KR20150003662A - 화소 회로, 구동 방법, 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

화소 회로, 구동 방법, 및 이를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화소마다의 계조 데이터 전압에 따라서 초기화 전압을 변동시키는 화소 회로, 구동 방법 및 그것을 사용한 표시 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 화소 회로는 발광 소자, 계조 데이터 신호선으로부터 공급되는 계조 데이터 전압에 따른 전류를 발광 소자에 공급하는 구동 트랜지스터, 계조 데이터 신호선와 구동 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 연결되고, 제 1 제어 신호에 의해 제어되는 제 1 스위치, 구동 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 연결되는 제1 단자 및 제 2 제어 신호를 수신하는 제2 단자를 구비하는 커패시터, 및 구동 트랜지스터의 드레인과 구동 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 연결되고, 제 3 제어 신호에 의해 제어되는 제 2 스위치를 갖는다.

Description

화소 회로, 구동 방법, 및 이를 포함하는 표시 장치{PIXEL CIRCUIT, DRIVING METHOD, AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 발광 소자를 구동하는 화소 회로 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 유기 EL(Organic Electroluminescence)등과 같이, 공급되는 전류에량에 따라 발광하는 발광 소자를 사용한 표시 장치가 개발되어 있다. 이러한 표시 장치는 구동 트랜지스터 및 구동 트랜지스터에 의해 제어되는 발광 소자를 구비하는 복수의 화소를 통해 영상을 표시한다. 그러므로, 각 화소의 구동 트랜지스터의 특성에 변동이 있으면, 표시 장치의 표시 특성이 저하된다.
구동 트랜지스터의 특성 변동에 따른 영향을 적게 하기 위해, 구동 트랜지스터의 문턱값 변동을 억제하기 위한 기술, 소위 문턱값 보상 기술이 개발되어 있다. 그러나, 표시 장치의 해상도가 증가함에 따라, 문턱값 보상에 소비하는 시간이 짧아지고, 각 화소의 계조 데이터 전압에 의해 문턱값 보상의 정밀도가 달라져 버린다는 문제가 발생하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 특허문헌 1에는, 소스 신호선 전압에 따라서, 초기화 전압을 제어하는 화소 회로가 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 1의 화소 회로에 있어서는, 계조 데이터 전압에 따른 초기화 전압 생성 수단이 데이터선마다 마련되어야 하고, 주변 회로가 복잡해 진다는 문제가 있었다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
[특허문헌1]일본국 특허 공개 제2009-258227호 공보
도 9에 나타내는 특허문헌 1의 화소 회로는, 도 10에 나타내는 타이밍 차트로 구동된다. 도 10에 있어서, 리셋 기간(a) 전반에서 리셋 전원(Va)로부터 공급되는 리셋 전압이 구동 트랜지스터(M1)의 게이트에 라이트된다. 후반의 기간(e)에서는 스위치(M3과 M5)가 턴-온 된다. 이 때 커패시터(c)의 일단의 단자 전압이, 전원(VDD)로부터 소스 신호선으로 공급되는 계조 데이터 전압으로 변동하기 때문에, 전압 변화분과 커패시터(c)와 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 전기적으로 연결된 배선의 부유 용량의 용량비에 따라서 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 전압이 변화된다.
그러나, 도 9의 구성에서는, 실제로 계조 데이터 전압을 라이트(write)하는 기간(b)에 있어서는, 스위치(M5)는 턴-오프 되고, 스위치(M7)가 턴-온되기 때문에, 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 전압은 리셋 전압으로 되돌아가 버린다. 그러므로, 화소마다의 계조 데이터 전압에 따라서 초기화 전압을 변동시킬 수는 없다. 또한, 증가된 트랜지스터 수 및 증가된 제어 신호선 수에 의해 표시장치의 고해상도화에 대응할 수 없고, 또한, 제어 회로가 복잡해진다는 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하는 것으로서, 트랜지스터 수를 증가시키지 않고, 화소마다의 계조 데이터 전압에 따라서 초기화 전압을 변동시키는 화소 회로, 구동 방법, 및 그것을 사용한 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화소 회로는 발광 소자; 계조 데이터 신호선으로부터 공급되는 계조 데이터 전압에 따른 전류를 상기 발광 소자에 공급하는 구동 트랜지스터; 상기 계조 데이터 신호선과 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 연결되고, 제 1 제어 신호에 의해 제어되는 제 1 스위치; 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 전기적으로 연결되는 제1 단자 및 제 2 제어 신호를 수신하는 제2 단자를 구비하는 커패시터; 및 상기 구동 트랜지스터의 드레인과 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 전기적으로 연결되고, 제 3 제어 신호에 의해 제어되는 제 2 스위치;를 포함한다.
상기 구동 트랜지스터의 상기 드레인 및 상기 발광 소자와 전기적으로 연결되는 제 3 스위치를 더 포함한다.
상기 계조 데이터 신호선 및 상기 구동 트랜지스터의 소스와 전기적으로 연결되는 제4 스위치 및 발광 소자용 전원선 및 상기 구동 트랜지스터의 상기 소스와 전기적으로 연결되는 제5 스위치를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화소 회로의 구동 방법은 발광 소자 및 이를 구동하는 구동 트랜지스터를 구비하는 화소 회로에 인가되는 계조 데이터 전압에 따라 상기 구동 트랜지스터의 초기화 전압을 설정하는 화소 회로의 구동 방법에 있어서, 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 상기 계조 데이터 전압을 라이트하는 단계; 및 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 라이트된 상기 계조 데이터 전압의 레벨을 시프트시켜 상기 초기화 전압을 설정하는 단계를 포함한다.
상기 초기화 전압을 설정하는 단계는 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 상기 구동 트랜지스터를 통하는 제1 경로를 통해 상기 계조 데이터 전압을 라이트하는 단계; 및 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 상기 제1 경로와는 다른 제2 경로를 통하여 상기 계조 데이터 전압을 라이트 하는 단계를 포함한다.
상기 화소 회로는, 상기 계조 데이터 전압을 제공하는 계조 데이터 신호선 및 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 전기적으로 연결되고, 제 1 제어 신호에 의해 제어되는 제 1 스위치; 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 전기적으로 연결된 제1 단자, 및 제 2 제어 신호를 수신 하는 제2 단자를 구비하는 커패시터; 및 상기 구동 트랜지스터의 드레인과 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 전기적으로 연결되고, 제 3 제어 신호에 의해 제어되는 제 2 스위치;를 더 구비하며, 상기 제1 경로를 통해 상기 계조 데이터 전압을 라이트하는 단계 및 상기 제2 경로를 통해 상기 계조 데이터 전압을 라이트하는 단계 사이에 수행되는 상기 제2 제어 신호의 전압레벨을 변동시키는 단계; 및 상기 제2 경로를 통해 상기 계조 데이터 전압을 라이트하는 단계 이후에 수행되는 상기 커패시터에 보유된 상기 계조 데이터 전압에 따른 상기 전류를 발광 소자에 공급하는 단계를 더 포함하며; 상기 제2 경로를 통해 상기 계조 데이터 전압을 라이트하는 단계는 상기 제 1 스위치를 턴-온시켜 상기 제1 스위치를 통해 상기 계조 데이터 전압을 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 라이트하고, 상기 제1 경로를 통해 상기 계조 데이터 전압을 라이트하는 단계는 상기 제 2 스위치를 턴-온시켜 상기 제2 스위치 및 상기 구동 트랜지스터를 통하여 상기 계조 데이터 전압을 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 라이트한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 발광 소자; 상기 발광 소자에 계조 데이터 신호선으로부터 공급되는 계조 데이터 전압에 따른 전류를 상기 발광 소자에 공급하는 구동 트랜지스터; 상기 계조 데이터 신호선과 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 연결되고, 제 1 제어 신호에 의해 제어되는 제 1 스위치; 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 전기적으로 연결되는 제1 단자 및 제 2 제어 신호를 수신하는 제2 단자를 구비하는 커패시터; 및 상기 구동 트랜지스터의 드레인과 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 전기적으로 연결되고, 제 3 제어 신호에 의해 제어되는 제 2 스위치;를 포함하는 화소 회로를 구비한다.
상기 화소 회로는 상기 구동 트랜지스터의 상기 드레인 및 상기 발광 소자와 전기적으로 연결되는 제 3 스위치를 더 포함한다.
상기 계조 데이터 신호선 및 상기 구동 트랜지스터의 소스와 전기적으로 연결되는 제4 스위치 및 발광 소자용 전원선 및 상기 구동 트랜지스터의 상기 소스와 전기적으로 연결되는 제5 스위치를 더 포함한다.
본 발명에 의하면, 트랜지스터 수를 증가시키지 않고, 화소마다의 계조 데이터 전압에 따라서 초기화 전압을 변동시키는 화소 회로, 구동 방법, 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공할 수 있고, 표시 장치의 고해상도화에 따라, 구동 트랜지스터의 문턱값 보상에 소모되는 시간이 짧아져도, 화소마다 구동 트랜지스터의 문턱값 변동을 정확하게 보상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 회로 주요부의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 회로 주요부의 동작을 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 회로 주요부에 있어서의 타이밍차트이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 회로의 화소 회로 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 회로의 화소 회로 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 기기의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 있어서의 타이밍차트이다.
도 9는 종래 기술의 화소 회로의 구성도이다.
도 10은 종래 기술의 화소 회로에 있어서의 타이밍차트이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 발광 소자를 구동하는 화소 회로 및 그것을 사용한 표시 장치에 대해서 설명한다. 단, 본 발명의 발광 소자를 구동하는 화소 회로 및 그것을 사용한 표시 장치는 많은 다른 실시 형태로 실시하는 것이 가능하고, 이하에 나타내는 실시 형태의 기재 내용에 한정하여서 해석되는 것이 아니다. 또한, 본 실시 형태에서 참조하는 도면에 있어서, 동일 부분 또는 같은 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 첨부하고, 그 반복 설명은 생략한다.
(실시 형태 1)
도 1에 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 회로 주요부의 구성도를 나타낸다. 화소 회로 주요부(100)는 종래의 다이오드 접속 방식 화소 회로에 대하여, 제 1 스위치(M2)의 한 쪽의 단자가 계조 데이터 신호선(DL)로부터 구동 트랜지스터(M1)의 소스 사이의 배선 경로상에 전기적으로 연결되고, 다른 쪽의 단자가 구동 트랜지스터(M1)의 게이트에 전기적으로 연결되고, 또한 커패시터(CST)의 다른 쪽의 단자가 초기화 설정 신호선(STL)에 전기적으로 연결되는 구성으로 되어 있다.
보다 상세하게는, 화소 회로 주요부(100)는 발광 소자(EL)와, 발광 소자(EL)에 계조 데이터 전압(VDATA)에 따른 전류를 공급하는 구동 트랜지스터(M1)와, 계조 데이터 신호선(DL) 및 구동 트랜지스터(M1)의 소스와전기적으로 연결되는 제1 단자 및 구동 트랜지스터(M1)의 게이트에 전기적으로 연결되는 제2 단자를 포함하고 주사 신호(SCANa)(제 1 제어 신호)에 의해 제어되는 제 1 스위치(M2)와, 구동 트랜지스터(M1)의 게이트에 전기적으로 연결되는 제1 단자 및 초기화 설정 신호선(STL)에 전기적으로 연결되는 제2 단자를 포함하고, 초기화 설정 신호(VCST)(제 2 제어 신호)에 의해 제어되는 커패시터(CST)와, 구동 트랜지스터(M1)의 드레인과 게이트에 전기적으로 연결되고, 주사 신호(SCANb)(제 3 제어 신호)에 의해 제어되는 제 2 스위치(M3)를 갖는다.
또한, 화소 회로 주요부(100)는 구동 트랜지스터(M1)의 드레인과 발광 소자(EL)의 애노드 사이에 전기적으로 연결되고, 발광 제어 신호(EM)에 의해 제어되는 제 3 스위치(M4)를 더 갖는다.
본 실시 형태에 따르는 화소 회로 주요부(100)에 있어서, 제 1 스위치(M2)를 턴-온시켜 계조 데이터 전압(VDATA)을 커패시터(CST)에 라이트하고, 초기화 설정 신호(VCST)의 전압 레벨을 변동시키고, 제 2 스위치(M3)를 턴-온시켜 계조 데이터 전압(VDATA)을 커패시터(CST)에 라이트하고, 커패시터(CST)에 보유된 계조 데이터 전압(VDATA)에 따른 전류를 발광 소자(EL)로 공급한다. 이와 같이 화소 회로 주요부(100)를 구동함으로써, 화소마다의 계조 데이터 전압(VDATA)에 따라서 초기화 전압을 변동시킬 수 있고, 화소마다 구동 트랜지스터(M1)의 문턱값 변동을 정확하게 보상할 수 있다.
상술한 화소 회로 주요부(100)의 구체적인 동작에 대해서 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 회로 주요부의 동작을 나타내는 모식도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 회로 주요부의 타이밍차트이다.
기간(a)에서는, 주사 신호(SCANa)를 L 레벨로 하여 제 1 스위치(M2)를 턴-온시키고, 계조 데이터 전압(VDATA)을 커패시터(CST)에 라이트한다. 이 때, 제 2 스위치(M3)는 턴-오프된 상태이다. 또한, 초기화 설정 신호(VCST)를 VBAS로부터 VSET로 천이시킨다. 이 때, 초기화 설정 신호(VCST)의 진폭 레벨(VBAS-VSET)은 후술하는 기간(c)의 시간, 구동 트랜지스터(M1)의 특성, 커패시터(CST)의 용량값 등에 의해 결정된다.
기간(b)에서는 주사 신호(SCANa)가 H 레벨이 되고, 제 1 스위치(M2)를 턴-오프시키고, 초기화 설정 신호(VCST)를 VSET로부터 VBAS로 천이시킨다. 이것에 의해, 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 전압은 VDATA - (VSET-VBAS)로 설정된다.
기간(c)에서는, 주사 신호(SCANb)가 L 레벨이 되어서 제 2 스위치(M3)가 턴-온되고, 구동 트랜지스터(M1)가 다이오드 접속 상태로 되고, 계조 데이터 전압(VDATA)이 커패시터(CST)로 라이트된다. 구동 트랜지스터(M1)는 게이트 전압이 VDATA-|Vth|으로 되면, 턴-오프상태로 되고, 구동 트랜지스터(M1)의 문턱값(Vth)을 보상한 계조 데이터 전압(VDATA)이 커패시터(CST)에 보유된다.
기간(d)에서는, 주사 신호(SCANb)가 H 레벨로 되어서 제 2 스위치(M3)가 턴-오프된다. 한편, 발광 제어 신호(EM)가 L 레벨이 되어서 제 3 스위치(M4)가 턴-되고, 커패시터(CST)에 보유된 계조 데이터 전압(VDATA)에 따른 전류가 발광 소자(EL)로 흐르면 발광 소자(EL)가 발광한다.
이와 같이, 화소 회로 주요부(100)에 있어서는, 다이오드 접속 상태의 구동 트랜지스터(M1)를 통하는 제2 경로를 통해 계조 데이터 전압을 라이트하기 전에, 구동 트랜지스터(M1)와는 다른 경로, 즉 제 1 스위치(M2)를 통하는 제1 경로를 통해 계조 데이터 전압을 라이트하고, 그 계조 데이터 전압에 기초하여 구동 트랜지스터(M1)의 초기화 전압을 설정한다. 이것에 의해, 본 실시 예에 있어서는, 각 화소에 제공되는 계조 데이터 전압(VDATA)에 따라 초기화 전압을 변동시킬 수 있고, 각 화소마다 각 화소내에 구비된 구동 트랜지스터(M1)의 문턱값 변동을 정확하게 보상할 수 있다.
(실시 형태2)
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기의 구성을 나타내는 개략도이다. 전자 기기(1)는 예를 들면, 스마트폰, 휴대전화, 퍼스널 컴퓨터, 텔레비전 등과 같이 화상을 표시하는 표시부를 갖는다. 전자 기기(1)는 표시 장치(10), 제어부(80) 및 전원(90)을 갖는다. 표시 장치(10)는 매트릭스 형상으로 배치되 표시부를 구성하는 복수의 화소 회로(200)를 갖는다. 각 화소 회로(200)는 발광 소자(EL)을 갖고(도 5 참조), 표시 장치(10)는 각 화소 회로(200)의 발광 소자를 발광시켜서 화상을 표시한다. 이 실시예에서, 발광 소자(EL)는 유기 EL을 사용한 발광 소자인 것으로 하지만, 인가된 전류에 의하여 광을 생성하는 발광 소자이면, 유기 EL에 한정되지 않는다.
또한, 도 4에 있어서, 화소 회로(200)들은 매트릭스 형상으로 배치되어 있지만, 이 배치가 아니어도 좋다. 화소 회로(200)들은 예를 들어, n행 m열의 매트릭스 형상으로 배치된다. 또한, 화소 회로(200)들은 1열마다 다른 색을 갖는 광을 생성하는 발광 소자(EL)가 마련되어 있다. 예를 들어, 제 1 열로부터 순서대로, R (빨강), G (초록), B (파랑)의 광을 생성하는 발광 소자(EL)들이 순서대로 반복되어 나열되어 있다. 표시 장치(10) 에 대해서는 후술한다.
제어부(80)는 CPU(Central Processing Unit), 메모리 등을 갖고, 표시 장치(10)의 동작을 제어하는 컨트롤러이다. 제어부(80)는 주사선 구동 회로(20), 계조 데이터 전압 설정 제어 회로(30), 전원선 구동 회로(40), 및 데이터선 구동 회로(50)를 제어한다. 또한, 제어부(80)는 전자 기기(1)의 표시부에 표시되는 화상을 나타내는 화상 데이터를 수신하고, 수신된 화상 데이터에 기초하여 각 화소 회로(200)에서 표시할 계조를 결정하고, 데이터선 구동회로로 하여금 결정된 계조에 대응하는 계조 데이터 전압을 화소 회로(200)에 공급하게 함으로써, 각 화소 회로(200)의 발광 소자(EL)를 발광시키도록 제어한다.
전원(90)은 표시 장치(10) 및 제어부(80) 등, 전자 기기(1)의 각 부에 전력을 공급한다. 표시 장치(10)에 있어서의 각 화소 회로(200)의 발광 소자(EL)는 이 전원(90)에 전기적으로 연결된 발광 소자용 전원(선GL1) 및 발광 소자용 전원선(GL2)을 통해 전류가 공급된다.
표시 장치(10)는 화소 회로(200)를 구동하기 위한 주사선 구동 회로(20), 계조 데이터 전압 설정 제어 회로(30), 전원선 구동 회로(40), 및 데이터선 구동 회로(50)를 갖는다. 주사선 구동 회로(20)는 각 행의 화소 회로(200)의 제 1 주사선(SAL) 및 제 2 주사선(SBL)에 주사 신호(SCANa) 및 주사 신호(SCANb)를 각각 공급한다. 주사선 구동 회로(20)는 주사 신호(SCANa) 및 주사 신호(SCANb)에 의해, 계조 데이터 전압을 라이트하는 화소 회로(200)의 행을 선택한다. 예를 들어, 제 1 행부터 제 n 행은 소정의 순서로, 순차 적으로 선택된다.
계조 데이터 전압 설정 제어 회로(30)는 각 행의 화소 회로(200)의 초기화 설정 신호선(STL) 및 발광 제어 신호선(EML)에, 초기화 설정 신호(VCST) 및 발광 제어 신호(EM)를 각각 공급한다. 계조 데이터 전압 설정 제어 회로(30)는 초기화 설정 신호(VCST)를 소정의 전압 레벨로 설정함으로써, 화소 회로(200)의 초기화 전압을 설정하고, 발광 제어 신호(EM)에 의해, 화소 회로(200)의 발광/비발광을 제어한다. 여기에서, 계조 데이터 전압 설정 제어 회로(30)는 주사 신호(SCANa) 및 주사 신호(SCANb)에 동기하여 초기화 설정 신호(VCST) 및 발광 제어 신호(EM)를, 제 1 행부터 제 n 행의 화소 회로(200)들에 소정의 순서로, 순차적으로 제공한다.
데이터선 구동 회로(50)는 각 열의 화소 회로(200)에 대응하여 마련된 계조 데이터 신호선(DL)에 계조 데이터 전압(VDATA)을 공급한다. 계조 데이터 전압(VDATA)은 화소 회로(200)의 발광 소자(EL)의 계조 레벨을 정하는 신호이고, 각 화소 회로(200)의 계조 레벨에 따른 전압으로 설정된다.
전원선 구동 회로(40)는 각 열의 화소 회로(200)의 발광 소자용 전원선(GL1) 및 발광 소자용 전원선(GL2)에, 발광 소자용 전원 전압(ELVDD 및 ELVSS)을 각각 공급한다. 발광 소자용 전원 전압(ELVDD 및 ELVSS)은 화소 회로(200)들의 발광 소자(EL)를 발광시키기 위한 전류를 공급하는 전원이다. 또한, 도 4에 있어서는, 발광 소자용 전원선(GL2)을 공통 전극으로 하고, 발광 소자용 전원 전압(ELVSS)을 각 화소 회로(200)의 발광 소자(EL)에 공급하는 구성 예를 나타내고 있지만, 발광 소자용 전원선(GL1)과 같이, 각 열의 화소 회로(200)에 대응하여 발광 소자용 전원선(GL2)을 제공하는 구성으로 하여도 좋다.
상술한 화소 회로 주요부(100)를 구비한 화소 회로(200)의 구체적인 구성에 대해서 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 회로의 구성도이다. 화소 회로(200)는 발광 소자(EL)와, 발광 소자(EL)에 계조 데이터 전압(VDATA)에 따른 전류를 공급하는 구동 트랜지스터(M1)와, 계조 데이터 신호선(DL)에 전기적으로 연결되는 제1 단자 및 구동 트랜지스터(M1)의 게이트에 전기적으로 연결되는 제2 단자를 포함하고, 주사 신호(SCANa)에 의해 제어되는 제 1 스위치(M2)와, 구동 트랜지스터(M1)의 게이트에 전기적으로 연결되는 제1 단자 및 초기화 설정 신호선(STL)에 전기적으로 연결되는 제2 단자를 포함하고, 초기화 설정 신호(VCST)에 의해 제어되는 커패시터(CST)과, 구동 트랜지스터(M1)의 드레인과 게이트에 전기적으로 연결되고, 주사 신호(SCANb)에 의해 제어되는 제 2 스위치(M3)와, 구동 트랜지스터(M1)의 드레인과 발광 소자(EL)의 애노드 사이에 전기적으로 연결되고, 발광 제어 신호(EM)에 의해 제어되는 제 3 스위치(M4)를 갖는다. 또한, 화소 회로(200)는 계조 데이터 신호선(DL)과 구동 트랜지스터(M1) 사이에 배치되고, 주사 신호(SCANb)에 의해 제어되는 제 4 스위치(M5)와, 발광 소자용 전원선(GL1)과 구동 트랜지스터(M1) 사이에 배치되고, 발광 제어 신호(EM)에 의해 제어되는 제 5 스위치(M6)를 갖는다. 제 4 스위치(M5) 및 제 5 스위치(M6)를 통해, 계조 데이터 신호선(DL) 및 발광 소자용 전원선(GL1)은 구동 트랜지스터(M1) 의 소스와 전기적으로 연결된다.
화소 회로(200)는 도 3에 나타내는 타이밍 차트에 기초하여 구동할 수 있다. 기간(a)에서는, 제 n 행의 주사 신호(SCANa)를 L 레벨로 하여 제 1 스위치(M2)를 턴-온시키고, 계조 데이터 전압(VDATA)을 커패시터(CST)에 라이트한다. 이 때, 제 2 스위치(M3) 및 제 4 스위치(M5)는 턴-오프된 상태이다. 또한, 초기화 설정 신호(VCST)를 VBAS로부터 VSET로 천이시킨다. 이 때, 초기화 설정 신호(VCST)의 진폭 레벨(VBAS-VSET)은 기간(c)의 시간, 구동 트랜지스터(M1)의 특성, 커패시터(CST)의 용량값 등에 의해 결정된다.
기간(b)에서는 주사 신호(SCANa)가 H 레벨로 되고, 제 1 스위치(M2)를 턴-오프시키고, 초기화 설정 신호(VCST)를 VSET로부터 VBAS로 천이시킨다. 이것에 의해, 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 전압은 VDATA- (VSET-VBAS)로 설정된다.
기간(c)에서는, 주사 신호(SCANb)가 L 레벨이 되어서 제 2 스위치(M3) 및 제 4 스위치(M5)가 턴-온되고, 구동 트랜지스터(M1)가 다이오드 접속 상태로 되고, 계조 데이터 전압(VDATA)이 커패시터(CST)에 라이트된다. 구동 트랜지스터(M1)는 게이트 전압이 VDATA-|Vth|이 되면, 턴-오프 상태로 되고, 구동 트랜지스터(M1)의 문턱값(Vth)을 보상한 계조 데이터 전압(VDATA)이 커패시터(CST)에 보유된다.
기간(d)에서는, 주사 신호(SCANb)가 H 레벨로 되어서 제 2 스위치(M3) 및 제 4 스위치(M5)가 턴-오프한다. 한편, 발광 제어 신호(EM)가 L 레벨이 되어서 제 3 스위치(M4) 및 제 5 스위치(M6)가 턴-온되고, 커패시터(CST)에 보유된 계조 데이터 전압(VDATA)에 따른 전류가 발광 소자(EL)로 흐르고, 발광 소자(EL)가 발광한다.
이와 같이, 화소 회로(200)에 있어서는, 다이오드 접속 상태의 구동 트랜지스터(M1)를 통하는 제2 경로를 통해 계조 데이터 전압을 라이트하기 전에, 구동 트랜지스터(M1)와는 다른 경로, 즉 제 1 스위치(M2)를 통하는 제1 경로를 통해 계조 데이터 전압을 라이트하고, 그 계조 데이터 전압에 기초하여 구동 트랜지스터(M1)의 초기화 전압을 설정한다. 이것에 의해, 본 실시예에서는, 각 화소에 제공되는 계조 데이터 전압(VDATA)에 따라서 초기화 전압을 변동시킬 수 있고, 각 화소마다 각 화소내에 구비된 구동 트랜지스터(M1)의 문턱값 변동을 정확하게 보상할 수 있다.
(실시 형태3)
본 발명에 따른 화소 회로는 화소 회로(200)로 나타내는 바와 같이, 계조 데이터 전압(VDATA)을 구동 트랜지스터(M1)와는 다른 경로에서 커패시터(CST)으로 라이트 가능한 배치이면 좋고, 제 1 스위치(M2)를 구동 트랜지스터(M1)의 소스와 게이트에 전기적으로 연결되도록 배설하여도 좋다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 회로의 구성도이다. 화소 회로(300)는 발광 소자(EL)와, 발광 소자(EL)에 계조 데이터 전압(VDATA)에 따른 전류를 공급하는 구동 트랜지스터(M1)와, 구동 트랜지스터(M1)의 소스와 게이트에 전기적으로 연결되고, 주사 신호(SCANa)에 의해 제어되는 제 1 스위치(M2)와, 구동 트랜지스터(M1)의 게이트에 전기적으로 연결된 제1 단자, 초기화 설정 신호(VCST)에 전기적으로 연결된 제2 단자를 포함하는 커패시터(CST)과, 구동 트랜지스터(M1)의 드레인과 게이트에 전기적으로 연결되고, 주사 신호(SCANb)에 의해 제어되는 제 2 스위치(M3)와, 구동 트랜지스터(M1)의 드레인과 발광 소자(EL)의 애노드 사이에 전기적으로 연결되고, 발광 제어 신호(EM)에 의해 제어되는 제 3 스위치(M4)를 갖는다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기의 구성을 나타내는 개략도이다. 주사선 구동 회로(320)는 화소 회로(300)들에의 제 1 주사선(SAL) 및 제 2 주사선(SBL)에 주사 신호(SCANa)(제 1 제어 신호) 및 주사 신호(SCANb)(제 3 제어 신호)를 각각 공급한다. 주사 신호(SCANa 및 SCANb)에 의해, 데이터 전압을 라이트하는 화소 회로(300)의 행이 선택된다. 이 실시예에서는, 주사선 구동 회로(320)는 제 1 행부터 제 n 행을 소정의 순서로, 순차적으로 선택한다.
계조 데이터 전압 설정 제어 회로(330)는 각 행의 화소 회로(300)의 초기화 설정 신호선(STL)에, 초기화 설정 신호(VCST)를 공급하고, 홀수번째 행의 화소 회로(300)의 발광 제어 신호선(EML) 및 짝수번째 행의 화소 회로(300)의 발광 제어 신호선(EML)에는, 발광 제어 신호(EM(1) 및 EM(2))를 각각 공급한다. 계조 데이터 전압 설정 제어 회로(330)는 초기화 설정 신호(VCST)를 소정의 전압 레벨로 설정함으로써, 화소 회로(300)의 초기화 전압을 설정하고, 발광 제어 신호(EM(1) 및 EM(2))에 의해, 화소 회로(300)의 발광/비발광을 제어한다. 여기에서, 계조 데이터 전압 설정 제어 회로(330)는 주사 신호(SCANa) 및 주사 신호(SCANb)에 동기하여, 초기화 설정 신호(VCST)를, 제 1 행부터 제 n 행의 화소 회로(300)에 소정의 순서로, 순차적으로 제공한다. 한편, 주사 신호(SCANa) 및 주사 신호(SCANb)에 의해 선택되는 화소 회로(300)의 행이 홀수번째인 경우, 계조 데이터 전압 설정 제어 회로(330)는 발광 제어 신호(EM(1))가 H 레벨이 되되록 제어한다. 주사 신호(SCANa) 및 주사 신호(SCANb)에 의해 선택되는 화소 회로(300)의 행이 짝수번째인 경우, 계조 데이터 전압 설정 제어 회로(330)는 발광 제어 신호(EM(2))가 H 레벨로 되도록 제어한다.
전원선 구동 회로(340)는 각 열의 화소 회로(300)에 대응하여 마련된 발광 소자용 전원선(GL1)에, 발광 소자용 전원 전압(ELVDD) 또는 계조 데이터 전압(VDATA)를 공급하고, 발광 소자용 전원선(GL2)에는 발광 소자용 전원 전압(ELVSS)을 공급한다. 발광 소자용 전원 전압(ELVDD 및 ELVSS)은 화소 회로(300)의 발광 소자(EL)를 발광시키기 위한 전류를 공급하는 전원이다. 또한, 도 7에 있어서는, 발광 소자용 전원선(GL1(1) 및 GL1(2))을 각 열의 화소 회로(300)에 배치하고, 홀수번째 열의 화소 회로(300) 및 짝수번째 열의 화소 회로(300)에 각각 전기적으로 연결된다. 또한, 발광 소자용 전원선(GL2)을 공통 전극으로 하고, 발광 소자용 전원 전압(ELVSS)을 각 화소 회로(300)의 발광 소자(EL)에 공급하는 구성 예를 나타내고 있지만, 발광 소자용 전원선(GL1)과 같이, 각 열의 화소 회로(300)에 대응하여 발광 소자용 전원선(GL2)을 배치하여 전기적으로 연결하는 구성으로 하여도 좋다. 발광 소자용 전원선(GL1(1) 및 GL1(2))에는, 대응하는 홀수 행의 화소 회로(300)가 선택되어 있는 기간 동안, 계조 데이터 전압(VDATA)을 공급한다. 계조 데이터 전압(VDATA)은 화소 회로(300)의 발광 소자(EL)의 계조 레벨을 지정하는 신호이고, 각 화소 회로(300)의 계조 레벨에 따른 전압으로 설정된다.
여기에서, 도 8을 참조한다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(310)에 있어서의 타이밍차트이다. 도 8에서는, 제 n 행의 제 1 주사선(SAL)에 주사 신호(SCANa(n))가 공급된다. 주사 신호(SCANa(n))가 L 레벨로 되면, 화소 회로(300)의 제 1 스위치(M2)가 턴-온되고, 계조 데이터 전압(VDATA)을 커패시터(CST)에 라이트한다. 이 때, 제 n 행의 제 3 제어 신호(SCANb(n))가 제2 주사선(SBL)으로부터, H 레벨로 입력되고, 제 2 스위치(M3)는 턴-오프된 상태이다. 그 다음에, 초기화 설정 신호(VCST(n))를 VBAS로부터 VSET로 천이시킨다. 이 때, 초기화 설정 신호(VCST(n))의 진폭 레벨(VBAS-VSET)은 화소 회로(300)의 구동 트랜지스터(M1)의 특성, 커패시터(CST)의 용량값 등에 의해 결정된다.
그 다음에, 주사 신호(SCANa(n))가 H 레벨이 되면 화소 회로(300)의 제 1 스위치(M2)를 턴-오프되고, 초기화 설정 신호(VCST)를 VSET로부터 VBAS로 천이시킨다. 그에 따라, 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 전압은 VDATA- (VSET-VBAS)로 설정된다. 이후, 주사 신호(SCANb(n))가 L 레벨로 되면 제 2 스위치(M3)가 턴-온되고, 구동 트랜지스터(M1)가 다이오드 접속 상태로 되고, 계조 데이터 전압(VDATA)을 커패시터(CST)에 라이트한다. 구동 트랜지스터(M1)는 게이트 전압이 VDATA-|Vth|이 되면 턴-오프상태로 되고, 구동 트랜지스터(M1)의 문턱값(Vth)을 보상한 계조 데이터 전압(VDATA)이 커패시터(CST)에 보유된다.
그 다음에, 주사 신호(SCANb(n))가 H 레벨로 되어서 제 2 스위치(M3)가 턴-오프한다. 한편, 발광 제어 신호(EM)가 L 레벨로 되어서 제 3 스위치(M4)가 턴-온되고, 커패시터(CST)에 보유된 계조 데이터 전압(VDATA)에 따른 전류가 발광 소자(EL)로 흐르고, 발광 소자(EL)가 발광한다.
이와 같이, 화소 회로(300)에 있어서는, 다이오드 접속 상태의 구동 트랜지스터(M1)를 통하는 제2 경로를 통해 계조 데이터 전압을 라이트하기 전에, 구동 트랜지스터(M1)와는 다른 경로, 즉 제 1 스위치(M2)를 통하는 제1 경로를 통해 계조 데이터 전압을 라이트하고, 그 계조 데이터 전압에 기초하여 구동 트랜지스터(M1)의 초기화 전압을 설정한다. 이것에 의해, 본 실시 형태에 있어서는, 화소마다의 계조 데이터 전압(VDATA)에 따라서 초기화 전압을 변동시킬 수 있고, 화소마다 구동 트랜지스터(M1)의 문턱값 변동을 정확하게 보상할 수 있다.
1:전자기기 10:표시 장치
20:주사선구동 회로 30:계조 데이터 전압 설정 제어 회로
40:전원선 구동 회로 50:데이터선 구동 회로
80:제어부 90:전원
100:화소 회로 주요부 200:화소 회로
300:화소 회로 301:전자 기기
310:표시 장치 320:주사선 구동 회로
330:계조 데이터 전압 설정 제어 회로
340:전원선 구동 회로 380:제어부
390:전원

Claims (9)

  1. 발광 소자;
    계조 데이터 신호선으로부터 공급되는 계조 데이터 전압에 따른 전류를 상기 발광 소자에 공급하는 구동 트랜지스터;
    상기 계조 데이터 신호선과 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 연결되고, 제 1 제어 신호에 의해 제어되는 제 1 스위치;
    상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 전기적으로 연결되는 제1 단자 및 제 2 제어 신호를 수신하는 제2 단자를 구비하는 커패시터; 및
    상기 구동 트랜지스터의 드레인과 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 전기적으로 연결되고, 제 3 제어 신호에 의해 제어되는 제 2 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터의 상기 드레인 및 상기 발광 소자와 전기적으로 연결되는 제 3 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 계조 데이터 신호선 및 상기 구동 트랜지스터의 소스와 전기적으로 연결되는 제4 스위치 및
    발광 소자용 전원선 및 상기 구동 트랜지스터의 상기 소스와 전기적으로 연결되는 제5 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  4. 발광 소자 및 이를 구동하는 구동 트랜지스터를 구비하는 화소 회로에 인가되는 계조 데이터 전압에 따라 상기 구동 트랜지스터의 초기화 전압을 설정하는 화소 회로의 구동 방법에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트에 상기 계조 데이터 전압을 라이트하는 단계; 및
    상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 라이트된 상기 계조 데이터 전압의 레벨을 시프트시켜 상기 초기화 전압을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화소 회로의 구동 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 초기화 전압을 설정하는 단계는
    상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 상기 구동 트랜지스터를 통하는 제1 경로를 통해 상기 계조 데이터 전압을 라이트하는 단계; 및 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 상기 제1 경로와는 다른 제2 경로를 통하여 상기 계조 데이터 전압을 라이트 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화소 회로의 구동 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 화소 회로는,
    상기 계조 데이터 전압을 제공하는 계조 데이터 신호선 및 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 전기적으로 연결되고, 제 1 제어 신호에 의해 제어되는 제 1 스위치; 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 전기적으로 연결된 제1 단자, 및 제 2 제어 신호를 수신 하는 제2 단자를 구비하는 커패시터; 및 상기 구동 트랜지스터의 드레인과 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 전기적으로 연결되고, 제 3 제어 신호에 의해 제어되는 제 2 스위치;를 더 구비하며,
    상기 제1 경로를 통해 상기 계조 데이터 전압을 라이트하는 단계 및 상기 제2 경로를 통해 상기 계조 데이터 전압을 라이트하는 단계 사이에 수행되는 상기 제2 제어 신호의 전압레벨을 변동시키는 단계; 및
    상기 제2 경로를 통해 상기 계조 데이터 전압을 라이트하는 단계 이후에 수행되는 상기 커패시터에 보유된 상기 계조 데이터 전압에 따른 상기 전류를 발광 소자에 공급하는 단계를 더 포함하며;
    상기 제2 경로를 통해 상기 계조 데이터 전압을 라이트하는 단계는 상기 제 1 스위치를 턴-온시켜 상기 제1 스위치를 통해 상기 계조 데이터 전압을 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 라이트하고,
    상기 제1 경로를 통해 상기 계조 데이터 전압을 라이트하는 단계는 상기 제 2 스위치를 턴-온시켜 상기 제2 스위치 및 상기 구동 트랜지스터를 통하여 상기 계조 데이터 전압을 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 라이트하는 것을 특징으로 하는 화소 회로의 구동 방법.
  7. 발광 소자;
    상기 발광 소자에 계조 데이터 신호선으로부터 공급되는 계조 데이터 전압에 따른 전류를 상기 발광 소자에 공급하는 구동 트랜지스터;
    상기 계조 데이터 신호선과 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 연결되고, 제 1 제어 신호에 의해 제어되는 제 1 스위치;
    상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 전기적으로 연결되는 제1 단자 및 제 2 제어 신호를 수신하는 제2 단자를 구비하는 커패시터; 및
    상기 구동 트랜지스터의 드레인과 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트에 전기적으로 연결되고, 제 3 제어 신호에 의해 제어되는 제 2 스위치;를 포함하는 화소 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 화소 회로는
    상기 구동 트랜지스터의 상기 드레인 및 상기 발광 소자와 전기적으로 연결되는 제 3 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 계조 데이터 신호선 및 상기 구동 트랜지스터의 소스와 전기적으로 연결되는 제4 스위치 및 발광 소자용 전원선 및 상기 구동 트랜지스터의 상기 소스와 전기적으로 연결되는 제5 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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