KR101991874B1 - 쉬프트 레지스터와 이의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판 디스플레이 장치의 쉬프트 레지스터와 이의 구동방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터는, 유기발광 디스플레이 장치의 초기 보상을 위한 제1 센싱 신호를 생성하는 센싱 블록; 상기 유기발광 디스플레이 장치가 구동될 때의 드라이빙 보상을 위한 제2 센싱 신호를 생성하는 제1 드라이빙 블록 및 제2 드라이빙 블록; 및 상기 초기 보상이 구동될 때 상기 제1 센싱 신호를 입력 받아 상기 유기발광 디스플레이 장치의 화소에 공급하는 셀렉션 블록을 포함한다.

Description

쉬프트 레지스터와 이의 구동방법{SHIFT REGISTER AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 평판 디스플레이 장치의 쉬프트 레지스터와 이의 구동방법에 관한 것이다.

액정 디스플레이 장치 및/또는 유기발광 디스플레이 장치의 경우, 상기 게이트 구동 회로의 쉬프트 레지스터를 구성하는 박막 트랜지스터(TFT)를 디스플레이 패널의 기판에 내장하는 GIP(gate in panel) 방식이 적용되고 있다.

GIP 방식의 쉬프트 레지스터를 구성하는 TFT는 표시 패널에 형성된 각 화소의 TFT에 게이트 펄스를 공급하는 역할을 한다. 따라서, 이동도, 누설 전류 등과 같은 기본적인 TFT의 특성뿐만 아니라, 장기간 수명을 유지할 수 있는 내구성 및 전기적 신뢰성이 매우 중요하다.

TFT의 반도체층은 비정질 실리콘 또는 다결정 실리콘으로 형성되는데, 비정질 실리콘은 성막 공정이 간단하고 생산 비용이 적게 드는 장점이 있지만 전기적 신뢰성이 확보되지 못하는 문제가 있다.

또한, 다결정 실리콘은 높은 공정 온도로 인하여 대면적 응용이 매우 곤란하며, 결정화 방식에 따른 균일도가 확보되지 못하는 문제점이 있다. 이러한, 문제점을 해결하기 위해 최근에는 산화물(Oxide) 반도체를 TFT의 반도체층으로 이용하는 연구가 진행되고 있다.

산화물 반도체는 비정질 형태이면서 안정적인 재료로서 평가되고 있으며, 이러한 산화물 반도체를 TFT의 반도체층으로 이용하면 별도의 공정 장비를 추가적으로 구입하지 않고도 기존의 공정 장비를 이용하여 저온에서 TFT를 제조할 수 있으며, 이온 주입 공정이 생략되는 등 여러 가지 장점이 있다.

도 1은 일반적인 산화물 박막 트랜지스터의 트랜스퍼 특성을 나타내는 그래프이다.

도 1에서 알 수 있듯이, 산화물 박막 트랜지스터(이하, 산화물 TFT라 함)는 대부분 네거티브(negative)의 문턱 전압을 가지기 때문에 게이트 전압(Vg)이 0(zero)인 상태에서 누설 전류(leakage current)가 발생된다. 누설 전류로 인해 쉬프트 레지스터에서 정상적인 게이트 펄스가 출력되지 않는 문제점이 발생한다.

이러한, 문제점은 산화물 TFT의 제조 공정의 변화를 통해 산화물 TFT의 문턱 전압을 포지티브(positive)로 쉬프트시켜 해결할 수 있다. 그러나, 표시 패널의 표시 영역에 형성되는 TFT도 포지티브의 문턱 전압(Vth)을 가지므로 구동 전력이 증가하는 단점이 있다. 따라서, 쉬프트 레지스터를 구성하는 산화물 TFT의 취약점이 문턱 전압의 영향을 완화시킬 수 있는 방안이 요구된다.

도 2는 종래 기술에 따른 쉬프트 레지스터에 구성된 복수의 스테이지들 중에서 하나의 스테이지의 회로도이고, 도 3은 종래 기술에 따른 쉬프트 레지스터의 구동 타이밍을 나타내는 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 종래 기술에 다른 쉬프트 레지스터는 고전위 구동 전압(VDD) 또는 저전위 구동 전압(VSS) 레벨의 출력 신호(OUT)를 스위칭하기 위한 복수의 스위칭 TFT(T1~T7), 복수의 커패시터를 포함한다.

여기서, 하이 전압이 출력시키기 위한 풀업(full up) TFT(T6)와 로우 전압을 출력시키기 위한 풀다운(full down) TFT(T7)가 출력 단자에 접속된다.

풀업(full up) TFT(T6)는 Q 노드와 접속되어, Q 노드로부터 입력된 펄스 신호에 의해 턴온되어 하이 전압을 출력시킨다. 풀다운(full down) TFT(T7)는 QB 노드에 접속되어, QB 노드로부터 입력된 펄스 신호에 의해 턴온되어 로우 전압을 출력시킨다.

여기서, 1 프레임 기간 중 QB 노드는 대부분의 시간 동안 하이 전압을 유지하게 된다. 따라서, QB 노드에 접속된 풀다운 TFT(T7)의 문턱 전압이 포지티브로 쉬프트되고, 이로 인해 폴링 타임(falling time) 동작에 영향을 주는 문제점이 있다.

이러한, 종래 기술에 따른 GIP 방식의 쉬프트 레지스터는 1수평 기간(1HT)으로 구동하기 위한 레이아웃(layout)이 확정되면 출력 신호의 타이밍(timing) 변경이 어려운 문제점이 있다. 특히, 1HT 구동 방식으로 레이아웃이 확정되면 1HT 이상의 시간 동안 신호를 출력시킬 수 없고, 2HT 구동 방식으로 레이아웃이 확정되면 2HT 시간 내에서만 신호의 출력을 조절할 수 밖에 없는 단점이 있다.

종래 기술에 따른 쉬프트 레지스터는 클럭 신호(CLK)의 부스팅(Boosting)을 이용하여 출력 신호(VGH, VGL)을 만들기 때문에 출력 신호는 클럭 신호의 폭(CLK width)에 영향을 받게된다. 신호의 출력 시간을 증가시키기 위해서는 클럭 신호의 폭(CLK width)를 증가시켜야 하지만, 클럭 신호의 폭이 증가되면 하이 출력 신호(VGH)와 로우 출력 신호(VGL)가 오버랩되어 쉬프트 레지스터가 정상적으로 동작하지 못하는 문제점이 있다.

또한, OLED 디스플레이 장치의 화소를 구동시키기 위해서, 여러 종류의 멀티 시그널(multi signal)이 필요하지만, 종래 기술의 쉬프트 레지스터는 여러 종류의 출력 신호를 생성이 불가능하고, 출력 신호들의 타이밍을 조절할 수 없는 단점이 있다.

특히, OLED 디스플레이 장치는 제조가 완료된 후, 제품을 출하하기 전에 초기 보상 검사를 실시하여 각 화소를 보상하게 되는데, 설계된 휘도보다 낮은 휘도가 표시되는 화소를 포지티브 보상을 수행하고, 설계된 휘도보다 높은 휘도가 표시되는 화소는 네거티브 보상을 수행하게 된다. 또한, 제품이 출하된 이후에는 화상을 표시하는 동안에 각 화소를 센싱하여 드라이빙 보상을 수행하게 된다.

여기서, 초기 보상은 전체 화소를 정밀하게 센싱하여 정확하게 초기 값을 설정해야 함으로, 라인 쉬프트(line shift)되는 센싱 신호를 OLED 패널의 각 화소에 인가해야 한다.

반면, 드라이빙 보상은 화상이 표시되는 중에 이루어지므로 라인 단위로 센싱이 이루어지면 화상 표시에 영향을 줄 수 있고, 시청자가 라인 센싱을 노이즈로 느낄 수 있어 프레임 단위로 외부 보상을 위한 센싱이 이루어져야 한다.

하나의 쉬프트 레지스터로 라인 쉬프트 방식에서 프레임 쉬프트 방식으로 출력을 변화시키기 위해서는 클럭을 변화시켜야 한다. 그러나, 클럭을 변화시키게 되면, n번째 신호는 출력이 변화될 수 있지만, n+1번째 신호 또한 출력이 변하게 되어 하나의 쉬프트 레지스터에서는 라인 쉬프트와 프레임 쉬프트의 두가지 출력 신호를 생성할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 라인 쉬프트 센싱 신호를 출력하는 쉬프트 레지스터와 프레임 쉬프트 센싱 신호를 출력하는 쉬프트 레지스터가 필요하게 되는데, 이로 인해 쉬프트 레지스터가 형성되는 면적이 증가되고, 제조비용이 증가되는 다른 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, OLED 디스플레이 장치의 외부 보상을 위한 라인 쉬프트 및 프레임 쉬프트 센싱 신호를 생성할 수 있는 쉬프트 레지스터를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터는 OLED 디스플레이 패널 외부 보상을 위한 센싱 신호를 생성하는 쉬프트 레지스터의 제조비용을 절감시키는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다양한 화소들의 구동에 적용 가능한 멀티 시그널을 생성할 수 있는 GIP 방식의 쉬프트 레지스터를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, GIP 방식의 쉬프트 레지스터를 구성하는 산화물 TFT의 문턱 전압(Vth)이 쉬프트되는 것을 방지 또는 개선할 수 있는 GIP 방식의 쉬프트 레지스터를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 레이아웃의 라인 추가 없이도 멀티 시그널로 출력 신호를 생성할 수 있는 GIP 방식의 쉬프트 레지스터를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 신호의 출력 시간을 증가시킬 수 있는 GIP 방식의 쉬프트 레지스터를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터는, 유기발광 디스플레이 장치의 초기 보상을 위한 제1 센싱 신호를 생성하는 센싱 블록; 상기 유기발광 디스플레이 장치가 구동될 때의 드라이빙 보상을 위한 제2 센싱 신호를 생성하는 제1 드라이빙 블록 및 제2 드라이빙 블록; 및 상기 초기 보상이 구동될 때 상기 제1 센싱 신호를 입력 받아 상기 유기발광 디스플레이 장치의 화소에 공급하는 셀렉션 블록을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터는 OLED 디스플레이 장치의 외부 보상을 위한 라인 쉬프트 및 프레임 쉬프트 센싱 신호를 생성할 수 있다.

본 발명은 OLED 디스플레이 패널 외부 보상을 위한 센싱 신호를 생성하는 쉬프트 레지스터의 제조비용을 절감시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터는 다양한 화소들의 구동에 적용 가능한 멀티 시그널을 생성할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터는 GIP 방식의 쉬프트 레지스터를 구성하는 산화물 TFT의 문턱 전압(Vth)이 쉬프트되는 것을 방지 또는 개선할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터는 레이아웃의 라인 추가 없이도 멀티 시그널로 출력 신호를 생성할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터는 신호의 출력 시간을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터는 GIP 방식으로 기판에 내장되어 디스플레이 장치의 제조비용을 절감시킬 수 있다.

이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.

도 1은 일반적인 산화물 박막 트랜지스터의 트랜스퍼 특성을 나타내는 그래프.
도 2는 종래 기술에 따른 쉬프트 레지스터에 구성된 복수의 스테이지들 중에서 하나의 스테이지의 회로도.
도 3은 종래 기술에 따른 쉬프트 레지스터의 구동 타이밍을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터가 디스플레이 패널의 좌우측에 형성된 것을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 6은 도 5에 도시된 쉬프트 레지스터 중에서 하나의 스테이지를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터의 센싱 블록을 나타내는 도면.
도 8은 도 7에 도시된 센싱 블록의 회로도.
도 9은 도 7에 도시된 센싱 블록의 구동 타이밍을 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터의 스캔 드라이빙 블록의 회로도.
도 11은 도 10에 도시된 스캔 드라이빙 블록의 구동 타이밍을 나타내는 도면.
도 12 및 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터의 스캔 드라이빙 블록 및 센스 드라이빙 블록에서, OLED 디스플레이 패널의 드라이빙 구동 시, 스캔 신호 및 센스 신호를 생성하는 구동방법을 나타내는 도면.
도 14 및 도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터의 셀렉션 블록을 나타내는 도면.
도 16은 OLED 디스플레이 패널의 초기 보상을 위한 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터의 구동 타이밍을 나타내는 도면.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터에서 OLED 디스플레이 패널의 드라이빙 보상을 위한 출력 신호를 나타내는 도면.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 기재하였다.

한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되지 않는다.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라, 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터와 이의 구동방법에 대하여 설명하기로 한다.

OLED 디스플레이 패널에 형성된 복수의 화소 각각은 유기발광 다이오드(OLED)를 포함하고, 상기 유기발광 다이오드를 구동시키기 위한 화소 회로를 포함한다. 복수의 화소에 형성된 화소 회로 각각은 복수의 스위칭 TFT, 드라이빙 TFT 및 커패시터(C)를 포함하여 구성된다.

상술한 구성을 포함하는 OLED 디스플레이 장치의 화소 회로는 각 구동 구간에 따라서, 스캔 신호(scan), 발광 신호(EM), 초기화 신호(INIT) 등 다양한 멀티 시그널(multi signal)을 필요로 한다.

예를 들어, 발광 신호(EM)를 살펴보면, 한 프레임 기간 중 발광 신호(EM)의 첫 번째 하이 신호(high signal)는 드라이빙 TFT(D-TFT)의 게이트 노드(gate node)를 초기화시키기 위한 신호로 사용된다. 이어서, 발광 신호(EM)의 두 번째 하이 신호는 드라이빙 TFT(D-TFT)를 실제로 발광시키는 신호로 사용된다.

동일한 발광 신호 라인을 통해 인가되는 발광 신호(EM)도 각 구동 구간 별로 사용되는 용도가 상이할 수 있다. 특히, 발광 신호(EM)의 첫 번째 하이 신호는 드라이빙 TFT(D-TFT)의 게이트 노드(gate node)를 초기화하기 위한 신호이므로 신호가 출력되는 시간이 짧아도 된다.

반면, 발광 신호(EM)의 두 번째 하이 신호는 드라이빙 TFT(D-TFT)를 실제로 발광시키는 신호이므로 신호가 출력되는 시간이 충분히 확보되어야 한다. 또한, 발광 신호(EM)가 출력되는 시간을 자유롭게 조절할 수 있어야 유기발광 다이오드가 발광되는 시간을 자유롭게 조절할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터가 디스플레이 패널의 좌우측에 형성된 것을 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 디스플레이 패널이 대형화되면서 GIP 방식의 쉬프트 레지스터에서 공급되는 스캔 신호의 딜레이 문제를 해결하기 위해, GIP 방식의 쉬프트 레지스터를 디스플레이 패널의 좌측 및 우측에 형성하였다.

여기서, 좌측 쉬프트 레지스터와 우측 쉬프트 레지스터는 동일한 시점에 동일한 신호를 디스플레이 패널의 화소 회로에 공급한다. 쉬프트 레지스터는 Q노드에서는 고전위 구동 전압(VDD)의 신호가 출력되고, QB 노드에서는 저전위 구동 전압(VSS)의 신호가 출력된다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터를 개략적으로 나타내는 블록도이고, 도 6은 도 5에 도시된 쉬프트 레지스터 중에서 하나의 스테이지를 나타내는 도면이다.

도 5에서는 디스플레이 패널의 좌측 및 우측에 형성된 2개의 쉬프트 레지스터 중에서 하나의 쉬프트 레지스터만을 도시하고 있으며, 좌측 쉬프트 레지스터와 우측 쉬프트 레지스터는 구성 및 구동방법이 동일하다. 따라서, 본 발명에서는 좌측과 우측을 구분하지 않고, 하나의 쉬프트 레지스터의 구성 및 구동방법을 설명하기로 한다. 도 6에서는 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터를 구성하는 복수의 스테이지 중에서 하나의 스테이지를 도시하고 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터는 OLED 디스플레이 장치의 외부 보상에 필요한 센싱 신호를 2종의 라인 쉬프트 신호(line shift signal)와 프레임 쉬프트 신호(frame shift signal)로 생성한다.

이를 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터는 센싱 블록(100), 스캔 드라이빙 블록(200), 센스 드라이빙 블록(300) 및 셀렉션 블록(400)을 포함한다.

OLED 디스플레이 장치의 화소를 보상하기 위한 모든 보상 신호(초기 보상 신호 및 드라이빙 보상 신호)는 센싱 블록(100)을 이용하여 생성한다. 센싱 블록(100)은 라인 쉬프트 신호(line shift signal)를 생성하여 초기 보상에 이용한다. 그리고, 센싱 블록(100)은 프레임 쉬프트 신호(frame shift signal)를 생성하여 OLED 디스플레이 장치가 화상을 표시하는 드라이빙 동작 시 실시간(real time)으로 드라이빙 보상이 이루어지도록 한다.

OLED 디스플레이 장치의 화상 표시를 위한 드라이빙 신호는 스캔 드라이빙 블록(200) 및 센스 드라이빙 블록(300)을 이용하여 생성한다. 이때, 스캔 드라이빙 블록(200)은 OLED 패널의 각 화소에 공급되는 스캔 신호를 생성한다. 그리고, 센스 드라이빙 블록(300)은 OLED 패널의 각 화소에 공급되는 센스 신호를 생성하고, 생성된 라인 쉬프트 신호를 셀렉션 볼록(400)을 통해 OLED 패널의 각 화소에 공급한다.

한편, 센싱 블록(100)은 디스플레이 패널이 화상을 표시하는 드라이빙 구간 중, 블랜크(blank) 기간을 이용하여 드라이빙 보상 즉, 실시간 보상이 이루어지도록 센싱 신호를 생성한다. 센싱 블록(100)은 1프레임 마다 수직 라인(vertical) 방향으로 1 라인씩 쉬프트되는 즉, 프레임 쉬프트 신호를 생성하고, 생성된 프레임 쉬프트 신호를 셀렉션 볼록(400)에 공급한다.

스캔 드라이빙 블록(200) 및 센스 드라이빙 블록(300)이 동작 할 때에는, 센싱 블록(100)이 하이 임피던스 모드(high impedance mode)로 동작한다. 반면, 센싱 블록(100)이 동작할 때에는 스캔 드라이빙 블록(200) 및 센스 드라이빙 블록(300)이 하이 임피던스 모드로 동작한다.

여기서, 센싱 블록(100), 스캔 드라이빙 블록(200) 및 센스 드라이빙 블록(300)의 출력 신호는 셀렉션 볼록(400)에 의해 스위칭되어 출력된다.

구체적으로, 센싱 블록(100)은 OLED 패널의 화소의 초기 보상을 위한 라인 쉬프트 신호 또는 드라이빙 보상을 위한 프레임 쉬프트 신호를 생성하고, 생성된 라인 쉬프트 신호 또는 프레임 쉬프트 신호를 센싱 동작 구간에 출력 신호(센싱 신호)로서 셀렉션 블록(400)에 인가한다. 이때, 센싱 블록(100)이 동작하는 동안에는 스캔 드라이빙 블록(200) 및 센스 드라이빙 블록(300)은 하이 임피던스 모드로 동작하여 센싱 블록(100)의 출력 신호에 따른 셀렉션 블록(400)의 출력 신호만 디스플레이 패널의 화소에 인가된다. 즉, 센싱 블록(100)이 동작할 때에는 초기 보상과 드라이빙 보상에 상관없이 화소의 외부 보상을 위한 센싱 신호만 출력되도록 한다.

스캔 드라이빙 블록(200)은 디스플레이 패널의 화소의 화상 표시를 위한 드라이빙 동작 구간에 출력 신호(스캔 신호)를 화소에 인가한다.

센스 드라이빙 블록(300)은 디스플레이 패널의 화소의 화상 표시를 위한 드라이빙 동작 구간에 출력 신호(센스 신호)를 화소에 인가한다.

셀렉션 블록(400)은 디스플레이 패널의 화소의 센싱 동작 구간에 구동하여, 센싱 블록(100)의 출력 신호(센싱 신호)에 따라 화소의 외부 보상을 위한 스캔 신호(SCAN)와 센스 신호(SENSE)를 디스플레이 패널의 화소에 인가한다.

이러한, 셀렉션 블록(400)은 스캔부(410)와 센스부(420)로 구성되어 있다. 스캔부(410)는 상기 센싱 블록(100)에서 입력된 센싱 신호(라인 쉬프트 신호 또는 프레임 쉬프트 신호)에 의해 턴온되어 OLED 디스플레이 장치의 각 화소의 스캔 라인에 스캔 신호(SCAN)를 인가한다. 이때, 화소의 스캔 라인에 인가되는 스캔 신호(SCAN)는 화소의 외부 보상을 위한 센싱 신호이다.

그리고, 센스부(420)는 상기 센싱 블록(100)에서 입력된 센싱 신호(라인 쉬프트 신호 또는 프레임 쉬프트 신호)에 의해 턴온되어 OLED 디스플레이 장치의 각 화소의 센스 라인에 센스 신호(SENSE)를 인가한다. 이때, 화소의 센스 라인에 인가되는 센스 신호(SENSE)는 화소의 외부 보상을 위한 센싱 신호이다.

한편, 쉬프트 레지스터의 출력 신호(OUT)가 발광 신호(EM)로 출력되는 경우, 2수평(2H) 기간 동안 발광 신호(EM)의 첫 번째 하이 신호가 출력되어 드라이빙 TFT(D-TFT)의 게이트 노드(gate node)를 초기화시키고, 4수평(4H) 기간 동안 발광 신호(EM)의 두 번째 하이 신호가 출력되어 드라이빙 TFT(D-TFT)를 구동시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터는 멀티 시그널(multi signal)을 생성하기 위해, 2개의 스타트 펄스 신호(SVST, RVST)를 이용한다.

여기서, 제1 스타트 펄스 신호(SVST)는 출력 신호의 상승(rising)이 시작되도록 하는 스타트 펄스 신호이고, 제2 스타트 펄스 신호(RVST)는 출력 신호의 하강(falling)이 시작되도록 하는 스타트 펄스 신호이다.

즉, 제1 스타트 펄스 신호(SVST)에 의해 출력 신호가 시작되고, 제2 스타트 펄스 신호(RVST)가 입력될 때까지 출력 신호가 유지된다. 이후, 제2 스타트 펄스 신호(RVST)가 입력되면 출력 신호의 출력이 종료된다.

제1 스타트 펄스 신호(SVST)와 클럭 신호들(SCLK1, SCLK2)을 이용하여 출력 신호(output signal)가 시작(start)되도록 한다. 그리고, 제2 스타트 펄스 신호(RVST)와 클럭 신호들(RCLK1, RCLK2)을 이용하여 출력 신호(output signal)가 종료(end)되도록 한다.

이때, SCLK1 클럭 신호 및 SCLK2 클럭 신호는 제1 노드(Q 노드)의 하이 출력 신호를 생성하는데 이용되고, RCLK2 클럭 신호는 제2 노드(QB 노드)의 로우 출력 신호를 생성하는데 이용된다.

멀티 시그널을 생성하기 위해서, 제2 스타트 펄스 신호(RVST)가 종료된 후, 일정 딜레이 시간(delay time)을 가진 뒤, 다시 제1 스타트 펄스 신호(SVST)를 발생시킨다. 이후, 다시 제2 스타트 펄스 신호(RVST)가 인가되면 멀티 시그널의 생성이 가능하게 된다. 또한, 풀다운 TFT를 듀얼로 설계, 즉, 풀다운 TFT를 제1 풀다운 TFT와 제2 풀다운 TFT로 형성하여 폴링 타임의 동작 특성을 확보시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터에 입력되는 복수의 스타트 펄스 신호(SVST, RVST) 및 복수의 클럭 신호(SCLK1, SCLK2, RCLK1, RCLK2, OCLK1, OCLK2)는 OLED 디스플레이 장치의 구동을 제어하는 타이밍 제어부(timing control)로부터 입력될 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터의 센싱 블록을 나타내는 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 센싱 블록의 회로도이며, 도 9은 도 7에 도시된 센싱 블록의 구동 타이밍을 나타내는 도면이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터의 센싱 블록(100)은 복수의 클럭 신호(SCLK1, SCLK2, RCLK1, RCLK2, OCLK1, OCLK2)가 공급되는 복수의 클럭 신호 공급 라인에 선택적으로 접속되고, 복수의 스타트 펄스 신호(SVST, RVST)에 따라 출력 신호를 생성한다. 여기서, 센싱 블록(100)의 출력 신호는, OLED 디스플레이 장치의 초기 보상을 위한 센싱 신호로써, 라인 쉬프트 신호로 생성된다. 그리고, 센싱 블록(100)의 출력 신호는, OLED 디스플레이 장치가 화상을 표시하는 드라이빙 구간에서 실시간으로 드라이빙 보상을 위한 센싱 신호로써, 프레임 쉬프트 신호로 생성된다.

구체적으로 살펴보면, 제1 스타트 펄스 신호(SVST)는 쉬프트 레지스터에 구성된 복수의 센싱 블록 중에서 첫 번째 센싱 블록(100)에 공급된다. 두 번째 센싱 블록 내지 제m 번째 센싱 블록 각각은 이전 단의 센싱 블록의 Q 노드의 출력 신호를 제1 스타트 펄스 신호(SVST)로 공급받게 된다. 그리고, 두 번째 센싱 블록 내지 제m 번째 센싱 블록 각각은 이전 단의 센싱 블록의 QB 노드의 출력 신호를 제2 스타트 펄스 신호(RVST)로 공급받게 된다.

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m개의 센싱 블록 각각은 일정 클럭 만큼씩 순차적으로 위상이 지연되는 복수의 클럭들(SCLK1, SCLK2, RCLK1, RCLK2, OCLK1, OCLK2) 중에서 제1 클럭 신호들(SCLK1, RCLK1, OCLK1) 또는 제2 클럭 신호들(SCLK2, RCLK2, OCLK2)을 입력 받는다.

예를 들어, 제1 센싱 블록에 제1 클럭 신호들(SCLK1, RCLK1, OCLK1)이 입력되면, 제2 센싱 블록에 제2 클럭 신호들(SCLK2, RCLK2, OCLK2)이 입력된다. m개의 센싱 블록의 출력 라인(OUT)은 각각 m개의 셀렉션 블록(400)에 접속된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 센싱 블록(100)은 제1 스위칭부(110), 제2 스위칭부(120), 리셋부(130) 및 출력부(140)를 포함한다. 출력부(140)에는 고전위 구동 전압 레벨의 출력 클럭(OCLK)과 제1 저전위 구동 전압(VGL)이 공급된다. 리셋부(130)에는 제2 저전위 구동 전압(VGL2)가 공급된다.

제1 스위칭부(110)는 복수의 TFT로 구성될 수 있으며, 제1 스타트 펄스 신호(SVST)와 제1 클럭 신호(SCLK)를 이용하여 출력 신호를 상승(rising)시키고, 하이 신호가 출력되는 제1 노드(Q 노드)의 신호를 쉬프트 시킨다.

제1 스위칭부(110)를 구성하는 제1 스위칭 TFT(111)는 다이오드 커넥션되어 있고, 드레인 전극은 제1 스위칭부(110)의 제2 스위칭 TFT(112)의 소스 전극에 접속되어 있다. 상기 제1 스위칭 TFT(111)는 입력된 제1 클럭 신호(SCLK)에 의해 턴온되어, 상기 제1 클럭 신호(SCLK)를 제1 스위칭부(110)의 제2 스위칭 TFT(112)의 소스 전극에 인가한다.

제1 스위칭부(110)를 구성하는 제2 스위칭 TFT(112)의 게이트 전극은 제1 스타트 펄스 신호(SVST)가 공급되는 라인에 접속되어 있고, 소스 전극은 상기 제1 스위칭 TFT(111)의 드레인 전극에 접속되어 있고, 드레인 전극은 Q 노드에 접속된다. 상기 제2 스위칭 TFT(112)는 입력된 제1 스타트 펄스 신호(SVST)에 의해 턴온되어, 상기 제1 클럭 신호(SCLK)를 Q 노드에 공급한다.

제2 스위칭부(120)는 복수의 TFT로 구성될 수 있으며, 제2 스타트 펄스 신호(RVST)와 제2 클럭 신호(RCLK)를 이용하여 출력 신호를 하강(falling)시키고, 로우 신호가 출력되는 제2 노드(QB 노드)의 신호를 쉬프트 시킨다.

제2 스위칭부(120)를 구성하는 제1 스위칭 TFT(121)는 다이오드 커넥션되어 있고, 드레인 전극은 제2 스위칭부(120)의 제2 스위칭 TFT(122)의 소스 전극에 접속되어 있다. 상기 제1 스위칭 TFT(121)는 입력된 제2 클럭 신호(RCLK)에 의해 턴온되어, 상기 제2 클럭 신호(RCLK)를 제2 스위칭부(120)의 제2 스위칭 TFT(122)의 소스 전극에 인가한다.

제2 스위칭부(120)를 구성하는 제2 스위칭 TFT(122)의 게이트 전극은 제2 스타트 펄스 신호(RVST)가 공급되는 라인에 접속되어 있고, 소스 전극은 상기 제1 스위칭 TFT(121)의 드레인 전극에 접속되어 있고, 드레인 전극은 QB 노드에 접속된다. 상기 제2 스위칭 TFT(122)는 입력된 제1 스타트 펄스 신호(SVST)에 의해 턴온되어, 상기 제2 클럭 신호(RCLK)를 QB 노드에 공급한다.

리셋부(130)는 복수의 TFT로 구성될 수 있으며, 상기 Q 노드로부터 입력된 신호에 의해 턴온되어 상기 QB 노드를 로우(low) 전압 상태로 리셋 시킨다. 또한, 리셋부(130)는 상기 QB 노드로부터 입력된 신호에 의해 턴온되어 상기 Q 노드를 로우(low) 전압 상태로 리셋 시킨다.

리셋부(130)를 구성하는 제1 스위칭 TFT(131)의 게이트 전극은 상기 Q 노드에 접속되어 있고, 소스 전극은 제2 저전위 구동 전압(VGL2)이 공급되는 라인에 접속되어 있고, 드레인 전극은 상기 QB 노드에 접속되어 있다. 제1 스위칭 TFT(131)가 턴온되면 제2 저전위 구동 전압(VGL2)을 상기 QB 노드로 공급하여, 상기 QB 노드를 로우 전압 상태로 리셋 시킨다.

리셋부(130)를 구성하는 제2 스위칭 TFT(132)의 게이트 전극은 상기 QB 노드에 접속되어 있고, 소스 전극은 제2 저전위 구동 전압(VGL2)이 공급되는 라인에 접속되어 있고, 드레인 전극은 상기 Q 노드에 접속되어 있다. 제2 스위칭 TFT(132)가 턴온되면 제2 저전위 구동 전압(VGL2)을 상기 Q 노드로 공급하여, 상기 Q 노드를 로우 전압 상태로 리셋 시킨다.

출력부(140)는 복수의 TFT로 구성될 수 있으며, 상기 제1 노드(Q 노드)에 접속된 풀업 TFT(141)를 통해 고전위 전압 레벨의 출력 클럭(OCLK)을 출력하고, 제2 노드(QB 노드)에 접속된 풀다운 TFT(142)를 통해 출력 신호를 하강(falling) 시킨다.

출력부(140)를 구성하는 풀업 TFT(141)의 게이트 전극은 상기 Q 노드에 접속되어 있고, 소스 전극은 출력 클럭(OCLK)이 입력되는 라인에 접속되어 있고, 드레인 전극은 출력 단(OUT)에 접속되어 있다.

출력부(140)를 구성하는 풀다운 TFT(142)의 게이트 전극은 상기 QB 노드에 접속되어 있고, 소스 전극은 제1 저전위 구동 전압이 공급되는 라인에 접속되어 있고, 드레인 전극은 상기 출력 단(OUT)에 접속되어 있다.

여기서, 고전위 구동 전압은 +15~25V이고, 제1 저전위 구동 전압과 제2 저전위 구동 전압은 0V~10V가 될 수 있다. 제1 저전위 구동 전압과 제2 저전위 구동 전압은 동일한 전압일 수도 있고, 서로 상이한 전압일 수도 있다.

상술한 구성을 포함하는 센싱 블록(100)은 도 9에 도시된 바와 같이, OLED 디스플레이 장치의 외부 보상 중에서, 초기 보상에 이용되는 라인 쉬프트 신호 형태의 센싱 신호를 생성하고, 생성된 센싱 신호를 출력 신호(OUT1, OUT2)로 출력한다.

여기서, 초기 보상은 OLED 패널의 수직 방향(vertical)으로 1라인씩 센싱이 이루어지므로, 센싱 신호도 라인 쉬프트 신호로 출력하게 된다.

또한, 센싱 블록(100)은 도 17에 도시된 바와 같이, OLED 디스플레이 장치의 외부 보상 중에서, 드라이빙 보상에 이용되는 프레임 쉬프트 신호 형태의 센싱 신호를 생성하고, 생성된 센싱 신호를 출력 신호(OUT1, OUT2)로 출력한다. 센싱 블록(100)에서 출력된 라인 쉬프트 된 센싱 신호는 셀렉션 볼록(400)을 통해 OLED 패널의 각 화소에 공급된다.

여기서, 드라이빙 보상은 시청자가 드라이빙 보상에 의한 화질 저하를 느끼지 않도록, 1프레임 동안에 OLED 패널의 수직 방향(vertical)으로 1라인의 센싱이 이루어져야 한다. 따라서, 1프레임 마다 수직 라인(vertical) 방향으로 1 라인씩 쉬프트되는 즉, 프레임 쉬프트 신호를 생성하고, 생성된 센싱 신호를 출력 신호(OUT1, OUT2)로 출력한다. 센싱 블록(100)에서 출력된 프레임 쉬프트 된 센싱 신호는 셀렉션 볼록(400)을 통해 OLED 패널의 각 화소에 공급된다.

제1 스타트 펄스 신호(SVST)에 의해 Q 노드의 출력이 상승하고, 제2 스타트 펄스 신호(RVST)가 인가되기 전까지 Q 노드의 출력이 유지된다. 이때, 출력 클럭(OCLK)을 이용하여 센싱 신호가 출력되도록 하여 출력 신호들이 오버랩되는 것을 방지한다. 즉, 풀업 TFT(141)에 출력 클럭(OCLK)이 인가되는 기간 중에만 라인 쉬프트 형태의 센싱 신호가 출력 되도록 한다. 따라서, 출력 클럭(OCLK)이 인가되는 시간을 조절하여, 라인 쉬프트 신호 및 프레임 쉬프트 신호 형태의 센싱 신호가 출력 되도록 할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터의 스캔 드라이빙 블록의 회로도이고, 도 11은 도 10에 도시된 스캔 드라이빙 블록의 구동 타이밍을 나타내는 도면이다.

도 10에서는 본 발명의 쉬프트 레지스터에 구성된 복수의 스캔 드라이빙 블록들 중에서 하나의 스캔 드라이빙 블록을 도시하고 있다. 스캔 드라이빙 블록(200)과 센스 드라이빙 블록(300)은 동일한 구성 및 동일한 방법으로 구동됨으로, 스캔 드라이빙 블록(200)의 구성 및 구동방법에 대해서만 상세히 설명하고, 센스 드라이빙 블록(300)에 대한 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 도 10을 참조하면, 스캔 드라이빙 블록(200)은 제1 스위칭부(210), 제2 스위칭부(220), 부스팅부(230), 셋팅부(240), 하이 임피던스 리셋부(250) 및 출력부(260)를 포함한다. 출력부(260)에는 고전위 구동 전압(GVDD) 및 제1 저전위 구동 전압(GVSS)가 공급된다. 제1 스위칭부(210), 제2 스위칭부(220) 및 셋팅부(240)에는 제2 저전위 구동 전압(GVSS2)이 공급된다. 하이 임피던스 리셋부(250)에는 상기 고전위 구동전압(GVDD) 및 상기 저전위 구동 전압(GVSS)이 공급된다.

스캔 드라이빙 블록(200)의 제1 스위칭부(210)는 제1 스타트 펄스 신호(SVST), 제1 클럭 신호(SCLK1), 제2 저전위 구동 전압(GVSS2)에 따라, Q 노드의 전압을 제어하기 위한 제1 및 제2 스위칭 TFT(211, 212) 및 제1 커패시터(C1)를 포함한다.

도 11에 도시된 바와 같이, 상기 제1 클럭 신호(SCLK1)는 1 수평(1H) 기간에 대응되는 게이트 온 전압 레벨과 기전 전압이 반복되는 클럭 형태를 가지며, 제1 스타트 펄스 신호(SVST)와 동일 위상을 가진다.

제1 스위칭부(210)의 제1 스위칭 TFT(211)는 다이오드 커넥션 되어 있고, 입력된 제1 클럭 신호(SCLK1)를 제2 스위칭 TFT(212)의 소스 전극에 공급한다.

제1 스위칭부(210)를 구성하는 제2 스위칭 TFT(212)의 게이트 전극에는 제1 스타트 펄스 신호(SVST)가 입력되는 라인과 접속되어 있고, 소스 전극은 상기 제1 스위칭 TFT(211)의 드레인 전극과 접속되어 있고, 드레인 전극은 상기 Q 노드에 접속되어 있다.

이러한, 제1 스위칭부(210)의 제2 스위칭 TFT(212)는 게이트 전극에 입력되는 제1 스타트 펄스 신호(SVST)에 따라 턴온되어 입력된 상기 제1 클럭 신호(SCLK1)를 상기 Q 노드에 공급한다.

상술한, 제1 스위칭부(210)의 제2 스위칭 TFT(212)는 게이트 온 전압 레벨의 제1 스타트 펄스 신호(SVST)가 공급될 때에만 턴온되어 게이트 온 전압 레벨의 제1 클럭 신호(SCLK1)를 상기 Q 노드로 출력한다.

이어서, 스캔 드라이빙 블록(200)의 제2 스위칭부(220)는 제2 스타트 펄스 신호(RVST), 제2 클럭 신호(RCLK1), 제2 저전위 구동 전압(GVSS2)에 따라, QB 노드의 전압을 제어하기 위한 제1 및 제2 스위칭 TFT(121, 222) 및 제2 커패시터(C2)를 포함한다.

도 11에 도시된 바와 같이, 상기 제2 클럭 신호(RCLK1)는 1 수평(1H) 기간에 대응되는 게이트 온 전압 레벨과 기전 전압이 반복되는 클럭 형태를 가지며, 제2 스타트 펄스 신호(RVST)와 동일 위상을 가진다.

제2 스위칭부(220)의 제1 스위칭 TFT(221)는 다이오드 커넥션 되어 있고, 입력된 제2 클럭 신호(RCLK1)를 제2 스위칭 TFT(222)의 소스 전극에 공급한다.

제2 스위칭부(220)를 구성하는 제2 스위칭 TFT(222)의 게이트 전극에는 제2 스타트 펄스 신호(RVST)가 입력되는 라인과 접속되어 있고, 소스 전극은 상기 제1 스위칭 TFT(221)의 드레인 전극과 접속되어 있고, 드레인 전극은 상기 QB 노드에 접속되어 있다.

이러한, 제2 스위칭부(220)의 제2 스위칭 TFT(222)는 게이트 전극에 입력되는 제2 스타트 펄스 신호(RVST)에 따라 턴온되어 입력된 상기 제2 클럭 신호(RCLK1)를 상기 QB 노드에 공급한다.

상술한, 제2 스위칭부(220)의 제2 스위칭 TFT(222)는 게이트 온 전압 레벨의 제2 스타트 펄스 신호(RVST)가 공급될 때에만 턴온되어 게이트 온 전압 레벨의 제2 클럭 신호(RCLK1)를 상기 QB 노드로 출력한다.

여기서, 상기 제2 클럭 신호(RCLK1)는 상기 제1 클럭 신호(SCLK1)와 동일한 위상을 가진다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 상기 제2 클럭 신호(RCLK1)는 상기 제1 클럭 신호(SCLK1)보다 1 수평(1H) 기간 또는 2 수평(2H) 기간만큼 위상이 지연된 형태를 가질 수도 있다.

이어서, 스캔 드라이빙 블록(200)의 부스팅부(230)는 제3 클럭 신호(SCLK2)를 이용하여 Q 노드가 고전위(high)를 유지할 수 있도록, Q 노드를 부스팅하기 위한 제1 스위칭 TFT(231), 제2 스위칭 TFT(232) 및 제3 커패시터(C3)를 포함한다.

부스팅부(230)의 제1 스위칭 TFT(231)는 다이오드 커넥션 되어 있고, 입력된 상기 제3 클럭 신호(SCLK2)를 제2 스위칭 TFT(232)의 소스 전극에 공급한다.

부스팅부(230)의 제2 스위칭 TFT(232)의 게이트 전극은 상기 Q 노드에 접속되어 있고, 드레인 전극은 상기 제3 커패시터(C3)와 Q 노드 사이에 형성된 A 노드(A node)에 접속되어 있다.

부스팅부(230)에 공급되는 상기 제3 클럭 신호(SCLK2)는 상기 제1 클럭 신호(SCLK1)보다 1 수평(1H) 기간 또는 2 수평(2H) 기간만큼 위상이 지연된 형태를 갖는다. 상기 제1 스위칭 TFT(231)는 상기 제3 클럭 신호(SCLK2)가 공급될 때에만 턴온되고, 상기 제2 스위칭 TFT(232)의 게이트 전극은 상기 Q 노드의 신호에 의해 턴온되어 상기 제1 노드(n1, Q 노드)가 고전위(high) 상태를 유지하도록 부스팅 한다.

셋팅부(240)는 제2 스타트 펄스 신호(RVST), 제2 클럭 신호(RCLK1), 제2 저전위 구동 전압(GVSS2)에 따라서, Q 노드 및 QB 노드의 전압을 제어하기 위한 제1 스위칭 TFT(241) 내지 제3 스위칭 TFT(243)을 포함한다.

셋팅부(240)를 구성하는 제1 스위칭 TFT(241)의 게이트 전극은 Q 노드에 접속되어 있고, 소스 전극은 제2 저전위 구동 전압(GVSS2)이 공급되는 라인에 접속되어 있고, 드레인 전극은 QB 노드에 접속되어 있다.

셋팅부(240)를 구성하는 제2 스위칭 TFT(242)의 게이트 전극은 상기 QB 노드에 접속되어 있고, 소스 전극은 제2 저전위 구동 전압(GVSS2)이 공급되는 라인에 접속되어 있고, 드레인 전극은 상기 부스팅부(230)의 상기 A 노드(A node)에 접속되어 있다.

셋팅부(240)를 구성하는 제3 스위칭 TFT(243)의 게이트 전극은 상기 QB 노드에 접속되어 있고, 소스 전극은 제2 저전위 구동 전압(GVSS2)이 공급되는 라인에 접속되어 있고, 드레인 전극은 상기 Q 노드에 접속되어 있다.

하이 임피던스 리셋부(250)는 하이 임피던스 진입 신호(EX-HI), 하이 임피던스 해제 신호(EX-OP), 고전위 구동 전압(GVDD) 및 저전위 구동 전압(GVSS)을 이용하여, 스캔 드라이빙 블록(200)을 하이 임피던스 모드로 동작시키거나 또는 하이 임피던스 모드에서 원래의 상태로 복귀시킨다.

하이 임피던스 리셋부(250)의 제1 스위칭 TFT(252)의 게이트 전극은 하이 임피던스 진입 신호(EX-HI)가 인가되는 라인과 접속되어 있고, 소스 전극은 저전위 구동 전압(GVSS)이 인가되는 라인과 접속되어 있고, 드레인 전극은 상기 QB 노드에 접속되어 있다.

하이 임피던스 리셋부(250)의 제2 스위칭 TFT(251)의 게이트 전극은 하이 임피던스 해제 신호(EX-OP)가 인가되는 라인과 접속되어 있고, 소스 전극은 고전위 구동 전압(GVDD)이 인가되는 라인과 접속되어 있고, 드레인 전극은 상기 QB 노드에 접속되어 있다.

출력부(260)는 풀업 TFT(261), 풀다운 TFT(262), 제4 커패시터(C4) 및 제5 커패시터(C5)를 포함한다.

출력부(260)를 구성하는 상기 풀업 TFT(261)의 게이트 전극은 상기 Q 노드에 접속되어 있고, 소스 전극은 고전위 구동 전압(GVDD)이 인가되는 라인에 접속되어 있고, 드레인 전극은 출력 단(OUT)에 접속되어 있다.

이러한, 상기 풀업 TFT(261)는 상기 Q 노드의 전압에 따라 턴온되어, 고전위 구동 전압(GVDD) 레벨의 제1 클럭 신호(SCLK1)를 스캔 신호로 출력한다. 센스 드라이빙 블록(300)의 경우, 풀업 TFT가 상기 Q 노드의 전압에 따라 턴온되어, 고전위 구동 전압(GVDD) 레벨의 제1 클럭 신호(SCLK1)를 센스 신호로 출력하게 된다.

이때, 상기 제1 클럭 신호(SCLK1)는 1 수평(1H) 기간에 대응되는 게이트 온 전압 레벨과 기전 전압이 반복되는 클럭 형태를 가지며, 제1 스타트 펄스 신호(SVST)와 동일 위상을 가진다.

상기 풀업 TFT(261)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 제4 커패시터(C4)가 접속될 수 있다. 상기 제4 커패시터(C4)는 게이트 온 전압 레벨의 제1 클럭 신호(SCLK1)가 출력 노드(OUT)로 공급될 때, 상기 제1 클럭 신호(SCLK1)의 전압 레벨만큼 Q 노드의 전압을 상승시킨다.

이에 따라, 상기 풀업 TFT(261)는 제4 커패시터(C4)에 의해 게이트 전압이 상승됨에 따라 완전한 턴온 상태가 되어, 문턱 전압에 의한 전압 손실 없이 게이트 온 전압 레벨의 제1 클럭 신호(SCLK1)를 빠르게 출력 노드(OUT)로 공급하게 된다.

여기서, 상기 Q 노드 상의 전압은 상기 제4 커패시터(C4)의 부스트래핑(bootstrapping)에 의해 더욱 높은 전압 레벨로 상승되고, 이로 인해 상기 풀업 TFT(261)가 완전한 턴온 상태가 된다. 따라서, 상기 게이트 온 전압 레벨의 제1 클럭 신호(SCLK1)가 손실 없이 빠르게 출력된다.

제1 스타트 펄스 신호(SVST) 및 제1 클럭 신호(SCLK1)와 동기화되어 Q 노드가 고전위(high) 상태가 되고, 상기 Q 노드의 고전위 전압에 의해 상기 풀업 TFT(261)가 턴온되어, OLED 디스플레이 장치의 드라이빙 보상을 위한 고전위 구동 전압(GVDD) 레벨의 스캔 신호를 출력 단자(OUT)로 출력된다.

출력부(260)를 구성하는 상기 풀다운 TFT(262)의 게이트 전극은 상기 QB 노드에 접속되어 있고, 소스 전극은 저전위 구동 전압(GVSS)이 인가되는 라인에 접속되어 있고, 드레인 전극은 출력 단(OUT)에 접속되어 있다.

상기 풀다운 TFT(262)는 게이트 전극에 접속된 상기 QB 노드의 전압에 따라 턴온되어 게이트 오프 전압 레벨의 제1 저전위 구동 전압(GVSS)을 상기 출력 노드(OUT)로 출력한다.

상기 풀다운 TFT(262)는 상기 QB 노드의 전압에 따라 턴온되어, 저전위 구동 전압(GVSS) 레벨의 제2 클럭 신호(RCLK1)를 출력한다. 이때, 상기 제2 클럭 신호(RCLK1)는 1 수평(1H) 기간에 대응되는 게이트 온 전압 레벨과 기전 전압이 반복되는 클럭 형태를 가지며, 제2 스타트 펄스 신호(RVST)와 동일 위상을 가진다.

상기 제2 풀다운 TFT(262)는 저전위 구동 전압(GVSS)이 QB 노드에 공급될 때 완전한 턴-오프 상태가 됨으로써, 상기 풀업 TFT(261)가 상기 제1 클럭 신호(SCLK1)를 상기 출력 노드(OUT)에 공급하는 동안 누설 전류를 발생시키지 않는다. 상기 풀다운 TFT(262)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 제5 커패시터(C5)가 접속될 수 있다.

제2 스타트 펄스 신호(RVST) 및 제2 클럭 신호(RCLK1)와 동기화되어 상기 QB 노드가 고전위(high) 상태가 되고, QB 노드의 고전위 전압에 의해 상기 풀다운 TFT(262)가 턴온되어 저전위 구동 전압(GVSS) 스캔 신호를 출력 단자(OUT)로 출력된다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터의 스캔 드라이빙 블록 및 센스 드라이빙 블록에서, OLED 디스플레이 패널의 드라이빙 구동 시, 스캔 신호 및 센스 신호를 생성하는 구동방법을 나타내는 도면이다. 도 12에서는 본 발명의 쉬프트 레지스터에 구성된 복수의 스캔 드라이빙 블록들 중에서 하나의 스캔 드라이빙 블록을 도시하고 있다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 상술한, 센싱 블록(100)이 동작되어 OLED 디스플레이 장치가 초기 보상 구동이 될 때, 하이 임피던스 리셋부(250)의 제1 스위칭 TFT(251)에 하이 임피던스 진입 신호(EX-HI)가 인가되어 제1 스위칭 TFT(251)가 턴온된다. 제1 스위칭 TFT(251)가 턴온되면 저전위 구동 전압(GVSS)이 QB 노드로 공급된다.

도 13에 도시된 바와 같이, 하이 임피던스 진입 신호(EX-HI)에 의해 QB 노드가 로우 전압 상태로 스위칭될 때, Q 노드도 로우 전압 상태이므로 결과적으로 Q 노드와 QB 노드가 로우 전압 상태가 되어 스캔 드라이빙 블록(200)에서 신호가 출력되지 않도록 한다.

즉, 센싱 블록(100)이 동작될 때에는 라인 쉬프트 신호 또는 프레임 쉬프트 신호의 센싱 신호가 OLED 패널의 각 화소에 공급되어야 하므로, 센싱 블록(100)에서만 신호가 출력되고, 스캔 드라이빙 블록(200) 및 센스 드라이빙 블록(300)에서는 신호가 출력되지 않아야 한다.

이를 위해, 센싱 블록(100)이 동작되는 센싱 구간에서는 하이 임피던스 진입 신호(EX-HI)를 이용하여 스캔 드라이빙 블록(200) 및 센스 드라이빙 블록(300)을 하이 임피던스 모드로 동작시킨다. 이를 통해, 스캔 드라이빙 블록(200) 및 센스 드라이빙 블록(300)에서 신호가 출력되지 않도록 한다.

한편, OLED 디스플레이 장치가 화상이 표시되는 드라이빙 구동으로 동작될 때에는, 각 화소의 구동을 스캔 신호 및 센스 신호가 OLED 패널의 각 화소에 인가되어야 한다.

이를 위해, OLED 디스플레이 장치가 화상을 표시하는 드라이빙 모드로 구동될 때, 하이 임피던스 리셋부(250)의 제2 스위칭 TFT(252)에 하이 임피던스 해제 신호(EX-OP)가 인가되어 제2 스위칭 TFT(252)를 턴온시킨다. 제2 스위칭 TFT(252)가 턴온되면 고전위 구동 전압(GVDD)이 QB 노드로 공급되어, 스캔 드라이빙 블록(200)의 하이 임피던스 모드를 해제시켜 원래의 정상 모드로 복귀시킨다.

도 13에 도시된 바와 같이, 하이 임피던스 해제 신호(EX-OP)에 의해 QB 노드가 하이 전압 상태로 스위칭되면 스캔 드라이빙 블록(200)이 원래의 상태로 복귀되어 신호를 출력하게 된다.

즉, OLED 디스플레이 장치가 화상을 표시할 때에는 스캔 신호 및 센스 신호가 OLED 패널의 화소에 공급되어야 한다. 이를 위해, 하이 임피던스 해제 신호(EX-OP)를 이용하여 스캔 드라이빙 블록(200) 및 센스 드라이빙 블록(300)을 하이 임피던스 모드에서 정상 모드로 복귀시켜 스캔 드라이빙 블록(200)에서 스캔 신호가 정상적으로 출력되도록 하고, 센스 드라이빙 블록(300)에서 센스 신호가 정상적으로 출력되도록 한다.

도 14 및 도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터의 셀렉션 블록을 나타내는 도면이다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터의 셀렉션 블록(400)은 스캔부(410)와 센스부(420)를 포함한다. 셀렉션 블록(400)의 스캔부(410) 및 센스부(420)는 입력된 신호들을 스위칭하여 선택적으로 출력시키기 위해 스위칭 TFT(411, 422)로 구현된다.

스캔부 TFT(411)의 게이트 전극은 상기 센싱 블록(100)의 출력 단자와 접속되어 있고, 소스 전극은 외부 보상용 스캔 신호(SCAN)가 인가되는 라인에 접속되어 있고, 드레인은 출력 단(OUT)에 접속되어 있다.

센스부 TFT(421)의 게이트 전극은 상기 센싱 블록(100)의 출력 단자와 접속되어 있고, 소스 전극은 외부 보상용 센스 신호(SENSE)가 인가되는 라인에 접속되어 있고, 드레인은 출력 단(OUT)에 접속되어 있다.

도 16은 OLED 디스플레이 패널의 초기 보상을 위한 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터의 구동 타이밍을 나타내는 도면이다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 셀렉션 블록(400)은 상술한 센싱 블록(100)이 동작되는 구간에만 동작하여, 센싱 블록(100)에서 인가되는 라인 쉬프트 신호에 따라 외부 보상용 스캔 신호(SCAN)와 센스 신호(SENNSE)를 OLED 디스플레이 패널의 화소에 인가하여 OLED 디스플레이 장치의 초기 보상이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 셀렉션 블록(400)은 상술한 센싱 블록(100)이 동작되는 구간에만 동작하여, 센싱 블록(100)에서 인가되는 프레임 쉬프트 신호에 따라 외부 보상용 스캔 신호(SCAN)와 센스 신호(SENSE)를 OLED 디스플레이 패널의 화소에 인가하여 OLED 디스플레이 장치의 실시간 드라이빙 보상이 이루어지도록 할 수 있다.

스캔부(410)에 센싱 블록(100)의 출력 신호가 인가되면, 스캔부(410)가 턴온되어 외부 보상용 스캔 신호(SCAN)를 출력한다. 센스부(420)에 센싱 블록(100)의 출력 신호가 인가되면, 센스부(420)가 턴온되어 외부 보상용 센스 신호(SENSE)를 출력한다.

도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터에서 OLED 디스플레이 패널의 드라이빙 보상을 위한 출력 신호를 나타내는 도면이다.

도 17을 참조하면, OLED 디스플레이 장치가 화상을 표시할 때에는 하이 임피던스 해제 신호(EX-OP)를 이용하여 스캔 드라이빙 블록(200) 및 센스 드라이빙 블록(300)을 하이 임피던스 모드에서 정상 모드로 복귀시켜 스캔 드라이빙 블록(200) 및 센스 드라이빙 블록(300)에서 신호가 정상적으로 출력되도록 한다.

화상이 표시되는 드라이빙 구간 중, 블랜크(blank) 기간을 이용하여 실시간으로 드라이빙 보상이 이루어지도록 프레임 쉬프트 된 센싱 신호를 출력한다.

한편, 셀렉션 블록(400)에 인가되는 외부 보상용 스캔 신호(SCAN)와 센스 신호(SENSE)의 타이밍을 변화시키면, 프레임 쉬프트 또는 라인 쉬프트 형태의 출력 신호뿐만 아니라 다양한 형태로 쉬프트 되는 신호를 생성하여 출력시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터는 OLED 디스플레이 장치의 외부 보상을 위한 라인 쉬프트 및 프레임 쉬프트 센싱 신호를 생성할 수 있다.

본 발명은 OLED 디스플레이 패널 외부 보상을 위한 센싱 신호를 생성하는 쉬프트 레지스터의 제조비용을 절감시킬 수 있다. 또한, 2개의 스타트 펄스 신호(SVST, RVST)를 이용하여 다양한 화소들의 구동에 적용 가능한 멀티 시그널을 생성할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 쉬프트 레지스터 레이아웃의 라인 추가 없이도 멀티 시그널로 출력 신호를 생성하고, 출력 신호가 출력되는 시간을 증가시킬 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 센싱 블록 110: 제1 스위칭부
120: 제2 스위칭부 130: 리셋부
140: 출력부 200: 스캔 드라이빙 블록
210: 제1 스위칭부 220: 제2 스위칭부
230: 부스팅부 240: 셋팅부
250: 하이 임피던스 리셋부 260: 출력부
300: 센스 드라이빙 블록 400: 셀렉션 블록

Claims (10)

1. 유기발광 디스플레이 장치의 화소에 대한 외부 보상을 위한 라인 쉬프트 신호 또는 프레임 쉬프트 신호를 생성하는 센싱 블록;
   상기 유기발광 디스플레이 장치가 구동될 때 상기 화소의 스캔 라인에 공급될 스캔 신호를 생성하는 제1 드라이빙 블록;
   상기 유기발광 디스플레이 장치가 구동될 때 상기 화소의 센스 라인에 공급될 센스 신호를 생성하는 제2 드라이빙 블록; 및
   상기 유기발광 디스플레이 장치가 보상 구동될 때 상기 센싱 블록으로부터 공급되는 상기 라인 쉬프트 신호 또는 상기 프레임 쉬프트 신호에 따라 외부 보상용 스캔 신호를 상기 화소의 스캔 라인에 공급함과 동시에 외부 보상용 센스 신호를 상기 화소의 센스 라인에 공급하는 셀렉션 블록을 포함하는, 쉬프트 레지스터.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 센싱 블록은 입력되는 스타트 펄스 신호, 클럭 신호 및 출력 신호를 이용하여 상기 라인 쉬프트 신호 또는 상기 프레임 쉬프트 신호를 생성해 상기 셀렉션 블록으로 출력하는, 쉬프트 레지스터.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 센싱 블록은,
   제1 스타트 신호와 제1 클럭 신호에 따라 상기 제1 클럭 신호를 Q 노드에 인가하는 제1 스위칭부;
   제2 스타트 신호와 제2 클럭 신호에 따라 상기 제2 클럭 신호를 QB 노드에 인가하는 제2 스위칭부; 및
   상기 Q 노드의 전압에 의해 턴온되어 상기 QB 노드에 저전위 구동 전압을 인가하고, 상기 QB 노드의 전압에 의해 턴온되어 상기 Q 노드에 상기 저전위 구동 전압을 인가하는 리셋부; 및
   상기 Q 노드의 전압에 의해 턴온되어 고전위 구동 전압 레벨의 신호를 출력하는 풀업 TFT, 및 상기 QB 노드의 전압에 의해 턴온되어 저전위 구동 전압 레벨의 신호를 출력하는 풀다운 TFT를 갖는 출력부를 포함하는, 쉬프트 레지스터.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 드라이빙 블록은 입력되는 제1 스타트 펄스 신호, 제2 스타트 펄스 신호, 제1 클럭 신호 및 제2 클럭 신호를 이용하여 상기 스캔 신호를 생성하여 상기 화소의 스캔 라인에 공급하며,
   상기 제2 드라이빙 블록은 입력되는 제1 스타트 펄스 신호, 제2 스타트 펄스 신호, 제1 클럭 신호 및 제2 클럭 신호를 이용하여 상기 센스 신호를 생성하여 상기 화소의 센스 라인에 공급하는, 쉬프트 레지스터.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 센싱 블록의 구동에 따라 상기 유기발광 디스플레이 장치가 보상 구동될 때, 상기 제1 드라이빙 블록은 상기 스캔 신호의 출력이 차단되는 하이 임피던스 모드로 동작하며, 상기 제2 드라이빙 블록은 상기 센스 신호의 출력이 차단되는 하이 임피던스 모드로 동작하는, 쉬프트 레지스터.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 유기발광 디스플레이 장치가 화상을 표시하는 드라이빙 모드로 구동될 때, 상기 제1 드라이빙 블록은 상기 스캔 신호를 출력하는 정상 모드로 동작하며, 상기 제2 드라이빙 블록은 상기 센스 신호를 출력하는 정상 모드로 동작하는, 쉬프트 레지스터.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 제1 드라이빙 블록과 상기 제2 드라이빙 블록 각각은 하이 임피던스 리셋부를 포함하며,
   상기 하이 임피던스 리셋부는,
   상기 유기발광 디스플레이 장치가 보상 구동될 때 인가되는 하이 임피던스 진입 신호에 따라 상기 제1 드라이빙 블록과 상기 제2 드라이빙 블록 각각을 상기 하이 임피던스 모드로 동작시키며,
   상기 유기발광 디스플레이 장치가 화상을 표시하는 드라이빙 모드로 구동될 때 인가되는 하이 임피던스 해제 신호에 따라 상기 제1 드라이빙 블록과 상기 제2 드라이빙 블록 각각을 상기 정상 모드로 복귀시키는, 쉬프트 레지스터.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 제1 드라이빙 블록과 상기 제2 드라이빙 블록 각각은,
   제1 스타트 펄스 신호와 제1 클럭 신호에 의해 턴온되어 상기 제1 클럭 신호를 Q 노드에 공급하는 제1 스위칭부;
   제2 스타트 펄스 신호와 제2 클럭 신호에 의해 턴온되어 상기 제2 클럭 신호를 QB 노드에 공급하는 제2 스위칭부;
   제3 클럭 신호에 의해 턴온되어 상기 Q 노드가 하이 전압 상태를 유지하도록 하는 부스팅부;
   상기 제1 클럭 신호에 의해 턴온되어 상기 QB 노드에 저전위 구동 전압을 공급하고, 상기 제2 클럭 신호에 의해 턴온되어 상기 Q 노드에 상기 저전위 구동 전압을 공급하는 셋팅부; 및
   상기 Q 노드의 전압에 의해 턴온되어 고전위 구동 전압 레벨의 신호를 출력하고, 상기 QB 노드의 전압에 의해 턴온되어 저전위 구동 전압 레벨의 신호를 출력하는 출력부를 더 포함하는, 쉬프트 레지스터.
9. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 셀렉션 블록은,
   상기 센싱 블록의 출력 신호에 의해 턴온되어 상기 화소의 스캔 라인에 상기 외부 보상용 스캔 신호를 공급하는 스캔부; 및
   상기 센싱 블록의 출력 신호에 의해 턴온되어 상기 화소의 센스 라인에 상기 외부 보상용 센스 신호를 공급하는 센스부를 포함하는, 쉬프트 레지스터.
10. 제8 항에 있어서,
    상기 하이 임피던스 진입 신호는 상기 센싱 블록의 출력 신호이며,
    상기 하이 임피던스 리셋부는,
    상기 하이 임피던스 진입 신호에 의해 턴-온되어 상기 저전위 구동 전압을 상기 QB 노드에 공급하는 제1 스위칭 TFT; 및
    상기 하이 임피던스 해제 신호에 의해 턴온되어 상기 고전위 구동 전압을 상기 QB 노드에 공급하는 제2 스위칭 TFT를 포함하는, 쉬프트 레지스터.
    

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