KR20170062609A - 디스플레이 장치의 화소 구동 회로 및 화소 구동 방법 - Google Patents

디스플레이 장치의 화소 구동 회로 및 화소 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치의 화소 구동 회로 및 화소 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제1 트랜지스터를 턴 온 시켜 화소에 저장 전압을 인가하기 위한 디스플레이 장치의 화소 구동 회로 및 화소 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 구동 회로는 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터, 타이밍 컨트롤러 및 데이터 드라이버를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 패널, 화소, 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터, 게이트 드라이버, 데이터 드라이버 및 타이밍 컨트롤러를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 구동 회로에 따르면, 소비 전력이 작은 트랜지스터를 이용함으로써 화소 구동 회로의 소비 전력을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

디스플레이 장치의 화소 구동 회로 및 화소 구동 방법{Circuit and method for driving pixel of display apparatus}
본 발명은 디스플레이 장치의 화소 구동 회로 및 화소 구동 방법 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제1 트랜지스터를 턴 온 시켜 화소에 저장 전압을 인가하기 위한 디스플레이 장치의 화소 구동 회로 및 화소 구동 방법에 관한 것이다.
본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라, 전기적 정보신호를 시각적으로 표시하는 평판 표시 장치(Flat Display Device)와 관련한 기술이 급속도로 발전하고 있다. 특히, 평판 표시 장치의 박형화, 경량화 및 저소비 전력화 등을 위한 연구가 계속되고 있다.
평판 표시 장치에는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display device; LCD), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel device; PDP), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display device; FED), 전기 발광 표 시 장치(Electro Luminescence Display device; ELD), 전기 습윤 표시 장치(Electro-Wetting Display device; EWD) 및 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display device; OLED) 등이 있다.
이 중 유기 발광 표시 장치는 자체 발광형 소자인 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode)를 이용하여 화상을 표시하는 장치이다. 이러한 유기 발광 표시 장치는 서로 다른 색상의 광을 방출하는 둘 이상의 유기 발광 다이오드를 포함함으로써, 별도의 컬러 필터를 구비하지 않고도 컬러화상을 구현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 별도의 광원이 불필요하여 액정 표시 장치보다 소형화, 박형화 및 경량화에 유리하고, 시야각이 넓은 장점이 있다. 또한, 액정 표시 장치보다 1000배 이상 빠른 반응속도를 나타내어 잔상이 적은 장점이 있다.
이러한 유기 발광 표시 장치는 영상을 구현하기 위하여 유기 발광 다이오드에 전류를 인가하여야 한다. 따라서, 유기 발광 다이오드에 전류를 인가하기 위한 화소 구동 회로가 필수적이며, 화소 구동 회로는 고유의 발광물질 또는 편광물질을 사이에 둔 한 쌍의 기판이 대면 합착된 구조를 갖는다.
도 1은 종래의 화소 구동 회로를 도시한 도면이고, 도 2는 종래의 화소 구동 회로에 인가되는 전압을 도시한 그래프이다.
도 1을 참조하면, 종래의 화소 구동 회로(10)는 하나 이상의 트랜지스터(11-1, 11-2, 11-3)를 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2를 참조하여, 종래의 화소 구동 회로(10)에 대하여 설명하면, 트랜지스터(11-1, 11-2, 11-3)를 통하여 화소(12-1, 12-2, 12-3)에 전압(21-1, 22-1, 23-1)을 인가한다. 전압(21-1, 22-1, 23-1)을 인가한 이후에는 트랜지스터(11-1, 11-2, 11-3)를 통하여 전압(21-2, 22-2, 23-2)을 인가한다. 이와 같이, 각각의 트랜지스터(11-1, 11-2, 11-3)를 통해 각각의 화소(12-1, 12-2, 12-3)에 인가되는 전압을 제어할 수 있다.
다만, 종래의 화소 구동 회로(10)에 따르면 각각의 트랜지스터(11-1, 11-2, 11-3)는 DeMUX TFT(Demultiplex TFT)이고, DeMUX TFT는 소비전력이 크므로 DeMUX TFT를 통해 전압을 인가하기 위해서 많은 전력이 필요하다는 문제점이 있다. 또한, 종래의 화소 구동 회로(10)에 따르면, 노이즈를 필터링할 수 있는 구성이 없어 노이즈에 따라 유기 발광 다이오드의 휘도가 변한다는 문제점이 있다. 또한, 종래의 화소 구동 회로(10)에 따르면, 유기 발광 다이오드에 일정한 전류를 인가할 수 없어 화소 구동 회로(10)의 수명이 짧다는 문제점이 있다.
본 발명은 제1 트랜지스터를 턴 온 시켜 화소에 저장 전압을 인가하는 디스플레이 장치의 화소 구동 회로 및 화소 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 제1 트랜지스터를 통해 화소에 저장 전압을 인가함으로써 소비 전력을 감소시킬 수 있는 디스플레이 장치의 화소 구동 회로 및 화소 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 제1 트랜지스터의 소스 단에 기준 전압을 인가함으로써 제1 트랜지스터의 소스 단이 플로팅 노드가 되는 현상을 줄일 수 있는 디스플레이 장치의 화소 구동 회로 및 화소 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 캐패시터를 이용함으로써 노이즈를 줄일 수 있는 디스플레이 장치의 화소 구동 회로 및 화소 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 캐패시터를 이용하여 노이즈를 줄임으로써 유기 발광 다이오드의 휘도를 일정하게 유지할 수 있는 디스플레이 장치의 화소 구동 회로 및 화소 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 캐패시터가 저장 전압을 저장함으로써 제4 트랜지스터에 일정한 전압을 인가할 수 있는 디스플레이 장치의 화소 구동 회로 및 화소 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 화소 구동 회로에 인덕터를 이용함으로써 수명이 긴 디스플레이 장치의 화소 구동 회로 및 화소 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
전술한 바와 같이, 종래의 화소 구동 회로에 따르면 트랜지스터로 DeMUX TFT를 사용함에 따라 전압을 인가하기 위해서 많은 전력이 필요하다는 문제점이 있다. 또한, 종래의 화소 구동 회로에 따르면, 노이즈를 필터링할 수 있는 구성이 없어 유기 발광 다이오드의 휘도가 변한다는 문제점이 있다. 또한, 종래의 화소 구동 회로에 따르면, 유기 발광 다이오드에 일정한 전류를 인가할 수 없어 화소 구동 회로의 수명이 짧다는 문제점이 있다.
따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 제1 트랜지스터를 통해 화소에 저장 전압을 인가하는 화소 구동 회로를 제공한다. 또한, 본 발명은 캐패시터 및 인덕터를 포함하는 화소를 이용하여 유기 발광 다이오드를 턴 온 시키는 디스플레이 장치를 제공한다.
여기서, 화소 구동 회로는 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터, 타이밍 컨트롤러 및 데이터 드라이버 등으로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 저장 전압은 제1 트랜지스터를 통해 화소에 인가될 수 있고, 데이터 전압은 제2 트랜지스터를 통해 화소에 인가될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 소비 전력이 작은 제1 트랜지스터를 통해 저장 전압을 인가함으로써 패널 전체의 소비 전력을 줄일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는 패널, 화소, 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터, 게이트 드라이버, 데이터 드라이버, 타이밍 컨트롤러 및 직류전원을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 따르면, 캐패시터를 이용하여 저장 전압을 저장할 수 있고, 캐패시터에 저장된 전압을 이용하여 제4 트랜지스터에 일정한 전압을 인가할 수 있다. 또한 캐패시터를 이용하여 인가되는 전압의 노이즈를 제거함으로써 유기 발광 다이오드의 휘도를 일정하게 유지할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 따르면, 인덕터를 이용하여 유기 발광 다이오드에 일정한 전류를 흐르게 할 수 있다. 이에 따라 디스플레이 장치의 수율을 증가시키고 디스플레이 장치의 수명을 연장할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화소 구동 방법은 제1 트랜지스터를 턴 온 시키는 단계, 제3 트랜지스터를 턴 온 시키는 단계, 저장 전압을 저장하는 단계, 제2 트랜지스터를 턴 온 시키는 단계, 제4 트랜지스터를 턴 온 시키는 단계 및 유기 발광 다이오드를 턴 온 시키는 단계를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 소비 전력이 작은 제1 트랜지스터를 이용함으로써 화소 구동 회로의 소비 전력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 제1 트랜지스터의 소스 단에 기준 전압을 인가함으로써 플로팅 노드가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 캐패시터가 데이터 라인으로부터 인가되는 전압을 평활화함으로써 노이즈를 필터링하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 노이즈를 필터링함으로써 유기 발광 다이오드의 휘도를 일정하게 유지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 캐패시터가 교류 전압을 직류 전압으로 변경함으로써 유기 발광 다이오드의 휘도를 일정하게 유지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 캐패시터가 저장 전압을 저장함으로써 제4 트랜지스터에 일정한 전압을 인가할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 인덕터를 이용함으로써 유기 발광 다이오드에 흐르는 전류 값을 일정하게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 유기 발광 다이오드에 흐르는 전류 값을 일정하게 유지함으로써 유기 발광 다이오드의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 화소 구동 회로를 도시한 도면.
도 2는 종래의 화소 구동 회로에 인가되는 전압을 도시한 그래프.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 구동 회로를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 구조를 나타낸 등가 회로도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 구동 회로에 인가되는 전압을 도시한 그래프.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화소 구동 방법을 도시한 순서도.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 구동 회로(1000)를 도시한 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 구동 회로(1000)는 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3), 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3), 타이밍 컨트롤러(1600) 및 데이터 드라이버(1500)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 3에 도시된 화소 구동 회로(1000)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 3에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(100) 구조를 나타낸 등가 회로도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(100)는 제3 트랜지스터(110), 캐패시터(120) 및 제4 트랜지스터(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 4에 도시된 화소(100)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 4에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 구동 회로(1000)에 인가되는 전압을 도시한 그래프이다. 이하 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 구동 회로(1000)를 설명하도록 한다.
제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3) 및 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)는 데이터 라인(160)을 통해 화소(100)와 연결될 수 있다. 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)는 MOSFET, BJT, TFT, AP TFT(Auto Prove TFT)등 일 수 있고, 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)의 종류는 이에 한정하지 않는다. 또한, 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)는 PMOS일 수도 있고, NMOS일 수도 있다. 화소(100)는 화면을 구성하는 최소 단위를 의미하는데, 이는 도 4와 함께 후술하도록 한다.
제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)는 MOSFET, BJT, TFT, DeMUX TFT등 일 수 있고, 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)의 종류는 이에 한정하지 않는다. 또한, 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)는 PMOS일 수도 있고, NMOS일 수도 있다. 도 3을 참조하면, 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)는 화소의 밑에 있고, 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)는 화소의 위에 있으나, 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3) 및 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)의 위치는 변경될 수 있다.
일 실시예로, 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)의 소비전력은 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)의 소비전력보다 클 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 구동 회로(1000)는 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3) 대신 소비전력이 작은 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)를 통해 화소 구동 회로(1000)에 전압을 인가함으로써 소비전력을 줄일 수 있다.
타이밍 컨트롤러(1600) 및 데이터 드라이버(1500)는 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3) 및 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)와 연결될 수 있다. 또한, 타이밍 컨트롤러(1600)는 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3) 및 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)를 턴 온 시킬 수 있다. 일 실시예로 타이밍 컨트롤러(1600)는 제1 트랜지스터의 게이트 라인(1900) 및 제2 트랜지스터의 게이트 라인(1800)에 문턱 전압을 인가하여 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 턴 온 시킬 수 있다. 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3) 및 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)가 턴 온 되면, 데이터 드라이버(1500)는 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)를 통해 화소(100-1,100-2, 100-3)에 저장 전압을 인가하고, 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)를 통해 화소(100-1, 100-2, 100-3)에 데이터 전압을 인가할 수 있다.
저장 전압은 화소(100) 내의 캐패시터(120)에 저장되는 전압이다. 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)를 통해 인가된 저장 전압은 화소(100) 내의 제3 트랜지스터(110)를 통해 캐패시터(120)에 인가된다. 도 5를 참조하면 그래프(550)가 저장 전압을 인가하는 과정을 나타낸다.
한편, 타이밍 컨트롤러(1600)는 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)를 턴 온 시키기 위하여 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)의 게이트 단에 문턱 전압 이상의 전압을 인가할 수 있다. 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)의 게이트 단에 문턱 전압 이상의 전압이 인가되면, 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)는 턴 온 상태가 된다. 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)가 턴 온 상태가 되면, 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)의 드레인 단에 인가된 전압이 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)의 소스 단으로 전달될 수 있다. 반대로, 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)가 턴 온 상태가 되면, 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)의 소스 단에 인가된 전압이 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)의 드레인 단으로 전달될 수 있다.
일 실시예로 데이터 드라이버(1500)는 화소(100)에 데이터 전압을 인가하기 전에 미리 정해진 시간 동안 화소(100)에 저장 전압을 인가할 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 시간은 10(μS)일 수 있고, 사용자 또는 화소 구동 회로(1000)에 의해 설정될 수도 있다. 여기서 데이터 전압은 화소(100) 내의 제4 트랜지스터(130)를 턴 온 시켜 유기 발광 다이오드(140)에 전류가 흐르게 할 수 있는 전압이다. 데이터 전압을 인가하기 전에 저장 전압을 인가하는 이유는 캐패시터(120)에 저장 전압을 저장시키기 위함이다. 캐패시터(120)에 저장 전압이 저장되면 캐패시터(120)는 이를 이용하여 제4 트랜지스터(130)의 게이트 전압을 유지하는데, 이에 대해서는 후술하도록 한다.
일 실시예로, 타이밍 컨트롤러(1600)는 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)를 턴 온 시킬 수 있다. 제2 트랜지스터가 턴 온 되면, 데이터 드라이버(1500)는 화소(100-1, 100-2, 100-3)에 데이터 전압을 인가할 수 있다. 데이터 드라이버(1500)는 저장 전압을 인가한 후 데이터 전압을 인가할 수도 있고, 데이터 전압을 인가한 후 저장 전압을 인가할 수도 있다. 데이터 전압을 인가하는 시간은 3(μS)일 수 있고, 데이터 전압을 인가하는 시간은 사용자 또는 화소 구동 회로(1000)에 의해 설정될 수도 있다. 데이터 드라이버(1500)는 R화소(100-1), G화소(100-2), B화소(100-3)에 순차적으로 데이터 전압을 인가할 수도 있고, 임의의 순서대로 데이터 전압을 인가할 수도 있다.
타이밍 컨트롤러(1600)는 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)를 턴 온 시키기 위하여 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)의 게이트 단에 문턱 전압 이상의 전압을 인가할 수 있다. 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)의 게이트 단에 문턱 전압 이상의 전압이 인가되면, 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)는 턴 온 상태가 된다. 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)가 턴 온 상태가 되면, 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)의 드레인 단에 인가된 전압이 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)의 소스 단으로 전달될 수 있다. 반대로, 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)가 턴 온 상태가 되면, 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)의 소스 단에 인가된 전압이 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)의 드레인 단으로 전달될 수 있다. 도 5의 그래프(510, 520, 530)를 참조하면 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)를 통해 인가된 전압이 각각 R화소(100-1), G화소(100-2), B화소(100-3)에 인가됨을 알 수 있다.
데이터 드라이버(1500)는 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)를 통해 데이터 전압을 인가할 수도 있고, 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)를 통해 저장 전압을 인가할 수도 있다. 또한, 데이터 드라이버(1500)는 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)를 통해 저장 전압 및 데이터 전압을 인가할 수도 있다. 반대로, 데이터 드라이버(1500)는 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)를 통해 저장 전압 및 데이터 전압을 인가할 수도 있다. 데이터 드라이버(1500)가 저장 전압 및 데이터 전압을 인가하는 방법은 상술한 실시예들에 한정하지 않으며, 다른 방법을 통해 인가할 수도 있다.
일 실시예로, 직류 전원(1700)은 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)의 소스 단에 기준 전압을 인가할 수 있다. 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)의 소스 단에 기준 전압을 인가하는 이유는 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)의 소스 단이 플로팅 노드가 되는 것을 방지하기 위함이다. 도 5의 그래프(560, 570, 580)를 참조하면 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)의 소스 단으로 기준 전압이 인가되는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기준 전압은 각각의 게이트 라인을 통해 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)에 인가될 수도 있고, 한 개의 게이트 라인을 통해 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)에 인가될 수도 있다. 또한, 기준 전압은 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)에 동시에 인가될 수도 있고, 각각 다른 타이밍에 인가될 수도 있다. 또한, 기준 전압은 게이트 드라이버(1400)를 통해 인가될 수도 있고, 타이밍 컨트롤러(1600)를 통해 인가될 수도 있다. 기준 전압이 인가되는 게이트 라인, 타이밍 및 전원은 상술한 실시예에 한정하지 않는다.
다시 도 4를 참조하면, 화소(100)는 데이터 라인(160) 및 화소의 게이트 라인(150)과 연결되는 제3 트랜지스터(110), 제3 트랜지스터(110)와 연결되는 캐패시터(120)를 포함할 수 있다. 또한, 캐패시터(120) 및 유기 발광 다이오드(140)와 연결되는 제4 트랜지스터(130)를 포함할 수 있다. 제3 트랜지스터(110) 및 제4 트랜지스터(130)는 MOSFET, BJT, TFT 등 일 수 있고, 제3 트랜지스터(110) 및 제4 트랜지스터(130)의 종류는 이에 한정하지 않는다. 또한, 제3 트랜지스터(110) 및 제4 트랜지스터(130)는 PMOS일 수도 있고, NMOS일 수도 있다.
일 실시예로 게이트 드라이버(1400)는 화소의 게이트 라인(150)에 전압을 인가하고, 화소의 게이트 라인(150)에 전압이 인가되면 제3 트랜지스터(110)가 턴 온 될 수 있다. 제3 트랜지스터(110)가 턴 온 되면, 제3 트랜지스터(110)의 드레인 단에 인가된 전압이 제3 트랜지스터(110)의 소스 단으로 전달될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 제3 트랜지스터(110)가 턴 온 상태가 되면, 제3 트랜지스터(110)의 소스 단에 인가된 전압이 제3 트랜지스터(110)의 드레인 단으로 전달될 수 있다. 도 4를 참조하면, 제3 트랜지스터(110)가 턴 온 상태에서 데이터 라인(160)으로 전압이 인가되면 제4 트랜지스터(130)의 게이트 노드로 전압이 전달된다.
캐패시터(120)는 데이터 드라이버(1500)가 인가한 저장 전압을 저장할 수 있다. 보다 구체적으로, 타이밍 컨트롤러(1600)는 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)를 턴 온 시키고, 데이터 드라이버(1500)가 제1 트랜지스터(1300-1, 1300-2, 1300-3)의 드레인 단 또는 소스 단에 저장 전압을 인가하면 데이터 라인(160)에 저장 전압이 전달된다. 그 후, 게이트 드라이버(1400)가 화소의 게이트 라인(150)에 전압을 인가하여 제3 트랜지스터(110)를 턴 온 시키면, 데이터 라인(160)에 인가된 저장 전압이 캐패시터(120)로 인가된다.
캐패시터(120)는 저장 전압을 저장하여 제4 트랜지스터(130)의 전압을 일정하게 유지시킬 수 있다. 제4 트랜지스터(130)의 전압이 일정하게 유지되면 유기 발광 다이오드(140)에 흐르는 전류 또한 일정하게 유지될 수 있으므로 유기 발광 다이오드(140)의 수율을 증가시킬 수 있다. 또한, 유기 발광 다이오드(140)의 수명을 연장시킬 수도 있고, 유기 발광 다이오드(140)의 휘도를 일정하게 유지할 수도 있다.
제4 트랜지스터(130)는 데이터 드라이버(1500)가 데이터 전압을 인가하면 턴 온 될 수 있다. 또한, 제4 트랜지스터(130)는 유기 발광 다이오드(140)에 전류를 인가하여 유기 발광 다이오드(140)를 턴 온 시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 타이밍 컨트롤러(1600)가 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)를 턴 온 시키고, 데이터 드라이버(1500)가 제2 트랜지스터(1100-1, 1100-2, 1100-3)에 데이터 전압을 인가하면 데이터 라인(160)을 통해 데이터 전압이 전달된다. 그 후, 게이트 드라이버(1400)가 화소의 게이트 라인(150)에 전압을 인가하여 제3 트랜지스터(110)를 턴 온 시키면, 데이터 라인(160)에 인가된 데이터 전압이 제4 트랜지스터(130)의 게이트 단으로 인가된다. 제4 트랜지스터(130)의 게이트 단으로 데이터 전압이 인가되면 제4 트랜지스터(130)는 턴 온 되고, 제4 트랜지스터(130)의 드레인 단에서 소스 단으로 전류가 흐르게 된다. 제4 트랜지스터(130)를 통해 흐르는 전류는 유기 발광 다이오드(140)를 턴 온 시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(2000)를 도시한 도면이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(2000)는 패널(2100), 화소(100), 제1 트랜지스터(2400), 제2 트랜지스터(2300), 게이트 드라이버(2500), 데이터 드라이버(2600), 타이밍 컨트롤러(2800) 및 직류 전원(2900)을 포함하여 구성될 수 있다. 도 6에 도시된 디스플레이 장치(2000)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 6에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
도 6을 참조하면, 패널(2100)에는 게이트 라인(150, 2200, 2700)과 데이터 라인(160)이 교차로 구비 될 수 있다. 게이트 라인(150, 2200, 2700)은 패널(2100) 위에 있는 트랜지스터의 게이트 단과 연결되어 트랜지스터를 턴 온 시키기 위한 선이다. 데이터 라인(160)은 트랜지스터의 드레인 단 또는 소스 단과 연결되어 저장 전압 또는 데이터 전압이 인가되는 선이다. 패널(2100) 위에는 게이트 라인(150, 2200, 2700)과 데이터 라인(160)이 교차할 수도 있고 평행하게 구비될 수도 있으며, 게이트 라인(150, 2200, 2700)과 데이터 라인(160)의 모양은 이에 한정하지 않는다.
화소(100)는 게이트 라인(150, 2200, 2700) 및 데이터 라인(160)이 교차하는 지점에 위치할 수 있다. 화소(100)는 게이트 라인(150, 2200, 2700) 및 데이터 라인(160)과 연결되면 되고, 화소(100)의 위치는 게이트 라인(150, 2200, 2700) 및 데이터 라인(160)의 교차 지점으로 한정하지 않는다. 또한, 화소(100)는 제3 트랜지스터, 캐패시터 및 제4 트랜지스터를 포함하여 구성될 수 있는데, 이는 도 4와 함께 후술하도록 한다.
제1 트랜지스터(2400) 및 제2 트랜지스터(2300)는 데이터 라인(160)과 연결될 수 있다. 제1 트랜지스터(2400)는 데이터 드라이버(2600)로부터 저장 전압을 인가받아 데이터 라인(160)으로 전달할 수 있다. 제2 트랜지스터(2300)는 데이터 드라이버(2600)로부터 데이터 전압을 인가받아 데이터 라인(160)으로 전달할 수 있다.
게이트 드라이버(2500)는 화소(100)의 게이트 라인(150)과 연결될 수 있고, 데이터 드라이버(2600)는 데이터 라인(160)과 연결될 수 있다. 일 실시예로 게이트 드라이버(2500)는 상기 화소(100)의 게이트 라인(150)에 전압을 인가하여 제1 트랜지스터(2400) 및 제2 트랜지스터(2300)를 턴 온 시킬 수 있다. 제1 트랜지스터(2400) 및 제2 트랜지스터(2300)가 턴 온 되면, 데이터 드라이버(2600)는 제1 트랜지스터(2400)를 통해 화소(100)에 저장 전압을 인가하고, 제2 트랜지스터(2300)를 통해 화소(100)에 데이터 전압을 인가할 수 있다.
일 실시예로 데이터 드라이버(2600)는 화소(100)에 데이터 전압을 인가하기 전에 미리 정해진 시간 동안 화소(100)에 저장 전압을 인가할 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 시간은 10(μS)일 수 있고, 사용자 또는 디스플레이 장치(2000)에 의해 설정될 수도 있다.
일 실시예로 직류 전원(2900)은 제1 트랜지스터(2400)의 소스 단에 기준 전압을 인가할 수 있다. 제1 트랜지스터(2400)의 소스 단에 기준 전압을 인가하는 이유는 제1 트랜지스터(2400)의 소스 단이 플로팅 노드가 되는 것을 방지하기 위함이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기준 전압은 각각의 게이트 라인을 통해 제1 트랜지스터(2400)에 인가될 수도 있고, 한 개의 게이트 라인을 통해 제1 트랜지스터(2400)에 인가될 수도 있다. 또한, 기준 전압은 제1 트랜지스터(2400)에 동시에 인가될 수도 있고, 각각 다른 타이밍에 인가될 수도 있다. 또한, 기준 전압은 게이트 드라이버(2500)를 통해 인가될 수도 있고, 타이밍 컨트롤러(2800)를 통해 인가될 수도 있다. 기준 전압이 인가되는 게이트 라인, 타이밍 및 전원은 상술한 실시예에 한정하지 않는다.다시 도 4 및 도 6을 참조하면, 화소(100)는 데이터 라인(160) 및 게이트 라인(150)과 연결되는 제3 트랜지스터(110), 제3 트랜지스터(110)와 연결되는 캐패시터(120)를 포함할 수 있다. 또한, 캐패시터(120) 및 유기 발광 다이오드(140)와 연결되는 제4 트랜지스터(130)를 포함할 수 있다. 제3 트랜지스터(110) 및 제4 트랜지스터(130)는 MOSFET, BJT, TFT 등 일 수 있고, 제3 트랜지스터(110) 및 제4 트랜지스터(130)의 종류는 이에 한정하지 않는다.
일 실시예로 게이트 드라이버(2500)는 화소의 게이트 라인(150)에 전압을 인가하고, 화소의 게이트 라인(150)에 전압이 인가되면 제3 트랜지스터(110)가 턴 온 될 수 있다. 제3 트랜지스터(110)가 턴 온 되면, 제3 트랜지스터(110)의 드레인 단에 인가된 전압이 제3 트랜지스터(110)의 소스 단으로 전달될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 제3 트랜지스터(110)가 턴 온 상태가 되면, 제3 트랜지스터(110)의 소스 단에 인가된 전압이 제3 트랜지스터(110)의 드레인 단으로 전달될 수 있다. 도 4를 참조하면, 제3 트랜지스터(110)가 턴 온 상태에서 데이터 라인(160)으로 전압이 인가되면 제4 트랜지스터(130)의 게이트 노드로 전압이 전달된다.
캐패시터(120)는 데이터 드라이버(2600)가 인가한 저장 전압을 저장할 수 있다. 보다 구체적으로, 타이밍 컨트롤러(2800)는 제1 트랜지스터(2400)를 턴 온 시키고, 데이터 드라이버(2600)가 제1 트랜지스터(2400)의 드레인 단 또는 소스 단에 저장 전압을 인가하면 데이터 라인(160)에 저장 전압이 전달된다. 그 후, 게이트 드라이버(2500)가 화소의 게이트 라인(150)에 전압을 인가하여 제3 트랜지스터(110)를 턴 온 시키면, 데이터 라인(160)에 인가된 저장 전압이 캐패시터(120)로 인가된다.
캐패시터(120)는 저장 전압을 저장하여 제4 트랜지스터(130)의 전압을 일정하게 유지시킬 수 있다. 제4 트랜지스터(130)의 전압이 일정하게 유지되면 유기 발광 다이오드(140)에 흐르는 전류 또한 일정하게 유지될 수 있으므로 디스플레이 장치(2000)의 수율을 증가시킬 수 있다. 또한, 유기 발광 다이오드(140)의 수명을 연장시킬 수도 있고, 유기 발광 다이오드(140)의 휘도를 일정하게 유지할 수도 있다.
또한, 캐패시터(120)는 교류 전압을 공급받아 직류 전압으로 바꿀 수 있다. 교류 전압이 디스플레이 장치(2000)에 공급되면 전압의 크기가 일정하지 않기 때문에 디스플레이 장치(2000)가 턴 온 상태와 턴 오프 상태를 반복하게 된다. 디스플레이 장치(2000)가 턴 온 상태와 턴 오프 상태를 반복하게 되면 눈의 피로가 증가하게 되고, 유기 발광 다이오드(140)의 휘도가 일정하게 유지되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 캐패시터(120)는 교류 전압을 직류 전압으로 바꿀 수 있고, 이에 따라 눈의 피로를 감소시키고 유기 발광 다이오드(140)의 휘도를 일정하게 유지할 수 있다.
캐패시터(120)는 데이터 라인(160)으로부터 인가되는 전압을 평활화할 수도 있다. 평활화는 데이터에 노이즈나 불연속 구간 등이 있을 때, 노이즈나 불연속 구간을 약하게 하거나 제거하여 매끄럽게 하는 조작 방법이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(2000)는 제4 트랜지스터(130)와 캐패시터(120)를 병렬로 연결시켜 노이즈를 감소시킬 수 있다. 노이즈가 감소되면 노이즈에 따른 유기 발광 다이오드(140)의 휘도 변화 또한 감소할 수 있다.
제4 트랜지스터(130)는 데이터 드라이버(2600)가 데이터 전압을 인가하면 턴 온 될 수 있다. 또한, 제4 트랜지스터(130)는 유기 발광 다이오드(140)에 전류를 인가하여 유기 발광 다이오드(140)를 턴 온 시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 타이밍 컨트롤러(2800)가 제2 트랜지스터(2300)를 턴 온 시키고, 데이터 드라이버(2600)가 제2 트랜지스터(2300)에 데이터 전압을 인가하면 데이터 라인(160)을 통해 데이터 전압이 전달된다. 타이밍 컨트롤러(2800)는 제2 트랜지스터(2300)의 게이트 라인(2700)에 문턱 전압을 인가하여 제2 트랜지스터(2300)를 턴 온 시킬 수 있다. 그 후, 게이트 드라이버(2500)가 화소의 게이트 라인(150)에 전압을 인가하여 제3 트랜지스터(110)를 턴 온 시키면, 데이터 라인(160)에 인가된 데이터 전압이 제4 트랜지스터(130)의 게이트 단으로 인가된다. 제4 트랜지스터(130)의 게이트 단으로 데이터 전압이 인가되면 제4 트랜지스터(130)는 턴 온 되고, 제4 트랜지스터(130)의 드레인 단에서 소스 단으로 전류가 흐르게 된다. 제4 트랜지스터(130)를 통해 흐르는 전류는 유기 발광 다이오드(140)를 턴 온 시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화소(100)는 인덕터를 더 포함할 수 있다. 인덕터는 급격히 변하는 전류의 흐름을 완만하게 변화시키는 소자이다. 인덕터는 제4 트랜지스터(130)와 유기 발광 다이오드(140) 사이에 위치할 수 있고, 인덕터의 위치는 이에 한정되지 않는다.
인덕터를 화소(100)에 삽입하는 이유는 유기 발광 다이오드(140)에 흐르는 전류를 일정하게 유지하기 위함이다. 유기 발광 다이오드(140)의 구동을 위해서는 전류를 인가하여야 하고, 유기 발광 다이오드(140)의 밝기는 전류량에 비례한다. 만약, 유기 발광 다이오드(140)에 인가되는 전류 값이 일정하지 않으면, 디스플레이 장치(2000)의 수명과 수율이 감소될 수 있다. 또한, 유기 발광 다이오드(140)에 인가되는 전류 값이 일정하지 않으면, 유기 발광 다이오드(140)에 Black Spot이 생길 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(2000)는 인덕터를 더 포함함으로써 상술한 문제점을 해결할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화소 구동 방법을 도시한 순서도이다. 도 7을 참조하면, 먼저 타이밍 컨트롤러를 이용하여 제1 트랜지스터를 턴 온 시킨다. 제1 트랜지스터를 턴 온 시킨 후 화소의 게이트 라인에 전압을 인가하여 제3 트랜지스터를 턴 온 시킨다. 그 다음 제1 트랜지스터를 통해 데이터 라인에 저장 전압을 인가하여 제3 트랜지스터와 연결된 캐패시터에 저장 전압을 저장한다. 캐패시터에 저장된 저장 전압은 제4 트랜지스터의 전압을 유지하는데 사용된다.
다음으로, 타이밍 컨트롤러를 이용하여 제2 트랜지스터를 턴 온 시킨다. 제2 트랜지스터가 턴 온 되면 제2 트랜지스터를 통해 데이터 라인에 데이터 전압을 인가하여 제3 트랜지스터와 연결된 제4 트랜지스터를 턴 온 시킨다. 제4 트랜지스터가 턴 온 되면 제4 트랜지스터를 통해 흐르는 전류를 이용하여 유기 발광 다이오드를 턴 온 시킨다.
마지막으로, 제1 트랜지스터의 소스 단에 기준 전압을 인가한다. 기준 전압은 제1 트랜지스터의 소스 단이 플로팅 노드가 되는 것을 방지할 수 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (14)

  1. 데이터 라인을 통해 화소와 연결되는 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터;
    상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터와 연결되는 타이밍 컨트롤러 및 데이터 드라이버를 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러는 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터를 턴 온시키고,
    상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터가 턴 온되면, 상기 데이터 드라이버는 상기 제1 트랜지스터를 통해 상기 화소에 저장 전압을 인가하고, 상기 제2 트랜지스터를 통해 상기 화소에 데이터 전압을 인가하는 화소 구동 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는
    상기 화소에 상기 데이터 전압을 인가하기 전에 미리 정해진 시간 동안 상기 화소에 상기 저장 전압을 인가하는 화소 구동 회로.
  3. 제1항에 있어서,
    직류 전원을 통해 상기 제1 트랜지스터의 소스 단에 기준 전압을 인가하는 화소 구동 회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 트랜지스터의 소비전력은 상기 제1 트랜지스터의 소비전력보다 큰 화소 구동 회로.
  5. 게이트 라인과 데이터 라인이 교차로 구비된 패널;
    상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인이 교차하는 지점에 위치하는 화소;
    상기 데이터 라인과 연결되는 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터;
    상기 게이트 라인과 연결되는 게이트 드라이버;
    상기 데이터 라인과 연결되는 데이터 드라이버; 및
    상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터를 턴 온 시키는 타이밍 컨트롤러를 포함하고,
    상기 데이터 드라이버는
    상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터가 턴 온 되면, 상기 제1 트랜지스터를 통해 상기 화소에 저장 전압을 인가하고, 상기 제2 트랜지스터를 통해 상기 화소에 데이터 전압을 인가하는 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는
    상기 화소에 상기 데이터 전압을 인가하기 전에 미리 정해진 시간 동안 상기 화소에 상기 저장 전압을 인가하는 디스플레이 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터의 소스 단에 기준 전압을 인가하는 직류 전원을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 화소는
    상기 데이터 라인 및 상기 게이트 라인과 연결되는 제3 트랜지스터;
    상기 제3 트랜지스터와 연결되는 캐패시터;
    상기 캐패시터 및 유기 발광 다이오드와 연결되는 제4 트랜지스터를
    포함하는 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 게이트 드라이버는
    상기 게이트 라인에 전압을 인가하고
    상기 제3 트랜지스터는
    상기 게이트 라인에 전압이 인가되면 턴 온 되는 디스플레이 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 캐패시터는
    상기 데이터 드라이버가 인가한 저장 전압을 저장하는 디스플레이 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제4 트랜지스터는
    상기 데이터 드라이버가 데이터 전압을 인가하면 턴 온 되는 디스플레이 장치.
  12. 타이밍 컨트롤러를 이용하여 제1 트랜지스터를 턴 온 시키는 단계;
    게이트 라인에 전압을 인가하여 제3 트랜지스터를 턴 온 시키는 단계;
    상기 제1 트랜지스터를 통해 데이터 라인에 저장 전압을 인가하여 상기 제3 트랜지스터와 연결된 캐패시터에 저장 전압을 저장하는 단계;
    타이밍 컨트롤러를 이용하여 제2 트랜지스터를 턴 온 시키는 단계;
    상기 제2 트랜지스터를 통해 데이터 라인에 데이터 전압을 인가하여 상기 제3 트랜지스터와 연결된 제4 트랜지스터를 턴 온 시키는 단계; 및
    상기 제4 트랜지스터가 턴 온 되면 상기 제4 트랜지스터를 통해 흐르는 전류를 이용하여 유기 발광 다이오드를 턴 온 시키는 단계를
    포함하는 화소 구동 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터의 소스 단에 기준 전압을 인가하는 단계를 더 포함하는 화소 구동 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 트랜지스터의 소비전력은 상기 제1 트랜지스터의 소비전력보다 큰 화소 구동 방법.
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