KR102024320B1 - 화소 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화소와 이를 포함하는 표시 장치로서, 특히 화소는 주사 신호에 대응하여 턴 온 되어 데이터 선을 통해 인가되는 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 전달하는 스위칭 트랜지스터, 상기 데이터 전압을 저장하는 저장 커패시터, 및 상기 스위칭 트랜지스터에 공통으로 연결되어 상기 데이터 전압에 따른 구동 전류로 빛을 방출하는 제1 화소부 및 제2 화소부를 포함하고, 상기 제1 화소부 및 제2 화소부는 각각, 빛을 방출하는 유기 발광 다이오드, 제1 전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 제2 전원에 이르는 경로로 상기 데이터 전압에 따른 구동 전류를 생성하여 전달하는 제1 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터의 게이트-드레인 전극을 다이오드 형태로 연결하는 제2 트랜지스터, 및 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 스위칭 트랜지스터 사이에 연결되어 상기 제1 트랜지스터의 문턱 전압값이 반영된 전압을 소정 기간 유지하는 보상 커패시터를 포함한다.

Description

화소 및 이를 포함하는 표시 장치{PIXEL AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 화소 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.

평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display: FED), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel: PDP) 및 유기 발광 표시장치(Organic Light Emitting Display: OLED) 등이 있다.

평판 표시장치 중 유기 발광 표시장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 각 화소의 유기 발광 다이오드를 이용하여 영상을 표시한다.

유기 발광 표시장치는 빠른 응답 속도를 가지면서 동시에 낮은 소비전력으로 구동되는 장점이 있다.

유기 발광 표시장치는 각 화소마다 유기 발광 다이오드에 전류를 공급하는 구동 트랜지스터를 가진다. 그런데 이러한 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 보상점이 1개만 존재하므로, 문턱 전압의 보상점이 어디에 있느냐에 따라서 계조별 무라 특성이 달라진다. 특히 화소의 구동 트랜지스터에 따른 문턱 전압의 보상점 차이로 인해 저계조에서의 무라 개선에 어려움이 생기게 된다. 또한 문턱 전압 보상점이 화소마다 1개만 존재하므로 화소별 휘도 편차의 개선에도 한계가 있다.

본 발명의 실시 예를 통해 해결하려는 과제는 구동 트랜지스터와 그 문턱 전압 보상점을 개선한 화소를 제안하고, 이러한 화소를 통해 표시 패널의 화소별 휘도 편차를 제거하여 휘도 균일도를 향상시키고, 저계조 영역에서의 무라를 제거하여 화질을 개선시킨 표시 장치를 제공하는데 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 화소는 주사 신호에 대응하여 턴 온 되어 데이터 선을 통해 인가되는 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 전달하는 스위칭 트랜지스터, 상기 데이터 전압을 저장하는 저장 커패시터, 및 상기 스위칭 트랜지스터에 공통으로 연결되어 상기 데이터 전압에 따른 구동 전류로 빛을 방출하는 제1 화소부 및 제2 화소부를 포함하고, 상기 제1 화소부 및 제2 화소부는 각각, 빛을 방출하는 유기 발광 다이오드, 제1 전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 제2 전원에 이르는 경로로 상기 데이터 전압에 따른 구동 전류를 생성하여 전달하는 제1 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터의 게이트-드레인 전극을 다이오드 형태로 연결하는 제2 트랜지스터, 및 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 스위칭 트랜지스터 사이에 연결되어 상기 제1 트랜지스터의 문턱 전압값이 반영된 전압을 소정 기간 유지하는 보상 커패시터를 포함한다.

일 실시 예로서, 상기 제1 화소부의 제2 트랜지스터의 턴 온 기간과 상기 제2 화소부의 제2 트랜지스터의 턴 온 기간은 서로 상이할 수 있다.

그리고, 상기 제1 화소부 및 제2 화소부 각각은, 상기 제1 전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드에 이르는 경로 사이에 형성되어 상기 데이터 전압에 따른 구동 전류의 흐름을 조정하여 상기 유기 발광 다이오드의 발광을 제어하는 제3 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.

또한 다른 실시 예로서 상기 제1 화소부 및 제2 화소부 각각은, 제1 화소부에 공급되는 상기 제1 전원과 상기 제2 전원의 전원전압 공급과, 제2 화소부에 공급되는 상기 제1 전원과 상기 제2 전원의 전원전압 공급을 제어함으로써, 상기 제1 화소부와 상기 제2 화소부 각각의 발광 동작을 제어할 수 있다.

한편 상기 영상 데이터 신호의 계조가 기 설정된 소정의 저계조 영역에 포함되는 경우, 상기 제1 화소부와 상기 제2 화소부 중 각 제2 트랜지스터의 턴 온 기간이 더 긴 화소부를 구동시켜 영상을 표시할 수 있다.

그리고 상기 제1 화소부 및 제2 화소부 각각은 하나의 유기 발광 다이오드를 공통으로 사용할 수 있다.

한편 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 표시 장치는 영상 데이터 신호에 따라 영상을 표시하는 복수의 화소를 포함하는 표시부, 상기 복수의 화소 각각에 연결된 복수의 주사선을 통해 대응하는 주사 신호를 생성하여 순차적으로 전달하는 주사 구동부, 상기 복수의 화소 각각에 연결된 복수의 데이터 선을 통해 대응하는 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 전달하는 데이터 구동부, 상기 복수의 화소 각각에 연결된 복수의 제1 게이트선과 복수의 제2 게이트선을 통해 각 화소에 대응하는 제1 문턱전압 제어신호와 대응하는 제2 문턱전압 제어신호를 생성하여 전달하는 제1 게이트 구동부, 및 외부 영상 소스를 처리하여 상기 영상 데이터 신호를 상기 데이터 구동부에 전달하고, 상기 주사 구동부, 데이터 구동부, 제1 게이트 구동부의 동작을 제어하는 복수의 구동 제어 신호를 생성하여 전달하는 제어부를 포함한다.

이때 상기 복수의 화소 각각은 상기 제1 게이트선으로부터 상기 제1 문턱전압 제어신호를 전달받는 제1 화소부와 상기 제2 게이트선으로부터 상기 제2 문턱전압 제어신호를 전달받는 제2 화소부를 포함하며 상기 데이터 전압에 따른 구동 전류로 빛을 방출할 수 있다.

상기 표시 장치는, 상기 복수의 화소 각각에 연결된 복수의 제3 게이트선과 복수의 제4 게이트선을 통해 대응하는 제1 발광 제어신호와 대응하는 제2 발광 제어신호를 각각 생성하여 전달하는 제2 게이트 구동부를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예로서, 상기 복수의 화소 각각은 상기 제3 게이트선으로부터 상기 제1 발광 제어신호를 전달받는 제1 화소부와 상기 제4 게이트선으로부터 상기 제2 발광 제어신호를 전달받는 제2 화소부를 포함하고, 상기 제1 발광 제어신호 및 상기 제2 발광 제어신호에 대응하여 상기 제1 화소부와 상기 제2 화소부의 발광 구동이 제어될 수 있다.

상기 복수의 화소 각각은, 상기 대응하는 주사 신호를 전달받아 상기 대응하는 영상 데이터 선호에 따른 데이터 전압을 전달하는 스위칭 트랜지스터, 상기 데이터 전압을 소정의 기간 동안 저장하는 저장 커패시터, 상기 스위칭 트랜지스터에 공통으로 연결되고, 빛을 방출하는 유기 발광 다이오드, 상기 데이터 전압에 따른 구동 전류를 생성하여 상기 유기 발광 다이오드에 전달하는 구동 트랜지스터, 상기 구동 트랜지스터의 게이트-드레인 전극을 다이오드 연결하여 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하는 보상 트랜지스터, 및 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 반영된 전압을 소정 기간 유지하는 보상 커패시터를 포함하는 제1 화소부와 제2 화소부를 포함할 수 있다.

상기 제1 화소부와 제2 화소부는 각각, 상기 구동 트랜지스터에서 유기 발광 다이오드에 전달되는 구동 전류의 흐름을 조정하여 빛의 방출을 제어하는 발광 제어 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 제1 화소부의 보상 트랜지스터의 턴 온 기간과 상기 제2 화소부의 보상 트랜지스터의 턴 온 기간은 서로 상이하거나, 혹은 서로 동일할 수 있다.

상기 영상 데이터 신호의 계조가 기 설정된 소정의 저계조 영역에 포함되는 경우, 상기 제1 화소부와 상기 제2 화소부 중 보상 트랜지스터의 턴 온 기간이 더 긴 화소부가 구동되어 영상이 표시될 수 있다.

상기 제1 문턱전압 제어신호와 상기 제2 문턱전압 제어신호는 동일한 시점에 게이트 온 전압 레벨로 전달되고, 상기 게이트 온 전압 레벨로 전달되는 기간은 서로 상이할 수 있다.

또한 다른 실시 예로서, 상기 제어부는 상기 제1 화소부에 공급되는 구동용 전원전압 공급과, 상기 제2 화소부에 공급되는 구동용 전원전압 공급을 제어하여, 상기 제1 화소부와 상기 제2 화소부 각각의 발광 동작을 제어할 수 있다.

본 발명에 따르면 표시 장치에 있어서 화소 회로의 개선을 통해 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상함으로써 전체 표시 패널의 화소별 휘도 편차를 감소시켜 휘도의 균일도를 향상시킬 수 있다.

또한 저계조 영역에서의 무라를 개선하여 고화질의 영상 품질을 구현하는 표시 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치를 간략히 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 화소의 구조를 나타낸 회로도.
도 3은 도 2의 회로 구조를 가진 화소의 구동 과정에 따른 타이밍도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 문턱 전압 보상 원리에 대한 개념을 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치의 화소에서 계조별 구동 트랜지스터의 동작 구간을 나타내는 그래프.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치를 간략히 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 표시 장치는 복수의 화소(70)가 포함된 표시부(10), 주사 구동부(20), 데이터 구동부(30), 제1 게이트 구동부(40), 제2 게이트 구동부(50), 및 제어부(60)를 포함한다.

복수의 화소(70) 각각은 주사 구동부(20)와 연결된 주사선들(S1 내지 Sn), 데이터 구동부(30)와 연결된 데이터선들(D1 내지 Dm), 제1 게이트 구동부(40)와 연결된 제1 게이트선들(GCA1, GCB1 내지 GCAn, GCBn), 및 제2 게이트 구동부(50)와 연결된 제2 게이트선들(GEA1, GEB1 내지 GEAn, GCEn)과 접속된다.

여기서 상기 주사선들(S1 내지 Sn)은 표시부의 각 화소에 행 방향으로 뻗어져 연결되어 있고, 상기 복수의 화소 중 대응하는 화소에 대응하는 주사 신호를 전달한다.

상기 데이터선들(D1 내지 Dm)은 표시부의 각 화소에 열 방향으로 뻗어져 연결되어 있고, 상기 복수의 화소 중 대응하는 화소에 영상 데이터 신호(DATA2)에 따른 데이터 전압을 전달한다.

그리고, 상기 제1 게이트선들(GCA1, GCB1 내지 GCAn, GCBn)은 표시부의 각 화소에 행 방향으로 뻗어져 연결되어 있는데, 각 화소에 두 개의 대응하는 제1 게이트선들이 연결되어 있다. 이하에서 각 화소에 연결된 두 개의 제1 게이트선들을 각각 제1 문턱전압 제어선과 제2 문턱전압 제어선으로 명명하기로 한다.

따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 첫 번째 화소 라인에 포함된 각 화소에는 첫 번째 제1 문턱전압 제어선(GCA1)과 첫 번째 제2 문턱전압 제어선(GCB1)이 연결된다.

표시부의 복수의 화소에 연결된 복수의 제1 문턱전압 제어선(GCA1 내지 GCAn)은 각 화소에 제1 문턱전압 제어신호를 전달한다.

또한 표시부의 복수의 화소에 연결된 복수의 제2 문턱전압 제어선(GCB1 내지 GCBn)은 각 화소에 제2 문턱전압 제어신호를 전달한다.

한편, 상기 제2 게이트선들(GEA1, GEB1 내지 GEAn, GCEn)은 표시부의 각 화소에 행 방향으로 뻗어져 연결되어 있는데, 각 화소에 두 개의 대응하는 제2 게이트선들이 연결되어 있다. 이하에서 각 화소에 연결된 두 개의 제2 게이트선들을 각각 제1 발광 제어선과 제2 발광 제어선으로 명명하기로 한다.

따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 첫 번째 화소 라인에 포함된 각 화소에는 첫 번째 제1 발광 제어선(GEA1)과 첫 번째 제2 발광 제어선(GEB1)이 연결된다.

표시부의 복수의 화소에 연결된 복수의 제1 발광 제어선(GEA1 내지 GEAn)은 각 화소에 제1 발광 제어신호를 전달한다.

또한 표시부의 복수의 화소에 연결된 복수의 제2 발광 제어선(GEB1 내지 GEBn)은 각 화소에 제2 발광 제어신호를 전달한다.

한편, 주사 구동부(20)는 주사선들(S1 내지 Sn)을 통해 각 화소에 주사 신호를 생성하여 전달한다.

데이터 구동부(30)는 외부 영상 신호(DATA1)에 대응하는 영상 데이터 신호(DATA2)를 전달받아 데이터선들(D1 내지 Dm)을 통해 각 화소에 제공한다.

제1 게이트 구동부(40)는 복수의 제1 게이트선들을 통해 복수의 제1 문턱전압 제어신호와 복수의 제2 문턱전압 제어신호를 생성하여 복수의 화소 각각에 전달한다.

그리고, 제2 게이트 구동부(50)는 복수의 제2 게이트선들을 통해 복수의 제1 발광 제어신호와 복수의 제2 발광 제어신호를 생성하여 복수의 화소 각각에 전달한다.

제어부(60)는 외부로부터 전달되는 영상 신호(DATA1) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 영상 신호(DATA1)는 표시부(10)의 화소 각각의 색상별 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들어 1024(=2¹⁰), 256(=2⁸) 또는 64(=2⁶)개의 계조(gray)를 가지고 있다. 제어부(60)는 외부 영상 신호(DATA1)를 전달받아 표시 장치에 적용되도록 휘도, 색 등의 보상 알고리즘에 따라 신호 처리를 수행하여 영상 데이터 신호(DATA2)를 생성하여 데이터 구동부(30)에 전달한다.

도 1을 참조하면 상기 제어부(60)에 전달되는 입력 제어 신호의 예로서 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK) 등이 있다. 상기 입력 제어 신호는 본 발명의 기술적 특징과 무관한 것으로서 공지의 구동 기술로 설명될 수 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

한편 제어부(60)는 표시 장치의 영상 구현을 위한 각 구동부의 동작을 제어하는 복수의 구동 제어 신호를 생성하여 각각의 구동부에 전달한다. 구체적으로 상기 복수의 구동 제어 신호는 데이터 구동 제어 신호(CONT1), 주사 구동 제어 신호(CONT2), 제1 게이트 구동 제어 신호(CONT3), 제2 게이트 구동 제어 신호(CONT4)를 포함한다.

데이터 구동 제어 신호(CONT1)는 데이터 구동부(30)에 전달되어 데이터 구동부가 복수의 프레임별로 영상 데이터 신호(DATA2)에 따른 데이터 전압을 생성하여 전달할 수 있도록 데이터 구동부의 동작을 제어하는 신호이다.

주사 구동 제어 신호(CONT2)는 주사 구동부(20)에 전달되어, 주사 구동부가 복수의 주사 신호를 생성하여 표시부의 각 화소 라인에 포함된 복수의 화소에 연결된 주사선을 통해 각 화소에 대응하는 주사 신호를 전달할 수 있도록 주사 구동부의 동작을 제어하는 신호이다. 이때 상기 주사 구동 제어 신호(CONT2)는 각 화소 라인에 연결된 주사선을 통해 전달되는 복수의 주사 신호가 수평 동기 신호(Hsync)에 따라 소정의 시간 간격으로 순차적으로 전달되도록 제어할 수 있다.

상기 제1 게이트 구동 제어 신호(CONT3)는 제1 게이트 구동부(40)에 전달되어, 제1 게이트 구동부가 복수의 제1 게이트 제어선을 통해 복수의 제1 문턱전압 제어신호 및 제2 문턱전압 제어신호를 전달할 수 있도록 제1 게이트 구동부(40)의 구동을 제어한다.

그리고, 상기 제2 게이트 구동 제어 신호(CONT4)는 제2 게이트 구동부(50)에 전달되어, 제2 게이트 구동부가 복수의 제2 게이트 제어선을 통해 복수의 제1 발광 제어신호 및 제2 발광 제어신호를 전달할 수 있도록 제2 게이트 구동부(50)의 구동을 제어한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 화소의 구조를 나타낸 회로도로서 구체적으로 도 1의 표시부에 포함된 화소(70)의 회로도이다.

도 2의 화소(70)를 참조하면, 화소(70)는 n번째 화소 라인 중 m번째 열에 해당하는 화소로서, m번째 데이터 선(Dm)과 n번째 주사선(Sn)에 연결되어 있다.

또한 화소(70)는 제1 화소 영역(70_A)과 제2 화소 영역(70_B)을 포함하는데, 화소의 제1 화소 영역(70_A)에는 n번째 제1 문턱전압 제어선(GCAn)과 n번째 제1 발광 제어선(GEAn)이 연결된다. 화소의 제2 화소 영역(70_B)에는 n번째 제2 문턱전압 제어선(GCBn)과 n번째 제2 발광 제어선(GEBn)이 연결된다.

구체적으로 도 2의 화소(70)는 7개의 PMOS 트랜지스터와 3개의 커패시터와 2개의 유기 발광 소자(유기 발광 다이오드)를 포함한다. 상기 화소를 구성하는 트랜지스터의 유형은 PMOS이지만 이에 반드시 제한되는 것은 아니며 다른 유형의 트랜지스터로 구성될 수 있다.

여기서 화소(70)는 하나의 스위칭 트랜지스터(Ms)와 하나의 저장 커패시터(Cst)를 공유하는 제1 화소 영역(70_A)과 제2 화소 영역(70_B)을 포함한다.

이들 제1 화소 영역(70_A)과 제2 화소 영역(70_B)은 각각 3개의 트랜지스터와 1개의 커패시터와 1개의 유기 발광 다이오드로 구성된다.

구체적으로 도 2의 화소(70)에서 스위칭 트랜지스터(Ms)는 n번째 주사선(Sn)에 연결된 게이트 전극, m번째 데이터 선(Dm)에 연결된 소스 전극, 및 노드 N1에 연결된 드레인 전극을 포함한다.

상기 스위칭 트랜지스터(Ms)는 n번째 주사선(Sn)을 통해 전달되는 대응하는 주사 신호, 즉 n번째 주사 신호(S[n])에 따라 턴 온 되어 화소를 활성화 시킨다. 그러면, m번째 데이터 선(Dm)을 통해 해당 프레임에서 화소(70)에 대응하는 영상 데이터 신호(Data[t])에 따른 데이터 전압이 인가되는데, 상기 영상 데이터 신호(Data[t])에 따른 데이터 전압은 스위칭 트랜지스터(Ms)를 통해 노드 N1으로 전달된다.

상기 노드 N1에는 상기 제1 화소 영역(70_A)과 제2 화소 영역(70_B), 및 저장 커패시터(Cst)의 일전극이 공통적으로 연결되어 있다.

상기 저장 커패시터의 타전극은 각 화소에 소정의 고전위의 제1 전원전압(ELVDD)을 공급하는 배선에 연결되어 있다. 저장 커패시터(Cst)는 양 전극단에 인가되는 전압 차에 해당하는 전압값을 저장하기 때문에 노드 N1에 인가되는 전압값을 소정 기간 유지할 수 있다.

한편, 상기 노드 N1에 연결된 제1 화소 영역(70_A)은 제1 구동 트랜지스터(Mda), 제1 보상 트랜지스터(Mga), 제1 발광 제어 트랜지스터(Mea), 제1 보상 커패시터(Cth_A), 및 제1 유기 발광 다이오드(OLEDa)를 포함한다.

구체적으로 제1 구동 트랜지스터(Mda)는 노드 N2에 연결된 게이트 전극, 소정의 고전위의 제1 전원전압(ELVDD)을 공급하는 배선에 연결된 소스 전극, 및 노드 N3에 연결된 드레인 전극을 포함한다. 상기 제1 구동 트랜지스터(Mda)는 턴 온 되어 제1 유기 발광 다이오드(OLEDa) 쪽으로 전류 경로를 형성하고, 해당 화소에 대응하는 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압의 구동 전류를 전달한다.

제1 보상 트랜지스터(Mga)는 n번째 제1 문턱전압 제어선(GCAn)에 연결된 게이트 전극, 제1 구동 트랜지스터(Mda)의 게이트 전극이 연결된 노드 N2에 연결된 제1 전극, 제1 구동 트랜지스터(Mda)의 드레인 전극이 연결된 노드 N3에 연결된 제2 전극을 포함한다. 상기 제1 보상 트랜지스터(Mga)는 n번째 제1 문턱전압 제어선(GCAn)을 통해 전달되는 n번째 제1 문턱전압 제어신호(GCA[n])에 대응하여 턴 온 되어 제1 구동 트랜지스터(Mda)의 게이트 전극과 드레인 전극을 다이오드 연결하여 제1 구동 트랜지스터(Mda)의 문턱 전압을 보상한다.

보상 커패시터(Cth_A)는 노드 N1에 연결된 일전극과 노드 N2에 연결된 타전극을 포함한다. 보상 커패시터(Cth_A)는 양 전극에 인가되는 전압의 차이에 따른 전압값을 저장 및 유지한다. 따라서, 상기 제1 보상 트랜지스터(Mga)가 턴 온 되어 제1 구동 트랜지스터(Mda)를 다이오드 연결할 때, 보상 커패시터(Cth_A)는 노드 N2에 전달되는 노드 N3의 전압을 소정 기간 유지함으로써 제1 구동 트랜지스터(Mda)의 문턱 전압을 보상할 수 있다.

제1 발광 제어 트랜지스터(Mea)는 n번째 제1 발광 제어선(GEAn)에 연결된 게이트 전극, 노드 N3에 연결된 소스 전극, 및 제1 유기 발광 다이오드(OLEDa)에 연결된 드레인 전극을 포함한다. 상기 제1 발광 제어 트랜지스터(Mea)는 n번째 제1 발광 제어선(GEAn)을 통해 전달되는 n번째 제1 발광 제어신호(GEA[n])에 대응하여 턴 온 되고, 상기 제1 구동 트랜지스터(Mda)와 제1 유기 발광 다이오드(OLEDa) 사이의 구동 전류 경로를 열어 제1 유기 발광 다이오드(OLEDa)가 구동 전류에 따른 빛을 방출하도록 제어한다.

제1 유기 발광 다이오드(OLEDa)는 상기 제1 발광 제어 트랜지스터(Mea)의 드레인 전극에 연결된 애노드 전극과 소정의 저전위 전원전압(ELVSS)을 전달하는 배선에 연결된 캐소드 전극을 포함한다. 상기 제1 유기 발광 다이오드(OLEDa)는 상기 제1 구동 트랜지스터(Mda)와 연결된 전류 경로를 통해 해당 화소에 대응하는 영상 데이터 신호(Data[t])에 따른 구동 전류에 대응하는 휘도로 빛을 방출함으로써 영상을 표시한다.

한편 상기 노드 N1에 연결된 제2 화소 영역(70_B)은 제2 구동 트랜지스터(Mdb), 제2 보상 트랜지스터(Mgb), 제2 발광 제어 트랜지스터(Meb), 제2 보상 커패시터(Cth_B), 및 제2 유기 발광 다이오드(OLEDb)를 포함한다.

구체적으로 제2 구동 트랜지스터(Mdb)는 노드 N4에 연결된 게이트 전극, 소정의 고전위의 제1 전원전압(ELVDD)을 공급하는 배선에 연결된 소스 전극, 및 노드 N5에 연결된 드레인 전극을 포함한다. 상기 제2 구동 트랜지스터(Mdb)는 턴 온 되어 제2 유기 발광 다이오드(OLEDb) 쪽으로 전류 경로를 형성하고, 해당 화소에 대응하는 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압의 구동 전류를 전달한다.

제2 보상 트랜지스터(Mgb)는 n번째 제1 문턱전압 제어선(GCBn)에 연결된 게이트 전극, 제2 구동 트랜지스터(Mdb)의 게이트 전극이 연결된 노드 N4에 연결된 제1 전극, 제2 구동 트랜지스터(Mdb)의 드레인 전극이 연결된 노드 N5에 연결된 제2 전극을 포함한다. 상기 제2 보상 트랜지스터(Mgb)는 n번째 제2 문턱전압 제어선(GCBn)을 통해 전달되는 n번째 제2 문턱전압 제어신호(GCB[n])에 대응하여 턴 온 되어 제2 구동 트랜지스터(Mdb)의 게이트 전극과 드레인 전극을 다이오드 연결하여 제2 구동 트랜지스터(Mdb)의 문턱 전압을 보상한다.

보상 커패시터(Cth_B)는 노드 N1에 연결된 일전극과 노드 N4에 연결된 타전극을 포함한다. 보상 커패시터(Cth_B)는 양 전극에 인가되는 전압의 차이에 따른 전압값을 저장 및 유지한다. 따라서, 상기 제2 보상 트랜지스터(Mgb)가 턴 온 되어 제2 구동 트랜지스터(Mdb)를 다이오드 연결할 때, 보상 커패시터(Cth_B)는 노드 N4에 전달되는 노드 N5의 전압을 소정 기간 유지함으로써 제2 구동 트랜지스터(Mdb)의 문턱 전압을 보상할 수 있다.

제2 발광 제어 트랜지스터(Meb)는 n번째 제2 발광 제어선(GEBn)에 연결된 게이트 전극, 노드 N5에 연결된 소스 전극, 및 제2 유기 발광 다이오드(OLEDb)에 연결된 드레인 전극을 포함한다. 상기 제2 발광 제어 트랜지스터(Meb)는 n번째 제2 발광 제어선(GEBn)을 통해 전달되는 n번째 제2 발광 제어신호(GEB[n])에 대응하여 턴 온 되고, 상기 제2 구동 트랜지스터(Mdb)와 제2 유기 발광 다이오드(OLEDb) 사이의 구동 전류 경로를 열어 제2 유기 발광 다이오드(OLEDb)가 구동 전류에 따른 빛을 방출하도록 제어한다.

제2 유기 발광 다이오드(OLEDb)는 상기 제2 발광 제어 트랜지스터(Meb)의 드레인 전극에 연결된 애노드 전극과 소정의 저전위 전원전압(ELVSS)을 전달하는 배선에 연결된 캐소드 전극을 포함한다. 상기 제2 유기 발광 다이오드(OLEDb)는 상기 제2 구동 트랜지스터(Mdb)와 연결된 전류 경로를 통해 해당 화소에 대응하는 영상 데이터 신호(Data[t])에 따른 구동 전류에 대응하는 휘도로 빛을 방출함으로써 영상을 표시한다.

상술한 바와 같이 표시부(10)를 구성하는 화소 각각은 하나의 스위칭 트랜지스터를 공유하면서 영상 데이터 신호에 따른 구동 전류를 생성하여 전달하는 구동 트랜지스터와, 그 문턱 전압을 보상하는 보상 트랜지스터, 발광을 제어하는 발광 제어 트랜지스터, 및 구동 전류에 따른 빛을 방출하는 발광 소자인 유기 발광 다이오드를 각각 별개로 구비하는 두 개의 화소 영역을 포함한다.

한편, 도 2의 실시 예에서 제1 화소 영역(70_A)과 제2 화소 영역(70_B)에 포함된 각각의 구동 트랜지스터(Mda, Mdb)의 크기(W/L)는 동일하게 구성할 수도 있고, 서로 다르게 구성할 수도 있다.

마찬가지로 도 2의 실시 예에서 제1 화소 영역(70_A)과 제2 화소 영역(70_B)에 포함된 각각의 보상 트랜지스터(Mga, Mgb)와, 발광 제어 트랜지스터(Mea, Meb)의 크기(W/L) 역시 서로 동일하거나 다르게 구성될 수 있다.

그리고 도 2의 실시 예에 제한되지 않고 다른 실시 예로서 상기 제1 화소 영역(70_A)과 제2 화소 영역(70_B)은 유기 발광 다이오드를 공통으로 연결하여 사용할 수 있다.

이렇듯 하나의 화소 내에 두 개의 화소 영역으로 구분하여 구동 트랜지스터와 유기 발광 다이오드 등의 회로 소자를 구비함으로써, 영상 데이터 신호에 따른 영상을 구현할 때 각 화소 영역에 포함된 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 보상점을 서로 다르게 설정할 수 있다. 즉, 제1 화소 영역(70_A)의 제1 구동 트랜지스터의 문턱전압 보상점과 제2 화소 영역(70_B)의 제2 구동 트랜지스터의 문턱전압 보상점을 서로 다른 계조에서 최적화하도록 조정함으로써 전체 표시부의 영상 구현 시 휘도 균일도를 고르게 향상시킬 수 있다.

도 2와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 화소(70)에서 제1 화소 영역(70_A)과 제2 화소 영역(70_B)으로 구분하여 구성할 때 휘도 균일도를 향상시키기 위한 구동 트랜지스터의 문턱전압 보상점 설정은 각 화소 영역으로 인가되는 문턱전압 제어신호의 타이밍에 따른다.

구체적인 화소의 구동 과정을 도 3의 타이밍도를 이용하여 설명하기로 한다. 도 3은 도 2와 같이 두 개의 화소 영역을 가진 화소(70)의 구동 과정에 따른 타이밍도이다.

먼저, 시점 t1부터 시점 t2 동안 화소(70)의 스위칭 트랜지스터(Ms)의 게이트 전극으로 n번째 주사 신호(S[n])가 게이트 온 전압 레벨의 펄스 전압으로 전달된다. 도 2의 실시 예에서 화소를 구성하는 트랜지스터의 유형은 PMOS 트랜지스터이므로 트랜지스터를 턴 온 시키는 게이트 온 전압 레벨은 소정의 로우 레벨이다. 따라서, 시점 t1 내지 시점 t2의 기간 동안 로우 레벨의 펄스 전압으로 n번째 주사 신호(S[n])가 인가되면 스위칭 트랜지스터(Ms)는 턴 온 되어 영상 데이터 신호(Data[t])에 따른 데이터 전압을 노드 N1으로 전달한다. 상기 데이터 전압은 저장 커패시터(Cst)의 일 전극에 인가되고 저장 커패시터(Cst)는 양 전극의 전위차, 즉 상기 데이터 전압과 고전위의 제1 전원전압(ELVDD)과의 전압 차이에 따른 전압값을 저장한다.

그리고 시점 t3에 제1 화소 영역(70_A)의 제1 보상 트랜지스터(Mga)의 게이트 전극으로 로우 레벨의 n번째 제1 문턱전압 제어신호(GCA[n])가 전달된다.

또한 동일한 시점 t3에 제2 화소 영역(70_B)의 제2 보상 트랜지스터(Mgb)의 게이트 전극으로 로우 레벨의 n번째 제2 문턱전압 제어신호(GCB[n])가 전달된다.

상기 n번째 제1 문턱전압 제어신호(GCA[n])는 시점 t4에 하이 레벨로 상승하고, 상기 n번째 제2 문턱전압 제어신호(GCB[n])는 시점 t5에 하이 레벨로 상승한다.

그러면 시점 t3 내지 시점 t4 기간 동안 제1 화소 영역(70_A)의 제1 보상 트랜지스터(Mga)가 턴 온 된 상태이고, 시점 t3 내지 시점 t5 기간 동안 제2 화소 영역(70_B)의 제2 보상 트랜지스터(Mgb)가 턴 온 된 상태로 유지된다.

즉, 상기 제1 보상 트랜지스터(Mga) 및 제2 보상 트랜지스터(Mgb)의 턴 온 기간이 서로 다르므로 하나의 화소(70) 내에서 제1 화소 영역(70_A)과 제2 화소 영역(70_B)에서 각각 문턱전압의 보상 기간이 서로 다르게 된다.

시점 t3 내지 시점 t4 기간 동안 상기 제1 보상 트랜지스터(Mga)가 턴 온 되어 제1 구동 트랜지스터(Mda)의 게이트 전극과 드레인 전극이 다이오드 연결되면, 제1 구동 트랜지스터(Mda)의 문턱전압(Vtha)과 고전위의 제1 전원전압(ELVDD)을 합한 전압값(ELVDD+Vtha)이 노드 N3를 거쳐 노드 N2에 인가된다. 그러면 제1 보상 커패시터(Cth_A)는 제1 구동 트랜지스터(Mda)의 문턱전압값(Vtha)이 반영된 전압값으로 제1 구동 트랜지스터(Mda)의 게이트 전극 전압을 유지한다.

제1 화소 영역(70_A)의 제1 유기 발광 다이오드(OLEDa)가 발광하는 휘도값은 구동 전류에 대응하고, 그 구동 전류(Ioleda)는 다음과 같은 수식으로 구해질 수 있다.

(수학식 1)

Ioleda = 1/2*β*(Vgsa-Vtha)²

상기 수학식 1에서 β는 이동도(mobility), Vgsa는 제1 구동 트랜지스터(Mda)의 게이트-소스간 전압, Vtha는 제1 구동 트랜지스터(Mda)의 문턱전압이다.

상기 수학식 1에 의하면, 제1 구동 트랜지스터(Mda)의 게이트 전극단의 전압에 반영된 문턱전압(Vtha)으로 인해 구동 전류량에 큰 영향을 주는 제1 구동 트랜지스터(Mda)의 문턱전압(Vtha) 성분이 제거된다.

이와 같이 전체 표시부를 구성하는 복수의 화소 각각에서, 제1 화소 영역의 제1 유기 발광 다이오드로 전달되는 구동 전류량에 대하여 제1 화소 영역에 포함된 구동 트랜지스터의 문턱전압 성분의 영향이 제거되어 구동 트랜지스터의 전기적 특성 편차를 최소화할 수 있게 된다.

이러한 문턱전압 보상 원리는 제2 화소 영역(70_B)에 대해서도 동일하게 적용된다.

즉, 시점 t3 내지 시점 t5 기간 동안 제2 화소 영역(70_B)의 제2 보상 트랜지스터(Mgb)가 턴 온 되면, 제2 구동 트랜지스터(Mdb)의 게이트 전극과 드레인 전극이 다이오드 연결되고, 제2 구동 트랜지스터(Mdb)의 문턱전압(Vthb)과 고전위의 제1 전원전압(ELVDD)을 합한 전압값(ELVDD+Vthb)이 노드 N5를 거쳐 노드 N4에 인가된다. 그러면 제2 보상 커패시터(Cth_B)는 제2 구동 트랜지스터(Mdb)의 문턱전압값(Vthb)이 반영된 전압값으로 제2 구동 트랜지스터(Mdb)의 게이트 전극 전압을 유지한다.

이러한 상태에서 제2 화소 영역(70_B)의 제2 유기 발광 다이오드(OLEDb)에 전달되는 구동 전류(Ioledb)량은 다음과 같은 수식으로 구해질 수 있다.

(수학식 2)

Ioledb = 1/2*β*(Vgsb-Vthb)²

상기 수학식 2에서 β는 이동도(mobility), Vgsb는 제2 구동 트랜지스터(Mdb)의 게이트-소스간 전압, Vthb는 제2 구동 트랜지스터(Mdb)의 문턱전압이다.

제2 구동 트랜지스터(Mdb)의 게이트 전극단의 전압에 반영된 문턱전압(Vthb)으로 인해 구동 전류량에 영향을 주는 제2 구동 트랜지스터(Mdb)의 문턱전압(Vthb) 성분이 제거된다.

따라서 표시부를 구성하는 복수의 화소 각각의 제2 화소 영역에서도 제2 유기 발광 다이오드로 전달되는 구동 전류량에 구동 트랜지스터의 문턱전압 성분의 영향이 제거되므로, 구동 트랜지스터의 전기적 특성 편차를 최소화할 수 있게 된다.

도 3을 참조하면, 제1 화소 영역(70_A)의 문턱 전압 보상 기간이 시점 t3 내지 시점 t4 기간이고, 제2 화소 영역(70_B)의 문턱 전압 보상 기간이 시점 t3 내지 시점 t5 기간이므로 제2 화소 영역(70_B)의 보상 기간이 더 길다. 즉, 제2 화소 영역(70_B)의 제2 보상 트랜지스터(Mgb)의 턴 온 기간이 제1 보상 트랜지스터(Mga)의 턴 온 기간 보다 길어서 제2 구동 트랜지스터(Mdb)의 게이트-드레인의 다이오드 연결 시간이 제1 구동 트랜지스터(Mda)의 다이오드 연결 시간보다 더 길게 된다.

이렇게 구동 트랜지스터의 다이오드 연결 시간이 많을수록, 더 낮은 구동 전류 영역, 즉 저계조 영역에서의 전압값으로 문턱전압이 결정된다. 반대로 제1 화소 영역(70_A)의 경우처럼 구동 트랜지스터의 다이오드 연결시간이 적을수록 좀더 높은 구동 전류 영역, 즉 중간 계조 영역에서의 전압값으로 문턱전압이 결정된다.

다음으로 시점 t6 내지 시점 t7 동안 각 화소 영역의 발광 제어 트랜지스터의 게이트 전극으로 인가되는 발광 제어신호가 게이트 온 전압 레벨인 로우 레벨로 전달되면 발광 제어 트랜지스터가 턴 온 된다.

즉, 제1 화소 영역의 제1 발광 제어 트랜지스터(Mea)의 게이트 전극에 제1 발광 제어신호(GEA[n])가 로우 레벨로 전달되면 제1 발광 제어 트랜지스터(Mea)가 턴 온 된다. 그래서 제1 발광 제어 트랜지스터(Mea)의 채널을 통과하여 제1 화소 영역(70_A)의 제1 유기 발광 다이오드(OLEDa)로 구동 전류를 전달함으로써 발광하여 영상을 표시한다.

또한 동일한 기간(시점 t6 내지 시점 t7 의 기간) 동안 제2 화소 영역의 제2 발광 제어 트랜지스터(Meb)의 게이트 전극에 제2 발광 제어신호(GEB[n])가 로우 레벨로 전달되면 제2 발광 제어 트랜지스터(Meb)가 턴 온 된다. 그래서 제2 발광 제어 트랜지스터(Meb)의 채널을 통과하여 제2 화소 영역(70_B)의 제2 유기 발광 다이오드(OLEDb)로 구동 전류를 전달함으로써 발광하여 영상을 표시한다.

도 3의 타이밍도에서는 시점 t6 내지 시점 t7 의 기간에 동시에 제1 화소 영역(70_A)과 제2 화소 영역(70_B)에서 유기 발광 소자를 발광시켜 영상을 구현하였으나, 이는 중간 계조 이상의 영역의 휘도로 영상을 표시할 경우를 일례로 든 것이다.

따라서, 입력되는 외부 영상 소스에 따른 영상 데이터 신호가 소정의 저계조 영역에서의 휘도값을 가지는 경우라면 저계조 영역에서의 문턱전압 보상점을 가지는 제2 화소 영역(70_B)만을 구동시켜 영상을 표시할 수 있다. 즉, 제2 화소 영역(70_B)의 제2 발광 제어 트랜지스터(Meb)를 턴 온 시키는 제2 발광 제어 신호(GEB[n])의 펄스 전압을 로우 레벨로 전달하고, 제1 화소 영역(70_A)의 제1 발광 제어 트랜지스터(Mea)를 턴 온 시키는 제1 발광 제어 신호(GEA[n])의 펄스 전압을 하이 레벨로 전달할 수 있다.

그러면 제1 화소 영역(70_A)에서는 유기 발광 소자로의 전류 경로가 차단되어 빛이 방출되지 않고, 제2 화소 영역(70_B)의 제2 유기 발광 다이오드가 저계조 영역의 휘도값으로 빛을 방출하여 영상을 표시하게 된다.

이렇게 보상 시간에 따라 하나의 화소 내에서 화소 영역별로 구동 트랜지스터의 문턱전압의 보상점을 이원화하여 결정함으로써, 입력 영상의 계조 영역에 따라 유연하게 보상할 수 있고, 특히 저계조 영역에서의 무라 현상을 개선할 수 있다.

도 4의 그래프를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 문턱 전압의 이원화 보상 원리를 설명한다.

도 4의 그래프는 구동 트랜지스터의 문턱전압 특성이 상이한 두 개의 서로 다른 화소(pixel 1, pixel 2)에 대한 전류 특성 곡선을 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면 전류 특성 곡선은 구동 트랜지스터의 게이트-소스 간 전압(Vgs)과 구동 트랜지스터에서 생성하여 유기 발광 소자에 전달하는 구동 전류량(Id)과의 관계를 나타낸 것이다.

본 발명의 실시 예에 따르면 도 4의 두 개의 화소(pixel 1, pixel 2)는 각각 제1 화소 영역과 제2 화소 영역을 포함하고, 두 개의 보상 트랜지스터에 의해 구동 트랜지스터의 문턱 전압값을 보상하기 위하여 서로 다른 보상 기간 동안 구동 트랜지스터를 다이오드 연결한다.

도 3의 구동 타이밍과 같이 각 화소에서 제1 화소 영역(70_A)의 보상 기간보다 제2 화소 영역(70_B)의 보상 기간을 더 길게 할 경우, 도 4에서 첫 번째 화소(pixel 1)에서 두 개의 화소 영역 중 제1 화소 영역에 해당하는 구동 트랜지스터의 문턱전압값은 Vth_p1A이고, 제2 화소 영역에 해당하는 구동 트랜지스터의 문턱전압값은 Vth_p1B가 된다. 마찬가지로, 두 번째 화소(pixel 2)에서 두 개의 화소 영역 중 제1 화소 영역에 해당하는 구동 트랜지스터의 문턱전압값은 Vth_p2A이고, 제2 화소 영역에 해당하는 구동 트랜지스터의 문턱전압값은 Vth_p2B가 된다.

각 화소에서 제2 화소 영역의 구동 트랜지스터의 다이오드 연결기간이 제1 화소 영역의 구동 트랜지스터의 다이오드 연결 기간보다 길기 때문에 더 낮은 구동 전류에서 문턱 전압이 결정된다. 즉, 도 4에서 보듯이, 제1 화소 영역에 해당하는 구동 트랜지스터의 문턱전압(Vth_p1A, Vth_p2A)은 1E-10(1X10^-10)의 레벨에서 결정되고, 제2 화소 영역에 해당하는 구동 트랜지스터의 문턱전압(Vth_p1B, Vth_p2B)은 이보다 더 낮은 구동 전류 영역인 저계조 영역, 1E-12(1X10^-12)의 레벨에서 결정된다.

따라서 하나의 화소에서 두 가지 레벨의 구동 전류 영역에서 문턱전압 보상점이 결정되므로 저계조 영역과 중간 계조 이상의 계조 영역에서 화소별 휘도 편차를 제거할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치의 화소에서 계조별 구동 트랜지스터의 동작 구간을 나타내는 그래프이다.

도 5의 그래프는 계조 영역(Gray)에 따른 휘도(Luminance)의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 5에서 계조 영역(Gray)은 저계조 영역(SE1)과 중간계조 영역(SE2)을 포함한다. 저계조 영역(SE1)은 0부터 소정의 계조값으로 범위를 설정할 수 있으며, 중간계조 영역(SE2)은 설정된 저계조 영역(SE1)을 제외한 나머지 영역으로 설정될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 하나의 화소 내에 이원화된 구동 트랜지스터의 문턱전압을 가지도록 두 개의 화소 영역을 구성하고, 각 화소 영역의 구동 트랜지스터의 게이트-드레인 전극의 다이오드 연결 시간을 상이하게 한다.

입력되는 영상 데이터 신호가 표시하는 계조가 도 5의 저계조 영역(SE1)에 해당하는 경우, 화소 내 두 개의 화소 영역 제2 화소 영역(70_B)만을 동작시킨다. 즉, 제2 화소 영역(70_B)은 나머지 제1 화소 영역(70_A)에 비해서 상대적으로 구동 트랜지스터의 다이오드 연결 시간(문턱전압의 보상 시간)을 길게 하여 저계조 영역의 문턱전압 보상점을 가지기 때문에 저계조 영역에서의 영상 표현시 무라 없이 고품질의 영상을 구현할 수 있다.

저계조 영역(SE1)에서 상기 제2 화소 영역(70_B)만을 동작시켜 제2 유기 발광 다이오드가 소정의 휘도값으로 빛을 방출해야 하므로, 상기 도 3의 타이밍도에서 시점 t6 내지 시점 t7 동안 제1 화소 영역(70_A)의 제1 발광 제어 트랜지스터에 전달되는 제1 발광 제어신호(GEA[n])의 펄스 전압을 하이 레벨로 전달하여 제1 화소 영역(70_A)의 제1 유기 발광 다이오드가 발광하지 않도록 제어한다.

이때 제2 화소 영역(70_B)의 제2 발광 제어 트랜지스터에 전달되는 제2 발광 제어신호(GEB[n])의 펄스 전압은 그대로 로우 레벨로 전달함으로써 상기 제2 발광 제어 트랜지스터를 통해 제2 화소 영역(70_B)의 제2 유기 발광 다이오드가 발광하여 저계조 영역의 빛을 방출한다.

한편, 도 5에서 표시 장치에 입력되는 영상 데이터 신호의 계조가 중간 계조 영역(SE2)에 해당하는 경우, 본 발명의 실시 예에 따르면 각 화소에 포함된 두 개의 화소 영역, 즉 제1 화소 영역(70_A)과 제2 화소 영역(70_B)을 모두 동작시켜 영상을 표시하게 한다.

그래서 상기 도 3의 타이밍도에 도시된 바와 같이, 시점 t6 내지 시점 t7 동안 제1 화소 영역(70_A)의 제1 발광 제어 트랜지스터에 전달되는 제1 발광 제어신호(GEA[n])와 제2 화소 영역(70_B)의 제2 발광 제어 트랜지스터에 전달되는 제2 발광 제어신호(GEB[n])의 펄스 전압은 로우 레벨로 전달된다.

그러면 제1 발광 제어 트랜지스터를 통해 제1 화소 영역(70_A)의 제1 유기 발광 다이오드와, 제2 발광 제어 트랜지스터를 통해 제2 화소 영역(70_B)의 제2 유기 발광 다이오드가 영상 데이터 신호에 따른 중간계조 영역에 해당하는 빛을 방출하여 영상을 표시한다.

본 발명의 일 실시 형태로서, 표시부의 복수의 화소 내의 각 화소 영역에서 유기 발광 다이오드의 발광 동작을 제어하는 구조로서 발광 제어 신호를 인가받는 발광 제어 트랜지스터를 구비한다. 상기 발광 제어 트랜지스터의 스위칭 제어를 통해 화소 영역을 선택적으로 구동시키거나 모두 구동하게 함으로써 표시 영상에서 전체 계조 영역에 걸쳐 고르게 무라 현상을 해결할 수 있다.

그러나 이러한 실시 예에 반드시 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 다른 실시 형태로서, 화소 내의 각 화소 영역에서 유기 발광 다이오드의 발광 동작의 제어는 전원 공급 배선을 통해 인가되는 구동용 전원전압을 이용할 수 있다. 즉, 도 2의 화소 회로 구조에서 제1 화소 영역(70_A)과 제2 화소 영역(70_B)에서 발광 제어 트랜지스터(Mea, Meb)의 구성을 생략하고, 제1 화소 영역(70_A)과 제2 화소 영역(70_B)의 발광 구동을 구동용 전원전압들의 공급을 제어함으로써 조정하는 것이다.

구체적으로 제1 화소 영역(70_A)과 제2 화소 영역(70_B) 각각에 연결된 전원 공급 배선을 통해 공급되는 소정의 고전위 전원전압(ELVDD)과 저전위 전원전압(ELVSS)의 전압값을 조정한다. 이러한 전원전압(ELVDD, ELVSS)의 전압값은 표시 장치의 제어부에서 설정할 수 있거나, 또는 전원전압을 공급하는 전원공급부에서 조정할 수 있다.

그래서, 제1 화소 영역(70_A)에 포함된 제1 유기 발광 다이오드(OLEDa)와 제2 화소 영역(70_B)에 포함된 제2 유기 발광 다이오드(OLEDb)로의 구동 전류의 흐름을 제어하여 계조 영역에 따라 제2 유기 발광 다이오드(OLEDb)만을 발광하게 하거나(저계조 영역(SE1)), 혹은 제1 유기 발광 다이오드(OLEDa) 및 제2 유기 발광 다이오드(OLEDb) 모두 발광하게 할 수 있다(중간계조 영역(SE2)).

지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 용이하게 선택하여 대체할 수 있다. 또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 뿐만 아니라, 당업자는 공정 환경이나 장비에 따라 본 명세서에서 설명한 방법 단계의 순서를 변경할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.

10: 표시부 20: 주사 구동부
30: 데이터 구동부 40: 제1 게이트 구동부
50: 제2 게이트 구동부 60: 제어부
70: 화소 70_A: 제1 화소 영역
70_B: 제2 화소 영역

Claims (15)

1. 주사 신호에 대응하여 턴 온 되어 데이터 선을 통해 인가되는 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 전달하는 스위칭 트랜지스터, 상기 데이터 전압을 저장하는 저장 커패시터, 및 상기 스위칭 트랜지스터 및 상기 저장 커패시터에 공통으로 연결되어 상기 데이터 전압에 따른 구동 전류로 빛을 방출하는 제1 화소부 및 제2 화소부를 포함하고,
   상기 제1 화소부 및 제2 화소부는 각각,
   빛을 방출하는 유기 발광 다이오드,
   제1 전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 제2 전원에 이르는 경로로 상기 데이터 전압에 따른 구동 전류를 생성하여 전달하는 제1 트랜지스터,
   상기 제1 트랜지스터의 게이트-드레인 전극을 다이오드 형태로 연결하는 제2 트랜지스터, 및
   상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 스위칭 트랜지스터 사이에 연결되어 상기 제1 트랜지스터의 문턱 전압값이 반영된 전압을 소정 기간 유지하는 보상 커패시터를 포함하는 화소.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 화소부의 제2 트랜지스터의 턴 온 기간과 상기 제2 화소부의 제2 트랜지스터의 턴 온 기간은 서로 상이한 것을 특징으로 하는 화소.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 화소부 및 제2 화소부 각각은,
   상기 제1 전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드에 이르는 경로 사이에 형성되어 상기 데이터 전압에 따른 구동 전류의 흐름을 조정하여 상기 유기 발광 다이오드의 발광을 제어하는 제3 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화소.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 화소부 및 제2 화소부 각각은,
   제1 화소부에 공급되는 상기 제1 전원과 상기 제2 전원의 전원전압 공급과, 제2 화소부에 공급되는 상기 제1 전원과 상기 제2 전원의 전원전압 공급을 제어하여, 상기 제1 화소부와 상기 제2 화소부 각각의 발광 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 화소.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 영상 데이터 신호의 계조가 기 설정된 소정의 저계조 영역에 포함되는 경우, 상기 제1 화소부와 상기 제2 화소부 중 각 제2 트랜지스터의 턴 온 기간이 더 긴 화소부를 구동시켜 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 화소.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 화소부 및 제2 화소부 각각은 하나의 유기 발광 다이오드를 공통으로 사용하는 것을 특징으로 하는 화소.
7. 영상 데이터 신호에 따라 영상을 표시하는 복수의 화소를 포함하는 표시부,
   상기 복수의 화소 각각에 연결된 복수의 주사선을 통해 대응하는 주사 신호를 생성하여 순차적으로 전달하는 주사 구동부,
   상기 복수의 화소 각각에 연결된 복수의 데이터 선을 통해 대응하는 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 전달하는 데이터 구동부,
   상기 복수의 화소 각각에 연결된 복수의 제1 게이트선과 복수의 제2 게이트선을 통해 각 화소에 대응하는 제1 문턱전압 제어신호와 대응하는 제2 문턱전압 제어신호를 생성하여 전달하는 제1 게이트 구동부, 및
   외부 영상 소스를 처리하여 상기 영상 데이터 신호를 상기 데이터 구동부에 전달하고, 상기 주사 구동부, 데이터 구동부, 제1 게이트 구동부의 동작을 제어하는 복수의 구동 제어 신호를 생성하여 전달하는 제어부를 포함하고,
   상기 복수의 화소 각각은 상기 대응하는 주사 신호를 전달받아 상기 대응하는 영상 데이터 신호에 따른 데이터 전압을 전달하는 스위칭 트랜지스터, 상기 데이터 전압을 소정의 기간 동안 저장하는 저장 커패시터, 상기 스위칭 트랜지스터 및 상기 저장 커패시터에 공통으로 연결되어 상기 제1 게이트선으로부터 상기 제1 문턱전압 제어신호를 전달받는 제1 화소부와 상기 제2 게이트선으로부터 상기 제2 문턱전압 제어신호를 전달받는 제2 화소부를 포함하여, 상기 데이터 전압에 따른 구동 전류로 빛을 방출하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 표시 장치는, 상기 복수의 화소 각각에 연결된 복수의 제3 게이트선과 복수의 제4 게이트선을 통해 대응하는 제1 발광 제어신호와 대응하는 제2 발광 제어신호를 각각 생성하여 전달하는 제2 게이트 구동부를 더 포함하는 표시 장치.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 복수의 화소 각각은 상기 제3 게이트선으로부터 상기 제1 발광 제어신호를 전달받는 제1 화소부와 상기 제4 게이트선으로부터 상기 제2 발광 제어신호를 전달받는 제2 화소부를 포함하고, 상기 제1 발광 제어신호 및 상기 제2 발광 제어신호에 대응하여 상기 제1 화소부와 상기 제2 화소부의 발광 구동이 제어되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
10. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 화소부 및 제2 화소부는 각각,
    빛을 방출하는 유기 발광 다이오드,
    상기 데이터 전압에 따른 구동 전류를 생성하여 상기 유기 발광 다이오드에 전달하는 구동 트랜지스터,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트-드레인 전극을 다이오드 연결하여 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하는 보상 트랜지스터, 및
    상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 반영된 전압을 소정 기간 유지하는 보상 커패시터를 포함하는,
    표시 장치.
11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 화소부와 제2 화소부는 각각, 상기 구동 트랜지스터에서 유기 발광 다이오드에 전달되는 구동 전류의 흐름을 조정하여 빛의 방출을 제어하는 발광 제어 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
12. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 화소부의 보상 트랜지스터의 턴 온 기간과 상기 제2 화소부의 보상 트랜지스터의 턴 온 기간은 서로 상이한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
13. 제 10항에 있어서,
    상기 영상 데이터 신호의 계조가 기 설정된 소정의 저계조 영역에 포함되는 경우, 상기 제1 화소부와 상기 제2 화소부 중 보상 트랜지스터의 턴 온 기간이 더 긴 화소부가 구동되어 영상이 표시되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
14. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 문턱전압 제어신호와 상기 제2 문턱전압 제어신호는 동일한 시점에 게이트 온 전압 레벨로 전달되고, 상기 게이트 온 전압 레벨로 전달되는 기간은 서로 상이한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
15. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 화소부에 공급되는 구동용 전원전압 공급과, 상기 제2 화소부에 공급되는 구동용 전원전압 공급을 제어하여, 상기 제1 화소부와 상기 제2 화소부 각각의 발광 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.

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