KR20230102726A - 보상부를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

보상부를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법 Download PDF

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KR20230102726A
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Abstract

본 발명은, 구동트랜지스터와; 제n게이트전압에 따라 스위칭 되고, 데이터전압과 상기 구동트랜지스터에 연결되는 제1트랜지스터와; 제n초기화전압에 따라 스위칭 되고, 초기전압과 상기 구동트랜지스터에 연결되는 제2트랜지스터와; 제n센싱전압에 따라 스위칭 되고, 기준전압과 상기 구동트랜지스터에 연결되는 제3트랜지스터와; 제(n-2)센싱전압에 따라 스위칭 되고, 상기 초기전압과 상기 구동트랜지스터에 연결되는 제4트랜지스터와; 상기 구동트랜지스터와 상기 제1트랜지스터에 연결되는 스토리지 커패시터와; 저전위전압과 상기 구동트랜지스터에 연결되는 발광다이오드를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치를 제공한다.

Description

보상부를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법 {Organic Light Emitting Diode Display Device Including Compensating Part And Method Of Driving The Same}
본 발명은 유기발광다이오드 표시장치에 관한 것으로, 특히 구동트랜지스터의 소스전극에 연결되는 2개의 트랜지스터를 순차 구동함으로써, 저전위전압의 킥백양이 감소되고 크로스토크와 같은 불량이 방지되는 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
최근 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 있고, 또한 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서, 이에 부응하는 여러 가지 다양한 경량 및 박형의 평판표시장치가 개발되어 각광받고 있다.
이러한 평판표시장치 중에서 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device)는, 백라이트와 같은 별도의 광원을 필요로 하지 않는 자발광소자로서, 시야각, 대조비, 소비전력 등에서 장점을 갖고 있어서, 다양한 분야에 널리 적용되고 있다.
이러한 유기발광다이오드 표시장치에서는, 각 부화소가 구동트랜지스터의 문턱전압을 보상하기 위하여 다양한 구조의 보상부를 포함하는데, 각 부화소가 4개의 트랜지스터와 1개의 커패시터를 포함하는 4T1C 구조의 보상부가 연구 개발되고 있다.
이러한 4T1C 구조의 보상부를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치에서는, 문턱전압을 보상하여 영상의 표시품질 저하를 최소화 할 수 있지만, 초기화 구간 동안 저전위전압의 킥백(kickback)으로 인하여 구동트랜지스터의 소스전극의 전압이 변동되어 수평 크로스토크와 같은 불량이 발생하는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 초기화 구간 동안 구동트랜지스터의 소스전극에 순차적으로 스위칭 되는 2개의 트랜지스터를 연결하여 구동트랜지스터의 소스전극의 전압이 초기값으로부터 중간값을 거쳐서 최종값으로 변경되도록 함으로써, 저전위전압의 킥백양이 최소화 되고 수평 크로스토크와 같은 불량이 방지되는 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은, 구동트랜지스터의 게이트전극에 인가되는 초기전압을 구동트랜지스터의 소스전극의 전압의 중간값으로 이용하고, 구동트랜지스터의 소스전극에 연결되는 2개의 트랜지스터를 동일한 종류의 게이트신호로 구동함으로써, 전원부 및 게이트구동부의 구성이 간소화되고 수평 크로스토크와 같은 불량이 방지되어 표시품질이 향상되는 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 구동트랜지스터와; 제n게이트전압에 따라 스위칭 되고, 데이터전압과 상기 구동트랜지스터에 연결되는 제1트랜지스터와; 제n초기화전압에 따라 스위칭 되고, 초기전압과 상기 구동트랜지스터에 연결되는 제2트랜지스터와; 제n센싱전압에 따라 스위칭 되고, 기준전압과 상기 구동트랜지스터에 연결되는 제3트랜지스터와; 제(n-2)센싱전압에 따라 스위칭 되고, 상기 초기전압과 상기 구동트랜지스터에 연결되는 제4트랜지스터와; 상기 구동트랜지스터와 상기 제1트랜지스터에 연결되는 스토리지 커패시터와; 저전위전압과 상기 구동트랜지스터에 연결되는 발광다이오드를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치를 제공한다.
그리고, 상기 구동트랜지스터와 상기 제1 내지 제4트랜지스터는 N타입 다결정실리콘 박막트랜지스터 또는 N타입 산화물반도체 박막트랜지스터 일 수 있다.
또한, 상기 구동트랜지스터의 게이트전극은 상기 스토리지 커패시터의 제1전극, 상기 제1트랜지스터의 소스전극, 상기 제2트랜지스터의 소스전극에 연결되고, 상기 구동트랜지스터의 드레인전극은 상기 고전위전압에 연결되고, 상기 구동트랜지스터의 소스전극은 상기 스토리지 커패시터의 제2전극, 상기 제3트랜지스터의 소스전극, 상기 제4트랜지스터의 소스전극, 상기 발광다이오드의 양극에 연결되고, 상기 제1트랜지스터의 게이트전극은 상기 제n게이트전압에 연결되고, 상기 제1트랜지스터의 드레인전극은 상기 데이터전압에 연결되고, 상기 제1트랜지스터의 소스전극은 상기 구동트랜지스터의 게이트전극, 상기 스토리지 커패시터의 제1전극, 상기 제2트랜지스터의 소스전극에 연결되고, 상기 제2트랜지스터의 게이트전극은 상기 제n초기화전압에 연결되고, 상기 제2트랜지스터의 드레인전극은 상기 초기전압에 연결되고, 상기 제2트랜지스터의 소스전극은 상기 구동트랜지스터의 게이트전극, 상기 스토리지 커패시터의 제1전극, 상기 제1트랜지스터의 소스전극에 연결되고, 상기 제3트랜지스터의 게이트전극은 상기 제n센싱전압에 연결되고, 상기 제3트랜지스터의 드레인전극은 상기 기준전압에 연결되고, 상기 제3트랜지스터의 소스전극은 상기 구동트랜지스터의 소스전극, 상기 스토리지 커패시터의 제2전극, 상기 제4트랜지스터의 소스전극에 연결되고, 상기 제4트랜지스터의 게이트전극은 상기 제(n-2)센싱전압에 연결되고, 상기 제4트랜지스터의 드레인전극은 상기 초기전압에 연결되고, 상기 제4트랜지스터의 소스전극은 상기 구동트랜지스터의 소스전극, 상기 스토리지 커패시터의 제2전극, 상기 제3트랜지스터의 소스전극, 상기 발광다이오드의 양극에 연결되고, 상기 스토리지 커패시터의 제1전극은 상기 구동트랜지스터의 게이트전극, 상기 제1트랜지스터의 소스전극, 상기 제2트랜지스터의 소스전극에 연결되고, 상기 스토리지 커패시터의 제2전극은 상기 구동트랜지스터의 소스전극, 상기 제3트랜지스터의 소스전극, 상기 제4트랜지스터의 소스전극, 상기 발광다이오드의 양극에 연결되고, 상기 발광다이오드의 양극은 상기 구동트랜지스터의 소스전극, 상기 스토리지 커패시터의 제2전극, 상기 제3트랜지스터의 소스전극, 상기 제4트랜지스터의 소스전극에 연결되고, 상기 발광다이오드의 음극은 상기 저전위전압에 연결될 수 있다.
그리고, 영상을 표시하기 위한 프레임은 제1 내지 제4시간구간을 포함하고, 상기 제1시간구간 동안, 상기 제n초기화전압, 상기 제n센싱전압, 상기 제n게이트전압은 로우레벨 전압을 갖고 상기 제(n-2)센싱전압은 하이레벨 전압을 갖고, 상기 제2시간구간 동안, 상기 제n초기화전압, 상기 제n센싱전압은 하이레벨 전압을 갖고 상기 제(n-2)센싱전압, 상기 제n게이트전압은 로우레벨 전압을 갖고, 상기 제3시간구간 동안, 상기 제n초기화전압은 하이레벨 전압을 갖고 상기 제n센싱전압, 상기 제(n-2)센싱전압, 상기 제n게이트전압은 로우레벨 전압을 갖고, 상기 제4시간구간 동안, 상기 제n초기화전압, 상기 제n센싱전압, 상기 제(n-2)센싱전압은 로우레벨 전압을 갖고 상기 제n게이트전압은 하이레벨 전압을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1시간구간 이전에 상기 구동트랜지스터의 소스전극은 이전전압이 되고, 상기 제1시간구간 동안 상기 구동트랜지스터의 소스전극은 상기 초기전압이 되고, 상기 제2시간구간 동안 상기 구동트랜지스터의 소스전극은 상기 기준전압이 되고, 상기 초기전압은 상기 이전전압과 상기 기준전압 사이의 값 일 수 있다.
그리고, 상기 프레임은 제5 및 제6시간구간을 더 포함하고, 상기 제5 및 제6시간구간 동안, 상기 제n초기화전압, 상기 제n센싱전압, 상기 제(n-2)센싱전압, 상기 제n게이트전압은 로우레벨 전압을 가질 수 있다.
또한, 상기 제2시간구간 동안, 상기 구동트랜지스터의 게이트전극은 상기 초기전압이 되고, 상기 구동트랜지스터의 소스전극은 상기 기준전압이 되고, 상기 제3시간구간 동안, 상기 구동트랜지스터의 게이트전극은 상기 초기전압이 되고, 상기 구동트랜지스터의 소스전극은 상기 초기전압에서 상기 구동트랜지스터의 문턱전압을 감산한 값이 되고, 상기 제4시간구간 동안, 상기 구동트랜지스터의 게이트전극은 상기 초기전압에 상기 데이터전압을 가산한 값이 되고, 상기 구동트랜지스터의 소스전극은 상기 초기전압에서 상기 문턱전압을 감산한 값이 되고, 상기 제5시간구간 동안, 상기 구동트랜지스터의 게이트전극은 상기 초기전압에 상기 데이터전압을 가산한 값에 부스팅전압을 가산한 값이 되고, 상기 구동트랜지스터의 소스전극은 상기 초기전압에서 상기 문턱전압을 감산한 값에 상기 부스팅전압을 가산한 값이 될 수 있다.
한편, 본 발명은, 구동트랜지스터, 제1 내지 제4트랜지스터, 스토리지 커패시터, 발광다이오드를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법에 있어서, 제1시간구간 동안, 상기 제1, 제2, 제3트랜지스터를 턴-오프 시키고 상기 제4트랜지스터를 턴-온 시키고, 상기 구동트랜지스터의 소스전극에 초기전압을 공급하는 단계와; 제2시간구간 동안, 상기 제1, 제4트랜지스터를 턴-오프 시키고 상기 제2, 제3트랜지스터를 턴-온 시키고, 상기 구동트랜지스터의 소스전극 및 드레인전극에 각각 기준전압 및 상기 초기전압을 공급하는 단계와; 제3시간구간 동안, 상기 제1, 제3, 제4트랜지스터를 턴-오프 시키고 상기 제2트랜지스터를 턴-온 시키고, 상기 구동트랜지스터의 게이트전극에 상기 초기전압을 공급하는 단계와; 제4시간구간 동안, 상기 제1트랜지스터를 턴-온 시키고 상기 제2, 제3, 제4트랜지스터를 턴-오프 시키고, 상기 구동트랜지스터의 게이트전극에 데이터전압을 공급하는 단계를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법을 제공한다.
그리고, 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법은, 제5시간구간 동안, 상기 제1, 제2, 제3, 제4트랜지스터를 턴-오프 시키고, 상기 발광다이오드에 고전위전압을 공급하여 상기 발광다이오드의 양극의 전압을 상승시키는 단계와; 제6시간구간 동안, 상기 제1, 제2, 제3, 제4트랜지스터를 턴-오프 시키고, 상기 발광다이오드에 상기 고전위전압을 공급하여 상기 발광다이오드가 빛을 방출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 초기화 구간 동안 구동트랜지스터의 소스전극에 순차적으로 스위칭 되는 2개의 트랜지스터를 연결하여 구동트랜지스터의 소스전극의 전압이 초기값으로부터 중간값을 거쳐서 최종값으로 변경되도록 함으로써, 저전위전압의 킥백양이 최소화 되고 수평 크로스토크와 같은 불량이 방지되는 효과를 갖는다.
그리고, 본 발명은, 구동트랜지스터의 게이트전극에 인가되는 초기전압을 구동트랜지스터의 소스전극의 전압의 중간값으로 이용하고, 구동트랜지스터의 소스전극에 연결되는 2개의 트랜지스터를 동일한 종류의 게이트신호로 구동함으로써, 전원부 및 게이트구동부의 구성이 간소화되고 수평 크로스토크와 같은 불량이 방지되어 표시품질이 향상되는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 부화소를 도시한 회로도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 부화소에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 부화소의 제2노드전압을 도시한 도면.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 저전위전압을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 킥백양을 도시한 표.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치를 도시한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device)(110)는, 타이밍제어부(120), 데이터구동부(130), 게이트구동부(140) 및 표시패널(150)을 포함한다.
타이밍제어부(120)는, 그래픽카드 또는 TV시스템과 같은 외부시스템(미도시)으로부터 전달되는 영상신호, 데이터인에이블신호, 수평동기신호, 수직동기신호, 클럭 등의 다수의 타이밍신호를 이용하여 영상데이터, 데이터제어신호 및 게이트제어신호를 생성할 수 있다. 그리고, 타이밍제어부(120)는, 생성된 영상데이터 및 데이터제어신호는 데이터구동부(130)로 전달하고, 생성된 게이트제어신호는 게이트구동부(140)로 전달한다.
데이터구동부(130)는, 타이밍제어부(120)로부터 전달되는 데이터제어신호 및 영상데이터를 이용하여 데이터전압(데이터신호)를 생성하고, 생성된 데이터전압을 표시패널(150)의 데이터배선(DL)에 인가한다.
게이트구동부(140)는, 타이밍제어부(120)로부터 전달되는 게이트제어신호를 이용하여 게이트전압(게이트신호), 초기화전압(초기화신호), 센싱전압(센싱신호)를 생성하고, 생성된 게이트전압, 초기화전압 및 센싱전압을 표시패널(150)의 게이트배선(GL), 초기화배선 및 센싱배선에 인가한다.
여기서, 게이트구동부(140)는, 게이트배선(GL), 데이터배선(DL) 및 화소(P)가 형성되는 표시패널(150)의 기판에 함께 형성되어 비표시영역(NDA)에 배치되는 게이트-인-패널(gate in panel: GIP) 타입이다.
표시패널(150)은, 중앙의 표시영역(DA)과 표시영역(DA)을 둘러싸는 비표시영역(NDA)를 포함하고, 게이트전압, 초기화전압, 센싱전압 및 데이터전압을 이용하여 영상을 표시한다. 표시패널(150)은, 영상을 표시하기 위하여, 표시영역(DA)에 배치되는 다수의 화소(P), 다수의 게이트배선(GL), 다수의 초기화배선(미도시), 다수의 센싱배선(미도시), 다수의 데이터배선(DL)을 포함한다.
다수의 초기화배선 및 다수의 센싱배선은 다수의 게이트배선(GL)에 평행하게 이격 될 수 있다.
다수의 화소(P) 각각은 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb)를 포함하고, 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)은 서로 교차하여 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb)를 정의하고, 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb)는 각각 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)에 연결된다.
이러한 유기발광다이오드 표시장치(110)의 표시패널(150)의 각 부화소의 구성 및 동작을 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 부화소를 도시한 회로도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 부화소에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도로서, 도 1을 함께 참조하여 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치(110)의 표시패널(150)의 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb: SP) 각각은 구동트랜지스터(Td), 제1 내지 제4트랜지스터(T1 내지 T4), 스토리지 커패시터(Cst), 발광다이오드(De)를 포함한다.
예를 들어, 구동트랜지스터(Td), 제1 내지 제4트랜지스터(T1 내지 T4)는 N타입의 다결정실리콘 박막트랜지스터 또는 N타입의 산화물반도체 박막트랜지스터 일 수 있다.
구동트랜지스터(Td)는 스토리지 커패시터(Cst)의 제1전극의 전압에 따라 스위칭 되는데, 구동트랜지스터(Td)의 게이트전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 제1전극, 제1트랜지스터(T1)의 소스전극, 제2트랜지스터(T2)의 소스전극에 연결되고, 구동트랜지스터(Td)의 드레인전극은 고전위전압(Vdd)에 연결되고, 구동트랜지스터(Td)의 소스전극인 제2노드(n2)는 스토리지 커패시터(Cst)의 제2전극, 제3트랜지스터(T3)의 소스전극, 제4트랜지스터(T4)의 소스전극, 발광다이오드(De)의 양극에 연결된다.
스위칭 트랜지스터인 제1트랜지스터(T1)는 제n게이트전압(SCAN(n))에 따라 스위칭 되는데, 제1트랜지스터(T1)의 게이트전극은 제n게이트전압(SCAN(n))에 연결되고, 제1트랜지스터(T1)의 드레인전극은 데이터전압(Vdata)에 연결되고, 제1트랜지스터(T1)의 소스전극은 구동트랜지스터(Td)의 게이트전극, 스토리지 커패시터(Cst)의 제1전극, 제2트랜지스터(T2)의 소스전극에 연결된다.
초기화 트랜지스터인 제2트랜지스터(T2)는 제n초기화전압(INIT(n))에 따라 스위칭 되는데, 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극은 제n초기화전압(INIT(n))에 연결되고, 제2트랜지스터(T2)의 드레인전극은 초기전압(Vini)에 연결되고, 제2트랜지스터(T2)의 소스전극은 구동트랜지스터(Td)의 게이트전극, 스토리지 커패시터(Cst)의 제1전극, 제1트랜지스터(T1)의 소스전극에 연결된다.
센싱트랜지스터인 제3트랜지스터(T3)는 제n센싱전압(SENS(n))에 따라 스위칭 되는데, 제3트랜지스터(T3)의 게이트전극은 제n센싱전압(SENS(n))에 연결되고, 제3트랜지스터(T3)의 드레인전극은 기준전압(Vref)에 연결되고, 제3트랜지스터(T3)의 소스전극은 구동트랜지스터(Td)의 소스전극, 스토리지 커패시터(Cst)의 제2전극, 제4트랜지스터(T4)의 소스전극에 연결된다.
센싱트랜지스터인 제4트랜지스터(T4)는 제(n-2)센싱전압(SENS(n-2))에 따라 스위칭 되는데, 제4트랜지스터(T4)의 게이트전극은 제(n-2)센싱전압(SENS(n-2))에 연결되고, 제4트랜지스터(T4)의 드레인전극은 초기전압(Vini)에 연결되고, 제4트랜지스터(T4)의 소스전극은 구동트랜지스터(Td)의 소스전극, 스토리지 커패시터(Cst)의 제2전극, 제3트랜지스터(T3)의 소스전극, 발광다이오드(De)의 양극에 연결된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 문턱전압(Vth)을 저장하는데, 스토리지 커패시터(Cst)의 제1전극은 구동트랜지스터(Td)의 게이트전극, 제1트랜지스터(T1)의 소스전극, 제2트랜지스터(T2)의 소스전극에 연결되고, 스토리지 커패시터(Cst)의 제2전극은 구동트랜지스터(Td)의 소스전극, 제3트랜지스터(T3)의 소스전극, 제4트랜지스터(T4)의 소스전극, 발광다이오드(De)의 양극에 연결된다.
발광다이오드(De)는, 구동트랜지스터(Td)와 저전위전압(VSS) 사이에 연결되고, 구동트랜지스터(Td)의 전류에 비례하는 휘도의 빛을 방출하는데, 발광다이오드(De)의 양극은 구동트랜지스터(Td)의 소스전극, 스토리지 커패시터(Cst)의 제2전극, 제3트랜지스터(T3)의 소스전극, 제4트랜지스터(T4)의 소스전극에 연결되고, 발광다이오드(De)의 음극은 저전위전압(Vss)에 연결된다.
여기서, 구동트랜지스터(Td)의 게이트전극, 스토리지 커패시터(Cst)의 제1전극, 제1트랜지스터(T1)의 소스전극, 제2트랜지스터(T2)의 소스전극은 서로 연결되어 제1노드(n1)를 구성하고, 구동트랜지스터(Td)의 소스전극, 스토리지 커패시터(Cst)의 제2전극, 제3트랜지스터(T3)의 소스전극, 제4트랜지스터(T4)의 소스전극은 서로 연결되어 제2노드(n2)를 구성한다.
그리고, 초기전압(Vini)은 기준전압(Vref)보다 큰 값을 갖는다.
제(n-2)센싱전압(SENS(n-2))은, 제n센싱전압(SENS(n))이 인가되는 제n수평화소라인보다 2행 앞선 제(n-2)수평화소라인에 사용되는 전압이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치(110)에서, 각 부화소(SP)가 빛을 방출하는 최소 단위인 하나의 프레임은 제1 내지 제6시간구간(TP1 내지 TP6)을 포함한다.
초기화 구간인 제1시간구간(TP1) 동안, 제n초기화전압(INIT(n)), 제n센싱전압(SENS(n)), 제n게이트전압(SCAN(n))은 로우레벨 전압(Vl)이 되고 제(n-2)센싱전압(SENS(n-2))은 하이레벨 전압(Vh)이 되어 제1 내지 제3트랜지스터(T1 내지 T3)는 턴-오프(turn-off) 되고 제4트랜지스터(T4)는 턴-온(turn-on) 되고, 제2노드(n2)의 제2노드전압(Vn2)은 초기전압(Vini)이 되어 구동트랜지스터(Td)의 소스전극이 1차로 초기화 된다.
예를 들어, 제1시간구간(TP1)은 약 1.5 수평주기(1.5H)에 대응될 수 있다.
초기화 구간인 제2시간구간(TP2) 동안, 제n초기화전압(INIT(n)), 제n센싱전압(SENS(n))은 하이레벨 전압(Vh)이 되고 제(n-2)센싱전압(SENS(n-2)), 제n게이트전압(SCAN(n))은 로우레벨 전압(Vl)이 되어 제1, 제4트랜지스터(T4)는 턴-오프 되고 제2, 제3트랜지스터(T2, T3)는 턴-온 되고, 제1노드(n1)의 제1노드전압(Vn1)은 초기전압(Vini)이 되어 구동트랜지스터(Td)의 게이트전극이 초기화 되고 제2노드(n2)의 제2노드전압(Vn2)은 기준전압(Vref)이 되어 구동트랜지스터(Td)의 소스전극이 2차로 초기화 된다.
예를 들어, 제2시간구간(TP1)은 약 1.5 수평주기(1.5H)에 대응될 수 있다.
센싱 구간인 제3시간구간(TP3) 동안, 제n초기화전압(INIT(n))은 하이레벨 전압(Vh)이 되고 제n센싱전압(SENS(n)), 제(n-2)센싱전압(SENS(n-2)), 제n게이트전압(SCAN(n))은 로우레벨 전압(Vl)이 되어 제1, 제3, 제4트랜지스터(T1, T3, T4)는 턴-오프 되고 제2트랜지스터(T2)는 턴-온 되고, 제1노드(n1)의 제1노드전압(Vn1)은 초기전압(Vini)으로 유지되고 제2노드(n2)의 제2노드전압(Vn2)은 초기전압(Vini)에서 구동트랜지스터(Td)의 문턱전압(Vth)을 감산한 값(Vini-Vth)이 되어 스토리지 커패시터(Cst)에 문턱전압(Vth)이 저장된다.
예를 들어, 제3시간구간(TP3)은 약 200μs 일 수 있다.
기입 구간인 제4시간구간(TP4) 동안, 제n초기화전압(INIT(n)), 제n센싱전압(SENS(n)), 제(n-2)센싱전압(SENS(n-2))은 로우레벨 전압(Vl)이 되고 제n게이트전압(SCAN(n))은 하이레벨 전압(Vh)이 되어 제1트랜지스터(T1)는 턴-온 되고 제2, 제3, 제4트랜지스터(T2, T3, T4)는 턴-오프 되고, 제1노드(n1)의 제1노드전압(Vn1)은 초기전압(Vini)에 데이터전압(Vdata)을 가산한 값(Vini+Vdata)이 되고 제2노드(n2)의 제2노드전압(Vn2)은 초기전압(Vini)에서 문턱전압(Vth)을 감산한 값(Vini-Vth)으로 유지되어 구동트랜지스터(Td)의 게이트전극에 데이터전압(Vdata)이 기입된다.
제3 및 제4시간구간(TP3, TP4) 사이의 구간은 제1 내지 제4트랜지스터(T1 내지 T4)가 턴-오프 되어 구동트랜지스터(Td)의 게이트전극 및 소스전극이 플로팅(floating) 되는 구간으로 약 0.7 수평주기(0.7H)에 대응될 수 있다.
부스팅 구간인 제5시간구간(TP5) 동안, 제n초기화전압(INIT(n)), 제n센싱전압(SENS(n)), 제(n-2)센싱전압(SENS(n-2)), 제n게이트전압(SCAN(n))은 로우레벨 전압(Vl)이 되어 제1, 제2, 제3, 제4트랜지스터(T1, T2, T3, T4)는 턴-오프 되고, 고전위전압(Vdd)에 의하여 턴-온 된 상태의 구동트랜지스터(Td)를 통하여 제2노드(n2)의 제2노드전압(Vn2)이 서서히 증가하하여 초기전압(Vini)에서 문턱전압(Vth)을 감산한 값에 부스팅전압(Vboo)을 가산한 값(Vini-Vth+Vboo)이 되고 스토리지 커패시터(Cst)를 통하여 제1노드(n1)의 제1노드전압(Vn1)이 서서히 증가하여 초기전압(Vini)에 데이터전압(Vdata)을 가산한 값에 부스팅전압(Vboo)을 가산한 값(Vini+Vdata+Vboo)이 되어 발광다이오드(De)의 양극이 충전된다.
발광구간인 제6시간구간(TP6) 동안, 제n초기화전압(INIT(n)), 제n센싱전압(SENS(n)), 제(n-2)센싱전압(SENS(n-2)), 제n게이트전압(SCAN(n))은 로우레벨 전압(Vl)이 되어 제1, 제2, 제3, 제4트랜지스터(T1, T2, T3, T4)는 턴-오프 되고, 구동트랜지스터(Td)에는 게이트-소스전압(Vgs=(Vg-Vs)=(Vini+Vdata+Vboo)-(Vini-Vth+Vboo)=Vdata+Vth)에서 문턱전압(Vth)을 뺀 값(Vdata)의 제곱에 비례하는 전류가 흐르고, 제2노드(n2)의 제2노드전압(Vn2)이 발광다이오드(De)의 문턱전압보다 크게 되어 발광다이오드(De)가 구동트랜지스터(Td)에 흐르는 전류에 대응되는 휘도의 빛을 방출한다.
여기서, 제2노드(n2)의 제2노드전압(Vn2)은, 제1시간구간(TP1) 이전에 이전 프레임의 데이터전압(Vdata)에 대응되는 이전전압(Vpre)으로 유지되다가, 제1시간구간(TP1) 동안 초기전압(Vini)으로 변동되고, 제2시간구간(TP2) 동안 기준전압(Vref)으로 변동된다.
예를 들어, 이전전압(Vpre)은 초기전압(Vini) 및 기준전압(Vref)보다 크고, 초기전압(Vini)은 이전전압(Vpre)보다 작고 기준전압(Vref)보다 작은 이전전압(Vpre) 및 기준전압(Vref) 사이의 값 일 수 있다.
발광다이오드(De)는 발광커패시터(Ce)와 등가인 것으로 해석할 수 있으므로, 제2노드(n2)의 제2노드전압(Vn2)의 변동에 따라 저전위전압(Vss)의 변동이 발생하고, 그 결과 제1노드전압(Vn2)의 변동타이밍인 제1시간구간(TP1)의 시작타이밍과 제2시간구간(TP2)의 시작타이밍에 각각 저전위전압(Vss)의 제1 및 제2킥백(KB1, KB2)이 발생한다.
제1 및 제2킥백(KB1, KB2)에 의하여 저전위전압(Vss)의 강하가 발생하는데, 제1 및 제2킥백(KB1, KB2)에 의한 저전위전압(Vss)의 강하는 다음의 식으로 표시할 수 있다.
V(KB1) = (Ce/(Ce+Cst)*(Vpre-Vini)
V(KB2) = (Ce/(Ce+Cst))*(Vini-Vref)
이러한 저전위전압(Vss)의 강하는 이전 수평화소라인의 각 부화소(SP)의 센싱구간 동안 발광커패시터(Ce)를 통한 커플링(coupling)에 의하여 제2노드전압(Vn2)을 감소시키고, 그 결과 게이트-소스전압(Vgs)이 증가하고 발광다이오드(De)가 방출하는 빛의 휘도가 증가하여 크로스토크와 같은 불량이 발생할 수 있다.
제2노드전압(Vn2)이 이전전압(Vpre)으로부터 기준전압(Vref)으로 한번에 감소되는 경우의 킥백(KB)에 의한 저전위전압(Vss)의 강하는 다음의 식으로 표시할 수 있다.
V(KB) = (Ce/(Ce+Cst))*(Vpre-Vini)
그런데, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치(110)에서는, 제2노드전압(Vn2)이 이전전압(Vpre)으로부터 중간값인 초기전압(Vini)으로 1차로 감소되고 초기전압(Vini)으로부터 최종값인 기준전압(Vref)으로 2차로 감소되므로, 킥백(KB)에 비하여 제1 및 제2킥백(KB1, KB2)의 전압강하량이 감소되어(V(KB1)<V(KB), V(KB2)<V(KB)) 이전 수평화소라인의 각 부화소(SP)의 제2노드전압(Vn2) 감소 및 게이트-소스전압(Vgs) 증가가 최소화 되고 크로스토크와 같은 불량이 방지된다.
이러한 킥백의 전압강하량을 도면을 참조하여 설명한다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 부화소의 제2노드전압을 도시한 도면이고, 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 저전위전압을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 킥백양을 도시한 표로서, 도 1 내지 도 3을 함께 참조하여 설명한다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 비교예에 따른 유기발광다이오드 표시장치에서는, 제n센싱전압(SENS(n))의 상승(rising) 타이밍에 제2노드전압(Vn2)이 이전전압(Vpre)으로부터 기준전압(Vref)으로 한번에 감소된다.
본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치(110)에서는, 제(n-2)센싱전압(SENS(n-2)의 상승 타이밍에 제2노드전압(Vn2)이 이전전압(Vpre)으로부터 중간값인 초기전압(Vini)으로 감소되고, 제n센싱전압(SENS(n))의 상승 타이밍에 제2노드전압(Vn2)이 초기전압(Vini)으로부터 최종값인 기준전압(Vref)으로 감소된다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치(110)에서는, 제2노드전압(Vn2)이 이전전압(Vpre)으로부터 중간값인 초기전압(Vini)을 거쳐서 최종값인 기준전압(Vref)으로 순차적으로 분할 감소된다.
도 4b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치(110)의 저전위전압(Vss)의 제2킥백(KB2)의 전압강하량은 비교예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 저전위전압(Vss)의 킥백(KB)의 전압강하량보다 작은 값을 갖는다.
예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 저전위전압(Vss)의 기준값(Vsr)이 약 3V인 경우, 비교예의 킥백(KB)의 저전위전압(Vss)의 피크값(Vkp)은 약 2.8802V이고 비교예의 킥백(KB)의 저전위전압(Vss)의 전압강하량인 피크 킥백양(Vsr-Vkp)은 약 0.1198V인 반면, 본 발명의 실시예의 제2킥백(KB2)의 저전위전압(Vss)의 피크값(Vkp)은 약 2.9334V이고 본 발명의 실시예의 제2킥백(KB2)의 저전위전압(Vss)의 전압강하량인 피크 킥백양(Vsr-Vkp)은 약 0.0666V이다.
즉, 비교예의 피크 킥백양(Vsr-Vkp)에 비하여 본 발명의 실시예의 피크 킥백양(Vsr-Vkp)은 약 44% 감소된다.
그리고, 저전위전압(Vss)의 기준값(Vsr)이 약 3V인 경우, 비교예의 킥백(KB)의 1 수평주기(1H) 이후의 저전위전압(Vss)의 회복값(Vkr)은 약 2.9685V이고 비교예의 킥백(KB)의 1 수평주기(1H) 이후의 저전위전압(Vss)의 전압강하량인 회복 킥백양(Vsr-Vkr)은 약 0.0315V인 반면, 본 발명의 실시예의 제2킥백(KB2)의 1 수평주기(1H) 이후의 저전위전압(Vss)의 회복값(Vkr)은 약 2.9759V이고 본 발명의 실시예의 제2킥백(KB2)의 1 수평주기(1H) 이후의 저전위전압(Vss)의 전압강하량인 회복 킥백양(Vsr-Vkr)은 약 0.0241V이다.
즉, 비교예의 회복 킥백양(Vsr-Vkr)에 비하여 본 발명의 실시예의 회복 킥백양(Vsr-Vkr)은 약 23% 감소되고, 그 결과 비교예의 저전위전압(Vss)의 회복시간에 비하여 본 발명의 실시예의 저전위전압(Vss)의 회복시간이 감소된다.
제1킥백(KB1)도 제2킥백(KB2)과 유사한 저전위전압(Vss)의 피크값(Vkp), 피크 킥백양(Vsr-Vkp), 회복값(Vkr), 회복 킥백양(Vsr-Vkr)을 가질 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치(110)에서는, 첫 번째 초기화 구간인 제1시간구간(TP1) 동안 구동트랜지스터(Td)의 소스전극의 전압을 초기값인 이전전압(Vpre)으로부터 중간값인 초기전압(Vini)으로 변경하고 두 번째 초기화 구간인 제2시간구간(TP2) 동안 구동트랜지스터(Td)의 소스전극의 전압을 중간값인 초기전압(Vini)으로부터 최종값인 기준전압(Vref)으로 변경함으로써, 저전위전압(Vss)의 제1 및 제2킥백(KB1, KB2)의 피크 킥백양(Vsr-Vkp) 및 회복 킥백양(Vsr-Vkr)이 최소화 되고, 이전 수평화소라인의 각 부화소(SP)의 제2노드전압(Vn2) 감소 및 게이트-소스전압(Vgs) 증가가 최소화 되어 수평 크로스토크와 같은 불량이 방지된다.
그리고, 구동트랜지스터(Td)의 게이트전극 초기화를 위한 초기전압(Vini)을 제4트랜지스터(T4)를 통하여 구동트랜지스터(Td)의 소스전극에 인가하여 제2노드(n2)의 중간값으로 이용함으로써, 필요한 전원전압의 개수 증가가 방지되어 전원부가 간소화 된다.
또한, 구동트랜지스터(Td)의 소스전극에 연결되는 제3 및 제4트랜지스터(T3, T4)를 동일한 종류인 제n 및 제(n-2)센싱전압(SENS(n), SENS(n-2))으로 스위칭 함으로써, 필요한 게이트신호의 개수 증가가 방지되어 게이트구동부(140)가 간소화 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 유기발광다이오드 표시장치 Td: 구동트랜지스터
T1 내지 T4: 제1 내지 제4트랜지스터 Cst: 스토리지 커패시터
De: 발광다이오드

Claims (9)

  1. 구동트랜지스터와;
    제n게이트전압에 따라 스위칭 되고, 데이터전압과 상기 구동트랜지스터에 연결되는 제1트랜지스터와;
    제n초기화전압에 따라 스위칭 되고, 초기전압과 상기 구동트랜지스터에 연결되는 제2트랜지스터와;
    제n센싱전압에 따라 스위칭 되고, 기준전압과 상기 구동트랜지스터에 연결되는 제3트랜지스터와;
    제(n-2)센싱전압에 따라 스위칭 되고, 상기 초기전압과 상기 구동트랜지스터에 연결되는 제4트랜지스터와;
    상기 구동트랜지스터와 상기 제1트랜지스터에 연결되는 스토리지 커패시터와;
    저전위전압과 상기 구동트랜지스터에 연결되는 발광다이오드
    를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동트랜지스터와 상기 제1 내지 제4트랜지스터는 N타입 다결정실리콘 박막트랜지스터 또는 N타입 산화물반도체 박막트랜지스터인 유기발광다이오드 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동트랜지스터의 게이트전극은 상기 스토리지 커패시터의 제1전극, 상기 제1트랜지스터의 소스전극, 상기 제2트랜지스터의 소스전극에 연결되고, 상기 구동트랜지스터의 드레인전극은 고전위전압에 연결되고, 상기 구동트랜지스터의 소스전극은 상기 스토리지 커패시터의 제2전극, 상기 제3트랜지스터의 소스전극, 상기 제4트랜지스터의 소스전극, 상기 발광다이오드의 양극에 연결되고,
    상기 제1트랜지스터의 게이트전극은 상기 제n게이트전압에 연결되고, 상기 제1트랜지스터의 드레인전극은 상기 데이터전압에 연결되고, 상기 제1트랜지스터의 소스전극은 상기 구동트랜지스터의 게이트전극, 상기 스토리지 커패시터의 제1전극, 상기 제2트랜지스터의 소스전극에 연결되고,
    상기 제2트랜지스터의 게이트전극은 상기 제n초기화전압에 연결되고, 상기 제2트랜지스터의 드레인전극은 상기 초기전압에 연결되고, 상기 제2트랜지스터의 소스전극은 상기 구동트랜지스터의 게이트전극, 상기 스토리지 커패시터의 제1전극, 상기 제1트랜지스터의 소스전극에 연결되고,
    상기 제3트랜지스터의 게이트전극은 상기 제n센싱전압에 연결되고, 상기 제3트랜지스터의 드레인전극은 상기 기준전압에 연결되고, 상기 제3트랜지스터의 소스전극은 상기 구동트랜지스터의 소스전극, 상기 스토리지 커패시터의 제2전극, 상기 제4트랜지스터의 소스전극에 연결되고,
    상기 제4트랜지스터의 게이트전극은 상기 제(n-2)센싱전압에 연결되고, 상기 제4트랜지스터의 드레인전극은 상기 초기전압에 연결되고, 상기 제4트랜지스터의 소스전극은 상기 구동트랜지스터의 소스전극, 상기 스토리지 커패시터의 제2전극, 상기 제3트랜지스터의 소스전극, 상기 발광다이오드의 양극에 연결되고,
    상기 스토리지 커패시터의 제1전극은 상기 구동트랜지스터의 게이트전극, 상기 제1트랜지스터의 소스전극, 상기 제2트랜지스터의 소스전극에 연결되고, 상기 스토리지 커패시터의 제2전극은 상기 구동트랜지스터의 소스전극, 상기 제3트랜지스터의 소스전극, 상기 제4트랜지스터의 소스전극, 상기 발광다이오드의 양극에 연결되고,
    상기 발광다이오드의 양극은 상기 구동트랜지스터의 소스전극, 상기 스토리지 커패시터의 제2전극, 상기 제3트랜지스터의 소스전극, 상기 제4트랜지스터의 소스전극에 연결되고, 상기 발광다이오드의 음극은 상기 저전위전압에 연결되는 유기발광다이오드 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    영상을 표시하기 위한 프레임은 제1 내지 제4시간구간을 포함하고,
    상기 제1시간구간 동안, 상기 제n초기화전압, 상기 제n센싱전압, 상기 제n게이트전압은 로우레벨 전압을 갖고 상기 제(n-2)센싱전압은 하이레벨 전압을 갖고,
    상기 제2시간구간 동안, 상기 제n초기화전압, 상기 제n센싱전압은 하이레벨 전압을 갖고 상기 제(n-2)센싱전압, 상기 제n게이트전압은 로우레벨 전압을 갖고,
    상기 제3시간구간 동안, 상기 제n초기화전압은 하이레벨 전압을 갖고 상기 제n센싱전압, 상기 제(n-2)센싱전압, 상기 제n게이트전압은 로우레벨 전압을 갖고,
    상기 제4시간구간 동안, 상기 제n초기화전압, 상기 제n센싱전압, 상기 제(n-2)센싱전압은 로우레벨 전압을 갖고 상기 제n게이트전압은 하이레벨 전압을 갖는 유기발광다이오드 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1시간구간 이전에 상기 구동트랜지스터의 소스전극은 이전전압이 되고,
    상기 제1시간구간 동안 상기 구동트랜지스터의 소스전극은 상기 초기전압이 되고,
    상기 제2시간구간 동안 상기 구동트랜지스터의 소스전극은 상기 기준전압이 되고,
    상기 초기전압은 상기 이전전압과 상기 기준전압 사이의 값인 유기발광다이오드 표시장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 프레임은 제5 및 제6시간구간을 더 포함하고,
    상기 제5 및 제6시간구간 동안, 상기 제n초기화전압, 상기 제n센싱전압, 상기 제(n-2)센싱전압, 상기 제n게이트전압은 로우레벨 전압을 갖는 유기발광다이오드 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2시간구간 동안, 상기 구동트랜지스터의 게이트전극은 상기 초기전압이 되고, 상기 구동트랜지스터의 소스전극은 상기 기준전압이 되고,
    상기 제3시간구간 동안, 상기 구동트랜지스터의 게이트전극은 상기 초기전압이 되고, 상기 구동트랜지스터의 소스전극은 상기 초기전압에서 상기 구동트랜지스터의 문턱전압을 감산한 값이 되고,
    상기 제4시간구간 동안, 상기 구동트랜지스터의 게이트전극은 상기 초기전압에 상기 데이터전압을 가산한 값이 되고, 상기 구동트랜지스터의 소스전극은 상기 초기전압에서 상기 문턱전압을 감산한 값이 되고,
    상기 제5시간구간 동안, 상기 구동트랜지스터의 게이트전극은 상기 초기전압에 상기 데이터전압을 가산한 값에 부스팅전압을 가산한 값이 되고, 상기 구동트랜지스터의 소스전극은 상기 초기전압에서 상기 문턱전압을 감산한 값에 상기 부스팅전압을 가산한 값이 되는 유기발광다이오드 표시장치.
  8. 구동트랜지스터, 제1 내지 제4트랜지스터, 스토리지 커패시터, 발광다이오드를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법에 있어서,
    제1시간구간 동안, 상기 제1, 제2, 제3트랜지스터를 턴-오프 시키고 상기 제4트랜지스터를 턴-온 시키고, 상기 구동트랜지스터의 소스전극에 초기전압을 공급하는 단계와;
    제2시간구간 동안, 상기 제1, 제4트랜지스터를 턴-오프 시키고 상기 제2, 제3트랜지스터를 턴-온 시키고, 상기 구동트랜지스터의 소스전극 및 드레인전극에 각각 기준전압 및 상기 초기전압을 공급하는 단계와;
    제3시간구간 동안, 상기 제1, 제3, 제4트랜지스터를 턴-오프 시키고 상기 제2트랜지스터를 턴-온 시키고, 상기 구동트랜지스터의 게이트전극에 상기 초기전압을 공급하는 단계와;
    제4시간구간 동안, 상기 제1트랜지스터를 턴-온 시키고 상기 제2, 제3, 제4트랜지스터를 턴-오프 시키고, 상기 구동트랜지스터의 게이트전극에 데이터전압을 공급하는 단계
    를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    제5시간구간 동안, 상기 제1, 제2, 제3, 제4트랜지스터를 턴-오프 시키고, 상기 발광다이오드에 고전위전압을 공급하여 상기 발광다이오드의 양극의 전압을 상승시키는 단계와;
    제6시간구간 동안, 상기 제1, 제2, 제3, 제4트랜지스터를 턴-오프 시키고, 상기 발광다이오드에 상기 고전위전압을 공급하여 상기 발광다이오드가 빛을 방출하는 단계
    를 더 포함하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
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