KR20150083371A - 화소, 화소 구동 방법, 및 화소를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

화소, 화소 구동 방법, 및 화소를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 화소는, 데이터 선에 연결되어 있는 일단을 포함하고, 제1 주사 신호에 따라 스위칭 동작하는 스위칭 트랜지스터, 상기 제1 주사 신호에 따라 스위칭 동작하는 보상 트랜지스터, 상기 스위칭 트랜지스터의 타단에 연결되어 있는 소스를 포함하고, 상기 보상 트랜지스터와 상기 스위칭 트랜지스터가 턴 온일 때 전달되는 데이터 신호에 따라 구동 전류를 제어하는 구동 트랜지스터, 상기 구동 전류에 따라 발광하는 발광 소자 및, 오버 드라이브 전원에 연결되어 있는 일단, 오버드라이브 전원에 연결되어 있는 타단을 포함하고, 상기 발광 소자에 상기 오버드라이브 전원을 인가하는 오버드라이브 트랜지스터를 포함한다.

Description

화소, 화소 구동 방법, 및 화소를 포함하는 표시 장치{PIXEL, PIXEL DRIVING METHOD, AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE PIXEL}
본 발명은 화소, 화소 구동 방법, 및 화소를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 응답 속도를 빠르게 하는 유지 발광 다이오드(OLED) 화소에 관한 기술이다.
일반적으로 표시 장치는 퍼스널 컴퓨터, 휴대전화기, PDA 등의 휴대 정보단말기 등의 표시 장치나 각종 정보기기의 모니터로서 사용되고 있으며, 액정 패널을 이용한 LCD, 유기 발광 소자를 이용한 유기 발광 표시 장치, 플라즈마 패널을 이용한 PDP 등이 알려져 있다. 이 중 발광효율, 휘도 및 시야각이 뛰어나며 응답속도가 빠른 유기 발광 표시 장치가 주목받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 기판상에 매트릭스 형태로 복수의 화소(PX)를 배치하여 표시 영역으로 하고, 각 화소에 주사선과 데이터 선을 연결하여 화소에 데이터 신호를 선택적으로 인가하여 디스플레이를 한다.
평판 표시장치 중 유기 발광 표시장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 이용하여 영상을 표시하는 것으로서, 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비전력으로 구동되고 발광효율, 휘도 및 시야각이 뛰어난 장점이 있어 주목받고 있다.
통상적으로, 유기 발광 표시장치에서 발광하는 복수의 화소(PX)는 유기 발광 다이오드를 포함하고, 유기 발광 다이오드가 화소로부터 공급되는 데이터 전류에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성한다.
일반적으로 유기 발광 표시장치 패널 내의 화소(R, G, B)는 발광하기 위해 박막 트랜지스터(TFT, Thin Film Transistor)회로로 구동되며, 이때, 각 화소를 발광시키기 위해 다수의 트랜지스터와 커패시터로 구성된다.
하지만, 종래 유기 발광 표시 장치에는 블랙 바탕의 회색을 포함하는 스크롤(Scroll)화면에서 색 번짐이 발생하고 저계조에서 응답 속도가 늦어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 유기 발광 표시 장치의 블랙 바탕의 회색을 포함하는 스크롤 화면에서 색 번짐을 방지하기 위함이다.
또한, 저계조에서 유기발광 다이오드의 응답속도를 개선하기 위함이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 화소는, 데이터 선에 연결되어 있는 일단을 포함하고, 제1 주사 신호에 따라 스위칭 동작하는 스위칭 트랜지스터, 상기 제1 주사 신호에 따라 스위칭 동작하는 보상 트랜지스터, 상기 스위칭 트랜지스터의 타단에 연결되어 있는 소스를 포함하고, 상기 보상 트랜지스터와 상기 스위칭 트랜지스터가 턴 온일 때 전달되는 데이터 신호에 따라 구동 전류를 제어하는 구동 트랜지스터, 상기 구동 전류에 따라 발광하는 발광 소자 및, 오버 드라이브 전원에 연결되어 있는 일단, 오버드라이브 전원에 연결되어 있는 타단을 포함하고, 상기 발광 소자에 상기 오버드라이브 전원을 인가하는 오버드라이브 트랜지스터를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 화소의 오버드라이브 트랜지스터는 오버 드라이브 신호에 따라 상기 발광 소자가 발광하기 전에 상기 오버드라이브 전원을 인가한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 화소의 구동 트랜지스터의 게이트와 제1 전원 전압 사이에 연결되어 있는 스토리지 커패시터를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 화소의 구동 트랜지스터의 게이트와 상기 스토리지 커패시터가 연결되어 있는 제1 노드에 제2 주사 신호에 따라 초기화 전압을 전달하는 초기화 트랜지스터를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 화소의 발광소자의 애노드와 상기 구동 트랜지스터의 드레인이 연결되어 있는 제2 노드에 제3 주사 신호에 따라 상기 초기화 전압을 전달하여 상기 발광 소자를 리셋하는 리셋 트랜지스터를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 화소의 제1 주사신호, 제2 주사신호, 제3 주사신호, 및 오버드라이브 신호 각각은 인에이블 펄스를 포함하고, 상기 제1 주사신호, 제2 주사신호, 제3 주사신호 및 오버드라이브 신호는 순차적으로 생성된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 화소의 보상 트랜지스터는 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 드레인 사이에 연결된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 화소의 구동 트랜지스터의 소스와 제1 전원 전압 사이에 연결되어 있는 제1 발광 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 제1 발광 트랜지스터는 상기 발광 소자에 상기 오버드라이브 전원이 인가된 후에 턴 온 된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 화소의 구동 트랜지스터의 드레인과 상기 발광 소자 사이에 연결되어 있는 제2 발광 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 제2 발광 트랜지스터는 상기 발광 소자에 상기 오버드라이브 전원이 인가된 후에 턴 온 된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 화소의 구동 방법은, 제1 주사 신호에 따라 스위칭 트랜지스터가 턴 온 되고, 보상 트랜지스터가 턴 온 되는 단계, 턴 온 된 상기 스위칭 트랜지스터 및 턴 온 된 상기 보상 트랜지스터를 통해 데이터 신호가 구동 트랜지스터의 게이트에 전달되는 단계, 및 오버드라이브 신호에 따라 오버 드라이브 전압이 유기발광 다이오드의 애노드에 인가되는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 화소의 구동 방법의 데이터 신호에 따라 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 전달된 전압이 스토리지 커패시터에 유지되는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 화소의 구동 방법의 구동 트랜지스터의 게이트와 상기 스토리지 커패시터가 연결되어 있는 제1 노드에 제2 주사 신호에 따라 초기화 전압을 전달하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 화소의 구동 방법의 제1 노드에 초기화 전압을 전달하는 단계는, 상기 스위칭 트랜지스터 및 상기 보상 트랜지스터가 턴 온 되는 단계 이전에 수행된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 화소의 구동 방법은 발광소자의 애노드와 상기 구동 트랜지스터의 드레인이 연결되어 있는 제2 노드에 제3 주사 신호에 따라 상기 초기화 전압을 전달하여 상기 발광 소자를 리셋하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 화소의 구동 방법의 제2 노드에 초기화 전압을 전달하는 단계는, 상기 오버드라이브 신호에 따라 오버 드라이브 전압이 유기발광 다이오드의 애노드에 인가되는 단계 이후에 수행된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 화소의 구동 방법의 제1 주사신호, 상기 제2 주사신호, 상기 제3 주사신호 및 상기 오버드라이브 신호는 순차적으로 생성된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 화소의 구동 방법의 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 상기 데이터 신호가 기입된 후에, 상기 구동 트랜지스터를 통해 흐르는 구동 전류에 따라 상기 발광 소자가 발광하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치는 복수의 주사선, 복수의 오버드라이브선, 복수의 발광 제어선, 복수의 데이터 선, 및 상기 복수의 주사선 중 대응하는 주사선, 상기 복수의 오버드라이브 선 중 대응하는 오버드라이브 선, 상기 복수의 발광 제어선 중 대응하는 발광 제어선, 및 상기 복수의 데이터 선 중 대응하는 데이터 선에 연결되어 있는 화소를 복수 개 포함하고, 상기 화소는, 발광 소자, 상기 데이터 선에 연결되어 있는 일단을 포함하고, 제1 주사 신호에 따라 스위칭 동작하는 스위칭 트랜지스터, 상기 제1 주사 신호에 따라 스위칭 동작하는 보상 트랜지스터, 상기 스위칭 트랜지스터의 타단에 연결되어 있는 소스를 포함하고, 상기 보상 트랜지스터와 상기 스위칭 트랜지스터가 턴 온일 때 전달되는 데이터 신호에 따라 구동 전류를 제어하는 구동 트랜지스터, 및 오버 드라이브 전원에 연결되어 있는 일단, 오버드라이브 전원에 연결되어 있는 타단을 포함하고, 상기 발광 소자에 상기 오버드라이브 전원을 인가하는 오버드라이브 트랜지스터를 포함하고, 상기 구동 트랜지스터의 게이트에는 상기 보상 트랜지스터와 상기 스위칭 트랜지스터가 턴 온 일 때 전달되는 데이터 신호가 기입된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치의 화소는, 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 제1 전원 전압 사이에 연결되어 있는 스토리지 커패시터를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치의 화소는, 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 상기 스토리지 커패시터가 연결되어 있는 제1 노드에 제2 주사 신호에 따라 초기화 전압을 전달하는 초기화 트랜지스터를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치의 화소는, 상기 발광소자의 애노드와 상기 구동 트랜지스터의 드레인이 연결되어 있는 제2 노드에 제3 주사 신호에 따라 상기 초기화 전압을 전달하여 상기 발광 소자를 리셋하는 리셋 트랜지스터를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치의 제1 주사신호, 제2 주사신호, 제3 주사신호, 및 오버드라이브 신호 각각은 인에이블 펄스를 포함하고, 상기 제1 주사신호, 제2 주사신호, 제3 주사신호 및 오버드라이브 신호는 순차적으로 생성된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치의 보상 트랜지스터는 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 드레인 사이에 연결된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치의 화소는, 상기 구동 트랜지스터의 소스와 제1 전원 전압 사이에 연결되어 있는 제1 발광 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 제1 발광 트랜지스터는 상기 발광 소자에 상기 오버드라이브 전원이 인가된 후에 턴 온 된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치의 화소는, 상기 구동 트랜지스터의 드레인과 상기 발광 소자 사이에 연결되어 있는 제2 발광 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 제2 발광 트랜지스터는 상기 발광 소자에 상기 오버드라이브 전원이 인가된 후에 턴 온 된다.
본 발명에 따른 표시 장치는 블랙 바탕의 회색을 포함하는 스크롤 화면에서 색 번짐이 방지되는 효과가 있다.
또한, 저계조에서 유기발광 다이오드의 응답속도가 개선되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 화소를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 화소의 구동 타이밍 도를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 초기화 기간 동안 화소의 동작을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 주사 기간 동안 화소의 동작을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 리셋 기간 동안 화소의 동작을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 오버드라이브 기간 동안 화소의 동작을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 기간 동안 화소의 동작을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 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. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 표시 장치(1)는 표시부(10), 주사 구동부(20), 데이터 구동부(30), 발광 구동부(40), 신호 제어부(50), 오버드라이브 구동부(60), 복수의 주사선(S1-Sn), 복수의 발광 제어선(E1-Ek), 복수의 데이터 선(D1-Dm), 복수의 오버드라이브 선(OD1-ODm) 및 복수의 화소(PX)를 포함한다.
표시부(10)는 복수의 주사선(S1-Sn), 복수의 발광 제어선(E1-Ek), 복수의 데이터 선(D1-Dm), 복수의 오버드라이브 선(OD1-ODm) 및 복수의 화소(PX)를 포함한다. 복수의 주사선(S1-Sn)은 수직방향으로 배열되어 있고, 복수의 주사선(S1-Sn) 각각은 수평방향으로 연장되어 형성되어 있다. 복수의 발광 제어선(E1-Ek)도 수직방향으로 배열되어 있고, 복수의 발광 제어선(E1-Ek) 각각은 수평방향으로 연장되어 형성되어 있다. 복수의 데이터 선(D1-Dm)은 수평방향으로 배열되어 있고, 복수의 데이터 선(D1-Dm) 각각은 수직 방향으로 형성되어 있다. 복수의 오버드라이브 선(OD1-ODm) 각각은 수평방향으로 배열되어 있고, 복수의 오버드라이브 선(OD1-ODm) 각각은 수직 방향으로 형성되어 있다.
복수의 화소(PX) 각각은 복수의 주사선(S1-Sn) 중 대응하는 주사선, 복수의 발광 제어선(E1-Ek) 중 대응하는 발광 제어선, 복수의 데이터 선(D1-Dm) 중 대응하는 데이터 선 및 복수의 오버 드라이브선(OD1-ODm) 중 대응하는 오버드라이브 선에 연결되어 있다.
주사 구동부(20)는 주사 제어 신호(CONT2)에 따라 복수의 주사선(S1-Sn)에 복수의 주사 신호(S[1]-S[n])를 공급한다.
데이터 구동부(30)는 데이터 제어 신호(CONT1)에 따라 입력되는 영상 데이터 신호(DAT)에 대응하는 복수의 데이터 신호(예를 들어, 데이터 전압)를 생성하여 복수의 데이터 선(D1-Dm)에 공급한다. 구체적으로 데이터 구동부(30)는 각 프레임에 대응하는 인에이블 레벨(게이트 온) 전압의 주사 신호가 공급되는 시점에 동기 되어 복수의 화소(PX) 각각의 발광 정도를 제어하는 복수의 데이터 신호를 복수의 데이터선(D1~Dm)을 통해 전달한다. 인에이블 레벨(게이트 온) 전압이란 복수의 화소(PX) 각각에 포함된 스위칭 트랜지스터를 턴-온 시키는 레벨을 의미한다.
발광 구동부(40)는 발광 제어 신호(CONT3)에 따라 복수의 발광 제어선(E1-Ek)에 복수의 발광 신호(EM[1]-EM[k])를 공급한다.
신호 제어부(50)는 외부에서 입력되는 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX) 내에 포함된 각 화소의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도 정보는 정해진 수효, 예를 들어, 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26)개의 계조(gray) 중 해당 화소의 계조를 지시하는 데이터를 포함한다. 입력 제어 신호는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK) 등이 있다.
신호 제어부(50)는 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 영상 신호(R, G, B)를 표시부(10) 및 데이터 구동부(30)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고, 데이터 제어 신호(CONT1), 주사 제어 신호(CONT2), 발광 제어 신호(CONT3), 오버드라이브 제어신호(CONT4) 및 영상 데이터 신호(DAT)를 생성한다.
신호 제어부(50)는 주사 제어 신호(CONT2)를 주사 구동부(20)에 전달하고, 데이터 제어 신호(CONT1) 및 복수의 영상 데이터 신호(DAT)를 데이터 구동부(30)에 전달한다. 신호 제어부(50)는 오버드라이브 제어신호(CONT4)를 오버드라이브 구동부(60)에 전달한다.
오버드라이브 구동부(60)는 복수의 오버드라이브 선(OD1-ODm)에 복수의 오버드라이브 신호(OD[1]-OD[m])를 공급한다.
화소(PX)는 제1 주사선을 통해 공급되는 주사 신호에 동기 되어 대응하는 데이터 선으로부터 데이터 신호를 입력받고 제2 주사선을 통해 공급되는 주사 신호에 따라 초기화된다. 화소(PX)는 제3 주사선을 통해 공급되는 주사 신호에 따라 리셋 되고, 오버드라이브 선을 통해 공급되는 오버드라이브 신호에 따라 오버드라이브 전압이 공급된다.
본 발명에서 화소(PX)가 리셋 된다 함은, 유기 발광 다이오드(OLED)에 형성되는 기생 커패시터에 충전된 전압이 방전되는 것을 의미한다.
화소(PX)에 입력된 데이터 신호는 주사 신호에 따라 화소(PX)에 기입된다. 화소(PX)에 데이터 신호가 기입되고, 기입된 데이터 신호에 따른 구동 전류는 대응하는 발광 신호에 따라 화소(PX)에 포함된 발광 소자인 유기발광 다이오드(OLED)에 공급된다.
주사 구동부(20), 데이터 구동부(30), 발광 구동부(40), 신호 제어부(50) 및 오버드라이브 구동부(60)는 표시부(10)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 표시부(10)에 접착되어 전기적으로 연결되어 있는 가요성 인쇄 회로(flexible printed circuit, FPC), 또는 필름(film) 등에 칩 등의 형태로 장착될 수 있다.
또한, 주사 구동부(20), 데이터 구동부(30), 발광 구동부(40), 신호 제어부(50) 및 오버드라이브 구동부(60)의 유리 기판 위에 직접 장착될 수 있으며, 유리 기판 위에 주사선, 데이터 선, 전압 공급선, 및 박막 트랜지스터와 동일한 층들로 형성될 수 있다.
도 1에서는 복수의 주사선(S1-Sn) 중 3개의 주사선이 구분되어 각 화소 행에 연결되어 있다. 그러나 본 발명의 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니고, 각 화소 행은 적어도 하나의 주사선을 공유할 수 있다. 인접하는 화소 행의 스위칭 트랜지스터들이 턴 온 되는 기간이 중첩되지 않는 범위에서 공유되는 주사선의 개수는 조절될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 화소를 나타낸 도면이다.
이하, 도 2를 참조하여 실시 예에 따른 화소(PX)를 설명한다.
도 2에는 i-2 번째 주사선, i-1 번째 주사선, i 번째 주사선, h 번째 발광 제어선, j 번째 오버드라이브 선 및 j 번째 데이터 선에 연결되어 있는 화소(PX)가 도시되어 있다. 다른 화소(PX)도 도 2에 도시된 화소와 동일하게 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 화소(PX)는 구동 트랜지스터(T1), 스위칭 트랜지스터(T2), 보상 트랜지스터(T3), 초기화 트랜지스터(T4), 두 개의 발광 트랜지스터(T5, T6), 리셋 트랜지스터(T7), 및 오버드라이브 트랜지스터(Tod), 스토리지 커패시터(CS) 및 발광 소자인 유기발광 다이오드(OLED)를 포함한다.
전원 전압(ELVDD)과 전원 전압(ELVSS)은 화소(PX)의 동작에 필요한 구동 전압을 공급할 수 있는 레벨로 설정된다. 예를 들어 전원 전압(ELVDD)은 전원 전압(ELVSS)보다 높은 전압으로 두 전압의 차는 적어도 화소(PX)의 동작에 필요한 소정 레벨 이상으로 설정된다. 초기화 전압(VINIT)은 화소(PX)를 초기화 시킬 수 있는 레벨의 전압으로 설정된다. 오버 드라이브 전원 전압(Vod)은 화소(PX)의 저계조에서 발광 시점을 빠르게 할 수 있는데 필요한 레벨의 전압으로 설정된다.
스위칭 트랜지스터(T2)는 데이터 선(Dj)에 연결되어 있는 일단, 구동 트랜지스터(T1)의 소스에 연결되어 있는 타단, 및 주사선(Si-1)에 연결되어 있는 게이트를 포함한다.
보상 트랜지스터(T3)는 구동 트랜지스터(T1)의 게이트(노드 N1)와 드레인 사이에 연결되어 있는 양단과, 주사선(Si-1)에 연결되어 있는 게이트를 포함한다.
초기화 트랜지스터(T4)는 초기화 전압(VINT)에 연결되어 있는 일단, 주사선(Si-2)에 연결되어 있는 게이트, 및 노드(N1)에 연결되어 있는 타단을 포함한다.
발광 트랜지스터(T5)는 구동 트랜지스터(T1)의 소스에 연결되어 있는 일단, 전원 전압(ELVDD)에 연결되어 있는 타단 및 발광 제어선(Eh)에 연결되어 있는 게이트를 포함한다. 발광 트랜지스터(T6)는 구동 트랜지스터(T1)의 드레인에 연결되어 있는 일단, 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드에 연결되어 있는 타단 및 발광 제어선(Eh)에 연결되어 있는 게이트를 포함한다.
리셋 트랜지스터(T7)는 초기화 트랜지스터(T4)의 드레인에 연결된 일단, 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드에 연결되어있는 타단 및 주사선(Si)에 연결되어 있는 게이트를 포함한다.
오버드라이브 트랜지스터(Tod)는 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드에 연결되어있는 일단, 오버 드라이브 전원 전압(Vod)에 연결되어 있는 타단 및 오버 드라이브 선(ODm)에 연결되어 있는 게이트를 포함한다.
구동 트랜지스터(T1)는 스위칭 트랜지스터(T2)의 타단 및 발광 트랜지스터(T5)의 일단에 연결되어 있는 소스, 보상 트랜지스터(T3)의 일단 및 발광 트랜지스터(T6)의 일단에 연결되어 있는 드레인 및 노드(N1)에 연결되어 있는 게이트를 포함한다.
스토리지 커패시터(CS)는 노드(N1) 및 전원 전압(ELVDD) 사이에 연결되어 있고, 유기발광 다이오드(OLED)의 캐소드는 전원 전압(ELVSS)에 연결되어 있다.
이하, 도 3 내지 도 8을 참조하여 실시 예에 따른 화소의 동작을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 화소의 구동 타이밍 도를 나타낸 도면이다. 도 3에는 한 프레임 기간(1F)을 포함하는 소정 기간 동안의 신호들이 도시되어 있다.
도 3은 복수의 주사 신호, 복수의 오버드라이브 신호 및 복수의 발광 신호 중 제1 주사 신호(S[i-2]), 제2 주사 신호(S[i-1]), 제3 주사 신호(S[i]), 오버드라이브 신호(OD[j]) 및 발광 신호(E[h])가 도시되어 있다.
제1 내지 제3 주사 신호 및 오버드라이브 신호(OD[j]) 각각은 인에이블 펄스를 포함하고, 제1 내지 제3 주사 신호 및 오버드라이브 신호(OD[j])각각의 인에이블 펄스는 순차적으로 생성된다. 도 3에는 시간적으로 인접한 세 개의 주사 신호(S[i-2], S[i-1], S[i])와 오버드라이브 신호(OD[j])가 도시되어 있다. 실시 예에서는, 스위칭 트랜지스터(T1 내지 T4, Tod)가 p 채널 타입의 트랜지스터이므로, 인에이블 레벨이 로우 레벨이지만, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 스위칭 트랜지스터(T1 내지 T4, Tod)의 채널 타입에 따라 인에이블 레벨은 변경된다.
발광 신호(E[k])는 제1 주사 신호(S[i-2]), 제2 주사 신호(S[i-1]), 제3 주사 신호(S[i]) 및 오버드라이브 신호(OD[i])가 인에이블 되는 기간을 포함하는 소정의 기간 동안 디스에이블 된다. 발광 신호(E[k])는 제1 주사 신호(S[i-2]), 제2 주사 신호(S[i-1]), 제3 주사 신호(S[i]) 및 오버드라이브 신호(OD[j])가 인에이블 되는 기간을 포함하는 소정의 기간이 종료된 후 인에이블 된다.
두 개의 발광 트랜지스터(T5, T6)는 모두 p 채널 타입의 트랜지스터이므로, 발광 신호의 인에이블 레벨은 로우 레벨이고, 발광 신호의 디스에이블 레벨은 하이 레벨이다.
도 3에서는 제1 내지 제3 주사 신호 및 오버 드라이브 신호 각각의 인에이블 펄스들이 동일한 폭으로 도시되어 있으나, 이는 일 예시로서 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 서로 다른 폭의 인에이블 펄스로 설정될 수 있다.
이하, 도 3에 도시된 각 기간 P1, P2, P3, P4, 및 P5에 대한 화소(PX)의 동작을 도 4 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 초기화 기간 동안 화소의 동작을 나타낸 도면이다.
도 4의 기간 P1 동안, 제2주사 신호(S[i-2])의 인에이블 펄스에 의해 초기화 트랜지스터(T4)가 턴 온 된다. 기간 P1을 초기화 기간이라 한다.
초기화 트랜지스터(T4)가 턴 온 되면, 노드(N1))가 초기화 전압(VINIT)에 연결되고, 도 4에 도시된 바와 같이, 노드(N1)와 초기화 전압(VINIT) 사이의 경로가 형성되어, 노드(N1)가 초기화된다. 즉, 스토리지 커패시터(CS)에 충전된 전압이 초기화되고, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전압이 초기화된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 주사 기간 동안 화소의 동작을 나타낸 도면이다.
도 5의 기간 P2 동안 제1 주사 신호(S[i-1])의 인에이블 펄스에 의해 스위칭 트랜지스터(T2) 및 보상 트랜지스터(T3)가 턴 온 된다. 기간 P2 를 주사 기간이라 한다.
스위칭 트랜지스터(T2) 및 보상 트랜지스터(T3)가 턴 온 되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 데이터 선(Dj)과 노드(N1) 사이의 경로가 형성되어, 데이터 신호(D[j])가 노드(N1)에 기입된다. 턴 온 된 보상 트랜지스터(T3)에 의해 구동 트랜지스터(T1)의 게이트와 드레인이 연결되고, 구동 트랜지스터(T1)는 다이오드 연결(diode-connected)된다. 데이터 신호(D[j])의 전압이 Vdata 일 때, 노드(N1)에는 전압 Vdata에서 구동 트랜지스터(T1)의 문턱 전압(Vth)만큼 차감된 전압 'Vdata+Vth'이 인가된다. 구동 트랜지스터(T1)가 p 채널 타입 트랜지스터이므로, 문턱 전압 Vth은 음의 전압이다. 노드(N1)에 기입된 전압은 스토리지 커패시터(CS)에 의해 유지된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 리셋 기간 동안 화소의 동작을 나타낸 도면이다.
도 6의 기간 P3 동안 제3 주사 신호(S[i])의 인에이블 펄스에 의해 리셋 트랜지스터(T7)가 턴 온 된다. 기간 P3 를 리셋 기간이라 한다.
리셋 트랜지스터(T7)가 턴 온 되면, 노드(N2)가 초기화 전압(VINIT)에 연결되고, 도 6에 도시된 바와 같이, 노드(N2)와 초기화 전압(VINIT) 사이의 경로가 형성되어, 노드(N2)가 초기화된다. 즉, 유기발광 다이오드(OLED)에 형성된 기생 커패시터(CEL)에 충전된 기생 전압(VEL)이 리셋 된다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 오버드라이브 기간 동안 화소의 동작을 나타낸 도면이다.
도 7의 기간 P4 동안 오버드라이브 신호(OD[m])의 인에이블 펄스에 의해 오버드라이브 트랜지스터(Tod)가 턴 온 된다. 기간 P4 를 오버드라이브 기간이라 한다.
오버드라이브 트랜지스터(Tod)가 턴 온 되면, 오버 드라이브 전원 전압(Vod)이 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드에 인가된다.
유기발광 다이오드(OLED)가 녹색(G)으로 발광하는 경우, 저계조에서 구동 전압이 작아서 발광시점이 느려지고, 응답 속도가 늦어지게 된다. 오버드라이브 기간 동안 유기발광 다이오드(OLED)의 에노드에 별도의 오버 드라이브 전원 전압(Vod)을 유기발광 다이오드(OLED)의 녹색 발광 시점을 빠르게 하여 응답 속도를 높일 수 있다.
이때, 오버 드라이브 전원 전압(Vod)은 유기발광 다이오드(OLED)의 특성에 따른 전압으로서, 기 설정될 수 있고, 별도의 전원 제어부를 통해 제어될 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 기간 동안 화소의 동작을 나타낸 도면이다.
도 8의 기간 P5 동안 두 개의 발광 트랜지스터(T5, T6)가 턴 온 된다. 이 기간을 발광 기간이라 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 전원 전압(ELVDD)과 전원 전압(ELVSS) 사이에 경로가 형성되고, 구동 전류(IL)가 해당 경로를 통해 흐른다.
구동 전류(IL)는 주사 기간(P2) 동안 구동 트랜지스터(T1)의 게이트에 기입된 Vdata+Vth에 따라 결정된다.
예를 들어, 구동 전류(IL)는 아래 수학식 1에 따라 결정된다.
[수학식 1]
I=β/2*(Vgs-Vth)^2
I는 구동 트랜지스터의 드레인과 소스 사이에 흐르는 전류 즉, 구동 전류이고, β는 구동 트랜지스터의 공정 파라미터와 구동 트랜지스터의 사이즈에 따라 결정되는 상수이며, Vgs는 구동 트랜지스터의 게이트-소스 전압이고, Vth는 구동 트랜지스터의 문턱 전압이다.
노드(N1)에 기입된 전압을 수학식 1에 대입하면, 구동 전류(IL)는 β/2*(ELVDD-Vdata)^2이다.
즉, 발광 기간(P5) 동안 유기발광 다이오드(OLED)는 구동 전류(IL)에 의해 발광한다.
이상에서 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 든다고 할 것이다.
1: 표시장치
10: 표시부
20: 주사 구동부
30: 데이터 구동부
40: 발광 구동부
50: 신호 제어부
60: 오버드라이브 구동부
PX: 화소
D1~Dm: 데이터선
S1~Sn: 주사선
E1~Ek: 발광제어선
OD1~ODm: 오버드라이브선
OLED: 유기발광 다이오드
ELVDD: 제1 전압 공급선
ELVSS: 제2 전압 공급선
T1: 구동 트랜지스터
T2: 스위칭 트랜지스터
T3: 보상 트랜지스터
T4: 초기화 트랜지스터
T5: 발광 트랜지스터
T6: 발광 트랜지스터
T7: 리셋 트랜지스터
Tod: 오버드라이브 트랜지스터
CS: 스토리지 커패시터

Claims (25)

  1. 데이터 선에 연결되어 있는 일단을 포함하고, 제1 주사 신호에 따라 스위칭 동작하는 스위칭 트랜지스터,
    상기 제1 주사 신호에 따라 스위칭 동작하는 보상 트랜지스터,
    상기 스위칭 트랜지스터의 타단에 연결되어 있는 소스를 포함하고, 상기 보상 트랜지스터와 상기 스위칭 트랜지스터가 턴 온일 때 전달되는 데이터 신호에 따라 구동 전류를 제어하는 구동 트랜지스터,
    상기 구동 전류에 따라 발광하는 발광 소자 및,
    오버 드라이브 전원에 연결되어 있는 일단, 오버드라이브 전원에 연결되어 있는 타단을 포함하고, 상기 발광 소자에 상기 오버드라이브 전원을 인가하는 오버드라이브 트랜지스터를 포함하는 화소.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 오버드라이브 트랜지스터는 오버 드라이브 신호에 따라 상기 발광 소자가 발광하기 전에 상기 오버드라이브 전원을 인가하는 화소.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트와 제1 전원 전압 사이에 연결되어 있는 스토리지 커패시터를 더 포함하는 화소.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트와 상기 스토리지 커패시터가 연결되어 있는 제1 노드에 제2 주사 신호에 따라 초기화 전압을 전달하는 초기화 트랜지스터를 더 포함하는 화소.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 발광소자의 애노드와 상기 구동 트랜지스터의 드레인이 연결되어 있는 제2 노드에 제3 주사 신호에 따라 상기 초기화 전압을 전달하여 상기 발광 소자를 리셋하는 리셋 트랜지스터를 더 포함하는 화소.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 주사신호, 제2 주사신호, 제3 주사신호, 및 오버드라이브 신호 각각은 인에이블 펄스를 포함하고,
    상기 제1 주사신호, 제2 주사신호, 제3 주사신호 및 오버드라이브 신호는 순차적으로 생성되는 화소.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 보상 트랜지스터는 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 드레인 사이에 연결된 화소.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터의 소스와 제1 전원 전압 사이에 연결되어 있는 제1 발광 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 제1 발광 트랜지스터는 상기 발광 소자에 상기 오버드라이브 전원이 인가된 후에 턴 온 되는 화소.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터의 드레인과 상기 발광 소자 사이에 연결되어 있는 제2 발광 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 제2 발광 트랜지스터는 상기 발광 소자에 상기 오버드라이브 전원이 인가된 후에 턴 온 되는 화소.
  10. 제1 주사 신호에 따라 스위칭 트랜지스터가 턴 온 되고, 보상 트랜지스터가 턴 온 되는 단계,
    턴 온 된 상기 스위칭 트랜지스터 및 턴 온 된 상기 보상 트랜지스터를 통해 데이터 신호가 구동 트랜지스터의 게이트에 전달되는 단계, 및
    오버드라이브 신호에 따라 오버 드라이브 전압이 유기발광 다이오드의 애노드에 인가되는 단계를 포함한 화소의 구동 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 데이터 신호에 따라 상기 구동 트랜지스터의 게이트에 전달된 전압이 스토리지 커패시터에 유지되는 단계를 더 포함한 화소의 구동 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트와 상기 스토리지 커패시터가 연결되어 있는 제1 노드에 제2 주사 신호에 따라 초기화 전압을 전달하는 단계를 더 포함한 화소의 구동 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 노드에 초기화 전압을 전달하는 단계는,
    상기 스위칭 트랜지스터 및 상기 보상 트랜지스터가 턴 온 되는 단계 이전에 수행되는 화소의 구동 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 발광소자의 애노드와 상기 구동 트랜지스터의 드레인이 연결되어 있는 제2 노드에 제3 주사 신호에 따라 상기 초기화 전압을 전달하여 상기 발광 소자를 리셋하는 단계를 더 포함한 화소의 구동 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제2 노드에 초기화 전압을 전달하는 단계는,
    상기 오버드라이브 신호에 따라 오버 드라이브 전압이 유기발광 다이오드의 애노드에 인가되는 단계 이후에 수행되는 화소의 구동 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 주사신호, 상기 제2 주사신호, 상기 제3 주사신호 및 상기 오버드라이브 신호는 순차적으로 생성되는 화소의 구동 방법.
  17. 제10 항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트에 상기 데이터 신호가 기입된 후에,
    상기 구동 트랜지스터를 통해 흐르는 구동 전류에 따라 상기 발광 소자가 발광하는 단계를 더 포함하는 화소의 구동 방법.
  18. 복수의 주사선, 복수의 오버드라이브선, 복수의 발광 제어선, 복수의 데이터 선, 및
    상기 복수의 주사선 중 대응하는 주사선, 상기 복수의 오버드라이브 선 중 대응하는 오버드라이브 선, 상기 복수의 발광 제어선 중 대응하는 발광 제어선, 및 상기 복수의 데이터 선 중 대응하는 데이터 선에 연결되어 있는 화소를 복수 개 포함하고,
    상기 화소는,
    발광 소자,
    상기 데이터 선에 연결되어 있는 일단을 포함하고, 제1 주사 신호에 따라 스위칭 동작하는 스위칭 트랜지스터,
    상기 제1 주사 신호에 따라 스위칭 동작하는 보상 트랜지스터,
    상기 스위칭 트랜지스터의 타단에 연결되어 있는 소스를 포함하고, 상기 보상 트랜지스터와 상기 스위칭 트랜지스터가 턴 온일 때 전달되는 데이터 신호에 따라 구동 전류를 제어하는 구동 트랜지스터, 및
    오버 드라이브 전원에 연결되어 있는 일단, 오버드라이브 전원에 연결되어 있는 타단을 포함하고, 상기 발광 소자에 상기 오버드라이브 전원을 인가하는 오버드라이브 트랜지스터를 포함하고,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트에는 상기 보상 트랜지스터와 상기 스위칭 트랜지스터가 턴 온 일 때 전달되는 데이터 신호가 기입되는 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 화소는,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트와 제1 전원 전압 사이에 연결되어 있는 스토리지 커패시터를 더 포함하는 표시장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 화소는,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트와 상기 스토리지 커패시터가 연결되어 있는 제1 노드에 제2 주사 신호에 따라 초기화 전압을 전달하는 초기화 트랜지스터를 더 포함하는 표시장치.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 화소는,
    상기 발광소자의 애노드와 상기 구동 트랜지스터의 드레인이 연결되어 있는 제2 노드에 제3 주사 신호에 따라 상기 초기화 전압을 전달하여 상기 발광 소자를 리셋하는 리셋 트랜지스터를 더 포함하는 표시장치.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 제1 주사신호, 제2 주사신호, 제3 주사신호, 및 오버드라이브 신호 각각은 인에이블 펄스를 포함하고,
    상기 제1 주사신호, 제2 주사신호, 제3 주사신호 및 오버드라이브 신호는 순차적으로 생성되는 표시장치.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 보상 트랜지스터는 상기 구동 트랜지스터의 게이트와 드레인 사이에 연결된 표시장치.
  24. 제18 항에 있어서,
    상기 화소는,
    상기 구동 트랜지스터의 소스와 제1 전원 전압 사이에 연결되어 있는 제1 발광 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 제1 발광 트랜지스터는 상기 발광 소자에 상기 오버드라이브 전원이 인가된 후에 턴 온 되는 표시장치.
  25. 제18 항에 있어서,
    상기 화소는,
    상기 구동 트랜지스터의 드레인과 상기 발광 소자 사이에 연결되어 있는 제2 발광 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 제2 발광 트랜지스터는 상기 발광 소자에 상기 오버드라이브 전원이 인가된 후에 턴 온 되는 표시장치.
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