KR101980750B1 - 발광다이오드표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초기화기간 동안 발광소자로 전류가 공급되는 것을 방지하여 화질을 향상시킬 수 있는 발광다이오드표시장치에 관한 것으로, 각 화소가, 스캔신호에 따라 제어되며, 기준라인과 제 1 노드 사이에 접속된 제 1 스위칭소자; 게이트신호에 따라 제어되며, 데이터라인과 제 2 노드 사이에 접속된 제 2 스위칭소자; 게이트신호에 따라 제어되며, 제 3 노드와 제 1 노드 사이에 접속된 제 3 스위칭소자; 발광제어신호에 따라 제어되며, 상기 기준라인과 제 2 노드 사이에 접속된 제 4 스위칭소자; 발광제어신호에 따라 제어되며, 상기 제 1 노드와 발광다이오드의 애노드전극 사이에 접속된 제 5 스위칭소자; 제 3 노드의 전압에 따라 제어되며, 제 1 구동라인과 제 1 노드 사이에 접속된 구동스위칭소자; 제 2 노드와 제 3 노드 사이에 접속된 스토리지 커패시터를 포함하고, 제 4 및 제 5 스위칭 소자는 제 1 및 제 2 초기화 기간 모두에서 턴-오프된다.

Description

발광다이오드표시장치{LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY}
본 발명은 발광다이오드표시장치에 관한 것으로, 특히 초기화기간 동안 발광소자로 전류가 공급되는 것을 방지하여 화질을 향상시킬 수 있는 발광다이오드표시장치에 대한 것이다.
발광다이오드표시장치의 화소들은 정전류소자인 구동스위칭소자를 포함한다. 이 구동 스위칭소자의 게이트전극을 초기화하기 위해서 기준전압이 사용되는 바, 이러한 초기화 과정은 발광다이오드의 애노드전극의 전압 상승을 유발하게 된다. 이에 따라 발광다이오드로 미세 전류가 공급되어 화질이 저하되는 문제점이 발생된다. 또한 상술된 바와 같이 구동 스위칭소자의 게이트전극을 초기화시키기 위해서는 일반적으로 기준전압이 3개 이상의 스위칭소자들을 거쳐 상기 게이트전극으로 공급되므로 이 게이트전극의 전압이 충분히 초기화되지 않아 구동 스위칭소자의 문턱전압 검출 및 보상 능력이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 초기화기간 동안 발광다이오드의 발광제어를 담당하는 스위칭소자(제 5 스위칭소자)를 턴-오프 상태로 유지시켜 미세 전류의 발생을 원천적으로 차단하여 화질을 향상시킬 수 있는 발광다이오드표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술된 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광다이오드표시장치는, 화상을 표시하기 위한 다수의 화소들을 포함하며; 각 화소가, 스캔라인으로부터의 스캔신호에 따라 제어되며, 기준전압을 전송하는 기준라인과 제 1 노드 사이에 접속된 제 1 스위칭소자; 게이트라인으로부터의 게이트신호에 따라 제어되며, 데이터라인과 제 2 노드 사이에 접속된 제 2 스위칭소자; 상기 게이트라인으로부터의 게이트신호에 따라 제어되며, 제 3 노드와 제 1 노드 사이에 접속된 제 3 스위칭소자; 발광제어라인으로부터의 발광제어신호에 따라 제어되며, 상기 기준라인과 제 2 노드 사이에 접속된 제 4 스위칭소자; 상기 발광제어라인으로부터의 발광제어신호에 따라 제어되며, 상기 제 1 노드와 발광다이오드의 애노드전극 사이에 접속된 제 5 스위칭소자; 상기 제 3 노드의 전압에 따라 제어되며, 제 1 구동전압을 전송하는 제 1 구동라인과 제 1 노드 사이에 접속된 구동스위칭소자; 상기 제 2 노드와 제 3 노드 사이에 접속된 스토리지 커패시터를 포함하며; 상기 발광다이오드의 캐소드전극이 제 2 구동전압을 전송하는 제 2 구동라인에 접속되며; 상기 스캔신호, 게이트신호 및 발광제어신호는 순차적으로 발생되는 제 1 초기화기간, 제 2 초기화기간, 문턱전압검출기간 및 발광기간에 근거하여 액티브 상태 또는 비액티브 상태로 변화하며; 상기 제 1 초기화기간 동안 상기 스캔신호가 순차적으로 비액티브 상태 및 액티브 상태를 가지며, 상기 게이트신호 및 발광제어신호가 비액티브 상태로 유지되어, 상기 제 1 스위칭소자를 통해 상기 제 1 노드가 상기 기준전압으로 초기화되고, 상기 제 4 및 제 5 스위칭 소자는 턴-오프되며; 상기 제 2 초기화기간 동안 상기 스캔신호 및 게이트신호가 액티브 상태로 유지되는 반면, 상기 발광제어신호가 비액티브 상태로 유지되어, 상기 제 1 및 제 3 스위칭 소자를 통해 상기 제 1 및 제 3 노드가 상기 기준전압으로 초기화되고, 상기 제 2 스위칭 소자를 통해 상기 제 2 노드가 상기 데이터라인으로부터의 초기화전압으로 초기화되고, 상기 제 4 및 제 5 스위칭 소자는 턴-오프되며; 상기 문턱전압검출기간 동안 상기 게이트신호가 순차적으로 액티브 상태 및 비액티브를 가지며, 상기 스캔신호 및 발광제어신호가 비액티브 상태로 유지되며; 상기 문턱전압검출기간 동안 상기 데이터라인으로 데이터 신호가 공급되며; 상기 발광기간 동안 상기 발광제어신호가 액티브 상태로 유지되는 반면, 상기 스캔신호 및 게이트신호가 비액티브 상태로 유지되고, 상기 제 4 및 제 5 스위칭 소자는 상기 제 1 및 제 2 초기화기간 동안 턴-오프된다.
상기 제 1 내지 제 5 스위칭소자와 구동 스위칭소자는 모두 P타입의 트랜지스터일 수 있다.
n번째(n는 자연수) 화소와 n+1번째 화소가 서로 다른 화소행에 위치하며; 상기 n번째 화소에 공급되는 게이트신호와 상기 n+1번째 화소에 공급되는 스캔신호의 위상이 서로 동일하며; 상기 n번째 화소의 제 2 및 제 3 스위칭소자에 접속된 게이트라인과 상기 n+1번째 화소의 제 1 스위칭소자에 접속된 스캔라인이 서로 연결될 수 있다.
상기 제 1 초기화기간내에서 스캔신호가 비액티브 상태로 유지되는 기간, 상기 제 2 초기화기간, 및 상기 문턱전압검출기간내에서 게이트신호가 비액티브 상태로 유지되는 기간 각각은 0.5us 내지 10us일 수 있다.
삭제
본 발명에 따른 발광다이오드표시장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 본 발명의 화소에 따르면, 제 2 초기화기간에 제 5 스위칭소자가 턴-오프되어 있어 발광다이오드로 전류가 흐르는 것을 원천적으로 차단할 수 있어 이 제 2 초기화시간을 길게 설정하여도 발광다이오드로 전류가 공급되지 않는다. 따라서, 본 발명의 구조는 높은 명암 대비비와 함께 우수한 문턱전압 보상 능력을 제공한다.
둘째, 본 발명의 구조에 따르면, 2개의 스위칭소자(즉, 제 1 스위칭소자 및 제 3 스위칭소자)를 통해 제 1 노드 및 제 3 노드가 초기화되는 단순한 초기화 패스를 제공하는 바, 이에 따라 구동 스위칭소자의 게이트전극의 전압(즉, 제 3 노드의 전압)을 충분히 낮게 가져갈 수 있어 구동 스위칭소자의 문턱전압의 검출 및 보상 능력뿐만 아니라 응답속도의 개선에도 유리한 구조이다.
셋째, 본 발명의 구조에서 제 2 구동전압으로 부극성의 전압을 사용하여도, 종래와 달리 발광다이오드의 애노드전극의 전압 상승이 없어 원치 않는 전류가 발광다이오드로 흐르는 것이 방지된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 제 2 구동전압으로서 정극성 전압 및 부극성 전압이 모두 사용될 수 있으며, 또한 이들 중 어느 것이 사용되어도 명암 대비비의 감소 및 보상 능력의 저하는 발생되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드표시장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화소의 회로 구성을 나타낸 도면.
도 3은 도 2의 화소에 공급되는 스캔신호, 게이트신호 및 발광제어신호의 타이밍도를 나타낸 도면.
도 4a 내지 도 4d는 도 2에 도시된 화소의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 5는 n-1번째 화소에 공급되는 제 n-1 스캔제어신호 및 제 n-1 게이트신호, n번째 화소에 공급되는 제 n 스캔제어신호 및 제 n 게이트신호, 그리고 n+1번째 화소에 공급되는 제 n+1 스캔제어신호 및 제 n+1 게이트신호의 타이밍도를 나타낸 도면.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 효과를 설명하기 위한 도면.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드표시장치를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 표시부(DSP), 시스템(SYS), 스캔 드라이버(SD), 데이터 드라이버(DD), 타이밍 컨트롤러(TC) 및 전원 공급부(PS)를 포함한다.
표시부(DSP)는 다수의 화소(PXL)들과, 이들 화소(PXL)들을 수평라인 단위로 순차적으로 구동하기 위한 다수의 스캔신호들을 전송하는 다수의 스캔라인들(SL1 내지 SLi), 다수의 데이터라인들(DL1 내지 DLj) 및 전원공급라인들을 포함한다. 한편, 도시하지 않았지만, 이 표시부(DSP)는 다수의 게이트라인들 및 발광제어라인들을 더 포함한다. 여기서, 스캔라인들의 수, 게이트라인들의 수 및 발광제어라인들의 수는 동일하게 구성될 수 있다.
이 화소(PXL)들은 매트릭스 형태로 표시부(DSP)에 배열되어 있다. 이 화소(PXL)들은 적색을 표시하는 적색 화소(PXL), 녹색을 표시하는 녹색 화소(PXL) 및 청색을 표시하는 청색 화소(PXL)로 구분된다.
시스템(SYS)은 그래픽 콘트롤러의 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 송신기를 통하여 수직동기신호, 수평 동기신호, 클럭신호 및 영상 데이터들을 인터페이스회로를 통해 출력한다. 이 시스템(SYS)으로부터 출력된 수직/수평 동기신호 및 클럭신호는 타이밍 컨트롤러(TC)에 공급된다. 또한, 이 시스템(SYS)으로부터 순차적으로 출력된 영상 데이터들은 타이밍 컨트롤러(TC)에 공급된다.
타이밍 컨트롤러(TC)는 자신에게 입력되는 수평동기신호, 수직동기신호, 및 클럭신호를 이용하여 데이터제어신호, 스캔제어신호, 감지제어신호 및 발광제어신호를 발생시켜 데이터 드라이버(DD) 및 스캔 드라이버(SD)로 공급한다.
데이터 드라이버(DD)는 타이밍 컨트롤러(TC)로부터의 데이터제어신호에 따라 영상 데이터들을 샘플링한 후에, 매 수평기간(Horizontal Time : 1H, 2H, ...)마다 한 수평라인분에 해당하는 샘플링 영상 데이터들을 래치하고 래치된 영상 데이터들을 데이터라인들(DL1 내지 DLj)에 공급한다. 즉, 데이터 드라이버(DD)는 타이밍 컨트롤러(TC)로부터의 영상 데이터를 전원 공급부(PS)로부터 입력되는 감마전압을 이용하여 아날로그 화소 신호(데이터 신호)로 변환하여 데이터라인들(DL1 내지 DLj)로 공급한다.
스캔 드라이버(SD)는 타이밍 컨트롤러(TC)로부터의 제어신호에 따라 스캔펄스들, 게이트신호들 및 발광제어신호들을 출력한다. 이때, 이 스캔 드라이버(SD)는 매 프레임 마다 i개의 스캔신호들을 제 1 스캔신호부터 제 i 스캔신호까지 순차적으로 출력하며, 또한 매 프레임 마다 i개의 게이트신호들을 제 1 게이트신호부터 제 i 게이트신호까지 순차적으로 출력하며, 또한 매 프레임마다 i개의 발광제어신호들을 제 1 발광제어신호부터 제 i 발광제어신호까지 순차적으로 출력한다.
전원 공급부(PS)는 화소(PXL)의 구동에 필요한 감마전압, 제 1 구동전압(Vdd), 제 2 구동전압(Vss) 및 기준전압(Vref)을 생성한다.
이때, 제 1 구동전압(VDD)은 약 10[V] 내지 12[V]의 정전압이 될 수 있으며, 제 2 구동전압(VSS)은 0[V]의 정전압이 될 수 있으며, 그리고 기준전압(Vref)은 0[V]의 크기를 갖는 정전압이 될 수 있다. 한편, 데이터라인으로 공급되는 데이터 신호는 계조에 따라 0[V] 내지 11[V]의 전압을 가질 수 있다. 그리고, 스캔신호, 게이트신호 및 발광제어신호는 액티브 상태(로우레벨 전압)일 때 -10[V]를 가지며, 비액티브 상태(하이레벨 전압)일 때 14[V]의 전압을 갖는다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화소의 회로 구성을 나타낸 도면으로서, 이 도 2는 도 1의 임의의 하나의 화소에 구비된 회로 구성을 나타낸 도면이다.
하나의 화소(PXL)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 5 스위칭소자(Tr1 내지 Tr5), 구동스위칭소자(Tr_DR), 발광다이오드(OLED), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다.
제 1 스위칭소자(Tr1)는 스캔라인(SL)으로부터의 스캔신호(SS)에 따라 제어되며, 기준라인(VRL)과 제 1 노드(N1) 사이에 접속된다. 기준라인(VRL)으로는 전원 공급부(PS)로부터 출력된 기준전압(Vref)이 인가된다.
제 2 스위칭소자(Tr2)는 게이트라인(GSL)으로부터의 게이트신호(GS)에 따라 제어되며, 데이터라인(DL)과 제 2 노드(N2) 사이에 접속된다.
제 3 스위칭소자(Tr3)는 게이트라인(GSL)으로부터의 게이트신호(GS)에 따라 제어되며, 제 3 노드(N3)와 제 1 노드(N1) 사이에 접속된다.
제 4 스위칭소자(Tr4)는 발광제어라인(EML)으로부터의 발광제어신호(EM)에 따라 제어되며, 기준라인(VRL)과 제 2 노드(N2) 사이에 접속된다.
제 5 스위칭소자(Tr5)는 발광제어라인(EML)으로부터의 발광제어신호(EM)에 따라 제어되며, 제 1 노드(N1)와 발광다이오드(OLED)의 애노드전극 사이에 접속된다.
구동 스위칭소자(Tr_DR)는 제 3 노드(N3)의 전압에 따라 제어되며, 제 1 구동라인(VDL)과 제 1 노드(N1) 사이에 접속된다. 제 1 구동라인(VDL)으로는 전원 공급부(PS)로부터 출력된 제 1 구동전압(VDD)이 인가된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제 2 노드(N2)와 제 3 노드(N3) 사이에 접속된다.
발광다이오드(OLED)는 제 5 스위칭소자(Tr5)와 제 2 구동라인(VSL) 사이에 접속된다. 즉, 발광다이오드(OLED)의 애노드전극은 제 5 스위칭소자(Tr5)의 드레인전극(또는 소스전극)에 접속되며, 캐소드전극은 제 2 구동라인(VSL)에 접속된다. 제 2 구동라인(VSL)으로는 전원 공급부(PS)로부터 출력된 제 2 구동전압(VSS)이 인가된다.
이 발광다이오드(OLED)로서 유기발광다이오드가 사용된다.
도 3은 도 2의 화소에 공급되는 스캔신호(SS), 게이트신호(GS) 및 발광제어신호(EM)의 타이밍도를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 스캔신호(SS), 게이트신호(GS) 및 발광제어신호(EM)는 순차적으로 발생되는 제 1 초기화기간(Ti1), 제 2 초기화기간(Ti2), 문턱전압검출기간(Tth) 및 발광기간(Te)에 근거하여 액티브 상태 또는 비액티브 상태로 변화한다. 여기서 어느 신호의 액티브 상태란 이 신호가 해당 스위칭소자에 공급될 때 이 스위칭소자를 턴-온시킬 수 있는 레벨의 상태를 의미한다. 반면, 어느 신호의 비액티브 상태란 이 신호가 해당 스위칭소자에 공급될 때 이 스위칭소자를 턴-오프시킬 수 있는 레벨의 상태를 의미한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 스위칭소자들이 P타입일 경우, 이에 공급되는 신호의 액티브 상태란 상대적으로 낮은 전위를 갖는 로우레벨의 전압을 의미하며, 반면 비액티브 상태란 상대적으로 높은 전위를 갖는 하이레벨의 전압을 의미한다.
제 1 초기화기간(Ti1) 동안 스캔신호(SS)는 순차적으로 비액티브 상태 및 액티브 상태를 갖는다. 반면, 이 제 1 초기화기간(Ti1) 동안 게이트신호(GS) 및 발광제어신호(EM)는 비액티브 상태로 유지된다.
제 2 초기화기간(Ti2) 동안 스캔신호(SS) 및 게이트신호(GS)는 액티브 상태로 유지된다. 반면, 이 제 2 초기화기간(Ti2) 동안 발광제어신호(EM)는 비액티브 상태로 유지된다.
문턱전압검출기간(Tth) 동안 게이트신호(GS)는 순차적으로 액티브 상태 및 비액티브 상태를 갖는다. 반면, 이 문턱전압검출기간(Tth) 동안 스캔신호(SS) 및 발광제어신호(EM)는 비액티브 상태로 유지된다. 한편, 이 문턱전압검출기간(Tth) 동안 데이터라인(DL)으로 데이터 신호(Data)가 공급된다.
발광기간(Te) 동안 발광제어신호(EM)는 액티브 상태로 유지된다. 반면, 이 발광기간(Te) 동안 스캔신호(SS) 및 게이트신호(GS)는 비액티브 상태로 유지된다.
이하, 상술된 도 3, 그리고 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 화소의 동작을 상세히 설명한다.
도 4a 내지 도 4d는 도 2에 도시된 화소의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 4a 내지 도 4d에서 원형의 점선으로 둘러싸인 스위칭소자는 턴-온된 상태를 의미한다.
1) 제 1 초기화기간( Ti1 )
먼저, 도 3 및 도 4a를 참조하여, 제 1 초기화기간(Ti1)에서의 화소의 동작을 살펴보자.
제 1 초기화기간(Ti1) 동안에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 스캔신호(SS)는 순차적으로 비액티브(로우레벨의 전압) 상태 및 액티브 상태(하이레벨의 전압)를 갖는다. 반면, 이 제 1 초기화기간(Ti1) 동안 게이트신호(GS) 및 발광제어신호(EM)는 비액티브 상태(하이레벨의 전압)로 유지된다.
이와 같은 신호들에 따라, 도 4a에 도시된 바와 같이, 비액티브 상태에서 액티브 상태의 스캔신호(SS)를 공급받는 제 1 스위칭소자(Tr1)가 턴-온된다. 그리고 비액티브 상태의 게이트 신호를 공급받는 제 2 스위칭소자(Tr2) 및 제 3 스위칭소자(Tr3)가 턴-오프된다. 또한, 비액티브 상태의 발광제어신호(EM)를 공급받는 제 4 스위칭소자(Tr4) 및 제 5 스위칭소자(Tr5)도 턴-오프된다.
그러면, 턴-온된 제 1 스위칭소자(Tr1)를 통해 제 1 노드(N1)가 기준전압(Vref)으로 1차 초기화된다.
2) 제 2 초기화기간( Ti2 )
이어서, 도 3 및 도 4b를 참조하여, 제 2 초기화기간(Ti2)에서의 화소의 동작을 살펴보자.
제 2 초기화기간(Ti2) 동안에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 스캔신호(SS) 및 게이트신호(GS)가 액티브 상태(로우레벨의 전압)로 유지된다. 반면, 이 제 2 초기화기간(Ti2) 동안 발광제어신호(EM)는 비액티브 상태(하이레벨의 전압)로 유지된다.
이와 같은 신호들에 따라, 도 4b에 도시된 바와 같이, 액티브 상태의 스캔신호(SS)를 공급받는 제 1 스위칭소자(Tr1)가 턴-온된다. 또한, 액티브 상태의 게이트신호(GS)를 공급받는 제 2 스위칭소자(Tr2) 및 제 3 스위칭소자(Tr3)가 턴-온된다. 반면, 비액티브 상태의 발광제어신호(EM)를 공급받는 제 4 스위칭소자(Tr4) 및 제 5 스위칭소자(Tr5)는 턴-오프된다.
그러면, 턴-온된 제 1 스위칭소자(Tr1)를 통해 제 1 노드(N1)가 기준전압(Vref)으로 2차 초기화된다. 또한, 턴-온된 제 3 스위칭소자(Tr3)를 통해 제 3 노드(N3)가 기준전압(Vref)으로 초기화된다.
한편, 이 제 2 초기화기간(Ti2) 동안 데이터라인(DL)으로 별도의 초기화전압이 더 공급될 수 있는 바, 이때 턴-온된 제 2 스위칭소자(Tr2)를 통해 데이터라인(DL)으로부터의 초기화전압이 제 2 노드(N2)에 공급되어 이 제 2 노드(N2)가 초기화될 수 있다.
이와 같이 제 2 초기화기간(Ti2) 동안 발광다이오드(OLED)로 흐르는 전류가 거의 발생되지 않는다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이 제 2 초기화기간(Ti2)에는 약 수백 nV(나노 볼트) 정도의 극히 미세한 전류만이 발생되는 바, 따라서 이 기간에 전류가 발생되지 않는 것으로 볼 수 있다. 따라서 이와 같은 화소들을 구비한 본 발명의 발광다이오드표시장치는 높은 명암 대비비를 구현할 수 있다. 다시 말하여, 제 2 초기화기간(Ti2)에 제 5 스위칭소자(Tr5)가 턴-오프되어 있어 발광다이오드(OLED)로 전류가 흐르는 것을 원천적으로 차단할 수 있어 이 제 2 초기화시간을 길게 설정하여도 발광다이오드(OLED)로 전류가 공급되지 않는다. 따라서, 본 발명의 구조는 높은 명암 대비비와 함께 우수한 문턱전압 보상 능력을 제공한다. 또한, 본 발명의 구조는 초기화 패스(path)가 단순화되어 문턱전압 보상 능력 및 응답속도의 개선이 가능한 구조이다. 즉, 본 발명의 구조에 따르면, 2개의 스위칭소자(즉, 제 1 스위칭소자(Tr1) 및 제 3 스위칭소자(Tr3))를 통해 제 1 노드(N1) 및 제 3 노드(N3)가 초기화되는 단순한 초기화 패스를 제공하는 바, 이에 따라 구동 스위칭소자(Tr_DR)의 게이트전극의 전압(즉, 제 3 노드(N3)의 전압)을 충분히 낮게 가져갈 수 있어 구동 스위칭소자(Tr_DR)의 문턱전압의 검출 및 보상 능력뿐만 아니라 응답속도의 개선에도 유리한 구조이다. 또한, 본 발명의 구조에서 제 2 구동전압(VSS)으로 부극성의 전압을 사용하여도, 종래와 달리 발광다이오드(OLED)의 애노드전극의 전압 상승이 없어 원치 않는 전류가 발광다이오드(OLED)로 흐르는 것이 방지된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 제 2 구동전압(VSS)으로서 정극성 전압 및 부극성 전압이 모두 사용될 수 있으며, 또한 이들 중 어느 것이 사용되어도 명암 대비비의 감소 및 보상 능력의 저하는 발생되지 않는다.
2) 문턱전압검출기간( Tth )
다음으로, 도 3 및 도 4c를 참조하여, 문턱전압검출기간(Tth)에서의 화소의 동작을 살펴보자.
문턱전압검출기간(Tth) 동안에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 게이트신호(GS)는 순차적으로 액티브 상태(로우레벨의 전압) 및 비액티브 상태(하이레벨의 전압)를 갖는다. 반면, 이 문턱전압검출기간(Tth) 동안 스캔신호(SS) 및 발광제어신호(EM)는 비액티브 상태(하이레벨의 전압)로 유지된다. 한편, 이 문턱전압검출기간(Tth) 동안 데이터라인(DL)으로 데이터 신호(Data)가 공급된다.
이와 같은 신호들에 따라, 도 4c에 도시된 바와 같이, 액티브 상태의 게이트신호(GS)를 공급받는 제 2 스위칭소자(Tr2) 및 제 3 스위칭소자(Tr3)가 턴-온된다. 반면, 비액티브 상태의 스캔신호(SS)를 공급받는 제 1 스위칭소자(Tr1), 그리고 비액티브 상태의 발광제어신호(EM)를 공급받는 제 4 스위칭소자(Tr4) 및 제 5 스위칭소자(Tr5)는 턴-오프된다.
제 3 스위칭소자(Tr3)가 턴-온됨에 따라 구동스위칭소자가 다이오드 방식으로 회로에 연결되며, 이때 제 1 노드(N1)의 전압이 턴-온된 구동스위칭소자에 의해서 증가하기 시작한다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
즉, 제 3 노드(N3)에 인가된 기준전압(Vref)과 제 1 구동전압(VDD)간의 차전압이 구동스위칭소자의 문턱전압보다 크게 설정되므로, 이 구동스위칭소자는 턴-온된 상태를 유지한다. 이 턴-온된 구동스위칭소자를 통해 소스전극(구동 스위칭소자(Tr_DR)의 소스전극)의전하가 제 1 노드(N1) 및 제 3 노드(N3)로 이동함에 따라, 제 3 노드(N3)의 전압은 상승하기 시작한다. 이 제 3 노드(N3)의 전압이 점차적으로 상승하여 이 구동스위칭소자의 게이트전극과 소스전극간의 전압(이하, 게이트-소스 전압)이 구동스위칭소자의 문턱전압(Vth)에 도달하면 이 구동스위칭소자는 사실상 턴-오프된다(완전히 턴-오프되지 않고 약간 턴-온된 상태를 유지한다). 이때 스토리지 커패시터(Cst)에는 이 구동스위칭소자의 문턱전압(Vth)이 저장된다. 이 구동스위칭소자가 턴-오프되는 시점에서의 제 3 노드(N3)의 전압은 기준전압(Vref)과 구동스위칭소자의 문턱전압(Vth)간의 차전압(Vref-Vth)의 레벨로 유지된다.
또한, 이 문턱전압검출기간(Tth) 동안 데이터라인(DL)으로 데이터신호가 공급되는 바, 이 데이터신호는 턴-온된 제 2 스위칭소자(Tr2)를 통해 제 2 노드(N2)로 공급된다. 이때 스토리지 커패시터(Cst)에 의해 제 3 노드(N3)의 전압이 상승한다.
4) 발광기간( Te )
이어서, 도 3 및 도 4d를 참조하여, 발광기간(Te)에서의 화소의 동작을 살펴보자.
발광기간(Te) 동안에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 발광제어신호(EM)는 액티브 상태(로우레벨 전압)로 유지된다. 반면, 스캔신호(SS) 및 게이트신호(GS)는 비액티브 상태(하이레벨 전압)로 유지된다.
이와 같은 신호들에 따라, 도 4d에 도시된 바와 같이, 액티브 상태의 발광제어신호(EM)를 공급받는 제 4 스위칭소자(Tr4) 및 제 5 스위칭소자(Tr5)가 턴-온된다. 반면, 비액티브 상태의 스캔신호(SS)를 공급받는 제 1 스위칭소자(Tr1), 그리고 비액티브 상태의 게이트신호(GS)를 공급받는 제 2 스위칭소자(Tr2) 및 제 3 스위칭소자(Tr3)는 턴-오프된다.
그러면, 턴-온된 제 4 스위칭소자(Tr4)를 통해 기준전압(Vref)이 제 2 노드(N2)에 공급되고, 이때 스토리지 커패시터(Cst)에 의해 제 3 노드(N3)의 전압이 상승한다. 따라서 구동 스위칭소자(Tr_DR)가 턴-온되고, 이 턴-온된 구동 스위칭소자(Tr_DR)를 통해 구동전류가 제 5 스위칭소자(Tr5) 방향으로 흐른다. 이때 이 구동전류는 턴-온된 제 5 스위칭소자(Tr5)를 통해 발광다이오드(OLED)로 공급된다. 따라서 발광다이오드(OLED)는 발광하기 시작한다.
도 5는 n-1번째 화소에 공급되는 제 n-1 스캔제어신호 및 제 n-1 게이트신호(GS), n번째 화소에 공급되는 제 n 스캔제어신호 및 제 n 게이트신호(GS), 그리고 n+1번째 화소에 공급되는 제 n+1 스캔제어신호 및 제 n+1 게이트신호(GS)의 타이밍도를 나타낸 도면이다.
동일한 데이터라인(DL)에 접속되며 서로 순차적으로 구동되는 n-1번째 화소(P_n-1), n번째 화소(P_n) 및 n+1번째 화소(P_n+1)에 공급되는 각종 제어신호들은, 도 5에 도시된 바와 같은 타이밍으로 공급될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, n-1번째 화소(P_n-1), n번째 화소(P_n) 및 n+1번째 화소(P_n+1)에 공급되는 각 스캔신호(SS_n-1, SS_n, SS_n+1) 및 각 게이트신호(GS_n-1, GS_n, GS_n+1)간의 펄스폭(액티브 구간에서의 펄스폭)이 모두 동일할 때, 각 화소별로 공급되는 스캔신호(SS)들은 순차적으로 지연되어 출력되며, 마찬가지로 게이트신호(GS)들도 순차적으로 지연되어 출력된다. 도시되지 않았지만, 발광제어신호(EM)들도 화소별로 순차적으로 지연되어 출력된다. 이때, n번째 화소(P_n)에 공급되는 게이트신호(GS_n)와 n+1번째 화소에 공급되는 스캔신호(SS_n+1)의 위상이 서로 동일하며, n번째 화소(P_n)의 제 2 및 제 3 스위칭소자(Tr2, Tr3)에 접속된 게이트라인(GSL)과 n+1번째 화소(P_n+1)의 제 1 스위칭소자(Tr1)에 접속된 스캔라인(SL)이 서로 연결될 수 있다. 이는 n번째 화소(P_n)에 공급되는 게이트신호(GS_n)와 n+1번째 화소(P_n+1)에 공급되는 스캔신호(SS_n+1)가 실상 동일한 신호이기 때문이다.
또한, n번째 화소(P_n)에 공급되는 스캔신호(SS_n)와 n-1번째 화소(P_n-1)에 공급되는 스캔신호(SS_n-1)의 위상이 서로 동일하며, n번째 화소(P_n)의 제 1 스위칭소자(Tr1)에 접속된 스캔라인(SL)과 상기 n-1번째 화소(P_n-1)의 제 2 및 제 3 스위칭소자(Tr2, Tr3)에 접속된 게이트라인(GSL)이 서로 연결될 수 있다. 이는 n번째 화소(P_n)에 공급되는 스캔신호(SS_n)와 n-1번째 화소(P_n-1)에 공급되는 스캔신호(SS_n-1)가 실상 동일한 신호이기 때문이다.
한편, 제 1 초기화기간(Ti1)내에서 스캔신호(SS)가 비액티브 상태로 유지되는 기간(도 3의 1번 동그라미)에 해당하는 시간의 길이, 상기 제 2 초기화기간(Ti2)에 해당하는 시간의 길이, 및 문턱전압검출기간(Tth)내에서 게이트신호(GS)가 비액티브 상태로 유지되는 기간(2번 동그라미)에 해당하는 시간의 길이는 각각 0.5us 내지 10us로 설정할 수 있다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 종래에는 초기화기간에 전류가 발생되어 발광다이오드(OLED)가 발광하게 되지만, 본 발명의 화소는 초기화 기간에 거의 전류를 발생하지 않으므로 발광다이오드(OLED)가 꺼진 상태를 유지한다. 따라서 본 발명에 따르면 명암 대비비를 높여 결국 화질을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
Data: 데이터 신호 DL: 데이터라인
GSL: 게이트라인 SL: 스캔라인
VRL: 기준라인 VDL: 제 1 구동라인
VSL: 제 2 구동라인 EML: 발광제어라인
GS: 게이트신호 SS: 스캔신호
EM: 발광제어신호 Vref: 기준전압
VDD: 제 1 구동전압 VSS: 제 2 구동전압
OLED: 발광다이오드 N#: 제 # 노드
Tr#: 제 # 스위칭소자 Tr_DR: 구동 스위칭소자
Cst: 스토리지 커패시터

Claims (5)

  1. 화상을 표시하기 위한 다수의 화소들을 포함하며;
    각 화소가,
    스캔라인으로부터의 스캔신호에 따라 제어되며, 기준전압을 전송하는 기준라인과 제 1 노드 사이에 접속된 제 1 스위칭소자;
    게이트라인으로부터의 게이트신호에 따라 제어되며, 데이터라인과 제 2 노드 사이에 접속된 제 2 스위칭소자;
    상기 게이트라인으로부터의 게이트신호에 따라 제어되며, 제 3 노드와 제 1 노드 사이에 접속된 제 3 스위칭소자;
    발광제어라인으로부터의 발광제어신호에 따라 제어되며, 상기 기준라인과 제 2 노드 사이에 접속된 제 4 스위칭소자;
    상기 발광제어라인으로부터의 발광제어신호에 따라 제어되며, 상기 제 1 노드와 발광다이오드의 애노드전극 사이에 접속된 제 5 스위칭소자;
    상기 제 3 노드의 전압에 따라 제어되며, 제 1 구동전압을 전송하는 제 1 구동라인과 제 1 노드 사이에 접속된 구동스위칭소자;
    상기 제 2 노드와 제 3 노드 사이에 접속된 스토리지 커패시터를 포함하며;
    상기 발광다이오드의 캐소드전극이 제 2 구동전압을 전송하는 제 2 구동라인에 접속되며;
    상기 스캔신호, 게이트신호 및 발광제어신호는 순차적으로 발생되는 제 1 초기화기간, 제 2 초기화기간, 문턱전압검출기간 및 발광기간에 근거하여 액티브 상태 또는 비액티브 상태로 변화하며;
    상기 제 1 초기화기간 동안 상기 스캔신호가 순차적으로 비액티브 상태 및 액티브 상태를 가지며, 상기 게이트신호 및 발광제어신호가 비액티브 상태로 유지되어, 상기 제 1 스위칭소자를 통해 상기 제 1 노드가 상기 기준전압으로 초기화되고, 상기 제 4 및 제 5 스위칭 소자는 턴-오프되며;
    상기 제 2 초기화기간 동안 상기 스캔신호 및 게이트신호가 액티브 상태로 유지되는 반면, 상기 발광제어신호가 비액티브 상태로 유지되어, 상기 제 1 및 제 3 스위칭 소자를 통해 상기 제 1 및 제 3 노드가 상기 기준전압으로 초기화되고, 상기 제 2 스위칭 소자를 통해 상기 제 2 노드가 상기 데이터라인으로부터의 초기화전압으로 초기화되고, 상기 제 4 및 제 5 스위칭 소자는 턴-오프되며;
    상기 문턱전압검출기간 동안 상기 게이트신호가 순차적으로 액티브 상태 및 비액티브 상태를 가지며, 상기 스캔신호 및 발광제어신호가 비액티브 상태로 유지되며;
    상기 문턱전압검출기간 동안 상기 데이터라인으로 데이터 신호가 공급되며;
    상기 발광기간 동안 상기 발광제어신호가 액티브 상태로 유지되는 반면, 상기 스캔신호 및 게이트신호가 비액티브 상태로 유지되는 발광다이오드표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 5 스위칭소자와 구동 스위칭소자는 모두 P타입의 트랜지스터인 발광다이오드표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    p번째(p는 자연수) 화소와 p+1번째 화소가 서로 다른 화소행에 위치하며;
    상기 p번째 화소에 공급되는 게이트신호와 상기 p+1번째 화소에 공급되는 스캔신호의 위상이 서로 동일하며;
    상기 p번째 화소의 제 2 및 제 3 스위칭소자에 접속된 게이트라인과 상기 p+1번째 화소의 제 1 스위칭소자에 접속된 스캔라인이 서로 연결된 발광다이오드표시장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 초기화기간내에서 상기 스캔신호가 비액티브 상태로 유지되는 기간, 상기 제 2 초기화기간에 해당하는 시간, 및 상기 문턱전압검출기간내에서 상기 게이트신호가 비액티브 상태로 유지되는 기간 각각은 0.5us 내지 10us인 발광다이오드표시장치.
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