KR101950844B1 - Oled 표시 장치 및 그의 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 OLED 표시 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것으로, 각 화소가 제1 및 제2 게이트 전극을 구비한 더블 게이트형 박막 트랜지스터로 구성되어 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 공급하는 구동 스위칭 소자를 구비하는 표시 패널과; 상기 화소와 접속된 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버와; 상기 구동 스위칭 소자의 문턱 전압을 기준 전압으로 설정하기 위해 상기 화소와 접속된 데이터 라인에 상기 기준 전압을 인가한 뒤에, 상기 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하는 데이터 드라이버와; 상기 게이트 드라이버 및 상기 데이터 드라이버의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러를 구비하고; 상기 각 화소는 상기 제2 게이트 전극에 VDD를 인가하여 상기 구동 스위칭 소자의 문턱 전압을 (-)방향으로 쉬프트하고 상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 기준 전압을 상기 제1 게이트 전극에 인가하는 제1 기간과, 상기 제2 게이트 전극을 플로팅시켜 상기 제2 게이트 전극에 충전된 전하를 상기 구동 스위칭 소자의 문턱 전압이 상기 기준 전압이 될 때까지 방전시키는 제2 기간과; 상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 상기 제1 게이트 전극에 인가하는 제3 기간과; 상기 구동 스위칭 소자가 상기 제1 게이트 전극에 인가된 상기 데이터 전압에 따라 상기 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 공급하는 제4 기간으로 나뉘어 구동되는 것을 특징으로 한다.

Description

OLED 표시 장치 및 그의 구동 방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THE SAME}

본 발명은 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; 이하 OLED) 표시 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.

OLED 표시 장치를 구성하는 다수의 화소들 각각은 애노드 및 캐소드 사이의 유기 발광층으로 구성된 OLED와, OLED를 독립적으로 구동하는 화소 회로를 구비한다. 화소 회로는 주로 스위칭 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 TFT)와, 커패시터와, 구동 TFT를 포함한다. 스위칭 TFT는 스캔 펄스에 응답하여 데이터 신호에 대응하는 전압을 커패시터에 충전하고, 구동 TFT는 커패시터에 충전된 전압의 크기에 따라 OLED로 공급되는 전류의 크기를 제어하여 OLED의 발광량을 조절한다. OLED의 발광량은 구동 TFT로부터 공급되는 전류에 비례한다.

그러나, OLED 표시 장치는 공정 편차 등의 이유로 화소마다 구동 TFT의 문턱 전압(Vth) 및 이동도(mobility) 등과 같은 특성 차이가 발생하여 OLED를 구동하는 전류량이 달라짐으로써 화소들 간에 휘도 편차가 발생하게 된다. 일반적으로, 초기의 구동 TFT의 특성 차이는 화면에 얼룩이나 무늬를 발생시키고, OLED를 구동하면서 발생하는 구동 TFT의 열화로 인한 특성 차이는 OLED 표시 패널의 수명을 감소시키거나 잔상을 발생시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 화소별 구동 TFT의 문턱 전압을 보상하여 화질을 향상시킬 수 있는 OLED 표시 장치 및 그의 구동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 OLED 표시 장치는 각 화소가 제1 및 제2 게이트 전극을 구비한 더블 게이트형 박막 트랜지스터로 구성되어 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 공급하는 구동 스위칭 소자를 구비하는 표시 패널과; 상기 화소와 접속된 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버와; 상기 구동 스위칭 소자의 문턱 전압을 기준 전압으로 설정하기 위해 상기 화소와 접속된 데이터 라인에 상기 기준 전압을 인가한 뒤에, 상기 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하는 데이터 드라이버와; 상기 게이트 드라이버 및 상기 데이터 드라이버의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러를 구비하고; 상기 각 화소는 상기 제2 게이트 전극에 VDD를 인가하여 상기 구동 스위칭 소자의 문턱 전압을 (-)방향으로 쉬프트하고 상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 기준 전압을 상기 제1 게이트 전극에 인가하는 제1 기간과, 상기 제2 게이트 전극을 플로팅시켜 상기 제2 게이트 전극에 충전된 전하를 상기 구동 스위칭 소자의 문턱 전압이 상기 기준 전압이 될 때까지 방전시키는 제2 기간과; 상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 상기 제1 게이트 전극에 인가하는 제3 기간과; 상기 구동 스위칭 소자가 상기 제1 게이트 전극에 인가된 상기 데이터 전압에 따라 상기 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 공급하는 제4 기간으로 나뉘어 구동되는 것을 특징으로 한다.

상기 각 화소는 상기 유기 발광 다이오드와; 제1 게이트 라인으로부터 제공된 제1 스캔 신호에 응답하여 상기 데이터 라인과 제1 노드 간을 서로 스위칭하는 제1 스위칭 소자와; 제2 게이트 라인으로부터 제공된 제2 스캔 신호에 응답하여 상기 VDD를 제2 노드에 공급하는 제2 스위칭 소자와; 상기 제1 노드와 연결된 상기 제1 게이트 전극과, 상기 제2 노드와 연결된 제1 전극과, 상기 유기 발광 다이오드의 애노드에 연결된 제2 전극과, 상기 제1 게이트 전극과 대향하는 상기 제2 게이트 전극을 구비하는 상기 구동 스위칭 소자와; 제3 게이트 라인으로부터 제공된 제3 스캔 신호에 응답하여 상기 제2 노드와 상기 제2 게이트 전극 간을 서로 스위칭 하는 제3 스위칭 소자와; 상기 제3 스캔 신호에 응답하여 VSS를 상기 유기 발광 다이오드의 애노드에 공급하는 제4 스위칭 소자와; 상기 제1 노드와 상기 유기 발광 다이오드의 애노드 사이에 접속된 제1 커패시터와; 상기 제2 게이트 전극과 상기 유기 발광 다이오드의 애노드 사이에 접속된 제2 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 기간에는, 상기 제1 스위칭 소자를 턴-온시켜 상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 기준 전압을 상기 제1 노드에 공급하고, 상기 제2 스위칭 소자를 턴-온시켜 상기 VDD를 상기 제2 노드에 공급하고, 상기 제3 스위칭 소자를 턴-온시켜 상기 제2 노드에 공급된 상기 VDD를 상기 제2 게이트 전극에 인가하고, 상기 제4 스위칭 소자를 턴-온시켜 상기 VSS를 상기 유기 발광 다이오드의 애노드에 공급하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 기간에는, 상기 제1 스위칭 소자를 턴-온시켜 상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 기준 전압을 상기 제1 노드에 공급하고, 상기 제3 스위칭 소자를 턴-온시키되, 상기 제2 스위칭 소자를 턴-오프시켜 상기 제2 게이트 전극의 전압을 상기 VDD로부터 상기 기준 전압까지 방전시키고, 상기 제4 스위칭 소자를 턴-온시켜 상기 VSS를 상기 유기 발광 다이오드의 애노드에 공급하는 것을 특징으로 한다.

상기 제3 기간에는, 상기 제1 내지 제4 스위칭 소자 중에서 상기 제1 스위칭 소자만을 턴-온시켜 상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 상기 제1 노드에 프로그래밍하는 것을 특징으로 한다.

상기 제4 기간에는, 상기 제1 내지 제4 스위칭 소자 중에서 상기 제2 스위칭 소자만을 턴-온시켜 상기 구동 스위칭 소자가 상기 제1 노드에 프로그래밍된 상기 데이터 전압에 따라 상기 유기 발광 다이오드에 상기 구동 전류를 공급하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 OLED 표시 장치의 구동 방법은 각 화소가 제1 및 제2 게이트 전극을 구비하는 더블 게이트형 박막 트랜지스터로 구성되어 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 공급하는 구동 스위칭 소자를 구비하는 OLED 표시 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 제2 게이트 전극에 VDD를 인가하여 상기 구동 스위칭 소자의 문턱 전압을 (-)방향으로 쉬프트하고 데이터 라인으로부터 제공된 기준 전압을 상기 제1 게이트 전극에 인가하는 제1 단계와; 상기 제2 게이트 전극을 플로팅시켜 상기 제2 게이트 전극에 충전된 전하를 상기 구동 스위칭 소자의 문턱 전압이 상기 기준 전압이 될 때까지 방전시키는 제2 단계와; 상기 데이터 라인으로부터 제공된 데이터 전압을 상기 제1 게이트 전극에 인가하는 제3 단계와; 상기 구동 스위칭 소자가 상기 제1 게이트 전극에 인가된 상기 데이터 전압에 따라 상기 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 공급하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 단계는 상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 기준 전압을 제1 노드에 공급하는 단계와; 상기 VDD를 제2 노드에 공급하는 단계와; 상기 제2 노드에 공급된 상기 VDD를 상기 제2 게이트 전극에 인가하는 단계와; 상기 유기 발광 다이오드의 애노드에 VSS를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 단계는 상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 기준 전압을 상기 제1 노드에 공급하는 단계와; 상기 제2 게이트 전극의 전압을 상기 VDD로부터 상기 기준 전압까지 방전시키는 단계와; 상기 유기 발광 다이오드의 애노드에 상기 VSS를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제3 단계는 상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 상기 제1 노드에 프로그래밍 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제4 단계는 상기 구동 스위칭 소자가 상기 제1 노드에 프로그래밍된 상기 데이터 전압에 따라 상기 유기 발광 다이오드에 상기 구동 전류를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 구동 TFT를 더블 게이트형 TFT로 구성하고, 그 특성을 이용하여 각 화소별 구동 TFT의 문턱 전압을 기준 전압으로 통일함으로써 균일한 화질을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 OLED 표시 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 OLED 표시 장치의 구동 파형도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 화소(P)의 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 구동 TFT(DT)의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 5는 더블 게이트형 TFT의 전류구동특성을 나타낸 그래프이다.
도 6a 내지 도 6d는 도 3에 도시된 화소(P)의 구동 방법을 설명한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 OLED 표시 장치 및 그의 구동 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 TFT는 P 타입 또는 N 타입으로 구성될 수 있으나, 실시 예는 TFT가 N 타입으로 구성된 것으로 한다. 따라서, 실시 예에서 게이트 온 전압은 게이트 하이 전압(VGH)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 로우 전압(VGL)이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 OLED 표시 장치의 구성도이다. 도 2는 도 1에 도시된 OLED 표시 장치의 구동 파형도이다.

도 1에 도시된 OLED 표시 장치는 표시 패널(2)과, 데이터 드라이버(4)와, 게이트 드라이버(6)와, 타이밍 컨트롤러(8)를 구비한다.

표시 패널(2)은 다수의 게이트 라인(GL)과, 다수의 데이터 라인(DL)을 구비한다. 그리고 표시 패널(2)은 각 화소(P)와 접속되는 VDD 공급 라인과, VSS 공급 라인을 더 구비한다. 이러한 표시 패널(2)은 게이트 라인(GL)과, 데이터 라인(DL)의 교차로 화소(P)를 정의하고, 각 화소(P)는 OLED와, OLED를 독립적으로 구동하기 위한 화소(P) 회로를 구비한다. 표시 패널(2)의 게이트 라인(GL)은 화소(P) 각각에 접속되는 제1 내지 제3 게이트 라인(GL1~GL3; 도 2 참조)을 포함한다. 본 발명은 각 화소(P)의 구동 TFT(DT)를 2개의 게이트 전극을 구비하는 더블 게이트형 TFT로 구성하여, 구동 TFT(DT)의 문턱 전압(Vth)을 보상하고, 결과적으로 화질을 향상시킨다. 각 화소(P)의 구성과 구동 방법에 대해서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 후술한다.

데이터 드라이버(4)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 제공된 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 제어된다. 데이터 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 제공된 영상 데이터(RGB)를 래치하고, 래치된 데이터를 감마 전압을 이용하여 데이터 전압(Vdata)으로 변환한다. 그리고 변환된 데이터 전압(Vdata)을 데이터 라인(DL)에 순차적으로 공급한다.

데이터 드라이버(4)는 기준 전압(Vref)을 데이터 라인(DL)에 공급한 뒤에, 데이터 전압(Vdata)을 데이터 라인(DL)에 공급한다. 여기서, 기준 전압(Vref)은 구동 스위칭 소자(DT)의 문턱 전압(Vref)을 설정하기 위한 것이다. 예를 들어, 기준 전압(Vref)이 1V로 설정되면, 각 화소(P)의 구동 TFT(DT)는 문턱 전압(Vth)이 1V로 설정된다. 따라서, 본 발명은 구동 TFT(DT)의 문턱 전압(Vth)으로 설정되기 원하는 값을 기준 전압(Vref)으로 하여 화소(P)를 구동하므로 화소별 휘도 편차가 줄어든다. 기준 전압(Vref)을 이용하여 구동 TFT(DT)의 문턱 전압(Vth)을 설정하는 방법은 도 6a 및 도 6b를 참조하여 구체적으로 후술한다.

게이트 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 제공된 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 제어된다. 게이트 드라이버(6)는 제1 내지 제3 스캔 신호(SC1~SC3)를 생성하여 제1 내지 제3 게이트 라인(GL1~GL3) 각각에 공급한다.

도 2를 참조하면, 게이트 드라이버(6)는 제1 기간(T1)에서, 제1 내지 제3 스캔 신호(SC1~SC3)를 게이트 온 전압(VGH) 상태로 하여 제1 내지 제3 게이트 라인(GL1~GL3) 각각에 공급한다. 그리고 제2 기간(T2)에서, 제1 및 제3 스캔 신호(SC1, SC3)를 게이트 온 전압 상태로 하여 제1 및 제3 게이트 라인(GL1, GL3) 각각에 공급한다. 그리고 제3 기간(T3)에서, 제1 스캔 신호(SC1)를 게이트 온 전압(VGH) 상태로 하여 제1 게이트 라인(GL1)에 공급한다. 그리고 제4 기간(T4)에서, 제2 스캔 신호(SC2)를 게이트 온 전압(VGH) 상태로 하여 제2 게이트 라인(GL2)에 공급한다.

한편, 데이터 드라이버(4)는 제1 및 제2 기간(T1, T2)에 동기되도록 기준 전압(Vref)을 데이터 라인(DL)에 공급하고, 제3 기간(T3)에 동기되도록 데이터 전압(Vdata)을 데이터 라인(DL)에 공급한다.

타이밍 컨트롤러(8)는 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 프레임 단위로 정렬하여 데이터 드라이버(4)에 공급한다. 타이밍 컨트롤러(8)는 타이밍 동기 신호(SYNC)에 기초하여 게이트 제어 신호(GCS)와, 데이터 제어 신호(DCS)와, 보상 제어 신호(CCS)를 생성하여, 게이트 드라이버(6)와, 데이터 드라이버(4)와, 문턱 전압 보상 회로(10) 각각에 공급함으로써, 그들을 제어한다. 타이밍 동기 신호(SYNC)는 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable), 및 도트 클럭(DCLK) 등을 포함할 수 있다. 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock) 및 게이트 출력 인에이블(Gate Output Enable) 등이 될 수 있다. 데이터 제어 신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블(Source Output Enable) 등이 될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 화소(P)의 구성도이다. 도 4는 도 3에 도시된 구동 TFT(DT)의 구조를 나타낸 단면도이다. 도 5는 더블 게이트형 TFT의 전류구동특성을 나타낸 그래프이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 화소(P)는 제1 내지 제3 게이트 라인(GL1~GL3)과, 데이터 라인(DL)과, VDD 공급 라인과, VSS 공급 라인에 접속된다. 그리고 OLED와, 제1 내지 제4 TFT(T1~T4)와, 구동 TFT(DT)와, 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)를 구비한다.

OLED는 VDD 공급 라인과, VSS 공급 라인 사이에 구동 TFT(DT)와 직렬로 접속된다. 구체적으로, OLED는 구동 TFT(DT)에 접속된 애노드와, VSS 공급 라인에 접속된 캐소드와, 애노드 및 캐소드 사이의 발광층을 구비한다. 발광층은 캐소드와 애노드 사이에 순차 적층된 전자 주입층, 전자 수송층, 유기 발광층, 정공 수송층, 정공 주입층을 구비한다. 이러한 OLED는 애노드와 캐소드 사이에 포지티브 바이어스가 인가되면 캐소드로부터의 전자가 전자 주입층 및 전자 수송층을 경유하여 유기 발광층으로 공급되고, 애노드로부터의 정공이 정공 주입층 및 정공 수송층을 경유하여 유기 발광층으로 공급된다. 이에 따라, 유기 발광층에서 공급된 전자 및 정공의 재결합으로 형광 또는 인광 물질을 발광시킴으로써 전류 밀도에 비례하는 휘도를 발생한다.

제1 TFT(T1)는 제1 게이트 라인(GL1)으로부터 제공된 제1 스캔 신호(SC1)에 응답하여 데이터 라인(DL)과 제1 노드(N1) 간을 서로 스위칭 한다. 여기서, 제1 노드(N1)는 구동 TFT(DT)의 제1 게이트 전극(g1)에 접속된 노드이다.

제2 TFT(T2)는 제2 게이트 라인(GL2)으로부터 제공된 제2 스캔 신호(SC2)에 응답하여 VDD 공급 라인과 제2 노드(N2) 간을 서로 연결한다. 여기서, 제2 노드(N2)는 구동 TFT(DT)의 제1 전극(s)과 연결된 노드이다.

제3 TFT(T3)는 제3 게이트 라인(GL3)으로부터 제공된 제3 스캔 신호(SC3)에 응답하여 구동 TFT(DT)의 제2 게이트 전극(g2)과 제2 노드(N2) 간을 서로 연결한다.

제4 TFT(T4)는 제3 게이트 라인(GL3)으로부터 제공된 제3 스캔 신호(SC4)에 응답하여 OLED의 애노드에 VSS를 공급한다. 여기서, OLED의 애노드는 구동 TFT(DT)의 제2 전극(d)과 연결된다.

구동 TFT(DT)는 제1 노드(N1)에 접속된 제1 게이트 전극(g1)과, 제2 노드에 접속된 제1 전극(s)과, OLED의 애노드에 연결된 제2 전극(d)과, 제1 게이트 전극(g1)과 대향하도록 형성되고 인가된 전압에 따라 구동 TFT(DT)의 문턱 전압(Vth)을 제어하는 제2 게이트 전극(g2)을 구비한다. 이러한 구동 TFT(DT)는 제1 노드(N1)의 전압 상태에 따라, 구동 전류를 OLED의 애노드에 공급한다. 그리고 구동 TFT(DT)의 제1 및 제2 전극(s, d)은 전류 방향에 따라서 소스 전극 또는 드레인 전극이 될 수 있다.

참고로, 구동 TFT(DT)는 도 4에 도시한 바와 같이, 기판(30) 상에 형성되고 제1 노드(N1)에 접속된 제1 게이트 전극(12; g1)과, 제1 게이트 전극(12) 상에 형성된 게이트 절연막(14)과, 게이트 절연막(14) 상에 형성되고 VDD 공급 라인에 접속된 제1 전극(18; s)과, 제1 전극(18)과 이격되어 형성되고 제2 노드(N2)에 접속된 제2 전극(20; d)과, 제1 및 제2 전극(18, 20) 사이에 채널을 형성하는 반도체층(16)과, 반도체층(16)을 보호하기 위해 반도체층(16) 상에 형성된 에치 스토퍼(22)와, 제1 및 제2 전극(18, 20)과 에치 스토퍼(22)를 포함한 기판(30) 전면을 덮는 층간 절연막(24)과, 층간 절연막(24) 상에서 제1 게이트 전극(12)과 대향하도록 형성된 제2 게이트 전극(26; g2)을 구비한다.

이러한 구동 TFT(DT)는 도 5에 도시한 바와 같이, 제2 게이트 전극(g2)에 인가된 바이어스 전압에 따라 문턱 전압(Vth)이 쉬프트되는 특징이 있다. 예를 들어, 제2 게이트 전극(g2)에 인가된 바이어스 전압이 +1V라면, 구동 TFT(DT)의 문턱 전압(Vth)은 -1V 쉬프트된다. 그리고 제2 게이트 전극(g2)에 인가된 바이어스 전압이 -1V라면, 구동 TFT(DT)의 문턱 전압(Vth)은 +1V 쉬프트된다. 본 발명은 상기와 같은 구동 TFT(DT)의 특성을 이용하여 각 화소(P)에 구비된 구동 TFT(DT)의 문턱 전압(Vth)을 기준 전압(Vref)으로 통일함으로써 화소(P)별로 균등한 휘도를 제공할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 구동 TFT(DT)의 구조는 도 4와 같은 형태에 국한되지 않는다. 즉, 본 발명의 구동 TFT(DT)는 문턱 전압(Vth)을 제어하기 위해 서로 대향하는 2개의 게이트 전극을 구비한다면 어떤 구조라도 상관없이 적용이 가능하다.

제1 커패시터(C1)는 제1 노드(N1)와 OLED의 애노드 사이에 접속된다. 이러한 제1 커패시터(C1)는 제1 노드(N1)에 인가된 데이터 전압(Vdata)을 저장한다.

제2 커패시터(C2)는 구동 TFT(DT)의 제2 게이트 전극(g2)과 OLED의 애노드 사이에 접속된다. 이러한 제2 커패시터(C2)는 구동 TFT(DT)의 제2 게이트 전극(g2)에 인가된 VDD를 저장한다.

도 6a 내지 도 6d는 도 3에 도시된 화소(P)의 구동 방법을 설명한 도면이다. 구체적으로, 도 6a는 도 6a는 제1 기간(T1)에서 화소(P)의 구동 방법을 나타내고, 도 6b는 제2 기간(T2)에서 화소(P)의 구동 방법을 나타내고, 도 6c는 제3 기간(T3)에서 화소(P)의 구동 방법을 나타내고, 도 6d는 제4 기간(T4)에서 화소(P)의 구동 방법을 나타낸다.

이하, 상기 본 발명의 실시 예에 따른 OLED 표시 장치의 구동 방법을 도 2와, 도 6a 내지 도 6d를 결부하여 설명한다.

도 6a를 참조하면, 제1 기간(T1)에는 게이트 드라이버(4)가 제1 내지 제3 스캔 신호(SC1~SC3)를 게이트 온 전압(VGH) 상태로 공급하고, 데이터 드라이버(6)가 기준 전압(Vref)을 데이터 라인(DL)에 공급한다.

그러면, 제1 TFT(T1)는 턴-온되어 데이터 라인(DL)으로부터 제공된 기준 전압(Vref)을 제1 노드(N1)에 공급하고, 제2 TFT(T2)는 턴-온되어 VDD를 제2 노드(N2)에 공급하고, 제3 TFT(T3)는 턴-온되어 제2 노드(N2)에 공급된 VDD를 구동 TFT(DT)의 제2 게이트 전극(g2)에 인가한다. 이때, 구동 TFT(DT)는 제1 노드(N1)에 인가된 기준 전압(Vref)에 따라 전류가 흐르게 되나, 제4 TFT(T4)가 턴-온되어 VSS를 OLED의 애노드에 공급하므로, OLED는 발광하지 않는다.

이러한 제1 기간(T1)은 구동 TFT(DT)의 제2 게이트 전극(g2)에 VDD를 인가함으로써 구동 TFT(DT)의 문턱 전압(Vth)을 VDD만큼 (-)방향으로 쉬프트하는 기간이다.

도 6b를 참조하면, 제2 기간(T2)에는 게이트 드라이버(4)가 제1 및 제3 스캔 신호(SC1, SC3)를 게이트 온 전압(VGH) 상태로 공급하고, 데이터 드라이버(6)가 기준 전압(Vref)을 데이터 라인(DL)에 공급한다.

그러면, 제1 TFT(T1)는 턴-온되어 데이터 라인(DL)으로부터 제공된 기준 전압(Vref)을 제1 노드(N1)에 공급하고, 제4 TFT(DT)는 턴-온되어 VSS를 OLED의 애노드에 공급한다. 한편, 구동 TFT(DT)의 제2 게이트 전극(g2)은 제3 TFT(T3)가 턴-온되되, 제2 TFT(T2)가 턴-오프됨에 따라 플로팅된다. 그리고 플로팅된 제2 게이트 전극(g2)의 전압은 구동 TFT(DT)를 통해 방전되는데, 제2 게이트 전극(g2)의 전압은 기준 전압(Vref)이 될 때까지 방전되며, 제2 게이트 전극(g2)의 전압이 기준 전압(Vref)이 되면, 구동 TFT(DT)는 턴-오프된다. 결과적으로, 구동 TFT(DT)는 문턱 전압(Vth)이 기준 전압(Vref)으로 설정되며, 제2 게이트 전극(g2)의 전압은 제2 커패시터(C2)에 의해 기준 전압(Vref)을 유지하게 된다.

이러한 제2 기간(T2)은 구동 TFT(DT)의 제2 게이트 전극(g2)에 충전된 전하를 방전시켜 구동 TFT(DT)의 문턱 전압(Vth)을 기준 전압(Vref)으로 변환시키는 기간이다.

도 6c를 참조하면, 제3 기간(T3)에는 게이트 드라이버(4)가 제1 스캔 신호(SC1)를 게이트 온 전압(VGH) 상태로 공급하고, 데이터 드라이버(6)가 데이터 전압(Vdata)을 데이터 라인(DL)에 공급한다.

그러면, 제1 TFT(T1)는 턴-온되어 데이터 라인(DL)으로부터 제공된 데이터 전압(Vdata)을 제1 노드(N1)에 프로그래밍한다. 이때, 제1 노드(N1)에 프로그래밍된 데이터 전압(Vdata)은 제1 커패시터(C1)에 의해 유지된다. 한편, 구동 TFT(DT)는 제2 게이트 전극(g2)이 기준 전압(Vref)을 유지함에 따라 문턱 전압(Vth)이 기준 전압(Vref)으로 유지된다.

도 6d를 참조하면, 제4 기간(T4)에는 게이트 드라이버(4)가 제2 스캔 신호(SC2)를 게이트 온 전압(VGH) 상태로 공급한다.

그러면, 제2 TFT(T2)는 턴-온되어 VDD를 제2 노드(N2)에 공급하고, 구동 TFT(DT)는 제1 노드(N1)에 프로그래밍된 데이터 전압(Vdata)에 따라 OLED에 구동 전류를 공급한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 구동 TFT를 더블 게이트형 TFT로 구성하고, 그 특성을 이용하여 각 화소별 구동 TFT의 문턱 전압을 기준 전압으로 통일함으로써 균일한 화질을 제공할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Vref: 기준 전압 DT: 구동 TFT
g1: 제1 게이트 전극 g2: 제2 게이트 전극

Claims (14)

1. 각 화소가 제1 및 제2 게이트 전극을 구비한 더블 게이트형 박막 트랜지스터로 구성되어 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 공급하는 구동 스위칭 소자를 구비하는 표시 패널과;
   상기 화소와 접속된 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버와;
   상기 구동 스위칭 소자의 문턱 전압을 기준 전압으로 설정하기 위해 상기 화소와 접속된 데이터 라인에 상기 기준 전압을 인가한 뒤에, 상기 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하는 데이터 드라이버와;
   상기 게이트 드라이버 및 상기 데이터 드라이버의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러를 구비하고;
   상기 각 화소는 상기 제2 게이트 전극에 VDD를 인가하여 상기 구동 스위칭 소자의 문턱 전압을 상기 제2 게이트 전극에 인가된 바이어스 전압과 같은 크기의 반대 극성 방향으로 쉬프트하고 상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 기준 전압을 상기 제1 게이트 전극에 인가하는 제1 기간과, 상기 제2 게이트 전극을 플로팅시켜 상기 제2 게이트 전극에 충전된 전하를 상기 구동 스위칭 소자의 문턱 전압이 상기 기준 전압이 될 때까지 방전시키는 제2 기간과; 상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 상기 제1 게이트 전극에 인가하는 제3 기간과; 상기 구동 스위칭 소자가 상기 제1 게이트 전극에 인가된 상기 데이터 전압에 따라 상기 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 공급하는 제4 기간으로 나뉘어 구동되며,
   상기 각 화소는
   상기 유기 발광 다이오드와;
   제1 게이트 라인으로부터 제공된 제1 스캔 신호에 응답하여 상기 데이터 라인과 제1 노드 간을 서로 스위칭하는 제1 스위칭 소자와;
   제2 게이트 라인으로부터 제공된 제2 스캔 신호에 응답하여 상기 VDD를 제2 노드에 공급하는 제2 스위칭 소자와;
   상기 제1 노드와 연결된 상기 제1 게이트 전극과, 상기 제2 노드와 연결된 제1 전극과, 상기 유기 발광 다이오드의 애노드에 연결된 제2 전극과, 상기 제1 게이트 전극과 대향하는 상기 제2 게이트 전극을 구비하는 상기 구동 스위칭 소자와;
   제3 게이트 라인으로부터 제공된 제3 스캔 신호에 응답하여 상기 제2 노드와 상기 제2 게이트 전극 간을 서로 스위칭 하는 제3 스위칭 소자와;
   상기 제3 스캔 신호에 응답하여 VSS를 상기 유기 발광 다이오드의 애노드에 공급하는 제4 스위칭 소자와;
   상기 제1 노드와 상기 유기 발광 다이오드의 애노드 사이에 접속된 제1 커패시터와;
   상기 제2 게이트 전극과 상기 유기 발광 다이오드의 애노드 사이에 접속된 제2 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 OLED 표시 장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 기간에는,
   상기 제1 스위칭 소자를 턴-온시켜 상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 기준 전압을 상기 제1 노드에 공급하고,
   상기 제2 스위칭 소자를 턴-온시켜 상기 VDD를 상기 제2 노드에 공급하고,
   상기 제3 스위칭 소자를 턴-온시켜 상기 제2 노드에 공급된 상기 VDD를 상기 제2 게이트 전극에 인가하고,
   상기 제4 스위칭 소자를 턴-온시켜 상기 VSS를 상기 유기 발광 다이오드의 애노드에 공급하는 것을 특징으로 하는 OLED 표시 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제2 기간에는,
   상기 제1 스위칭 소자를 턴-온시켜 상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 기준 전압을 상기 제1 노드에 공급하고,
   상기 제3 스위칭 소자를 턴-온시키되, 상기 제2 스위칭 소자를 턴-오프시켜 상기 제2 게이트 전극의 전압을 상기 VDD로부터 상기 기준 전압까지 방전시키고,
   상기 제4 스위칭 소자를 턴-온시켜 상기 VSS를 상기 유기 발광 다이오드의 애노드에 공급하는 것을 특징으로 하는 OLED 표시 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제3 기간에는,
   상기 제1 내지 제4 스위칭 소자 중에서 상기 제1 스위칭 소자만을 턴-온시켜 상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 상기 제1 노드에 프로그래밍하는 것을 특징으로 하는 OLED 표시 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제4 기간에는,
   상기 제1 내지 제4 스위칭 소자 중에서 상기 제2 스위칭 소자만을 턴-온시켜 상기 구동 스위칭 소자가 상기 제1 노드에 프로그래밍된 상기 데이터 전압에 따라 상기 유기 발광 다이오드에 상기 구동 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 OLED 표시 장치.
7. 각 화소가 제1 및 제2 게이트 전극을 구비하는 더블 게이트형 박막 트랜지스터로 구성되어 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 공급하는 구동 스위칭 소자를 구비하는 OLED 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
   상기 제2 게이트 전극에 VDD를 인가하여 상기 구동 스위칭 소자의 문턱 전압을 상기 제2 게이트 전극에 인가된 바이어스 전압과 같은 크기의 반대 극성 방향으로 쉬프트하고 데이터 라인으로부터 제공된 기준 전압을 상기 제1 게이트 전극에 인가하는 제1 단계와;
   상기 제2 게이트 전극을 플로팅시켜 상기 제2 게이트 전극에 충전된 전하를 상기 구동 스위칭 소자의 문턱 전압이 상기 기준 전압이 될 때까지 방전시키는 제2 단계와;
   상기 데이터 라인으로부터 제공된 데이터 전압을 상기 제1 게이트 전극에 인가하는 제3 단계와;
   상기 구동 스위칭 소자가 상기 제1 게이트 전극에 인가된 상기 데이터 전압에 따라 상기 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 공급하는 제4 단계를 포함하며,
   상기 제1 단계는
   상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 기준 전압을 제1 노드에 공급하는 단계와;
   상기 VDD를 제2 노드에 공급하는 단계와;
   상기 제2 노드에 공급된 상기 VDD를 상기 제2 게이트 전극에 인가하는 단계와;
   상기 유기 발광 다이오드의 애노드에 VSS를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 표시 장치의 구동 방법.
8. 삭제
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 제2 단계는
   상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 기준 전압을 상기 제1 노드에 공급하는 단계와;
   상기 제2 게이트 전극의 전압을 상기 VDD로부터 상기 기준 전압까지 방전시키는 단계와;
   상기 유기 발광 다이오드의 애노드에 상기 VSS를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 표시 장치의 구동 방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제3 단계는
    상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 상기 제1 노드에 프로그래밍 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 표시 장치의 구동 방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제4 단계는
    상기 구동 스위칭 소자가 상기 제1 노드에 프로그래밍된 상기 데이터 전압에 따라 상기 유기 발광 다이오드에 상기 구동 전류를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 표시 장치의 구동 방법.
12. 각 화소가 제1 및 제2 게이트 전극을 구비한 더블 게이트형 박막 트랜지스터로 구성되어 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 공급하는 구동 스위칭 소자를 구비하는 표시 패널과;
    상기 화소와 접속된 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버와;
    상기 구동 스위칭 소자의 문턱 전압을 기준 전압으로 설정하기 위해 상기 화소와 접속된 데이터 라인에 상기 기준 전압을 인가한 뒤에, 상기 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하는 데이터 드라이버와;
    상기 게이트 드라이버 및 상기 데이터 드라이버의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러를 구비하고;
    상기 각 화소는 상기 제2 게이트 전극에 VDD를 인가하여 상기 구동 스위칭 소자의 문턱 전압을 상기 제2 게이트 전극에 인가된 바이어스 전압과 같은 크기로 반대 극성 방향으로 쉬프트하고 상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 기준 전압을 상기 제1 게이트 전극에 인가하는 제1 기간과, 상기 제2 게이트 전극을 플로팅시켜 상기 제2 게이트 전극에 충전된 전하를 상기 구동 스위칭 소자의 문턱 전압이 상기 기준 전압이 될 때까지 방전시키는 제2 기간과; 상기 데이터 라인으로부터 제공된 상기 데이터 전압을 상기 제1 게이트 전극에 인가하는 제3 기간과; 상기 구동 스위칭 소자가 상기 제1 게이트 전극에 인가된 상기 데이터 전압에 따라 상기 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 공급하는 제4 기간으로 나뉘어 구동되는 것을 특징으로 하는 OLED 표시 장치.
13. 청구항 12에 있어서, 상기 데이터 드라이버는 상기 제1 및 제2 기간에 기준 전압을 데이터 라인에 공급하고, 상기 제3 기간에 데이터 전압을 데이터 라인에 공급하는 것을 특징으로 하는 OLED 표시 장치.
14. 각 화소가 제1 및 제2 게이트 전극을 구비하는 더블 게이트형 박막 트랜지스터로 구성되어 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 공급하는 구동 스위칭 소자를 구비하는 OLED 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 제2 게이트 전극에 VDD를 인가하여 상기 구동 스위칭 소자의 문턱 전압을 상기 제2 게이트 전극에 인가된 바이어스 전압과 같은 크기로 반대 극성 방향으로 쉬프트하고 데이터 라인으로부터 제공된 기준 전압을 상기 제1 게이트 전극에 인가하는 제1 단계와;
    상기 제2 게이트 전극을 플로팅시켜 상기 제2 게이트 전극에 충전된 전하를 상기 구동 스위칭 소자의 문턱 전압이 상기 기준 전압이 될 때까지 방전시키는 제2 단계와;
    상기 데이터 라인으로부터 제공된 데이터 전압을 상기 제1 게이트 전극에 인가하는 제3 단계와;
    상기 구동 스위칭 소자가 상기 제1 게이트 전극에 인가된 상기 데이터 전압에 따라 상기 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 공급하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 표시 장치의 구동 방법.

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