KR20210035936A - 화소 회로 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

화소 회로 및 이를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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양용호
조주현
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Abstract

화소 회로는 유기 발광 소자, 스캔 신호가 제1 전압을 가질 때 턴오프되고, 스캔 신호가 제2 전압을 가질 때 턴온되는 스위칭 트랜지스터, 스캔 신호에 응답하여 스위칭 트랜지스터가 턴온되면, 데이터 라인을 통해 공급되는 데이터 전압을 저장하는 스토리지 커패시터 및 고전원 전압과 저전원 전압 사이에서 유기 발광 소자와 직렬 연결되고, 제1 전압이 인가되는 제1 하부 게이트 전극을 포함하며, 스토리지 커패시터에 저장된 데이터 전압에 상응하는 구동 전류를 유기 발광 소자에 흐르게 하는 구동 트랜지스터를 포함한다.

Description

화소 회로 및 이를 포함하는 표시 장치{PIXEL CIRCUIT AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 화소 회로 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 표시 장치로서 유기 발광 표시 장치가 주목받고 있다. 유기 발광 표시 장치는 복수의 화소 회로들을 포함하며, 화소 회로들 각각은 박막 트랜지스터들, 적어도 하나의 커패시터 및 유기 발광 소자를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터들은 구동 전류를 유기 발광 소자에 흐르게 하는 구동 트랜지스터와 및 스캔 신호에 응답하여 턴온 또는 턴오프 됨으로써 데이터 전압을 구동 트랜지스터로 전달하는 스위칭 트랜지스터를 포함할 수 있다. 한편, 상기 화소 회로의 구동 시 구동 트랜지스터의 누설 전류가 증가함에 따라 표시 장치에는 순간 잔상 현상이 발생할 수 있다. 또한, 데이터 전압을 전달하는 스위칭 트랜지스터의 온/오프 특성이 저하됨에 따라 표시 장치의 신뢰성이 낮아질 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 박막 트랜지스터의 하부에 하부 게이트 전극을 추가하고 화소 회로의 구동 시에 상기 하부 게이트 전극에 백-바이어싱 전압을 인가하여 박막 트랜지스터의 문턱 전압을 쉬프트하는 기술이 제안되고 있으나, 상기 백-바이어싱 전압을 인가하기 위한 별도의 전압 소스가 요구되어 표시 장치의 비표시 영역이 증가되는 문제가 있다. 또한, 상기 백-바이어싱 전압의 전압 레벨이 낮아 표시 장치의 순간 잔상 개선과 신뢰성 확보에 한계가 있다.
본 발명의 일 목적은 표시 장치의 순간 잔상 현상을 개선하고 신뢰성을 확보할 수 있는 화소 회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 화소 회로를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상술한 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 화소 회로는 유기 발광 소자, 스캔 신호가 제1 전압을 가질 때 턴오프되고, 상기 스캔 신호가 제2 전압을 가질 때 턴온되는 스위칭 트랜지스터, 상기 스캔 신호에 응답하여 상기 스위칭 트랜지스터가 턴온되면, 데이터 라인을 통해 공급되는 데이터 전압을 저장하는 스토리지 커패시터 및 고전원 전압과 저전원 전압 사이에서 상기 유기 발광 소자와 직렬 연결되고, 상기 제1 전압이 인가되는 제1 하부 게이트 전극을 포함하며, 상기 스토리지 커패시터에 저장된 상기 데이터 전압에 상응하는 구동 전류를 상기 유기 발광 소자에 흐르게 하는 구동 트랜지스터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 전압은 양(positive)의 전압 레벨을 갖고, 상기 구동 트랜지스터는 피모스(p-channel metal oxide semiconductor; PMOS) 트랜지스터이고, 상기 제1 하부 게이트 전극에 상기 제1 전압이 인가되면 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 음(negative)의 방향으로 이동할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 고전원 전압은 상기 저전원 전압보다 높고, 상기 제1 전압은 상기 고전원 전압보다 높을 수 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 화소 회로는 유기 발광 소자, 스캔 신호가 제1 전압을 가질 때 턴오프되고, 상기 스캔 신호가 제2 전압을 가질 때 턴온되며, 상기 제1 전압이 인가되는 제2 하부 게이트 전극을 포함하는 스위칭 트랜지스터, 상기 스캔 신호에 응답하여 상기 스위칭 트랜지스터가 턴온되면, 데이터 라인을 통해 공급되는 데이터 전압을 저장하는 스토리지 커패시터 및 고전원 전압과 저전원 전압 사이에서 상기 유기 발광 소자와 직렬 연결되고, 상기 스토리지 커패시터에 저장된 상기 데이터 전압에 상응하는 구동 전류를 상기 유기 발광 소자에 흐르게 하는 구동 트랜지스터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 전압은 양의 전압 레벨을 갖고, 상기 스위칭 트랜지스터는 피모스 트랜지스터이고, 상기 제2 하부 게이트 전극에 상기 제1 전압이 인가되면 상기 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 고전원 전압은 상기 저전원 전압보다 높고, 상기 제1 전압은 상기 고전원 전압보다 높을 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 구동 트랜지스터는 상기 제1 전압이 인가되는 제1 하부 게이트 전극을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 전압은 양의 전압 레벨을 갖고, 상기 구동 트랜지스터는 피모스 트랜지스터이고, 상기 제1 하부 게이트 전극에 상기 제1 전압이 인가되면 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스위칭 트랜지스터는 피모스 트랜지스터이고, 상기 제2 하부 게이트 전극에 상기 제1 전압이 인가되면 상기 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 고전원 전압은 상기 저전원 전압보다 높고, 상기 제1 전압은 상기 고전원 전압보다 높을 수 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 복수의 화소 회로들을 포함하는 표시 패널 및 상기 표시 패널에 스캔 신호, 데이터 전압, 고전원 전압 및 저전원 전압을 공급하는 패널 구동부를 포함하고, 상기 화소 회로들 각각은 유기 발광 소자, 상기 스캔 신호가 제1 전압을 가질 때 턴오프되고, 상기 스캔 신호가 제2 전압을 가질 때 턴온되는 스위칭 트랜지스터, 상기 스캔 신호에 응답하여 상기 스위칭 트랜지스터가 턴온되면, 데이터 라인을 통해 공급되는 데이터 전압을 저장하는 스토리지 커패시터 및 상기 제1 전압이 인가되는 제1 하부 게이트 전극을 포함하며, 상기 스토리지 커패시터에 저장된 상기 데이터 전압에 상응하는 구동 전류를 상기 유기 발광 소자에 흐르게 하는 구동 트랜지스터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 전압은 양의 전압 레벨을 갖고, 상기 구동 트랜지스터는 피모스 트랜지스터이고, 상기 제1 하부 게이트 전극에 상기 제1 전압이 인가되면 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 고전원 전압은 상기 저전원 전압보다 높고, 상기 제1 전압은 상기 고전원 전압보다 높을 수 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 복수의 화소 회로들을 포함하는 표시 패널 및 상기 표시 패널에 스캔 신호, 데이터 전압, 고전원 전압 및 저전원 전압을 공급하는 패널 구동부를 포함하고, 상기 화소 회로들 각각은 유기 발광 소자, 상기 스캔 신호가 제1 전압을 가질 때 턴오프되고, 상기 스캔 신호가 제2 전압을 가질 때 턴온되며, 상기 제1 전압이 인가되는 제2 하부 게이트 전극을 포함하는 스위칭 트랜지스터, 상기 스캔 신호에 응답하여 상기 스위칭 트랜지스터가 턴온되면, 데이터 라인을 통해 공급되는 데이터 전압을 저장하는 스토리지 커패시터 및, 상기 스토리지 커패시터에 저장된 상기 데이터 전압에 상응하는 구동 전류를 상기 유기 발광 소자에 흐르게 하는 구동 트랜지스터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 전압은 양의 전압 레벨을 갖고, 상기 스위칭 트랜지스터는 피모스 트랜지스터이고, 상기 제2 하부 게이트 전극에 상기 제1 전압이 인가되면 상기 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 고전원 전압은 상기 저전원 전압보다 높고, 상기 제1 전압은 상기 고전원 전압보다 높을 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 구동 트랜지스터는 상기 제1 전압이 인가되는 제1 하부 게이트 전극을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 전압은 양의 전압 레벨을 갖고, 상기 구동 트랜지스터는 피모스 트랜지스터이고, 상기 제1 하부 게이트 전극에 상기 제1 전압이 인가되면 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스위칭 트랜지스터는 피모스 트랜지스터이고, 상기 제2 하부 게이트 전극에 상기 제1 전압이 인가되면 상기 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 고전원 전압은 상기 저전원 전압보다 높고, 상기 제1 전압은 상기 고전원 전압보다 높을 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 화소 회로는 유기 발광 소자, 스캔 신호가 제1 전압을 가질 때 턴오프되고, 스캔 신호가 제2 전압을 가질 때 턴온되는 스위칭 트랜지스터, 스캔 신호에 응답하여 스위칭 트랜지스터가 턴온되면, 데이터 라인을 통해 공급되는 데이터 전압을 저장하는 스토리지 커패시터 및 고전원 전압과 저전원 전압 사이에서 유기 발광 소자와 직렬 연결되고, 제1 전압이 인가되는 제1 하부 게이트 전극을 포함하며, 스토리지 커패시터에 저장된 데이터 전압에 상응하는 구동 전류를 유기 발광 소자에 흐르게 하는 구동 트랜지스터를 포함함으로써, 별도의 전압 소스의 추가 없이 스캔 신호를 생성하기 위한 제1 전압을 구동 트랜지스터의 제1 하부 게이트 전극에 인가하는 방식으로 화소 회로 내 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 쉬프트할 수 있다. 그 결과, 상기 화소 회로를 포함하는 표시 장치는 표시 장치의 순간 잔상 현상을 개선함에 있어 별도의 전압 소스를 비표시 영역에 구비하지 않아 불필요한 비표시 영역의 증가를 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에 따른 화소 회로는 유기 발광 소자, 스캔 신호가 제1 전압을 가질 때 턴오프되고, 스캔 신호가 제2 전압을 가질 때 턴온되며, 제1 전압이 인가되는 제2 하부 게이트 전극을 포함하는 스위칭 트랜지스터, 스캔 신호에 응답하여 스위칭 트랜지스터가 턴온되면, 데이터 라인을 통해 공급되는 데이터 전압을 저장하는 스토리지 커패시터 및 고전원 전압과 저전원 전압 사이에서 유기 발광 소자와 직렬 연결되고, 스토리지 커패시터에 저장된 데이터 전압에 상응하는 구동 전류를 유기 발광 소자에 흐르게 하는 구동 트랜지스터를 포함함으로써, 별도의 전압 소스의 추가 없이 스캔 신호를 생성하기 위한 제1 전압을 스위칭 트랜지스터의 제2 하부 게이트 전극에 인가하는 방식으로 화소 회로 내 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 쉬프트할 수 있다. 그 결과, 상기 화소 회로를 포함하는 표시 장치는 신뢰성을 확보함에 있어 별도의 전압 소스를 비표시 영역에 구비하지 않아 불필요한 비표시 영역의 증가를 방지할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소 회로의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 화소 회로에 포함된 구동 트랜지스터의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소 회로의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 화소 회로에 포함된 스위칭 트랜지스터의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소 회로의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소 회로의 일 예를 나타내는 도면이며, 도 3은 도 2의 화소 회로에 포함된 구동 트랜지스터의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 표시 장치(1000)는 표시 영역(DA)에 배치되는 표시 패널(DPN) 및 비표시 영역(NDA)에 배치되는 패널 구동부(PDA)를 포함할 수 있다.
표시 패널(DPN)은 화소 회로(PX, 10)들 및 화소 회로(10)들과 연결되는 데이터선(DL)들, 게이트선(GL)들, 발광 제어선(EML)들 및 구동 전압선(PL)들을 포함할 수 있고, 초기화 제어선들, 초기화 전압 공급선들 및 바이패스 선들을 더 포함할 수 있다.
데이터선(DL)은 데이터 구동부(DDV)에 전기적으로 연결되어 제1 방향(DR1)을 따라 연장될 수 있다. 데이터선(DL)은 화소 회로(10)에 연결되어 데이터 구동부(DDV)로부터 화소 회로(10)로 데이터 전압(DATA)을 전달할 수 있다.
게이트선(GL)은 게이트 구동부(GDV)에 연결되어 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 연장될 수 있다. 게이트선(GL)은 화소 회로(10)에 연결되어 게이트 구동부(GDV)로부터 화소 회로(10)로 스캔 신호(GW)를 전달할 수 있다.
발광 제어선(EML)은 발광 제어 구동부(EDV)에 연결되어 게이트선(GL)들과 나란하게 제2 방향(DR2)을 따라 연장될 수 있다. 발광 제어선(EML)은 화소 회로(10)에 연결되어 발광 제어 구동부(EDV)로부터 화소 회로(10)로 발광 제어 신호(EM)를 전달할 수 있다.
구동 전압선(PL)은 패드부(PD)에 연결되어 데이터선(DL)과 나란하게 제1 방향(DR1)을 따라 연장될 수 있다. 구동 전압선(PL)은 화소 회로(10)에 연결되어 패드부(PD)로부터 화소 회로(10)로 고전원 전압(ELVDD)을 전달할 수 있다. 저전원 전압(ELVSS)은 유기 발광 소자(OLED)의 대향 전극(예를 들어, 캐소드 전극)에 공통으로 공급될 수 있다.
패널 구동부(PDA)는 게이트 구동부(GDV), 데이터 구동부(DDV), 발광 제어 구동부(EDV) 및 패드부(PD)를 포함할 수 있다. 또한, 패널 구동부(PDA)는 타이밍 제어부를 포함할 수 있으며, 타이밍 제어부는 게이트 구동부(GDV), 데이터 구동부(DDV), 발광 제어 구동부(EDV) 및 패드부(PD)를 제어할 수 있다.
게이트 구동부(GDV)는 제1 및 제2 전압선들(VGHL, VGLL)을 통해 공급되는 제1 및 제2 전압(VGH, VGL)을 이용하여 스캔 신호(GW)를 생성할 수 있다. 따라서, 스캔 신호(GW)는 스위칭 트랜지스터(ST)를 턴오프시키는 제1 전압(VGH)과 스위칭 트랜지스터(ST)를 턴온시키는 제2 전압(VGL)을 가질 수 있으며, 게이트선(GL)을 통해 화소 회로(10)에 인가될 수 있다. 또한, 패널 구동부(PDA)는 화소 회로(10)에 초기화 제어 신호(GI) 및 바이패스 신호(GB)를 인가할 수 있다. 일 실시예에서, 게이트 구동부(GDV)는 게이트선(GL)들을 통해 화소 회로(10)에 초기화 제어 신호(GI) 및 바이패스 신호(GB)를 인가할 수 있다.
데이터 구동부(DDV)는 데이터선(DL)을 통해 화소 회로(10)에 데이터 전압(DATA)을 공급할 수 있다. 발광 제어 구동부(EDV)는 발광 제어선(EML)을 통해 화소 회로(PX)에 발광 제어 신호(EM)를 인가할 수 있다.
패드부(PD)는 제1 및 제2 전압선들(VGHL, VGLL)을 통해 게이트 구동부(GDV)에 제1 및 제2 전압들(VGH, VGL)을 각각 공급할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 전압들(VGH, VGL)은 모두 기 설정된 전압 레벨을 갖는 정전압일 수 있다. 일 실시예에서, 스위칭 트랜지스터(ST)가 피모스 트랜지스터로 구현되는 경우, 스위칭 트랜지스터(ST)를 턴오프시키는 제1 전압(VGH)은 양의 전압 레벨을 갖고, 스위칭 트랜지스터(ST)를 턴온시키는 제2 전압(VGL)은 음의 전압 레벨을 가질 수 있다.
한편, 제1 전압(VGH)은 제1 전압선(VGHL) 및 제1 전압선(VGHL)에 연결되어 제2 방향(DR2)을 따라 연장되는 보조 전압선(VGHL1)을 통해 화소 회로(10)들 각각에도 인가될 수 있다. 이에 대해서는 도 3에서 자세히 설명하기로 한다.
또한, 패드부(PD)는 구동 전압선(PL)을 통해 화소 회로(10)에 고전원 전압(ELVDD)을 공급할 수 있다. 일 실시예에서, 고전원 전압(ELVDD)은 양의 전압 레벨을 가질 수 있으며, 고전원 전압(ELVDD)의 전압 레벨은 저전원 전압(ELVSS)의 전압 레벨보다 높을 수 있다. 저전원 전압(ELVSS)은 정전압일 수 있으며, 예를 들어, 접지 전압 또는 기 설정된 음의 전압 레벨을 가질 수 있다.
제1 및 제2 전압선들(VGHL, VGLL)은 표시 장치(1000)의 비표시 영역(NDA)에 배치되며, 제1 방향(DR1)을 따라 연장될 수 있다. 제1 및 제2 전압선들(VGHL, VGLL)은 패드부(PD)와 게이트 구동부(GDV)를 연결함으로써, 게이트 구동부(GDV)가 스캔 신호(GW)를 생성할 수 있도록 패드부(PD)에서 게이트 구동부(GDV)로 제1 및 제2 전압들(VGH, VGL)을 공급할 수 있다.
한편, 도 1에서는 게이트 구동부(GDV) 및 발광 제어 구동부(EDV)가 각각 표시 장치의 좌측 및 우측에 배치되는 것으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. 일 실시예에서, 두 개의 게이트 구동부(GDV)들 및 두 개의 발광 제어 구동부(EDV)들이 좌측 및 우측에 각각 배치될 수도 있으며, 다른 실시예에서, 발광 제어 구동부(EDV)는 생략될 수도 있다. 또한, 도 1에서는 데이터 구동부(DDV) 및 패드부(PD)가 표시 장치의 비표시 영역(NDA)에 배치되는 것으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. 일 실시예에서, 데이터 구동부(DDV)는 별도의 가요성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board; FPCB)에 배치되며, 패드부(PD)는 가요성 인쇄 회로 기판과 전기적으로 연결될 수도 있다.
화소 회로(10)는 구동 트랜지스터(DT), 스위칭 트랜지스터(ST), 스토리지 커패시터(CST) 및 유기 발광 소자(OLED)(예를 들어, 유기 발광 다이오드)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 화소 회로(10)에 포함된 구동 트랜지스터(DT) 및 스위칭 트랜지스터(ST)는 각각 피모스 트랜지스터 또는 엔모스(n-channel metal oxide semiconductor; NMOS) 트랜지스터일 수 있다. 또한, 화소 회로(10)는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압을 보상하기 위한 제3 트랜지스터(T3), 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극을 초기화하기 위한 제4 트랜지스터(T4), 유기 발광 소자(OLED)의 발광을 제어하기 위한 제5 및 제6 트랜지스터들(T5, T6) 및 유기 발광 소자(OLED)의 애노드 전극을 초기화하기 위한 제7 트랜지스터(T7)를 더 포함할 수 있다. 한편, 도 2에 도시된 화소 회로(10) 내 구성 요소들 간의 연결 구조는 예시적인 것으로서, 도 2에 도시된 화소 회로(10) 내 구성 요소들 간의 연결 구조는 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 화소 회로(10)가 제3 내지 제7 트랜지스터들(T3, T4, T5, T6, T7)을 포함하지 않는 경우, 도 2에 도시된 화소 회로(10) 내 구성 요소들 간의 연결 구조는 화소 회로(10)가 포함하는 구성 요소들(즉, 구동 트랜지스터(DT), 스위칭 트랜지스터(ST), 스토리지 커패시터(CST) 및 유기 발광 소자(OLED)) 간의 연결 구조를 형성하기 위해 변경될 수 있다.
유기 발광 소자(OLED)는 제1 전극(즉, 애노드 전극) 및 제2 전극(즉, 캐소드 전극)을 포함할 수 있으며, 유기 발광 소자(OLED)의 제1 전극은 제6 트랜지스터(T6)를 매개로 구동 트랜지스터(DT)에 연결되고, 제2 전극은 저전원 전압(ELVSS)을 공급받을 수 있다. 유기 발광 소자(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)로부터 공급되는 구동 전류에 상응하는 휘도를 가진 빛을 생성할 수 있다.
스위칭 트랜지스터(ST)는 데이터선(DL)과 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극 사이에 연결되어, 데이터 전압(DATA)을 전달할 수 있다. 구체적으로, 스위칭 트랜지스터(ST)는 게이트 전극, 제1 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 이 때, 스위칭 트랜지스터(ST)의 게이트 전극은 게이트선(GL)에 연결되고, 제1 전극은 데이터선(DL)에 연결되며, 제2 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극에 연결될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(ST)는 게이트선(GL)을 통해 인가되는 스캔 신호(GW)에 응답하여 턴온 또는 턴오프될 수 있다. 구체적으로, 스위칭 트랜지스터(ST)는 스캔 신호(GW)가 제1 전압(VGH)을 가질 때 턴오프되고, 스캔 신호(GW)가 제2 전압을 가질 때 턴온될 수 있다. 일 실시예에서, 스위칭 트랜지스터(ST)가 피모스 트랜지스터로 구현되는 경우, 스위칭 트랜지스터(ST)를 턴오프시키는 제1 전압(VGH)은 양의 전압 레벨을 갖고, 스위칭 트랜지스터(ST)를 턴온시키는 제2 전압(VGL)은 음의 전압 레벨을 가질 수 있다. 스위칭 트랜지스터(ST)가 제2 전압(VGL)을 갖는 스캔 신호(GW)에 응답하여 턴온되는 경우, 데이터선(DL)을 통해 공급되는 데이터 전압(DATA)이 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극으로 전달될 수 있다. 또한, 스위칭 트랜지스터(ST)와 제3 트랜지스터(T3)는 동일한 스캔 신호(GW)에 응답하므로 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압이 보상되는 기간 동안 데이터 전압(DATA)이 공급될 수 있다.
스토리지 커패시터(CST)는 구동 전압선(PL)과 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극 사이에 연결되어 데이터 전압(DATA)을 저장할 수 있다. 구체적으로, 스토리지 커패시터(CST)는 제1 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 이 때, 스토리지 커패시터(CST)의 제1 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 연결되며, 스토리지 커패시터(CST)의 제2 전극은 구동 전압선(PL)에 연결될 수 있다. 제2 전압(VGL)을 갖는 스캔 신호(GW)에 응답하여 스위칭 트랜지스터(ST)가 턴온되면, 스토리지 커패시터(CST)는 데이터선(DL)을 통해 공급되는 데이터 전압(DATA)을 저장할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 구동 트랜지스터(DT)는 피모스 트랜지스터로 구현될 수 있다. 예를 들어, 구동 트랜지스터(DT)는 기판(100), 제1 하부 게이트 전극(210), 제1 절연층(300), 액티브층(410), 에치 스토퍼층(500), 제1 및 제2 전극들(610, 710), 제2 절연층(800) 및 게이트 전극(910)이 순차적으로 형성된 단면 구조를 가질 수 있다. 기판(100)은 실리콘 반도체 기판, 유리 기판 및 플라스틱 기판 등일 수 있다. 제1 하부 게이트 전극(210)은 기판(100)의 상부에 형성되고, 액티브층(410)과 중첩할 수 있다. 예를 들어, 제1 하부 게이트 전극(210)은 소정의 금속을 증착하고, 증착된 금속을 패터닝하는 방식으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 하부 게이트 전극(210)은 보조 전압선(VGHL1)에 전기적으로 연결되고, 보조 전압선(VGHL1)은 제1 전압선(VGHL)에 연결됨으로써, 제1 하부 게이트 전극(210)에는 제1 전압(VGH)이 인가될 수 있다. 이와 같이, 표시 장치(1000)는 제1 하부 게이트 전극(210)에 백-바이어싱 전압을 인가하기 위하여 별도의 전압 소스를 추가하지 않고, 스캔 신호(GW)를 생성하기 위한 제1 전압(VGH)을 구동 트랜지스터(DT)의 제1 하부 게이트 전극(210)에 인가함으로써, 별도의 전압 소스를 비표시 영역(NDA)에 구비하지 않아 불필요한 비표시 영역(NDA)의 증가를 방지할 수 있다. 제1 절연층(300)은 제1 하부 게이트 전극(210)을 커버하면서 제1 하부 게이트 전극(210)의 상부에 형성될 수 있다. 액티브층(410)은 제1 절연층(300)의 상부에 형성되어 채널 영역, 소스 영역 및 드레인 영역을 제공하는데, 중앙 영역(예를 들어, 도 3에서 위로 돌출된 영역)은 채널 영역에 상응하고, 주변 영역은 소스 영역과 드레인 영역에 상응할 수 있다. 에치 스토퍼층(500)은 액티브층(410)의 상부에 형성되며, 액티브층(410)의 일부 영역을 커버할 수 있다. 제1 및 제2 전극들(610, 710)은 에치 스토퍼층(500)의 상부에 형성되며, 액티브층(410)의 노출된 소스 영역과 드레인 영역에 각각 컨택할 수 있다. 제2 절연층(800)은 에치 스토퍼층(500)과 제1 및 제2 전극들(610, 710)을 커버하면서 이들의 상부에 형성될 수 있다. 게이트 전극(910)은 제2 절연층(800)의 상부에 형성될 수 있다. 예를 들어, 게이트 전극(910)은 소정의 금속을 증착하고, 증착된 금속을 패터닝하는 방식으로 형성될 수 있다. 한편, 게이트 전극(910)의 상부에는 절연층을 사이에 두고 스토리지 커패시터 전극이 형성될 수 있는데, 이 경우 게이트 전극(910)은 스토리지 커패시터 전극과 중첩함으로써 스토리지 커패시터(CST)의 일 전극으로도 기능할 수 있다. 제1 및 제2 절연층들(300, 800)은 각각 무기 절연층 또는 유기 절연층일 수 있고, 단층 또는 복층으로 형성될 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)는 데이터 전압(DATA)에 상응하는 구동 전류를 유기 발광 소자(OLED)에 흐르게 할 수 있다. 구체적으로, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극(910)은 스토리지 커패시터(CST)의 제1 전극에 연결되고, 제1 전극(610)은 제5 트랜지스터(T5)를 매개로 구동 전압선(PL)에 연결되며, 제2 전극(710)은 제6 트랜지스터(T6)를 매개로 유기 발광 소자(OLED)의 제1 전극에 연결될 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)는 스토리지 커패시터(CST)에 저장된 데이터 전압(DATA)에 상응하는 구동 전류를 제5 및 제6 트랜지스터들(T5, T6)이 턴온되면 유기 발광 소자(OLED)에 흐르게 할 수 있다.
일반적으로, 산화물 박막 트랜지스터가 피모스 트랜지스터인 경우, 산화물 박막 트랜지스터에 양의 전압 레벨을 갖는 백-바이어싱 전압이 하부 게이트 전극으로 인가되면, 산화물 박막 트랜지스터의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동(즉, 문턱 전압이 감소)할 수 있다. 산화물 박막 트랜지스터의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동하게 되면, 동일 조건 하에서 산화물 박막 트랜지스터의 온-전류(on-current)는 감소될 수 있다.
일 실시예에서, 구동 트랜지스터(DT)는 피모스 트랜지스터로 구현되고, 제1 전압(VGH)은 양의 전압 레벨을 가질 수 있다. 이 경우, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 하부 게이트 전극(210)에 양의 전압 레벨을 갖는 제1 전압(VGH)이 인가되면, 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동할 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동하게 되면, 동일 조건 하에서 구동 트랜지스터(DT)의 온-전류(즉, 누설 전류)는 감소될 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)의 누설 전류가 감소됨에 따라, 표시 장치(1000)의 순간 잔상 현상이 개선될 수 있다.
일 실시예에서, 구동 전압선(PL)을 통해 구동 트랜지스터(DT)로 공급되는 고전원 전압(ELVDD)은 저전원 전압(ELVSS)보다 높고, 제1 전압(VGH)은 고전원 전압(ELVDD)보다 높을 수 있다. 한편, 제1 하부 게이트 전극(210)에 양의 전압 레벨을 갖는 고전원 전압(ELVDD)이 인가될 수 있는데, 이 경우에도 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압은 음의 방향으로 이동(즉, 구동 트랜지스터(DT)가 피모스 트랜지스터로 구현되는 경우)할 수 있다. 그러나, 제1 하부 게이트 전극(210)에 고전원 전압(ELVDD)보다 더 높은 제1 전압(VGH)을 인가함으로써, 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압은 제1 하부 게이트 전극(210)에 고전원 전압(ELVDD)을 인가한 경우보다 음의 방향으로 더 이동할 수 있으며, 표시 장치(1000)의 순간 잔상 현상이 더욱 개선될 수 있다.
도 4는 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소 회로의 다른 예를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 화소 회로에 포함된 스위칭 트랜지스터의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 화소 회로(PX, 20)는 구동 트랜지스터(DT), 스위칭 트랜지스터(ST), 스토리지 커패시터(CST) 및 유기 발광 소자(OLED)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 화소 회로(10)에 포함된 구동 트랜지스터(DT) 및 스위칭 트랜지스터(ST)는 각각 피모스 트랜지스터 또는 엔모스 트랜지스터일 수 있다. 또한, 화소 회로(20)는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압을 보상하기 위한 제3 트랜지스터(T3), 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극을 초기화하기 위한 제4 트랜지스터(T4), 유기 발광 소자(OLED)의 발광을 제어하기 위한 제5 및 제6 트랜지스터들(T5, T6) 및 유기 발광 소자(OLED)의 애노드 전극을 초기화하는 제7 트랜지스터(T7)를 더 포함할 수 있다. 한편, 도 4에 도시된 화소 회로(20) 내 구성 요소들 간의 연결 구조는 예시적인 것으로서, 도 4에 도시된 화소 회로(20) 내 구성 요소들 간의 연결 구조는 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 화소 회로(20)가 제3 내지 제7 트랜지스터들(T3, T4, T5, T6, T7)을 포함하지 않는 경우, 도 4에 도시된 화소 회로(20) 내 구성 요소들 간의 연결 구조는 화소 회로(20)가 포함하는 구성 요소들(즉, 구동 트랜지스터(DT), 스위칭 트랜지스터(ST), 스토리지 커패시터(CST) 및 유기 발광 소자(OLED)) 간의 연결 구조를 형성하기 위해 변경될 수 있다.
유기 발광 소자(OLED)는 제1 전극(즉, 애노드 전극) 및 제2 전극(즉, 캐소드 전극)을 포함할 수 있으며, 유기 발광 소자(OLED)의 제1 전극은 제6 트랜지스터(T6)를 매개로 구동 트랜지스터(DT)에 연결되고, 제2 전극은 저전원 전압(ELVSS)을 공급받을 수 있다. 유기 발광 소자(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)로부터 공급되는 구동 전류에 상응하는 휘도를 가진 빛을 생성할 수 있다.
스토리지 커패시터(CST)는 구동 전압선(PL)과 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극 사이에 연결되어 데이터 전압(DATA)을 저장할 수 있다. 구체적으로, 스토리지 커패시터(CST)는 제1 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 이 때, 스토리지 커패시터(CST)의 제1 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 연결되며, 스토리지 커패시터(CST)의 제2 전극은 구동 전압선(PL)에 연결될 수 있다. 제2 전압(VGL)을 갖는 스캔 신호(GW)에 응답하여 스위칭 트랜지스터(ST)가 턴온되면, 스토리지 커패시터(CST)는 데이터선(DL)을 통해 공급되는 데이터 전압(DATA)을 저장할 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)는 데이터 전압(DATA)에 상응하는 구동 전류를 유기 발광 소자(OLED)에 흐르게 할 수 있다. 구체적으로, 구동 트랜지스터(DT)는 게이트 전극, 제1 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 이 때, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극은 스토리지 커패시터(CST)의 제1 전극에 연결되고, 제1 전극은 제5 트랜지스터(T5)를 매개로 구동 전압선(PL)에 연결되며, 제2 전극은 제6 트랜지스터(T6)를 매개로 유기 발광 소자(OLED)의 제1 전극에 연결될 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)는 스토리지 커패시터(CST)에 저장된 데이터 전압(DATA)에 상응하는 구동 전류를 제5 및 제6 트랜지스터들(T5, T6)이 턴온되면 유기 발광 소자(OLED)에 흐르게 할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 스위칭 트랜지스터(ST)는 피모스 트랜지스터로 구현될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 트랜지스터(ST)는 기판(100), 제2 하부 게이트 전극(220), 제1 절연층(300), 액티브층(420), 에치 스토퍼층(500), 제1 및 제2 전극들(620, 720), 제2 절연층(800) 및 게이트 전극(920)이 순차적으로 형성된 단면 구조를 가질 수 있다. 다만, 도 5의 기판(100), 제1 절연층(300), 에치 스토퍼층(500) 및 제2 절연층(800)은 도 3의 기판(100), 제1 절연층(300), 에치 스토퍼층(500) 및 제2 절연층(800)과 동일하므로, 이하에서는 설명을 생략하기로 한다. 제2 하부 게이트 전극(220)은 기판(100)의 상부에 형성되고, 액티브층(420)과 중첩할 수 있다. 제2 하부 게이트 전극(220)에는 제1 전압(VGH)이 인가될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 하부 게이트 전극(220)은 보조 전압선(VGHL1)에 전기적으로 연결되고, 보조 전압선(VGHL1)은 제1 전압선(VGHL)에 연결됨으로써, 제2 하부 게이트 전극(220)에는 제1 전압(VGH)이 인가될 수 있다. 이와 같이, 표시 장치(1000)는 제2 하부 게이트 전극(220)에 백-바이어싱 전압을 인가하기 위하여 별도의 전압 소스를 추가하지 않고, 스캔 신호(GW)를 생성하기 위한 제1 전압(VGH)을 스위칭 트랜지스터(ST)의 제2 하부 게이트 전극(220)에 인가함으로써, 별도의 전압 소스를 비표시 영역(NDA)에 구비하지 않아 불필요한 비표시 영역(NDA)의 증가를 방지할 수 있다. 액티브층(420)은 제1 절연층(300)의 상부에 형성되어 채널 영역, 소스 영역 및 드레인 영역을 제공할 수 있다. 제1 및 제2 전극들(620, 720)은 에치 스토퍼층(500)의 상부에 형성되며, 액티브층(420)의 노출된 소스 영역과 드레인 영역에 각각 컨택할 수 있다. 게이트 전극(920)은 제2 절연층(800)의 상부에 형성될 수 있다.
스위칭 트랜지스터(ST)는 데이터선(DL)과 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극 사이에 연결되어, 데이터 전압(DATA)을 전달할 수 있다. 구체적으로, 스위칭 트랜지스터(ST)의 게이트 전극(920)은 게이트선(GL)에 연결되고, 제1 전극(620)은 데이터선(DL)에 연결되며, 제2 전극(720)은 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극에 연결될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(ST)가 턴온되는 경우, 데이터선(DL)을 통해 공급되는 데이터 전압(DATA)이 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극으로 전달될 수 있다.
산화물 박막 트랜지스터가 피모스 트랜지스터인 경우, 산화물 박막 트랜지스터에 양의 전압 레벨을 갖는 백-바이어싱 전압이 하부 게이트 전극으로 인가되면, 산화물 박막 트랜지스터의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동(즉, 문턱 전압이 감소)할 수 있다. 산화물 박막 트랜지스터의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동하게 되면, 동일 조건 하에서 산화물 박막 트랜지스터의 이력(hysteresis) 현상이 개선될 수 있다.
일 실시예에서, 스위칭 트랜지스터(ST)는 피모스 트랜지스터로 구현되고, 제1 전압(VGH)은 양의 전압 레벨을 가질 수 있다. 이 경우, 스위칭 트랜지스터(ST)의 제2 하부 게이트 전극(220)에 양의 전압 레벨을 갖는 제1 전압(VGH)이 인가되면, 스위칭 트랜지스터(ST)의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동할 수 있다. 스위칭 트랜지스터(ST)의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동하게 되면, 동일 조건 하에서 스위칭 트랜지스터(ST)의 이력 현상이 개선될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(ST)의 이력 현상이 개선됨에 따라, 스위칭 트랜지스터(ST)는 구동 트랜지스터(DT)로 데이터 전압(DATA)을 더욱 안정적으로 전달할 수 있고, 표시 장치(1000)는 신뢰성을 확보할 수 있다.
일 실시예에서, 구동 전압선(PL)을 통해 구동 트랜지스터(DT)로 공급되는 고전원 전압(ELVDD)은 저전원 전압(ELVSS)보다 높고, 제1 전압(VGH)은 고전원 전압(ELVDD)보다 높을 수 있다. 한편, 제2 하부 게이트 전극(220)에 양의 전압 레벨을 갖는 고전원 전압(ELVDD)이 인가될 수 있는데, 이 경우에도 스위칭 트랜지스터(ST)의 문턱 전압은 음의 방향으로 이동(즉, 스위칭 트랜지스터(ST)가 피모스 트랜지스터로 구현되는 경우)할 수 있다. 그러나, 제2 하부 게이트 전극(220)에 고전원 전압(ELVDD)보다 더 높은 제1 전압(VGH)을 인가함으로써, 스위칭 트랜지스터(ST)의 문턱 전압은 제2 하부 게이트 전극(220)에 고전원 전압(ELVDD)을 인가한 경우보다 음의 방향으로 더 이동할 수 있으며, 표시 장치(1000)는 신뢰성을 더욱 확보할 수 있다.
도 6은 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소 회로의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 화소 회로(PX, 30)는 구동 트랜지스터(DT), 스위칭 트랜지스터(ST), 스토리지 커패시터(CST) 및 유기 발광 소자(OLED)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 화소 회로(30)에 포함된 구동 트랜지스터(DT) 및 스위칭 트랜지스터(ST)는 각각 피모스 트랜지스터 또는 엔모스 트랜지스터일 수 있다. 또한, 화소 회로(30)는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압을 보상하기 위한 제3 트랜지스터(T3), 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극을 초기화하기 위한 제4 트랜지스터(T4), 유기 발광 소자(OLED)의 발광을 제어하기 위한 제5 및 제6 트랜지스터들(T5, T6) 및 유기 발광 소자(OLED)의 애노드 전극을 초기화하기 위한 제7 트랜지스터(T7)를 더 포함할 수 있다.
화소 회로(30) 내 구동 트랜지스터(DT)는 제1 하부 게이트 전극(210)을 포함할 수 있으며, 제1 하부 게이트 전극(210)에는 제1 전압(VGH)이 인가될 수 있다. 또한, 화소 회로(30) 내 스위칭 트랜지스터(ST)는 제2 하부 게이트 전극(220)을 포함할 수 있으며, 제2 하부 게이트 전극(220)에도 제1 전압(VGH)이 인가될 수 있다. 표시 장치(1000)는 제1 및 제2 하부 게이트 전극들(210, 220) 각각에 백-바이어싱 전압을 인가하기 위하여 별도의 전압 소스를 추가하지 않고, 스캔 신호(GW)를 생성하기 위한 제1 전압(VGH)을 제1 및 제2 하부 게이트 전극들(210, 220) 각각에 인가함으로써, 별도의 전압 소스를 비표시 영역(NDA)에 구비하지 않아 불필요한 비표시 영역(NDA)의 증가를 방지할 수 있다. 또한, 제1 전압(VGH)은 구동 트랜지스터(DT) 및 스위칭 트랜지스터(ST)에 동시에 인가될 수 있어, 화소 회로(30)를 포함하는 표시 장치(1000)는 순간 잔상 현상이 개선되고 신뢰성을 확보할 수 있다.
한편, 도 2, 도 4 및 도 6에는 구동 트랜지스터(DT) 및 스위칭 트랜지스터(ST)가 각각 피모스 트랜지스터로 구현되는 화소 회로들(10, 20, 30)을 도시하였으나, 구동 트랜지스터(DT) 및 스위칭 트랜지스터(ST)는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 구동 트랜지스터(DT) 및 스위칭 트랜지스터(ST)는 엔모스 트랜지스터로 구현될 수 있다. 이 경우, 스위칭 트랜지스터(ST)를 턴오프시키는 제1 전압은 음의 전압 레벨을 갖고, 스위칭 트랜지스터(ST)를 턴온시키는 제2 전압은 양의 전압 레벨을 가질 수 있다. 일반적으로, 산화물 박막 트랜지스터가 엔모스 트랜지스터인 경우, 산화물 박막 트랜지스터에 음의 전압 레벨을 갖는 백-바이어싱 전압이 하부 게이트 전극으로 인가되면, 산화물 박막 트랜지스터의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동하는 효과가 발생할 수 있다. 즉, 음의 전압 레벨을 갖는 제1 전압이 엔모스 트랜지스터로 구현된 구동 트랜지스터(DT)의 제1 하부 게이트 전극(210) 및/또는 스위칭 트랜지스터(ST)의 제2 하부 게이트 전극(220)으로 인가됨에 따라, 구동 트랜지스터(DT) 및/또는 스위칭 트랜지스터(ST)의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동할 수 있다. 구동 트랜지스터(DT) 및/또는 스위칭 트랜지스터(ST)의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동함에 따라, 표시 장치는 상기한 효과들을 거둘 수 있으며, 이는 상술한 내용과 동일하므로 이하에서는 생략하기로 한다.
본 발명은 표시 장치 및 이를 이용하는 다양한 전자 기기들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 휴대폰, 스마트폰, 비디오폰, 스마트패드, 스마트워치, 태블릿 PC, 차량용 내비게이션, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 노트북, 헤드 마운트 디스플레이 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 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.
10, 20, 30: 화소 회로 PX: 화소
PD: 패드부 GDV: 게이트 구동부
VGHL: 제1 전압선 VGLL: 제2 전압선
VGHL1: 보조 전압선 VGH: 제1 전압
PL: 구동 전압선 ELVDD: 고전원 전압
DT: 구동 트랜지스터 ST: 스위칭 트랜지스터
OLED: 유기 발광 소자 CST: 스토리지 커패시터

Claims (20)

  1. 유기 발광 소자;
    스캔 신호가 제1 전압을 가질 때 턴오프되고, 상기 스캔 신호가 제2 전압을 가질 때 턴온되는 스위칭 트랜지스터;
    상기 스캔 신호에 응답하여 상기 스위칭 트랜지스터가 턴온되면, 데이터 라인을 통해 공급되는 데이터 전압을 저장하는 스토리지 커패시터; 및
    고전원 전압과 저전원 전압 사이에서 상기 유기 발광 소자와 직렬 연결되고, 상기 제1 전압이 인가되는 제1 하부 게이트 전극을 포함하며, 상기 스토리지 커패시터에 저장된 상기 데이터 전압에 상응하는 구동 전류를 상기 유기 발광 소자에 흐르게 하는 구동 트랜지스터를 포함하는 화소 회로.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전압은 양(positive)의 전압 레벨을 갖고,
    상기 구동 트랜지스터는 피모스(p-channel metal oxide semiconductor; PMOS) 트랜지스터이고, 상기 제1 하부 게이트 전극에 상기 제1 전압이 인가되면 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 음(negative)의 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 고전원 전압은 상기 저전원 전압보다 높고, 상기 제1 전압은 상기 고전원 전압보다 높은 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  4. 유기 발광 소자;
    스캔 신호가 제1 전압을 가질 때 턴오프되고, 상기 스캔 신호가 제2 전압을 가질 때 턴온되며, 상기 제1 전압이 인가되는 제2 하부 게이트 전극을 포함하는 스위칭 트랜지스터;
    상기 스캔 신호에 응답하여 상기 스위칭 트랜지스터가 턴온되면, 데이터 라인을 통해 공급되는 데이터 전압을 저장하는 스토리지 커패시터; 및
    고전원 전압과 저전원 전압 사이에서 상기 유기 발광 소자와 직렬 연결되고, 상기 스토리지 커패시터에 저장된 상기 데이터 전압에 상응하는 구동 전류를 상기 유기 발광 소자에 흐르게 하는 구동 트랜지스터를 포함하는 화소 회로.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 전압은 양의 전압 레벨을 갖고,
    상기 스위칭 트랜지스터는 피모스 트랜지스터이고, 상기 제2 하부 게이트 전극에 상기 제1 전압이 인가되면 상기 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 고전원 전압은 상기 저전원 전압보다 높고, 상기 제1 전압은 상기 고전원 전압보다 높은 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터는 상기 제1 전압이 인가되는 제1 하부 게이트 전극을 포함하는 화소 회로.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 전압은 양의 전압 레벨을 갖고,
    상기 구동 트랜지스터는 피모스 트랜지스터이고, 상기 제1 하부 게이트 전극에 상기 제1 전압이 인가되면 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 스위칭 트랜지스터는 피모스 트랜지스터이고, 상기 제2 하부 게이트 전극에 상기 제1 전압이 인가되면 상기 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 고전원 전압은 상기 저전원 전압보다 높고, 상기 제1 전압은 상기 고전원 전압보다 높은 것을 특징으로 하는 화소 회로.
  11. 복수의 화소 회로들을 포함하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널에 스캔 신호, 데이터 전압, 고전원 전압 및 저전원 전압을 공급하는 패널 구동부를 포함하고,
    상기 화소 회로들 각각은
    유기 발광 소자;
    상기 스캔 신호가 제1 전압을 가질 때 턴오프되고, 상기 스캔 신호가 제2 전압을 가질 때 턴온되는 스위칭 트랜지스터;
    상기 스캔 신호에 응답하여 상기 스위칭 트랜지스터가 턴온되면, 데이터 라인을 통해 공급되는 데이터 전압을 저장하는 스토리지 커패시터; 및
    상기 제1 전압이 인가되는 제1 하부 게이트 전극을 포함하며, 상기 스토리지 커패시터에 저장된 상기 데이터 전압에 상응하는 구동 전류를 상기 유기 발광 소자에 흐르게 하는 구동 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 전압은 양의 전압 레벨을 갖고,
    상기 구동 트랜지스터는 피모스 트랜지스터이고, 상기 제1 하부 게이트 전극에 상기 제1 전압이 인가되면 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 고전원 전압은 상기 저전원 전압보다 높고, 상기 제1 전압은 상기 고전원 전압보다 높은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 복수의 화소 회로들을 포함하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널에 스캔 신호, 데이터 전압, 고전원 전압 및 저전원 전압을 공급하는 패널 구동부를 포함하고,
    상기 화소 회로들 각각은
    유기 발광 소자;
    상기 스캔 신호가 제1 전압을 가질 때 턴오프되고, 상기 스캔 신호가 제2 전압을 가질 때 턴온되며, 상기 제1 전압이 인가되는 제2 하부 게이트 전극을 포함하는 스위칭 트랜지스터;
    상기 스캔 신호에 응답하여 상기 스위칭 트랜지스터가 턴온되면, 데이터 라인을 통해 공급되는 데이터 전압을 저장하는 스토리지 커패시터; 및
    상기 스토리지 커패시터에 저장된 상기 데이터 전압에 상응하는 구동 전류를 상기 유기 발광 소자에 흐르게 하는 구동 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 전압은 양의 전압 레벨을 갖고,
    상기 스위칭 트랜지스터는 피모스 트랜지스터이고, 상기 제2 하부 게이트 전극에 상기 제1 전압이 인가되면 상기 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 고전원 전압은 상기 저전원 전압보다 높고, 상기 제1 전압은 상기 고전원 전압보다 높은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터는 상기 제1 전압이 인가되는 제1 하부 게이트 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 전압은 양의 전압 레벨을 갖고,
    상기 구동 트랜지스터는 피모스 트랜지스터이고, 상기 제1 하부 게이트 전극에 상기 제1 전압이 인가되면 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 스위칭 트랜지스터는 피모스 트랜지스터이고, 상기 제2 하부 게이트 전극에 상기 제1 전압이 인가되면 상기 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압이 음의 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 고전원 전압은 상기 저전원 전압보다 높고, 상기 제1 전압은 상기 고전원 전압보다 높은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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