KR20200073419A - 게이트 드라이버와 이를 포함한 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전원을 인가하는 시점과 임피던스를 측정하는 시점에 구동 트랜지스터가 발광다이오드에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있는 유기발광다이오드 표시장치에 관한 것으로서, 유기발광다이오드의 일단에 연결되어 상기 유기발광다이오드에 동작 전류를 공급하는 구동 트랜지스터; 발광제어신호에 따라 스위칭되어 상기 구동 트랜지스터로부터 상기 유기발광다이오드에 공급되는 전류의 흐름을 제어하는 발광 스위칭 트랜지스터; 및 전원 인가 시 표시 패널의 화소 내부단이 안정화될 때까지와 임피던스 측정 시에 상기 구동 트랜지스터가 상기 유기발광다이오드에 영향을 주지 않도록 상기 발광 스위칭 트랜지스터를 오프상태로 유지할 수 있도록 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하여 전원을 인가하는 시점 또는 임피던스를 측정하는 시점에 구동 트랜지스터로부터 유기발광다이오드로 흐르는 전류 경로에 의해 사용자가 의도하지 않은 화면 번쩍임 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Description

게이트 드라이버와 이를 포함한 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법{Gate driver and Organic light emitting diode display device using the gate driver and operation method therof}
본 발명은 유기발광다이오드 표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전원을 인가하는 시점과 임피던스를 측정하는 시점에 구동 트랜지스터가 발광다이오드에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있는 유기발광다이오드 표시장치에 관한 것이다.
최근, 다양한 평판 표시장치들(Flat Panel Display, FPD)에 대한 개발이 가속화되고 있다. 이들 중 특히, 유기발광다이오드 표시장치는 스스로 발광하는 자발광소자를 이용함으로써 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.
유기발광다이오드 표시장치는 화소마다 유기발광다이오드를 가진다. 유기발광다이오드는 애노드전극과 캐소드 전극 사이에 형성된 유기 화합물층을 포함한다. 유기 화합물층은 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL)을 포함한다. 애노드전극과 캐소드전극에 구동전압이 인가되면 정공수송층(HTL)을 통과한 정공과 전자수송층(ETL)을 통과한 전자가 발광층(EML)으로 이동되어 여기자를 형성하고, 그 결과 발광층(EML)이 가시광을 발생하게 된다.
유기발광다이오드 표시장치는 유기발광다이오드가 포함된 화소를 매트릭스 형태로 배열하고 화소들의 밝기를 비디오 데이터의 계조에 따라 제어한다. 유기발광다이오드 표시장치는 능동소자인 TFT를 선택적으로 턴-온시켜 화소를 선택하고 스토리지 커패시터(Storage Capacitor)에 저장된 전압으로 화소의 발광을 유지한다.
이러한 유기발광다이오드 표시장치의 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하기 위한 유기발광다이오드의 임피던스 측정 기간 중 센싱 경로 이외의 영역에서 전류 누설(current leakage)가 발생하여 측정 오차를 유발하게 되거나, 표시패널 내의 유기발광다이오드에 의도하지 않은 전류 경로가 형성되어 전원 인가 시 화면 번쩍임과 같은 화질 이슈가 발생하는 경우가 있다.
본 발명은 전원을 인가하는 시점과 임피던스를 측정하는 시점에 구동 트랜지스터가 유기발광다이오드에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있는 유기발광다이오드 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 전원을 인가하는 시점과 임피던스를 측정하는 시점에 유기발광다이오드에 흐르는 전류의 경로를 차단할 수 있는 유기발광다이오드 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전원을 인가하는 시점에 유기발광다이오드에 비정상적인 전압이 형성되어 사용자가 의도하지 않은 화면 번쩍임을 방지할 수 있는 유기발광다이오드 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전원을 인가하는 시점에 비정상적인 동작을 차단함으로써 제품의 성능 저하를 방지할 수 있는 유기발광다이오드 표시장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 유기발광다이오드의 일단에 연결되어 상기 유기발광다이오드에 동작 전류를 공급하는 구동 트랜지스터; 발광제어신호에 따라 스위칭되어 상기 구동 트랜지스터로부터 상기 유기발광다이오드에 공급되는 전류의 흐름을 제어하는 발광 스위칭 트랜지스터; 전원 인가 시 표시 패널의 화소 내부단이 안정화될 때까지 상기 구동 트랜지스터가 상기 유기발광다이오드에 영향을 주지 않도록 상기 발광 스위칭 트랜지스터를 오프상태로 유지할 수 있도록 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 것을 구성의 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시 장치의 세부적 구성의 특징은 상기 타이밍 컨트롤러로부터 제어신호를 수신하여 상기 발광제어 드라이버에 동작 전압을 공급하는 레벨 쉬프터를 포함하는 것이다.
본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시 장치의 다른 세부적 구성의 특징은 전원 인가 시 상기 타이밍 컨트롤러가 상기 발광제어 드라이버의 기준 전압을 변경하기 위한 제어신호를 출력한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 유기발광다이오드의 일단에 연결되어 상기 유기발광다이오드에 동작 전류를 공급하는 구동 트랜지스터; 발광제어신호에 따라 스위칭되어 상기 구동 트랜지스터로부터 상기 유기발광다이오드에 공급되는 전류의 흐름을 제어하는 발광 스위칭 트랜지스터; 상기 유기발광다이오드의 임피던스 측정 시 표시 패널의 화소 내부단이 안정화될 때까지 상기 구동 트랜지스터가 상기 유기발광다이오드에 영향을 주지 않도록 상기 발광 스위칭 트랜지스터를 오프상태로 유지할 수 있도록 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 다음과 같은 효과를 나타낼 수 있다.
첫째, 전원을 인가하는 시점에 화면 번쩍임 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
둘째, 임피던스를 측정하는 시점에 화면 번쩍임 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
셋째, 사용자가 의도하지 않은 화면 번쩍임을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 화소 구조를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 서브 픽셀의 회로 구조를 나타낸 예시도이다.
도 3은 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하기 위해 화소에 인가하는 신호를 나타낸 파형도이다.
도 4는 순간적으로 VDD-VSS 사이의 전류 경로가 형성되는 것을 나타낸 예시도이다.
도 5는 이러한 문제점을 해결하기 위한 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 전원 공급을 위한 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6은 화소 내의 구동 트랜지스터(D-TFT)에 공급되는 전압 레벨과, 타이밍 컨트롤러의 출력 신호, 발광제어신호, 제1 및 제2 스캔신호의 타이밍 파형도이다.
도 7은 도 6의 제1 구간(step1)에서의 화소 회로의 동작 상태를 나타낸 예시도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 없는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 개시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 나타내는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편, 어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 흐름도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다.
도 1은 본 실시 예들에 따른 유기발광표시장치(100)의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시 예들에 따른 유기발광다이오드 표시장치(100)는, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)이 배치되고, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀(SP: Sub Pixel)이 배열된 유기발광표시패널(110)과, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동하는 데이터 드라이버(120)와, 다수의 게이트 라인(GL)을 구동하는 게이트 드라이버(130) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 실시 예들에 따른 유기발광다이오드 표시장치(100)는, 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(140) 등을 더 포함할 수 있다.
이러한 타이밍 컨트롤러(140)는, 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)로 각종 제어신호를 공급하여, 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)를 제어할 수 있다.
이러한 타이밍 컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 데이터 드라이버(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.
이러한 타이밍 컨트롤러(140)는 통상의 디스플레이 기술에서 이용되는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)이거나, 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)를 포함하여 다른 제어 기능도 더 수행하는 제어장치일 수 있다.
이러한 타이밍 컨트롤러(140)는 데이터 드라이버(120)와 별도의 부품으로 구현될 수도 있고, 데이터 드라이버(120)와 함께 집적회로로 구현될 수 있다.
데이터 드라이버(120)는, 다수의 데이터 라인(DL)으로 데이터 전압을 공급함으로써, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다. 여기서, 데이터 드라이버(120)는 '소스 드라이버'라고도 한다.
이러한 데이터 드라이버(120)는 적어도 하나의 소스 드라이버 집적회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit)를 포함하여 구현될 수 있다.
각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는 쉬프트 레지스터(Shift Register), 래치 회로(Latch Circuit), 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital to Analog Converter), 출력 버퍼(Output Buffer) 등을 포함할 수 있다.
각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는 경우에 따라서, 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter)를 더 포함할 수 있다.
게이트 드라이버(130)는 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔신호를 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다. 여기서, 게이트 드라이버(130)는 '스캔 드라이버'라고도 한다.
이러한 게이트 드라이버(130)는 적어도 하나의 게이트 드라이버 집적회로(GDIC: Gate Driver Integrated Circuit)를 포함하여 구현될 수 있다.
각 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)는 일 예로, 쉬프트 레지스터(Shift Register), 레벨 쉬프터(Level Shifter) 등을 포함할 수 있다.
게이트 드라이버(130)는 타이밍 컨트롤러(140)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 스캔신호를 다수의 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급한다.
데이터 드라이버(120)는 게이트 드라이버(130)에 의해 특정 게이트 라인이 열리면, 컨트롤러(140)로부터 수신한 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)으로 공급한다.
데이터 드라이버(120)는 도 1에서와 같이, 유기발광표시패널(110)의 일측(예: 상측 또는 하측 또는 좌측 또는 우측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 유기발광표시패널(110)의 양측(예: 상측과 하측, 또는 좌측과 우측 등)에 모두 위치할 수도 있다.
게이트 드라이버(130)는 도 1에서와 같이, 유기발광표시패널(110)의 일 측(예: 좌측 또는 우측 또는 상측 또는 하측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 유기발광표시패널(110)의 양측(예: 좌측과 우측, 또는 상측과 하측)에 모두 위치할 수도 있다.
타이밍 컨트롤러(140)는 입력 영상 데이터와 함께, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 데이터 인에이블(DE: Data Enable) 신호, 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호들을 외부(예: 호스트 시스템)로부터 수신한다.
타이밍 컨트롤러(140)는 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)를 제어하기 위하여, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 DE 신호, 클럭 신호 등의 타이밍 신호를 입력 받아, 각종 제어 신호들을 생성하여 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)로 출력한다.
예를 들어, 타이밍 컨트롤러(140)는 게이트 드라이버(130)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE: Gate Output Enable) 등을 포함하는 각종 게이트 제어 신호(GCS: Gate Control Signal)를 출력한다.
여기서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 드라이버(130)를 구성하는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로의 동작 스타트 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔신호(게이트 펄스)의 쉬프트 타이밍을 제어한다. 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로의 타이밍 정보를 지정하고 있다.
또한 타이밍 컨트롤러(140)는 데이터 드라이버(120)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE: Source Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호(DCS: Data Control Signal)를 출력한다.
여기서, 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 드라이버(120)를 구성하는 하나 이상의 소스 드라이버 집적회로의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 소스 드라이버 집적회로 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는 데이터 드라이버(120)의 출력 타이밍을 제어한다.
유기 발광 표시 패널(110)에 배열된 각 서브픽셀(SP)은 자발광 소자인 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)와, 유기 발광 다이오드(OLED)를 구동하기 위한 구동 트랜지스터(Driving Transistor) 등의 회로 소자로 구성되어 있다.
각 서브픽셀(SP)을 구성하는 회로 소자의 종류 및 개수는 제공 기능 및 설계 방식 등에 따라 다양하게 정해질 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 서브 픽셀의 회로 구조를 나타낸 예시도이다. 구동 TFT의 문턱전압 보상을 위해 화소 동작은 도 3에서와 같이 3개의 기간(step1, step 2, step 3)으로 동작된다.
각 서브 픽셀(SP)는 구동 트랜지스터(D-TFT), 제1 내지 제5 TFT(T1 내지 T5), 스토리지 커패시터(Cst) 및 발광다이오드(OLED)를 구비한다. 제1 내지 제5 TFT들(T1 내지 T5) 및 구동 TFT(D-TFT)는 p 타입 MOS-TFT(Metal Oxide Semiconductor TFT)로 구현된다. 비록 본 실시 예의 설명에서 p 타입 MOS-TFT를 예로 나타내었으나, n타입 MOS-TFT으로 구성될 수 있음은 명백한 것이므로 그 구성의 변화에 대한 별도의 설명은 생략하기로 한다.
구동 TFT는 고전위 구동전압(ELVDD)의 입력단으로부터의 구동전류를 유기발광다이오드(OLED)에 공급하고, 그 구동전류를 게이트-소스간 전압으로 제어한다. 구동 트랜지스터(D-TFT)의 게이트전극(제어전극)은 제1 노드(N1)에 접속된다. 구동 트랜지스터(D-TFT)의 소스전극(제1 전극)은 고전위 구동전압(ELVDD)의 입력단에 접속되고, 그 드레인전극 (제2 전극)은 제2 노드(N2)에 접속된다.
제1 TFT(T1)는 제1스캔펄스(SCAN1)에 응답하여 데이터라인과 제3 노드(N3) 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 제1TFT(T1)는 제2 기간(step 2) 동안 턴 온 되어 데이터전압(DATA)을 제3 노드(N3)에 공급한다. 제1 TFT(T1)의 게이트전극은 제1 게이트라인에 접속된다. 제1 TFT(T1)의 소스전극은 데이터라인에 접속되고, 그 드레인전극은 제3노드(N3)에 접속된다.
제2 TFT(T2)는 제2 스캔펄스(SCAN2)에 응답하여 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 제2 TFT(T2)는 샘플링 TFT로서, 제2 기간(step 2) 동안 턴 온 되어 구동 트랜지스터(D-TFT)를 다이오드-커넥션시킴으로써 구동 트랜지스터(D-TFT)의 문턱전압을 제1 노드(N1)에 인가한다. 제2 TFT(T2)의 게이트전극은 제2 게이트라인에 접속된다. 제2TFT(T2)의 소스전극은 제1 노드(N1)에 접속되고, 그 드레인전극은 제2 노드(N2)에 접속된다.
제3 TFT(T3)는 발광제어펄스(EM)에 응답하여 제3 노드(N3)와 기준전압(Vref)의 입력단 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 제3 TFT(T3)는 제1 및 제3 기간(step 1, step 3)동안 턴 온 되어 기준전압(Vref)을 제3 노드(N3)에 인가한다. 제3 TFT(T3)의 게이트전극은 발광제어펄스(EM)에 응답하여 기준 전압(Vref)을 제3 노드에 공급한다. 제3 TFT(T3)의 소스전극은 기준전압(Vref)의 입력단에 접속되고, 그 드레인전극은 제3 노드(N3)에 접속된다.
제4 TFT(T4)는 발광제어펄스(EM)에 응답하여 제2 노드(N2)와 제4 노드(N4) 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 제4 TFT(T4)는 제1 및 제3 기간(step 1, step 3) 동안 턴-온 되어 구동 트랜지스터(D-TFT)와 유기발광다이오드(OLED) 사이의 전류패스를 형성하고, 제2 기간(step 2) 동안 턴-오프 되어 구동 트랜지스터(D-TFT)와 유기발광다이오드(OLED) 사이의 전류 패스를 차단한다. 제4 TFT(T4)의 소스전극은 제2노드(N2)에 접속되고, 그 드레인전극은 제4 노드(N4)에 접속된다.
제5 TFT(T5)는 제2스캔펄스(SCAN2)에 응답하여 기준전압(Vref)의 입력단과 제4 노드(N4) 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 제5 TFT(T5)는 제1 및 제2 기간(step 1, step 2) 동안 턴 온 되어 제4 노드(N4)에 기준전압(Vref)을 인가한다.
제5 TFT(T5)의 게이트전극은 제2 게이트라인에 접속된다. 제5 TFT(T5)의 소스전극은 제4 노드(N4)에 접속되고, 그 드레인전극은 기준전압(Vref)의 입력단에 접속된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3) 사이에 접속되어 구동 트랜지스터(D-TFT)의 게이트전압을 유지한다.
이러한 유기발광다이오드 표시장치는 전압보상 구동방법을 통해 구동 TFT(D-TFT)의 문턱전압 변동을 보상한다. 전압보상을 위한 유기발광다이오드 표시장치에서는, 구동 TFT(D-TFT)의 게이트에 스토리지 커패시터를 접속하고 구동 TFT의 게이트-드레인 사이에 샘플링 TFT(T2)를 접속한 후 샘플링 TFT(T2)를 턴-온 시켜 구동 TFT(D-TFT)를 다이오드-커넥션(diode-connection)시킴으로써 스토리지 커패시터(Cst)에 구동 TFT(D-TFT)의 문턱전압(Vth)을 저장한다.
구동 TFT의 문턱전압 보상을 위해 화소 동작은 도 2에서와 같이 3개의 스텝으로 동작된다. 첫째 스텝(Step 1)에서 제1스캔 신호(Scan1)은 하이 신호(high)로 출력되므로 제1 트랜지스터(T1)은 턴-오프 상태를 나타내고, 제2스캔 신호(Scan2)은 로우 신호(low)로 출력되므로 샘플링 트랜지스터(T2) 및 제5 트랜지스터(T5)는 턴-온 상태를 나타내고, 발광제어신호(EM)은 로우 신호(low)로 출력되므로, 구동 트랜지스터(D-TFT)의 드레인 단자와 유기발광다이오드의 애노드 사이에 배치된 제4 트랜지스터(T4)는 턴-온 상태를 나타낸다. 따라서, step 1 구간동안 샘플링 트랜지스터인 제2 트랜지스터(T2)가 턴-온 상태이므로, 구동 트랜지스터(D-TFT)의 게이트-소스 단이 연결되어 다이오드 커넥션이 발생하게 된다. 이러한 동작에 의해 도 4에 도시한 바와 같이 순간적으로 VDD-VSS까지 다이오드 두 개가 연결된 형태의 전류 경로(Current Path) 가 형성되어 유기발광다이오드가 순간적으로 발광된다. 이때의, 유기발광다이오드는 사용자가 의도하지 않은 빛을 방출하게 되는 것이며, 이는 화면 번쩍임과 같은 화질 관련한 문제점을 야기하게 된다. 이러한 동작은 전원을 인가하는 순간(power ON)에도 마찬가지로 발광제어신호가 로우 신호(low)로 출력되므로, 의도하지 않은 전류 경로 형성으로 인하여 화면 번쩍임 현상이 발생하게 되어 화질과 관련한 이슈가 발생하게 된다.
도 5는 이러한 문제점을 해결하기 위한 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 전원 공급을 위한 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도시한 바와 같이, 전원 제어 회로(200)와 게이트 드라이버(130) 및 타이밍 컨트롤러(140)를 포함하여 이루어진다. 게이트 드라이버(130)에는 도 2의 제1 트랜지스터(T1)에 제1 스캔 신호(SCAN1)를 공급하는 제1 스캔 드라이버(131)와, 도 2의 제2 및 제5 트랜지스터(T2, T5)에 제2 스캔 신호(SCAN2)를 공급하는 제2 스캔 드라이버(132), 도 2의 제3 및 제4 트랜지스터(T3, T4)에 발광제어신호(EM)을 공급하는 발광제어 드라이버(133) 및 상기 전원제어회로(200)로부터 고전압 신호 (VGH) 및 저전압 신호(VGL)를 수신하여 그 전압 레벨을 증폭하여 상기 발광제어 드라이버(133)에 동작 전원(EVGH, EVGL)을 공급하는 레벨 쉬프터(134)를 포함하고 있다.
이때, 상기 레벨 쉬프터(134)에는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 전압레벨 제어신호를 수신한다. 레벨 쉬프터(134)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 제어신호를 수신하여 상기 발광제어 드라이버(133)에 동작 전압을 공급한다. 상기 전압레벨 제어신호는 상기 발광제어 드라이버(133)의 기준 전압을 변경하여 발광제어 드라이버(133)에서 하이(High) 논리 신호를 출력한다. 따라서, 화소 회로 내의 발광 스위칭 트랜지스터인 제4 TFT(T4)는 발광제어펄스(EM)에 응답하여 제2 노드(N2)와 제4 노드(N4) 사이의 전류 패스를 스위칭한다.
이때, 화소 내의 구동 트랜지스터(D-TFT)에 공급되는 전압 레벨(VDD)과, 타이밍 컨트롤러(140)의 출력 신호(T-CON OUT), 발광제어신호(EM OUT), 제1 및 제2 스캔신호(SCAN1, SCAN2)는 도 6의 타이밍 파형도에 도시한 바와 같이 나타난다.
이때, 제1 구간(step 1)은 전원 인가 시점에 표시 패널의 화소 내부단이 안정화될 때까지의 시간과 임피던스 측정을 위한 시간을 나타낸다. 제2 구간(step 2)은 디스플레이 구간을 의미한다. 도시한 바와 같이, 제1 구간(step1)에서 타이밍 컨트롤러(140)의 출력신호(T-CON OUT), 발광제어드라이버의 출력신호(EM OUT)와 제1 스캔신호(SCAN1)는 하이(High) 논리를 나타내고, 제2 스캔신호(SCAN2)는 로우(low) 논리를 나타낸다. 이에 따라, 화소 회로에서는 도 7에 도시한 바와 같이, 로우(low) 논리를 나타내는 제2 스캔 신호(SCAN2)에 의해 제2 및 제5 트랜지스터(T2, T5)는 턴-온되고, 제3 및 제4 트랜지스터(T3, T4)는 턴-오프된다. 따라서, 전원을 인가하는 시점과 임피던스를 측정하는 시점을 나타내는 제1 구간(T1) 동안 구동 트랜지스터(D-TFT)로부터 유기발광다이오드(OLED)로 흐르는 전류의 경로가 차단된다. 즉, 발광제어 스위칭 트랜지스터(T4)는 발광제어신호(EM OUT)에 따라 스위칭되어 상기 구동 트랜지스터(D-TFT)로부터 상기 유기발광다이오드(OLED)에 공급되는 전류의 흐름을 제어한다.
제2 스캔 신호(SCAN2)에 의해 턴-온된 제5 트랜지스터(T5)에 의해 유기발광다이오드의 임피던스는 기준전압 공급라인에 연결된 센싱 경로를 통해 데이터 드라이버에 전달된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 전원을 인가하는 시점과 임피던스를 측정하는 시점에 구동 트랜지스터로부터 유기발광다이오드로 흐르는 전류 경로에 의해 사용자가 의도하지 않은 화면 번쩍임을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 표시 패널 120: 데이터 드라이버
130: 게이트 드라이버 131: 제1 스캔 드라이버
132: 제2 스캔 드라이버 133: 발광제어 드라이버
134: 레벨 쉬프터 140: 타이밍 컨트롤러
200: 전원제어회로

Claims (13)

  1. 유기발광다이오드의 일단에 연결되어 상기 유기발광다이오드에 동작 전류를 공급하는 구동 트랜지스터;
    발광제어신호에 따라 스위칭되어 상기 구동 트랜지스터로부터 상기 유기발광다이오드에 공급되는 전류의 흐름을 제어하는 발광 스위칭 트랜지스터;
    전원 인가 시 표시 패널의 화소 내부단이 안정화될 때까지 상기 구동 트랜지스터가 상기 유기발광다이오드에 영향을 주지 않도록 상기 발광 스위칭 트랜지스터를 오프상태로 유지할 수 있도록 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 유기발광다이오드 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러로부터 제어신호를 수신하여 상기 발광제어 드라이버에 동작 전압을 공급하는 레벨 쉬프터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는 전원 인가 시 상기 발광제어 드라이버의 기준 전압을 변경하기 위한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  4. 유기발광다이오드의 일단에 연결되어 상기 유기발광다이오드에 동작 전류를 공급하는 구동 트랜지스터;
    발광제어신호에 따라 스위칭되어 상기 구동 트랜지스터로부터 상기 유기발광다이오드에 공급되는 전류의 흐름을 제어하는 발광 스위칭 트랜지스터;
    상기 유기발광다이오드의 임피던스 측정 시 상기 구동 트랜지스터가 상기 유기발광다이오드에 영향을 주지 않도록 상기 발광 스위칭 트랜지스터를 오프상태로 유지할 수 있도록 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 유기발광다이오드 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러로부터 제어신호를 수신하여 상기 발광제어 드라이버에 동작 전압을 공급하는 레벨 쉬프터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 유기발광다이오드의 임피던스 측정 시 상기 발광제어 드라이버의 기준 전압을 변경하기 위한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  7. 유기발광다이오드에 동작 전류를 공급하는 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 데이터 전압을 전달하기 위한 제1 스캔신호를 공급하는 제1 스캔 드라이버;
    상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 연결된 스토리지 커패시터에 충전된 전압을 상기 구동 트랜지스터의 드레인 전극으로 전달하기 위한 제2 스캔신호를 공급하는 제2 스캔 드라이버; 및
    상기 유기발광다이오드의 임피던스 측정 시 상기 구동 트랜지스터가 상기 유기발광다이오드에 영향을 주지 않도록 상기 구동 트랜지스터로부터 상기 유기발광다이오드에 공급되는 전류의 흐름을 제어하는 발광제어신호를 출력하는 발광제어 드라이버를 포함하여 이루어지는 게이트 드라이버.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 발광제어 드라이버는 전원제어회로로부터 제공된 전압을 변경하여 제공되는 기준 전압에 의해 발광제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 게이트 드라이버.
  9. 유기발광다이오드에 동작 전류를 공급하는 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 데이터 전압을 전달하기 위한 제1 스캔신호를 공급하는 제1 스캔 드라이버;
    상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 연결된 스토리지 커패시터에 충전된 전압을 상기 구동 트랜지스터의 드레인 전극으로 전달하기 위한 제2 스캔신호를 공급하는 제2 스캔 드라이버; 및
    유기발광다이오드 표시장치에 전원을 인가하는 시점에 상기 구동 트랜지스터가 상기 유기발광다이오드에 영향을 주지 않도록 표시 패널의 화소 내부단이 안정화될 때까지 상기 구동 트랜지스터로부터 상기 유기발광다이오드에 공급되는 전류의 흐름을 차단하는 발광제어신호를 출력하는 발광제어 드라이버를 포함하여 이루어지는 게이트 드라이버.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 발광제어 드라이버는 전원제어회로로부터 제공된 전압을 변경하여 제공되는 기준 전압에 의해 발광제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 게이트 드라이버.
  11. 타이밍 컨트롤러에서 소정 구동 조건을 판단하는 단계;
    표시 패널의 화소 내부단이 안정화될 때까지 구동 트랜지스터가 유기발광다이오드에 영향을 주지 않도록 상기 구동 트랜지스터로부터 상기 유기발광다이오드에 공급되는 전류를 차단하기 위한 제어신호를 타이밍 컨트롤러에서 생성하는 단계;
    상기 타이밍 컨트롤러에서 상기 제어신호를 발광제어 드라이버에 공급하는 단계;
    상기 발광제어 드라이버에서 구동 트랜지스터와 유기발광다이오드의 사이에 배치된 발광 스위칭 트랜지스터를 턴-오프 상태가 되도록 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러에서 소정 구동 조건을 판단하는 단계는 유기발광다이오드 표시장치에 전원이 인가되는 시점인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 타이밍 컨트롤러에서 소정 구동 조건을 판단하는 단계는 상기 유기발광다이오드의 임피던스를 측정하기 위한 시점인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
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