ書き込み段階Twにおいて、オン状態を維持するかターンオフされ得る。
データ書き込み段階Twにおいて、初期化パルスINITと第1EMパルスEM1、第nのセンシングパルスSENSE(n)、及び第n+1のセンシングパルスSENSE(n+1)の電圧は、ゲートオフ電圧VGL、VELである。図19cに示されたように、データ書き込み段階Twにおいて、第3及び第5スイッチ素子M33、M35がターンオンされる反面、それ以外のスイッチ素子M31、M32、M34、M36がターンオフされる。駆動素子DTは、データ電圧Vdataにより第2ノードn2の電圧が上昇して、ゲート-ソース間電圧Vgsがしきい値電圧Vthよりも高くなるときにターンオンされ得る。
発光段階Temにおいて、第1及び第2EMパルスEM1、EM2の電圧はゲートオン電圧VEHであり、他のゲート信号INIT、SENSE(n)、SENSE(n+1)、SCANの電圧はゲートオフ電圧VGL、VELである。図19dに示されたように、発光段階Temにおいて、第4及び第5スイッチ素子M34、M35がターンオンされる反面、それ以外のスイッチ素子M31、M32、M33、M36がターンオフされる。発光段階Temにおいて、ピクセル回路はソースフォロワー(Source follower)回路として動作し、駆動素子DTのゲート-ソース間電圧Vgsに応じて発光素子ELへ電流が供給される。このとき、発光素子ELは、ピクセルデータの階調に対応する輝度で発光され得る。
第1及び第2EMパルスEM1、EM2は、発光段階Temにおいて、低階調の表現力を向上させるべく、ゲートオン電圧VEHとゲートオフ電圧VELとの間でスイングされ得る。第1及び第2EMパルスEM1、EM2は、発光段階Temにおいて、予め設定されたPWM(Pulse Width Modulation)に設定されたデューティ比(duty ratio)でスイングされ得る。
センシング段階Tsとデータ書き込み段階Twとの間に、フローティング期間Tfが割り当てられ得る。フローティング期間Tfの間、第2EMパルスEM2の電圧はゲートオン電圧VEH、VEHであり、それ以外の残りのゲート信号INIT、SENSE(n)、SENSE(n+1)、SCAN、EM1はゲートオフ電圧VGL、VELである。したがって、フローティング期間Tfの間、第5スイッチ素子M35以外のスイッチ素子M31~M34、M36がターンオフされ、第2乃至第4ノードn2、n3、n4がフローティングされて、以前の電圧を維持する。
データ書き込み段階Twと発光段階Temとの間に、ブースティング段階Tboostが割り当てられ得る。ブースティング段階Tboostにおいて、EMパルスEM1、EM2とセンシングパルスSENSE(n)、SENSE(n+1)の電圧がゲートオン電圧VEH/VGHであり、初期化パルスINITとスキャンパルスSCANとはゲートオフ電圧VGLである。したがって、ブースティング段階Tboostの間、第2、第4、第5及び第6スイッチ素子M32、M34、M35、M36がターンオンされ、第1及び第3スイッチ素子M31、M33がターンオフされる。ブースティング段階Tboostの間、第2及び第3ノードn2、n3の電圧が上昇する。
図17に示されたピクセル回路において、発光素子ELはOLEDで具現され得る。OLEDは、アノード電極とカソード電極との間に形成された有機化合物層を含む。有機化合物層は、正孔注入層HIL、正孔輸送層HTL、発光層EML、電子輸送層ETL及び電子注入層EILを含み得るが、これに限定されない。発光素子ELのアノード電極は第4ノードn4に連結され、カソード電極は低電位の電源電圧ELVSSが印加される第2電源ラインPL2に連結される。
駆動素子DTは、ゲート-ソース間電圧Vgsに応じて電流を発生して、発光素子ELを駆動する。駆動素子DTは、第1ノードn1に連結された第1電極、第2ノードn2に連結されたゲート電極、及び、第3ノードn3に連結された第2電極を含む。
第1キャパシタCstは、第2ノードn2と第3ノードn3との間に連結される。第2キャパシタC2は、第1ノードn1と第3ノードn3との間に連結される。
第1スイッチ素子M31は、初期化段階Tiとセンシング段階Tsとにおいて、初期化パルスINITのゲートオン電圧VGHに応じてターンオンされて、初期化電圧Vinitを第2ノードn2に印加する。第1スイッチ素子M31は、初期化電圧Vinitが印加される第3電源ラインPL3に連結された第1電極、初期化パルスINITが印加される第1ゲートラインGL1に連結されたゲート電極、及び、第2ノードn2に連結された第2電極を含む。
第2スイッチ素子M32は、センシング段階Tsにおいて、第nのセンシングパルスSENSE(n)のゲートオン電圧VGHに応じてターンオンされて、第3ノードn3を基準電圧Vrefが印加される第4電源ラインRLに連結する。第2スイッチ素子M32は、第3ノードn3に連結された第1電極、第nのセンシングパルスSENSE(n)が印加される第2-1のゲートラインGL2aに連結されたゲート電極、及び、第4電源ラインRLに連結された第2電極を含む。
第3スイッチ素子M33は、データ書き込み段階Twにおいて、データ電圧Vdataに同期するスキャンパルスSCANのゲートオン電圧VGHに応じてターンオンされて、データラインDLを第2ノードn2に連結する。データ電圧Vdataは、データ書き込み段階Twにおいて、第2ノードn2に印加される。第3スイッチ素子M33は、データ電圧Vdataが印加されるデータラインDLに連結された第1電極、スキャンパルスSCANが印加される第3ゲートラインGL3に連結されたゲート電極、及び、第2ノードn2に連結された第2電極を含む。
第4スイッチ素子M34は、ブースティング段階Tboostと発光段階Temとにおいて、第1EMパルスEM1のゲートオン電圧VEHに応じてターンオンされて、第3ノードn3を第4ノードn4に連結する。第4スイッチ素子M34は、第3ノードn3に連結された第1電極、第1EMパルスEM1が印加される第4ゲートラインGL4に連結されたゲート電極、及び、第4ノードn4に連結された第2電極を含む。
第5スイッチ素子M35は、初期化段階Ti、センシング段階Ts、フローティング期間Tf、データ書き込み段階Tw、ブースティング段階Tboost、及び発光段階Temにおいて、第2EMパルスEM2のゲートオン電圧VEHに応じてターンオンされて、ピクセル駆動電圧ELVDDを第1ノードn1に供給することができる。他の実施例において、第5スイッチ素子M35は、データ書き込み段階Twにおいて、ゲートオフ電圧VELに反転され得る。第5スイッチ素子M35は、ピクセル駆動電圧ELVDDが印加される第1電源ラインPL1に連結された第1電極、第2EMパルスEM2が印加される第5ゲートラインGL5に連結されたゲート電極、及び、第1ノードn1に連結された第2電極を含む。
第6スイッチ素子M36は、センシング段階Ts、及びブースティング段階Tboostにおいて、第n+1のセンシングパルスSENSE(n+1)のゲートオン電圧VGHに応じてターンオンされて、初期化電圧Vinit1又はアノード電圧Vanoを第4ノードn4に印加する。第6スイッチ素子M36は、第4ノードn4に連結された第1電極、第n+1のセンシングパルスSENSE(n+1)が印加される第2-2のゲートラインGL2bに連結されたゲート電極、及び、初期化電圧Vinitが印加される第3電源ラインPL3又はアノード電圧Vanoが印加される第5電源ラインPL5に連結された第2電極を含む。第6スイッチ素子M36を通して第4ノードn4へ初期化電圧Vinitが印加される場合、第5電源ラインPL5が不要であるため、電源ラインの本数が少なくなるので、ベゼル領域BZが減少され、設計マージン(design margin)がさらに確保されることができる。
第6スイッチ素子M36は、第n+1のセンシングパルスSENSE(n+1)が印加されるため、図13に示されたピクセル回路に比べてゲートラインの本数が少なくなり、ベゼル領域が減少され得る。
図17に示されたピクセル回路において、第4スイッチ素子M34は、発光素子ELのアノード電極と第3ノードn3とを分離して、低電位の電源電圧ELVSSのリップル(ripple)と発光素子ELの電圧変動が、駆動素子DTのゲート-ソース間電圧Vgsに影響を与えないようにする。このピクセル回路は、発光素子ELのアノード電圧と基準電圧Vrefとを分離することにより、駆動素子DTのしきい値電圧補償の制御と画質の改善とを容易にする。
図20は、本発明の第5実施例によるピクセル回路を示す回路図である。図21及び図22は、図20に示されたピクセル回路に印加されるゲート信号を示す波形図である。図21及び図22において、「DTG」は第2ノードn2の電圧であり、「DTS」は第3ノードn3の電圧である。
図20乃至図22を参照すれば、ピクセル回路は、発光素子EL、発光素子ELを駆動する駆動素子DT、複数のスイッチ素子M51~M55、第1キャパシタCst、及び第2キャパシタC52を含む。駆動素子DTとスイッチ素子M51~M55とは、nチャネルOxideTFTで具現され得る。
このピクセル回路は、ピクセル駆動電圧ELVDDが印加される第1電源ラインPL1、低電位の電源電圧ELVSSが印加される第2電源ラインPL2、初期化電圧Vinitが印加される第3電源ラインPL3、基準電圧Vrefが印加される第4電源ラインRL、データ電圧Vdataが印加されるデータラインDL、及び、ゲート信号INIT、SENSE、SCAN、EM1、EM2が印加されるゲートラインGL1~GL5に連結される。
ピクセル回路は、図21に示されたように、初期化段階Ti、センシング段階Ts、データ書き込み段階Tw、及び発光段階Temで駆動され得る。データ書き込み段階Twと発光段階Temとの間に、第2及び第3ノードn2、n3の電圧DTG、DTSが上昇するブースティング段階Tboostが設定され得る。低速駆動モードにおいてフリッカー(Flicker)が視認される現象を防止するために、アノードリセット段階ARが、データ書き込み段階Twとブースティング段階Tboostとの間に設定され得る。
初期化段階Tiにおいて、初期化パルスINIT、第1EMパルスEM1、第2EMパルスEM2、及びセンシングパルスSENSEの電圧がゲートオン電圧VGH、VEHであり、スキャンパルスSCANの電圧がゲートオフ電圧VGL、VELである。したがって、初期化段階Tiにおいて、第1、第2、第4及び第5スイッチ素子M51、M52、M54、M55と、駆動素子DTとがターンオンされる反面、第3スイッチ素子M53がターンオフされる。このとき、第2ノードn2へ初期化電圧Vinitが印加され、第3ノードn3へ基準電圧Vrefが印加される。これと同時に、ピクセル駆動電圧ELVDDが第1ノードn1に印加される。
センシング段階Tsにおいて、初期化パルスINIT、センシングパルスSENSE、及び第2EMパルスEM2がゲートオン電圧VGH、VEHを維持し、スキャンパルスSCANはゲートオフ電圧VGLを維持する。第1EMパルスEM1は、センシング段階Tsにおいてゲートオフ電圧VELに反転される。センシング段階Tsにおいて、第1、第2及び第5スイッチ素子M51、M52、M55がオン状態を維持する反面、第3及び第4スイッチ素子M53、M54がターンオフされる。センシング段階Tsにおいて、第4スイッチ素子M54がターンオフされ、第2スイッチ素子M52がターンオンされるため、第3ノードn3と第4ノードn4との間の電流経路(current path)が遮断され、発光素子ELのアノード電極へ基準電圧Vrefが印加される。これによって、発光素子ELの残留電荷を除去することができ、低電位の電源電圧ELVSSのリップル(ripple)が発光素子ELのアノードと第3ノードn3とに影響を与える現象を防止することができる。
センシング段階Tsにおいて、図21に示されたように、第3ノードn3の電圧DTSが上昇して、第2及び第3ノードn2、n3間の電圧、即ち駆動素子DTのゲート-ソース間電圧Vgsがしきい値電圧Vthに到逹するときに駆動素子DTがターンオフされ、そのしきい値電圧がキャパシタCstに貯蔵される。
データ書き込み段階Twにおいて、ピクセルデータのデータ電圧Vdataと同期するスキャンパルスSCANは、ゲートオン電圧VGHとして発生され、センシングパルスSENSEがゲートオン電圧VGHとして発生される。データ書き込み段階Twにおいて、データ電圧Vdataが第2ノードn2に供給されて、第2及び第3ノードn2、n3の電圧が上昇する。第2EMパルスEM2は、データ書き込み段階Twにおいて、ゲートオン電圧VEHを維持するか、ゲートオフ電圧VELに反転され得る。したがって、データ書き込み段階Twにおいて、第2及び第3スイッチ素子M52、M53がターンオンされ、第5スイッチ素子M55はオン状態を維持するかターンオフされ得る。
第2EMパルスEM2がデータ書き込み段階Twにおいてゲートオン電圧VEHを維持するとき、駆動素子DTの移動度に応じて第3ノードn3の電圧が変わって、駆動素子DTの移動度変化又はばらつきが補償され得る。例えば、データ書き込み段階Twの時間内で、図22のように、駆動素子DTの移動度(Mobility、μ)が大きいと、第3ノードn3の電圧DTSが高くなり、駆動素子DTのゲート-ソース間電圧Vgsが減少する。それに対し、駆動素子DTの移動度(Mobility、μ)が相対的に小さいと、第3ノードn3の電圧DTSが低くなり、駆動素子DTのゲート-ソース間電圧Vgsが大きくなる。したがって、データ書き込み段階Twにおいて駆動素子DTの移動度変化又はばらつきが補償され得る。
データ書き込み段階Twにおいて、初期化パルスINITと第1EMパルスEM1とは、ゲートオフ電圧VGL、VELである。データ書き込み段階Twにおいて、第1及び第4スイッチ素子M51、M54がターンオフされる。
アノードリセット段階ARにおいて、第1EMパルスEM1とセンシングパルスSENSEとがゲートオン電圧VGH、VEHとして発生される反面、第2EMパルスEM2、初期化パルスINIT及びスキャンパルスSCANは、ゲートオフ電圧VGL、VELである。したがって、アノードリセット段階ARにおいて、第2及び第4スイッチ素子M52、M54がターンオンされて、第3及び第4ノードn3、n4へ基準電圧Vrefを供給する。アノードリセット段階ARにおいて、第1、第3及び第5スイッチ素子M51、M53、M55はターンオフされる。
ブースティング段階Tboostにおいて、第1及び第2EMパルスEM1、EM2はゲートオン電圧VEHとして発生され、他のゲート信号INIT、SENSE、SCANはゲートオフ電圧VGLとして発生される。ブースティング段階Tboostにおいて、第4及び第5スイッチ素子M54、M55がターンオンされる反面、第1、第2及び第3スイッチ素子M51、M52、M53はターンオフされる。ブースティング段階Tboostにおいて、第2及び第3ノードn2、n3の電圧DTG、DTSが発光素子ELのターンオン電圧にまで上昇し、この際に発光素子ELのキャパシタ(図3のCel)が充電される。
発光段階Temにおいて、第1及び第2EMパルスEM1、EM2の電圧はゲートオン電圧VEHを維持し、他のゲート信号INIT、SENSE、SCANの電圧はゲートオフ電圧VGLを維持する。発光段階Temにおいて、第4及び第5スイッチ素子M54、M55がターンオンされる反面、第1、第2及び第3スイッチ素子M51、M52、M53はターンオフされる。発光段階Temにおいて、ピクセル回路はソースフォロワー(Source follower)回路として動作して、駆動素子DTのゲート-ソース間電圧Vgsに応じて発光素子ELへ電流が供給される。このとき、発光素子ELは、ピクセルデータの階調に対応する輝度で発光され得る。
第1及び第2EMパルスEM1、EM2は、発光段階Temにおいて低階調表現力を向上させるために、ゲートオン電圧VEHとゲートオフ電圧VELとの間でスイングされ得る。第1及び第2EMパルスEM1、EM2は、発光段階Temにおいて、予め設定されたPWM(Pulse Width Modulation)に設定されたデューティ比(duty ratio)でスイングされ得る。
図20に示されたピクセル回路に印加される定電圧ELVDD、ELVSS、Vinit、Vrefは、ELVDD>Vinit>Vref>ELVSSに設定され得るが、これに限定されない。例えば、定電圧はELVDD=12V、Vinit=1V、Vref=-4V、EVSS=-6などのように定電圧が設定され得る。
発光素子ELは、OLEDで具現され得る。発光素子ELとして用いられるOLEDは、複数の発光層が積層されたタンデム(Tandem)構造であり得る。基準電圧Vrefは、ブラック輝度が上昇しないように、OLEDのターンオン電圧よりも小さな電圧、例えばVref<(ELVSS+OLED turn on voltage)に設定されることが望ましい。図23は、OLEDのターンオン電圧と、OLEDの電流(IOLED)とを示す。
図23において、「ΔV」は初期化電圧Vinitと基準電圧Vrefとの間の電圧差である。ΔVは、図24に示されたPBTS(Positive-bias temperature stress)マージンを考慮して設定され得る。PBTSマージンは、PBTSによって駆動素子のしきい値電圧が正極性側にシフトされるとき、最大シフト量を考慮した電圧補償の範囲に確保される。例えば、駆動素子DTのしきい値電圧Vthが5Vにまでシフトされた場合、Vref=Vinit-5V-PBTS margin(1V)に設定され得る。PBTSMarginは、駆動素子DTのしきい値電圧に対するセンシング動作遂行のための最小電圧ばらつきであり得る。このようなPBTSMarginが確保されなければ、駆動素子DTのしきい値電圧シフト量が大きくなるほどセンシング誤差がより大きく発生し得る。
駆動素子DTは、ゲート-ソース間電圧Vgsに応じて電流を発生して、発光素子ELを駆動する。駆動素子DTは、第1ノードn1に連結された第1電極、第2ノードn2に連結されたゲート電極、及び、第3ノードn3に連結された第2電極を含む。
第1キャパシタCstは、第2ノードn2と第3ノードn3との間に連結される。第2キャパシタC52は、第3ノードn3と第5ノードn5との間に連結される。第5ノードn5には、定電圧DCが印加される。定電圧DCは、ELVDD、Vinit、Vrefのうちのいずれか1つであり得る。
第1スイッチ素子M51は、初期化段階Tiとセンシング段階Tsとにおいて、初期化パルスINITのゲートオン電圧VGHに応じてターンオンされて、初期化電圧Vinitを第2ノードn2に印加する。第1スイッチ素子M51は、初期化電圧Vinitが印加される第3電源ラインPL3に連結された第1電極、初期化パルスINITが印加される第1ゲートラインGL1に連結されたゲート電極、及び、第2ノードn2に連結された第2電極を含む。
第2スイッチ素子M52は、初期化段階Tiとセンシング段階Tsとにおいて、センシングパルスSENSEのゲートオン電圧VGHに応じてターンオンされて、第4ノードn4を基準電圧Vrefが印加される第4電源ラインRLに連結する。第2スイッチ素子M52は、第4ノードn4に連結された第1電極、センシングパルスSENSEが印加される第2ゲートラインGL2に連結されたゲート電極、及び、第4電源ラインRLに連結された第2電極を含む。
第3スイッチ素子M53は、データ書き込み段階Twにおいて、データ電圧Vdataに同期するスキャンパルスSCANのゲートオン電圧VGHに応じてターンオンされて、データラインDLを第2ノードn2に連結する。データ電圧Vdataは、データ書き込み段階Twにおいて第2ノードn2に印加される。第3スイッチ素子M53は、データ電圧Vdataが印加されるデータラインDLに連結された第1電極、スキャンパルスSCANが印加される第3ゲートラインGL3に連結されたゲート電極、及び、第2ノードn2に連結された第2電極を含む。
第4スイッチ素子M54は、ブースティング段階Tboostと発光段階Temとにおいて、第1EMパルスEM1のゲートオン電圧VEHに応じてターンオンされて、第3ノードn3を第4ノードn4に連結する。第4スイッチ素子M54は、低速駆動モードのアノードリセット段階において、第1EMパルスEM1のゲートオン電圧VEHに応じてターンオンされ得る。第4スイッチ素子M54は、第3ノードn3に連結された第1電極、第1EMパルスEM1が印加される第4ゲートラインGL4に連結されたゲート電極、及び、第4ノードn4に連結された第2電極を含む。
第5スイッチ素子M55は、初期化段階Ti、センシング段階Ts、ブースティング段階Tboost、及び発光段階Temにおいて、第2EMパルスEM2のゲートオン電圧VEHに応じてターンオンされて、ピクセル駆動電圧ELVDDを第1ノードn1に供給することができる。第5スイッチ素子M55は、データ書き込み段階Twにおいて、第2EMパルスEM2のゲートオン電圧VEHに応じてターンオンされ得る。第5スイッチ素子M55は、ピクセル駆動電圧ELVDDが印加される第1電源ラインPL1に連結された第1電極、第2EMパルスEM2が印加される第5ゲートラインGL5に連結されたゲート電極、及び、第1ノードn1に連結された第2電極を含む。
以上より、発明が解決しようとする課題、課題を解決するための手段、発明の効果に記載した明細書の内容が請求項の必須的な特徴を特定するものではないので、請求項の権利範囲は明細書の内容に記載した事項によって制限されない。
以上、添付の図面を参照して本発明の実施例をより詳細に説明したが、本発明は必ずしもこのような実施例に限るものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で様々に変形して実施することができる。したがって、本発明に開示された実施例は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであり、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。それゆえに、以上で記述した実施例は、あらゆる面で例示的なものであり、非限定的なものであると理解すべきである。本発明の保護範囲は、請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものであると解釈されるべきであろう。
100 表示パネル
101 ピクセル
102 データライン
103 ゲートライン
110 データ駆動部
120 ゲート駆動部
130 タイミングコントローラ
140 電源部
M01~M04、M11~M15、M21~M26、M31~M36 スイッチ素子
EL 発光素子
DT 駆動素子
Cst、Cel、C2、C52 キャパシタ
Ti 初期化段階
Ts センシング段階
Tw データ書き込み段階
Tem 発光段階

Claims (12)

  1. ピクセル駆動電圧が印加される第1ノードに連結された第1電極、第2ノードに連結されたゲート電極、及び、第3ノードに連結された第2電極を含む駆動素子と、
    第4ノードに連結されたアノード電極と、低電位の電源電圧が印加されるカソード電極とを含む発光素子と、
    初期化電圧が印加される第1電極、初期化パルスが印加されるゲート電極、及び、前記第2ノードに連結された第2電極を含み、前記初期化パルスに応答して前記初期化電圧を前記第2ノードに供給する第1スイッチ素子と、
    前記第3ノード又は前記第4ノードに連結された第1電極、センシングパルスが印加されるゲート電極、及び、基準電圧が印加される第2電極を含み、前記センシングパルスに応答して前記第3ノード又は第4ノードに前記基準電圧を供給する第2スイッチ素子と、
    データ電圧が印加される第1電極、スキャンパルスが印加されるゲート電極、及び、前記第2ノードに連結された第2電極を含み、前記スキャンパルスに応答して前記データ電圧を前記第2ノードに供給する第3スイッチ素子と、
    前記第3ノードに連結された第1電極、第1発光制御パルスが印加されるゲート電極、及び、前記第4ノードに連結された第2電極を含み、前記第1発光制御パルスに応答して前記第3ノードを前記第4ノードに連結する第4スイッチ素子と
    を含む、ピクセル回路であって、
    前記ピクセル回路は、初期化段階、センシング段階、データ書き込み段階、及び発光段階の順序で駆動され、
    前記初期化段階において、前記初期化パルス、前記第1発光制御パルス、及び前記センシングパルスの電圧がゲートオン電圧であり、前記スキャンパルスの電圧がゲートオフ電圧であり、
    前記センシング段階において、前記初期化パルスと前記センシングパルスとの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記第1発光制御パルスと前記スキャンパルスとの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記データ書き込み段階において、前記スキャンパルスの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記初期化パルス、前記第1発光制御パルス、及び前記センシングパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記発光段階において、前記第1発光制御パルスの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記初期化パルス、前記センシングパルス、及び前記スキャンパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記第1乃至第4スイッチ素子が前記ゲートオン電圧に応じてターンオンされ、前記ゲートオフ電圧に応じてターンオフされる、ピクセル回路。
  2. 前記第2ノードと前記第3ノードとの間に連結された第1キャパシタと、
    前記第1ノードと前記第3ノードとの間に連結された第2キャパシタをさらに含む、請求項1に記載のピクセル回路。
  3. 前記センシング段階と前記データ書き込み段階との間に、ホールド期間が割り当てられ、
    前記ホールド期間の間、前記初期化パルス、前記スキャンパルス、及び前記第1発光制御パルスの電圧が、前記ゲートオフ電圧である、請求項に記載のピクセル回路。
  4. 前記初期化電圧は、前記ピクセル駆動電圧よりも低く、前記低電位の電源電圧よりも高く、
    前記基準電圧が前記低電位の電源電圧よりも低いまたは高い、請求項1に記載のピクセル回路。
  5. ピクセル駆動電圧が印加される第1ノードに連結された第1電極、第2ノードに連結されたゲート電極、及び、第3ノードに連結された第2電極を含む駆動素子と、
    第4ノードに連結されたアノード電極と、低電位の電源電圧が印加されるカソード電極とを含む発光素子と、
    初期化電圧が印加される第1電極、初期化パルスが印加されるゲート電極、及び、前記第2ノードに連結された第2電極を含み、前記初期化パルスに応答して前記初期化電圧を前記第2ノードに供給する第1スイッチ素子と、
    前記第3ノード又は前記第4ノードに連結された第1電極、センシングパルスが印加されるゲート電極、及び、基準電圧が印加される第2電極を含み、前記センシングパルスに応答して前記第3ノード又は第4ノードに前記基準電圧を供給する第2スイッチ素子と、
    データ電圧が印加される第1電極、スキャンパルスが印加されるゲート電極、及び、前記第2ノードに連結された第2電極を含み、前記スキャンパルスに応答して前記データ電圧を前記第2ノードに供給する第3スイッチ素子と、
    前記第3ノードに連結された第1電極、第1発光制御パルスが印加されるゲート電極、及び、前記第4ノードに連結された第2電極を含み、前記第1発光制御パルスに応答して前記第3ノードを前記第4ノードに連結する第4スイッチ素子と、
    前記ピクセル駆動電圧が印加される電源ラインに連結された第1電極、第2発光制御パルスが印加されるゲート電極、及び、前記第1ノードに連結された第2電極を含み、前記第2発光制御パルスに応答して前記電源ラインを前記第1ノードに連結する第5スイッチ素子
    を含む、ピクセル回路であって、
    前記ピクセル回路は、初期化段階、センシング段階、データ書き込み段階、及び発光段階の順序で駆動され、
    前記初期化段階において、前記初期化パルス、前記第2発光制御パルス、及び前記センシングパルスの電圧がゲートオン電圧であり、前記スキャンパルスと前記第1発光制御パルスとの電圧がゲートオフ電圧であり、
    前記センシング段階において、前記初期化パルスと前記第2発光制御パルスとの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記第1発光制御パルス、前記センシングパルス、及び前記スキャンパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記データ書き込み段階において、前記スキャンパルスと前記第2発光制御パルスとの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記初期化パルス、前記第1発光制御パルス、及び前記センシングパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記発光段階において、前記第1発光制御パルスと前記第2発光制御パルスとの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記初期化パルス、前記センシングパルス、及び前記スキャンパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記第1乃至第5スイッチ素子が、前記ゲートオン電圧に応じてターンオンされ、前記ゲートオフ電圧に応じてターンオフされる、ピクセル回路。
  6. ピクセル駆動電圧が印加される第1ノードに連結された第1電極、第2ノードに連結されたゲート電極、及び、第3ノードに連結された第2電極を含む駆動素子と、
    第4ノードに連結されたアノード電極と、低電位の電源電圧が印加されるカソード電極とを含む発光素子と、
    初期化電圧が印加される第1電極、初期化パルスが印加されるゲート電極、及び、前記第2ノードに連結された第2電極を含み、前記初期化パルスに応答して前記初期化電圧を前記第2ノードに供給する第1スイッチ素子と、
    前記第3ノード又は前記第4ノードに連結された第1電極、センシングパルスが印加されるゲート電極、及び、基準電圧が印加される第2電極を含み、前記センシングパルスに応答して前記第3ノード又は第4ノードに前記基準電圧を供給する第2スイッチ素子と、
    データ電圧が印加される第1電極、スキャンパルスが印加されるゲート電極、及び、前記第2ノードに連結された第2電極を含み、前記スキャンパルスに応答して前記データ電圧を前記第2ノードに供給する第3スイッチ素子と、
    前記第3ノードに連結された第1電極、第1発光制御パルスが印加されるゲート電極、及び、前記第4ノードに連結された第2電極を含み、前記第1発光制御パルスに応答して前記第3ノードを前記第4ノードに連結する第4スイッチ素子と、
    前記ピクセル駆動電圧が印加される電源ラインに連結された第1電極、第2発光制御パルスが印加されるゲート電極、及び、前記第1ノードに連結された第2電極を含み、前記第2発光制御パルスに応答して前記電源ラインを前記第1ノードに連結する第5スイッチ素子と
    を含む、ピクセル回路であって、
    前記ピクセル回路は、初期化段階、センシング段階、データ書き込み段階、及び発光段階の順序で駆動され、
    前記初期化段階において、前記初期化パルス、前記第2発光制御パルス、及び前記センシングパルスの電圧がゲートオン電圧であり、前記スキャンパルスと前記第発光制御パルスとの電圧がゲートオフ電圧であり、
    前記センシング段階において、前記初期化パルスと前記第2発光制御パルスとの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記第1発光制御パルス、前記センシングパルス、及び前記スキャンパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記データ書き込み段階において、前記スキャンパルスの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記初期化パルス、前記第1発光制御パルス、前記第2発光制御パルス、及び前記センシングパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記発光段階において、前記第1発光制御パルスと前記第2発光制御パルスとの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記初期化パルス、前記センシングパルス、及び前記スキャンパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記第1乃至第5スイッチ素子が前記ゲートオン電圧に応じてターンオンされ、前記ゲートオフ電圧に応じてターンオフされる、ピクセル回路。
  7. ピクセル駆動電圧が印加される第1ノードに連結された第1電極、第2ノードに連結されたゲート電極、及び、第3ノードに連結された第2電極を含む駆動素子と、
    第4ノードに連結されたアノード電極と、低電位の電源電圧が印加されるカソード電極とを含む発光素子と、
    初期化電圧が印加される第1電極、初期化パルスが印加されるゲート電極、及び、前記第2ノードに連結された第2電極を含み、前記初期化パルスに応答して前記初期化電圧を前記第2ノードに供給する第1スイッチ素子と、
    前記第3ノード又は前記第4ノードに連結された第1電極、センシングパルスが印加されるゲート電極、及び、基準電圧が印加される第2電極を含み、前記センシングパルスに応答して前記第3ノード又は第4ノードに前記基準電圧を供給する第2スイッチ素子と、
    データ電圧が印加される第1電極、スキャンパルスが印加されるゲート電極、及び、前記第2ノードに連結された第2電極を含み、前記スキャンパルスに応答して前記データ電圧を前記第2ノードに供給する第3スイッチ素子と、
    前記第3ノードに連結された第1電極、第1発光制御パルスが印加されるゲート電極、及び、前記第4ノードに連結された第2電極を含み、前記第1発光制御パルスに応答して前記第3ノードを前記第4ノードに連結する第4スイッチ素子と、
    前記ピクセル駆動電圧が印加される電源ラインに連結された第1電極、第2発光制御パルスが印加されるゲート電極、及び、前記第1ノードに連結された第2電極を含み、前記第2発光制御パルスに応答して前記電源ラインを前記第1ノードに連結する第5スイッチ素子と
    前記第4ノードに連結された第1電極、第2初期化パルスが印加されるゲート電極、及び、前記初期化電圧又は予め設定されたアノード電圧が印加される第2電極を含み、前記第2初期化パルスに応答して前記初期化電圧又は前記アノード電圧を前記第4ノードに印加する第6スイッチ素子
    を含む、ピクセル回路であって、
    前記初期化電圧は前記ピクセル駆動電圧より低く、前記低電位の電源電圧より高く、
    前記アノード電圧が前記ピクセル駆動電圧より低く、前記初期化電圧より高く、
    前記基準電圧が前記低電位の電源電圧より低または高
    前記ピクセル回路は、初期化段階、センシング段階、データ書き込み段階、及び発光段階の順序で駆動され、
    前記初期化段階において、前記初期化パルス、前記第2初期化パルス、前記第2発光制御パルス、及び前記センシングパルスの電圧がゲートオン電圧であり、前記スキャンパルスと前記第1発光制御パルスとの電圧がゲートオフ電圧であり、
    前記センシング段階において、前記初期化パルス、前記第2初期化パルス、及び前記第2発光制御パルスの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記スキャンパルス、前記第1発光制御パルス、及び前記センシングパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記データ書き込み段階において、前記スキャンパルス、前記第2初期化パルス、及び前記第2発光制御パルスの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記初期化パルス、前記第1発光制御パルス、及び前記センシングパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記発光段階において、前記第1発光制御パルスと前記第2発光制御パルスとの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記初期化パルス、前記第2初期化パルス、前記センシングパルス、及び前記スキャンパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記第1乃至第6スイッチ素子が、前記ゲートオン電圧に応じてターンオンされ、前記ゲートオフ電圧に応じてターンオフされる、ピクセル回路。
  8. ピクセル駆動電圧が印加される第1ノードに連結された第1電極、第2ノードに連結されたゲート電極、及び、第3ノードに連結された第2電極を含む駆動素子と、
    第4ノードに連結されたアノード電極と、低電位の電源電圧が印加されるカソード電極とを含む発光素子と、
    初期化電圧が印加される第1電極、初期化パルスが印加されるゲート電極、及び、前記第2ノードに連結された第2電極を含み、前記初期化パルスに応答して前記初期化電圧を前記第2ノードに供給する第1スイッチ素子と、
    前記第3ノード又は前記第4ノードに連結された第1電極、センシングパルスが印加されるゲート電極、及び、基準電圧が印加される第2電極を含み、前記センシングパルスに応答して前記第3ノード又は第4ノードに前記基準電圧を供給する第2スイッチ素子と、
    データ電圧が印加される第1電極、スキャンパルスが印加されるゲート電極、及び、前記第2ノードに連結された第2電極を含み、前記スキャンパルスに応答して前記データ電圧を前記第2ノードに供給する第3スイッチ素子と、
    前記第3ノードに連結された第1電極、第1発光制御パルスが印加されるゲート電極、及び、前記第4ノードに連結された第2電極を含み、前記第1発光制御パルスに応答して前記第3ノードを前記第4ノードに連結する第4スイッチ素子と、
    前記ピクセル駆動電圧が印加される電源ラインに連結された第1電極、第2発光制御パルスが印加されるゲート電極、及び、前記第1ノードに連結された第2電極を含み、前記第2発光制御パルスに応答して前記電源ラインを前記第1ノードに連結する第5スイッチ素子と、
    前記第4ノードに連結された第1電極、第2初期化パルスが印加されるゲート電極、及び、前記初期化電圧又は予め設定されたアノード電圧が印加される第2電極を含み、前記第2初期化パルスに応答して前記初期化電圧又は前記アノード電圧を前記第4ノードに印加する第6スイッチ素子と
    を含む、ピクセル回路であって、
    前記初期化電圧は前記ピクセル駆動電圧より低く、前記低電位の電源電圧より高く、
    前記アノード電圧が前記ピクセル駆動電圧より低く、前記初期化電圧より高く、
    前記基準電圧が前記低電位の電源電圧より低くまたは高く、
    前記ピクセル回路は、初期化段階、センシング段階、データ書き込み段階、及び発光段階の順序で駆動され、
    前記初期化段階において、前記初期化パルス、前記第2初期化パルス、前記第2発光制御パルス、及び前記センシングパルスの電圧がゲートオン電圧であり、前記スキャンパルスと前記第1発光制御パルスとの電圧がゲートオフ電圧であり、
    前記センシング段階において、前記初期化パルス、前記第2初期化パルス、及び前記第2発光制御パルスの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記スキャンパルス、前記第1発光制御パルス、及び前記センシングパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記データ書き込み段階において、前記スキャンパルスと前記第2初期化パルスとの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記初期化パルス、前記第1発光制御パルス、前記第2発光制御パルス、及び前記センシングパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記発光段階において、前記第1発光制御パルスと前記第2発光制御パルスとの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記初期化パルス、前記第2初期化パルス、前記センシングパルス、及び前記スキャンパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記第1乃至第6スイッチ素子が、前記ゲートオン電圧に応じてターンオンされ、前記ゲートオフ電圧に応じてターンオフされる、ピクセル回路。
  9. ピクセル駆動電圧が印加される第1ノードに連結された第1電極、第2ノードに連結されたゲート電極、及び、第3ノードに連結された第2電極を含む駆動素子と、
    第4ノードに連結されたアノード電極と、低電位の電源電圧が印加されるカソード電極とを含む発光素子と、
    初期化電圧が印加される第1電極、初期化パルスが印加されるゲート電極、及び、前記第2ノードに連結された第2電極を含み、前記初期化パルスに応答して前記初期化電圧を前記第2ノードに供給する第1スイッチ素子と、
    前記第3ノード又は前記第4ノードに連結された第1電極、センシングパルスが印加されるゲート電極、及び、基準電圧が印加される第2電極を含み、前記センシングパルスに応答して前記第3ノード又は第4ノードに前記基準電圧を供給する第2スイッチ素子と、
    データ電圧が印加される第1電極、スキャンパルスが印加されるゲート電極、及び、前記第2ノードに連結された第2電極を含み、前記スキャンパルスに応答して前記データ電圧を前記第2ノードに供給する第3スイッチ素子と、
    前記第3ノードに連結された第1電極、第1発光制御パルスが印加されるゲート電極、及び、前記第4ノードに連結された第2電極を含み、前記第1発光制御パルスに応答して前記第3ノードを前記第4ノードに連結する第4スイッチ素子と、
    前記ピクセル駆動電圧が印加される電源ラインに連結された第1電極、第2発光制御パルスが印加されるゲート電極、及び、前記第1ノードに連結された第2電極を含み、前記第2発光制御パルスに応答して前記電源ラインを前記第1ノードに連結する第5スイッチ素子と、
    前記第4ノードに連結された第1電極、前記センシングパルスに続いて生される第2センシングパルスが印加されるゲート電極、及び、前記初期化電圧又は予め設定されたアノード電圧が印加される第2電極を含み、前記第2センシングパルスに応答して前記初期化電圧又は前記アノード電圧を前記第4ノードに印加する第6スイッチ素子
    を含む、ピクセル回路であって、
    前記ピクセル回路は、初期化段階、センシング段階、データ書き込み段階、及び発光段階の順序で駆動され、
    前記初期化段階において、前記初期化パルス、前記第2発光制御パルス、及び前記センシングパルスの電圧がゲートオン電圧であり、前記スキャンパルス、前記第2センシングパルス、及び前記第1発光制御パルスの電圧がゲートオフ電圧であり、
    前記センシング段階において、前記初期化パルス、前記第2発光制御パルス、前記センシングパルス、及び前記第2センシングパルスの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記スキャンパルス及び前記第1発光制御パルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記データ書き込み段階において、前記スキャンパルスと前記第2発光制御パルスとの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記初期化パルス、前記第1発光制御パルス、前記センシングパルス、及び前記第2センシングパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記発光段階において、前記第1発光制御パルスと前記第2発光制御パルスとの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記初期化パルス、前記センシングパルス、前記第2センシングパルス、及び前記スキャンパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記第1乃至第6スイッチ素子が、前記ゲートオン電圧に応じてターンオンされ、前記ゲートオフ電圧に応じてターンオフされる、ピクセル回路。
  10. 前記ピクセル回路は、初期化段階、センシング段階、データ書き込み段階、ブースティング段階、及び発光段階の順に駆動され、
    前記初期化段階において、前記初期化パルス、前記第1発光制御パルス、前記第2発光制御パルス、及び前記センシングパルスの電圧がゲートオン電圧あり、前記スキャンパルスの電圧がゲートオフ電圧であり、
    前記センシング段階において、前記初期化パルス、前記センシングパルス、及び第2発光制御パルス電圧が前記ゲートオン電圧あり、前記スキャンパルスと前記第1発光制御パルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記データ書き込み段階において、前記スキャンパルスと前記センシングパルスとの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記初期化パルスと前記第1発光制御パルスとの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記データ書き込み段階において、前記第2発光制御パルスの電圧が前記ゲートオン電圧又は前記ゲートオフ電圧であり、
    前記ブースティング段階と前記発光段階とにおいて、前記第1及び第2発光制御パルスの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記初期化パルス、前記センシングパルス、及び前記スキャンパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記ブースティング段階において、前記第2及び第3ノードの電圧が上昇し、
    前記第1乃至第5スイッチ素子が、前記ゲートオン電圧に応じてターンオンされ、前記ゲートオフ電圧に応じてターンオフされる、請求項に記載のピクセル回路。
  11. 前記データ書き込み段階と前記ブースティング段階との間に、アノードリセット段階が設定され、
    前記アノードリセット段階において、前記第1発光制御パルスと前記センシングパルスとの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記第2発光制御パルス、前記初期化パルス及び前記スキャンパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧である、請求項10に記載のピクセル回路。
  12. 複数のデータライン、前記データラインと交差する複数のゲートライン、互いに異なる定電圧が印加される複数の電源ライン、及び複数のサブピクセルが配置された表示パネルと、
    前記データラインにピクセルデータのデータ電圧を供給するデータ駆動部と、
    初期化パルス、センシングパルス、及び第1発光制御パルスを前記ゲートラインに供給するゲート駆動部と、を含表示装置であって、
    前記サブピクセルの各々は、
    ピクセル駆動電圧が印加される第1ノードに連結された第1電極、第2ノードに連結されたゲート電極、及び、第3ノードに連結された第2電極を含む駆動素子と、
    第4ノードに連結されたアノード電極と、低電位の電源電圧が印加されるカソード電極とを含む発光素子と、
    初期化電圧が印加される第1電極、前記初期化パルスが印加されるゲート電極、及び、前記第2ノードに連結された第2電極を含み、前記初期化パルスに応答して前記初期化電圧を前記第2ノードに供給する第1スイッチ素子と、
    前記第3ノード又は前記第4ノードに連結された第1電極、前記センシングパルスが印加されるゲート電極、及び、基準電圧が印加される第2電極を含み、前記センシングパルスに応答して前記第3ノード又は第4ノードに前記基準電圧を供給する第2スイッチ素子と、
    前記データ電圧が印加される第1電極、スキャンパルスが印加されるゲート電極、及び、前記第2ノードに連結された第2電極を含み、前記スキャンパルスに応答して前記データ電圧を前記第2ノードに供給する第3スイッチ素子と、
    前記第3ノードに連結された第1電極、前記第1発光制御パルスが印加されるゲート電極、及び、前記第4ノードに連結された第2電極を含み、前記第1発光制御パルスに応答して前記第3ノードを前記第4ノードに連結する第4スイッチ素子と
    を含
    前記サブピクセルは、初期化段階、センシング段階、データ書き込み段階、及び発光段階の順序で駆動され、
    前記初期化段階において、前記初期化パルス、前記第1発光制御パルス、及び前記センシングパルスの電圧がゲートオン電圧であり、前記スキャンパルスの電圧がゲートオフ電圧であり、
    前記センシング段階において、前記初期化パルスと前記センシングパルスとの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記第1発光制御パルスと前記スキャンパルスとの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記データ書き込み段階において、前記スキャンパルスの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記初期化パルス、前記第1発光制御パルス、及び前記センシングパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記発光段階において、前記第1発光制御パルスの電圧が前記ゲートオン電圧であり、前記初期化パルス、前記センシングパルス、及び前記スキャンパルスの電圧が前記ゲートオフ電圧であり、
    前記第1乃至第4スイッチ素子が前記ゲートオン電圧に応じてターンオンされ、前記ゲートオフ電圧に応じてターンオフされる、表示装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116543689A (zh) * 2023-03-30 2023-08-04 天马新型显示技术研究院(厦门)有限公司 显示面板及其驱动方法、显示装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130043802A1 (en) 2011-08-17 2013-02-21 Lg Display Co. Ltd. Organic Light Emitting Diode Display Device
CN111179820A (zh) 2020-03-12 2020-05-19 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 一种像素电路及显示面板
CN111383598A (zh) 2020-04-26 2020-07-07 中国科学院微电子研究所 像素补偿电路及其控制方法、显示驱动装置、显示设备
JP2020112795A (ja) 2019-01-11 2020-07-27 アップル インコーポレイテッドApple Inc. ハイブリッド画素内及び外部補償を備えた電子ディスプレイ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6405600B2 (ja) * 2014-10-06 2018-10-17 株式会社Joled 表示装置および表示装置の制御方法
KR102464283B1 (ko) * 2015-06-29 2022-11-09 삼성디스플레이 주식회사 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치와 그의 구동방법
US20170186782A1 (en) * 2015-12-24 2017-06-29 Innolux Corporation Pixel circuit of active-matrix light-emitting diode and display panel having the same
KR102573641B1 (ko) * 2018-07-02 2023-09-01 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
JP2020085959A (ja) * 2018-11-16 2020-06-04 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 画素回路、表示装置、画素回路の駆動方法および電子機器
KR102638207B1 (ko) 2018-12-21 2024-02-16 엘지디스플레이 주식회사 표시장치
KR20200111324A (ko) 2019-03-18 2020-09-29 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법
KR20210031582A (ko) 2019-09-11 2021-03-22 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR20210049220A (ko) * 2019-10-24 2021-05-06 삼성디스플레이 주식회사 픽셀 회로 및 이를 포함하는 표시 장치
KR20210086295A (ko) 2019-12-31 2021-07-08 엘지디스플레이 주식회사 게이트 구동 회로 및 이를 포함하는 표시 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130043802A1 (en) 2011-08-17 2013-02-21 Lg Display Co. Ltd. Organic Light Emitting Diode Display Device
JP2020112795A (ja) 2019-01-11 2020-07-27 アップル インコーポレイテッドApple Inc. ハイブリッド画素内及び外部補償を備えた電子ディスプレイ
CN111179820A (zh) 2020-03-12 2020-05-19 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 一种像素电路及显示面板
CN111383598A (zh) 2020-04-26 2020-07-07 中国科学院微电子研究所 像素补偿电路及其控制方法、显示驱动装置、显示设备

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