KR20230162881A - 표시장치 - Google Patents

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KR20230162881A
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 제1발광다이오드의 화소전극과 초기화선 사이에 연결된 제1초기화트랜지스터를 포함하고 제1화소행에 배치된 제1화소; 제2발광다이오드의 화소전극과 상기 초기화선 사이에 연결된 제2초기화트랜지스터를 포함하고, 제2화소행에 배치된 제2화소; 및 상기 제1발광다이오드의 화소전극과 상기 제2발광다이오드의 화소전극 사이에 연결된 제어트랜지스터를 포함하는 전하공유회로;를 포함하는 표시장치를 개시한다.

Description

표시장치{Display apparatus}
본 발명은 표시장치 및 표시장치의 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로 유기발광 표시장치는 유기발광다이오드와 박막트랜지스터를 포함하는 다수의 화소들을 구비한다. 각 화소의 유기발광다이오드는 구동전류에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 서로 다른 화소행들에 배치된 화소들 간에 전하를 공유하여 화소전극을 충전함으로써 소비 전력을 감소시키고 화질특성이 향상된 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는, 제1발광다이오드의 화소전극과 초기화선 사이에 연결된 제1초기화트랜지스터를 포함하고 제1화소행에 배치된 제1화소; 제2발광다이오드의 화소전극과 상기 초기화선 사이에 연결된 제2초기화트랜지스터를 포함하고, 제2화소행에 배치된 제2화소; 상기 제1발광다이오드의 화소전극과 상기 제2발광다이오드의 화소전극 사이에 연결된 제어트랜지스터를 포함하는 전하공유회로; 상기 제1화소행에 배치되고, 상기 제1초기화트랜지스터의 게이트에 연결된 제1게이트선; 상기 제2화소행에 배치되고, 상기 제2초기화트랜지스터의 게이트에 연결된 제2게이트선; 및 상기 제어트랜지스터의 게이트에 연결된 제어선;을 포함한다.
상기 전하공유회로는 상기 제어트랜지스터와 상기 제1발광다이오드의 화소전극 사이에 연결된 제어다이오드;를 더 포함할 수 있다.
상기 제어선으로 인가되는 제어신호는 상기 제1게이트선으로 인가되는 게이트신호보다 늦고, 상기 제2게이트선으로 인가되는 게이트신호보다 앞서고, 상기 제1발광다이오드의 화소전극 전압은, 상기 제어신호가 인가되는 동안의 제1구간에서 상기 초기화선으로부터 인가되는 초기화전압으로부터 제1중간전압까지 제1슬루율로 상승하고, 상기 제1구간에 후속하는 제2구간에서 상기 제1중간전압으로부터 발광전압까지 제2슬루율로 상승할 수 있다.
상기 제어선으로 인가되는 제어신호는 상기 제1게이트선으로 인가되는 게이트신호보다 늦고, 상기 제2게이트선으로 인가되는 게이트신호보다 앞서고, 상기 제2발광다이오드의 화소전극 전압은, 상기 제어신호가 인가되는 동안의 일 구간에서 발광전압으로부터 제2중간전압까지 제3슬루율로 하강하고, 상기 제2게이트선으로 게이트신호가 인가되는 동안의 일 구간에서 상기 제2중간전압으로부터 상기 초기화선으로부터 인가되는 초기화전압까지 제4슬루율로 하강할 수 있다.
상기 제2화소행은 상기 제1화소행과 2개 화소행만큼 이격되고, 상기 제2게이트선으로 인가되는 게이트신호는 상기 제1게이트선으로 인가되는 게이트신호와 소정 시간 이격되며 후속하고, 상기 제어선으로 인가되는 제어신호는 상기 제1게이트선으로 인가되는 게이트신호와 제2게이트선으로 인가되는 게이트신호의 사이에 위치할 수 있다.
상기 제어신호는 상기 제1게이트선으로 인가되는 게이트신호와 소정 시간 이격되며 후속할 수 있다.
상기 표시장치는, 제3발광다이오드의 화소전극과 상기 초기화선 사이에 연결된 제3초기화트랜지스터를 포함하고, 상기 제1화소행과 상기 제2화소행 사이의 제3화소행에 배치된 제3화소;를 더 포함하고, 상기 제3화소행은 상기 제1화소행과 상기 제2화소행에 각각 1개 화소행만큼 이격되고, 상기 제어선은 상기 제3초기화트랜지스터의 게이트에 연결된 제3게이트선일 수 있다.
상기 제2화소행은 상기 제1화소행과 3개 화소행만큼 이격되고, 상기 제2게이트선으로 인가되는 게이트신호는 상기 제1게이트선으로 인가되는 게이트신호와 소정 시간 이격되며 후속하고, 상기 제어선으로 인가되는 제어신호는 상기 제1게이트선으로 인가되는 게이트신호와 제2게이트선으로 인가되는 게이트신호의 사이에 위치할 수 있다.
상기 제어신호는 상기 제1게이트선으로 인가되는 게이트신호와 소정 시간 이격되며 후속할 수 있다.
상기 표시장치는, 제3발광다이오드의 화소전극과 상기 초기화선 사이에 연결된 제3초기화트랜지스터를 포함하고, 상기 제1화소행과 상기 제2화소행 사이의 제3화소행에 배치된 제3화소;를 더 포함하고, 상기 제3화소행은 상기 제1화소행과 2개 화소행만큼 이격되고, 상기 제2화소행과 1개 화소행만큼 이격되고, 상기 제어선은 상기 제3초기화트랜지스터의 게이트에 연결된 제3게이트선일 수 있다.
상기 제3게이트선으로 인가되는 게이트신호는 상기 제1게이트선으로 인가되는 게이트신호에 후속하고, 상기 제2게이트선으로 인가되는 게이트신호와 일부 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는, 복수의 화소들을 포함하는 화소부; 및 상기 화소들로 게이트신호를 인가하는 게이트구동부;를 포함하고, 상기 화소부는, 제1발광다이오드 및 상기 제1발광다이오드의 화소전극과 초기화선 사이에 연결되고, 제1게이트신호에 의해 제어되는 제1초기화트랜지스터를 포함하고, 제1화소행에 배치된 제1화소; 제2발광다이오드 및 상기 제2발광다이오드의 화소전극과 상기 초기화선 사이에 연결되고, 상기 제1게이트신호와 소정 시간 이격되며 후속하는 제2게이트신호에 의해 제어되는 제2초기화트랜지스터를 포함하고, 제2화소행에 배치된 제2화소; 및 상기 제1발광다이오드의 화소전극과 상기 제2발광다이오드의 화소전극 사이에 연결되고, 상기 제1게이트신호와 상기 제2게이트신호 사이에 인가되는 제어신호에 의해 제어되는 제어트랜지스터를 포함하는 전하공유회로;를 포함한다.
상기 전하공유회로는 상기 제2발광다이오드의 화소전극으로부터 상기 제1발광다이오드의 화소전극으로 순방향 바이어스되는 제어다이오드;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1발광다이오드의 화소전극 전압은, 상기 제어신호가 인가되는 동안의 제1구간에서 상기 초기화선으로부터 인가되는 초기화전압으로부터 제1중간전압까지 제1슬루율로 상승하고, 상기 제1구간에 후속하는 제2구간에서 상기 제1중간전압으로부터 발광전압까지 제2슬루율로 상승할 수 있다.
상기 제2발광다이오드의 화소전극 전압은, 상기 제어신호가 인가되는 동안의 일 구간에서 발광전압으로부터 제2중간전압까지 제3슬루율로 하강하고, 상기 제2초기화트랜지스터의 게이트로 게이트신호가 인가되는 동안의 일 구간에서 상기 제2중간전압으로부터 상기 초기화선으로부터 인가되는 초기화전압까지 제4슬루율로 하강할 수 있다.
상기 제어신호는 상기 제1게이트신호와 소정 시간 이격되며 후속할 수 있다.
상기 화소부는, 제3발광다이오드 및 상기 제3발광다이오드의 화소전극과 상기 초기화선 사이에 연결된 제3초기화트랜지스터를 포함하고, 제3화소행에 배치된 제3화소;를 더 포함하고, 상기 제2화소행은 상기 제1화소행과 2개 화소행만큼 이격되고, 상기 제3화소행은 상기 제1화소행과 상기 제2화소행에 각각 1개 화소행만큼 이격되고, 상기 제어신호는 상기 제3초기화트랜지스터의 게이트에 연결된 게이트선으로 인가되는 게이트신호일 수 있다.
상기 화소부는, 제3발광다이오드 및 상기 제3발광다이오드의 화소전극과 상기 초기화선 사이에 연결된 제3초기화트랜지스터를 포함하고, 제3화소행에 배치된 제3화소;를 더 포함하고, 상기 제2화소행은 상기 제1화소행과 3개 화소행만큼 이격되고, 상기 제3화소행은 상기 제1화소행과 2개 화소행만큼 이격되고, 상기 제2화소행과 1개 화소행만큼 이격되고, 상기 제어신호는 상기 제3초기화트랜지스터의 게이트에 연결된 게이트선으로 인가되는 제3게이트신호일 수 있다.
상기 제3게이트신호는 상기 제1게이트신호에 후속하고, 상기 제2게이트신호와 일부 중첩할 수 있다.
상기 게이트구동부는, 상기 화소부의 좌측에 배치된 제1게이트구동부와 상기 화소부의 우측에 배치된 제2게이트구동부를 포함하고, 상기 제1화소행과 상기 제2화소행은 3개 화소행만큼 이격된 한 쌍의 홀수행과 짝수행일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 서로 다른 화소행들에 배치된 화소들 간에 전하를 공유하여 화소전극을 충전함으로써 소비 전력을 감소시키고 화질특성이 향상된 표시장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2는 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면들이다.
도 3은 일 실시예에 따른 화소를 나타낸 등가 회로도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전하공유회로를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 전하공유회로의 동작을 설명하기 위한 신호들을 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 일 실시예에 따른 화소부의 일부를 개략적으로 나타낸 도면들이다.
도 8 및 도 9는 일 실시예에 따른 화소전극의 전압 변화를 설명하는 도면들이다.
도 10은 일 실시예에 따른 화소전극의 충전 및 방전 전압 변화를 설명하는 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 게이트신호와 제어신호의 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 도 12에 도시된 전하공유회로의 동작을 설명하기 위한 신호들을 나타낸 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 화소부의 일부를 개략적으로 나타낸 도면이다.도 15는 일 실시예에 따른 게이트신호와 제어신호의 타이밍을 나타낸 도면들이다.
도 16은 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 17은 도 16에 도시된 게이트신호와 제어신호의 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 화소부의 일부를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 19는 일 실시예에 따른 화소를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 20은 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 21은 도 20의 표시영역의 일 예를 도시한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예를 들어, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다. 또한, 본 명세서에서 "A 및 B 중 적어도 어느 하나"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.
이하의 실시예에서, X와 Y가 연결되어 있다고 할 때, X와 Y가 전기적으로 연결되어 있는 경우, X와 Y가 기능적으로 연결되어 있는 경우, X와 Y가 직접 연결되어 있는 경우를 포함할 수 있다. 여기에서, X, Y는 대상물(예를 들면, 장치, 소자, 회로, 배선, 전극, 단자, 도전막, 층 등)일 수 있다. 따라서, 소정의 연결 관계, 예를 들면, 도면 또는 상세한 설명에 표시된 연결 관계에 한정되지 않고, 도면 또는 상세한 설명에 표시된 연결 관계 이외의 것도 포함할 수 있다.
X와 Y가 전기적으로 연결되어 있는 경우는, 예를 들어, X와 Y의 전기적인 연결을 가능하게 하는 소자(예를 들면, 스위치, 트랜지스터, 용량소자, 인덕터, 저항소자, 다이오드 등)가, X와 Y 사이에 1개 이상 연결되는 경우를 포함할 수 있다.
이하의 실시예에서, 소자 상태와 연관되어 사용되는 "온(ON)"은 소자의 활성화(턴온)된 상태를 지칭하고, "오프(OFF)"는 소자의 비활성화(턴오프)된 상태를 지칭할 수 있다. 소자에 의해 수신된 신호와 연관되어 사용되는 "온"은 소자를 활성화하는 신호를 지칭하고, "오프"는 소자를 비활성화하는 신호를 지칭할 수 있다. 소자는 하이레벨의 전압 또는 로우레벨의 전압에 의해 활성화될 수 있다. 예를 들어, P형 트랜지스터는 로우레벨 전압에 의해 활성화되고, N형 트랜지스터는 하이레벨 전압에 의해 활성화된다. 따라서, P형 트랜지스터와 N형 트랜지스터에 대한 "온" 전압은 반대(낮음 대 높음) 전압레벨임을 이해해야 한다. 이하, 트랜지스터를 활성화(턴온)하는 전압의 전압레벨을 온 전압레벨이라고 하고, 트랜지스터를 비활성화(턴오프)하는 전압의 전압레벨을 오프 전압레벨이라고 한다.
도 1 및 도 2는 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면들이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시장치(10A)는 화소부(110), 게이트구동부(130), 전하공유구동부(150), 데이터구동부(170) 및 제어부(190)를 포함할 수 있다.
화소부(110)에는 복수의 화소(PX)들과 복수의 화소(PX)들로 전기적인 신호를 인가할 수 있는 신호선들이 배치될 수 있다.
복수의 화소(PX)들은 제1방향(x방향, 행방향) 및 제2방향(y방향, 열방향)으로 반복적으로 배열될 수 있다. 복수의 화소(PX)들은 스트라이프 배열, 펜타일 배열, 모자이크 배열 등 다양한 형태로 배치되어 이미지를 구현할 수 있다. 복수의 화소(PX)들 각각은 표시요소로서 유기발광다이오드를 포함하고, 유기발광다이오드는 화소회로에 연결될 수 있다. 화소회로는 복수의 트랜지스터들 및 적어도 하나의 커패시터를 포함할 수 있다.
일 실시예에서 화소회로에 포함된 복수의 트랜지스터들은 N형의 산화물 박막 트랜지스터일 수 있다. 예를 들어, 산화물 박막 트랜지스터는 저온 폴리 옥사이드(Low Temperature Polycrystalline Oxide; LTPO) 박막 트랜지스터일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, N형 트랜지스터들이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 트랜지스터들에 포함되는 액티브 패턴(반도체층)은 무기물 반도체(예를 들면, 아몰퍼스 실리콘(amorphous silicon), 폴리 실리콘(poly silicon)) 또는 유기물 반도체 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 화소회로에 포함된 복수의 트랜지스터들의 일부는 N형의 산화물 박막 트랜지스터이고, 다른 일부는 P형의 실리콘 박막 트랜지스터일 수 있다. 실리콘 박막 트랜지스터는 액티브 패턴(반도체층)이 아몰퍼스 실리콘(amorphous silicon), 폴리 실리콘(poly silicon) 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 화소회로에 포함된 복수의 트랜지스터들은 P형의 실리콘 박막 트랜지스터일 수 있다.
복수의 화소(PX)들로 전기적인 신호를 인가할 수 있는 신호선들은, 제1방향으로 연장된 복수의 게이트선(GL)들, 제2방향으로 연장된 복수의 데이터선(DL)들을 포함할 수 있다. 복수의 게이트선(GL)들은 제2방향을 따라 이격 배열되고, 게이트신호를 화소(PX)들에 전달할 수 있다. 복수의 데이터선(DL)들은 제1방향을 따라 이격 배열되고, 데이터신호를 화소(PX)들에 전달할 수 있다. 복수의 화소(PX)들 각각은 복수의 게이트선(GL)들 중 대응하는 적어도 하나의 게이트선, 복수의 데이터선(DL)들 중 대응하는 데이터선에 연결될 수 있다.
화소부(110)에는 복수의 전하공유회로(CSC)들 및 복수의 제어선(CL)들이 더 배치될 수 있다. 복수의 전하공유회로(CSC)들 각각은 한 쌍의 화소행들 사이에 구비되고, 복수의 제어선(CL)들 중 대응하는 적어도 하나의 제어선에 연결될 수 있다. 복수의 제어선(CL)들은 제1방향으로 연장되고 제2방향을 따라 이격 배열될 수 있다. 도 1에는 m번째 화소열의 데이터선(DLm)과 i번째 게이트선(GLi)에 연결된 화소(PX)와 m번째 화소열의 데이터선(DLm)과 j번째 게이트선(GLj)에 연결된 화소(PX)에 연결된 전하공유회로(CSC)와 제어선(CLk)을 도시하고 있다. 전하공유회로(CSC)는 k번째 제어선(CLk)으로 인가되는 제어신호에 의해 연결된 한 쌍의 화소(PX)들의 화소전극들을 연결할 수 있다.
게이트구동부(130)는 복수의 게이트선(GL)들에 연결되고, 제어부(190)로부터의 제1구동제어신호(SCS)에 대응하여 게이트신호를 생성하고, 이를 게이트선(GL)들에 순차적으로 공급할 수 있다. 게이트선(GL)은 화소(PX)에 포함된 트랜지스터의 게이트와 연결되고, 게이트신호는 게이트선(GL)이 연결된 트랜지스터의 턴온 및 턴오프를 제어할 수 있다. 게이트신호는 트랜지스터가 턴온될 수 있는 온 전압과 트랜지스터가 턴오프될 수 있는 오프 전압이 반복되는 구형파 신호일 수 있다. 일 실시예에서 게이트신호의 온 전압은 하이레벨의 전압일 수 있다. 게이트신호의 온 전압이 유지되는 기간(이하, '온 전압 기간'이라 함)과 오프 전압이 유지되는 기간(이하, '오프 전압 기간'이라 함)은 화소(PX) 내에서 게이트신호를 인가받는 트랜지스터의 기능에 따라 결정될 수 있다. 게이트구동부(130)는 게이트신호를 순차적으로 생성 및 출력하는 쉬프트 레지스터(shift register)(또는 스테이지)를 포함할 수 있다.
전하공유구동부(150)는 복수의 제어선(CL)들에 연결되고, 제어부(190)로부터의 제2구동제어신호(CCS)에 대응하여 제어신호를 생성하고, 이를 제어선(CL)들에 순차적으로 공급할 수 있다. 제어신호는 제어선(CL)에 게이트가 연결된 트랜지스터의 턴온 및 턴오프를 제어할 수 있다. 제어신호는 트랜지스터가 턴온될 수 있는 온 전압과 트랜지스터가 턴오프될 수 있는 오프 전압이 반복되는 구형파 신호일 수 있다. 일 실시예에서 제어신호의 온 전압은 하이레벨의 전압일 수 있다.
데이터구동부(170)는 복수의 데이터선(DL)들에 연결되고, 제어부(190)로부터의 제3구동제어신호(DCS)에 대응하여 데이터신호를 데이터선(DL)들에 공급할 수 있다. 데이터선(DL)들로 공급된 데이터신호는 게이트신호가 공급된 화소(PX)들로 공급될 수 있다.
표시장치가 유기전계발광 표시장치인 경우, 화소부(110)의 화소(PX)들로 제1전원전압(ELVDD) 및 제2전원전압(ELVSS)이 공급될 수 있다. 제1전원전압(ELVDD)은 각 화소(PX)에 포함된 유기발광다이오드의 화소전극(제1전극 또는 애노드)에 제공되는 하이레벨 전압일 수 있다. 제2전원전압(ELVSS)은 유기발광다이오드의 대향전극(제2전극 또는 캐소드)에 제공되는 로우레벨 전압일 수 있다. 제1전원전압(ELVDD)과 제2전원전압(ELVSS)은 복수의 화소(PX)들을 발광시키기 위한 구동전압이다. 일 실시예에서, 화소부(110)의 화소(PX)들로 초기화전압(Vint)이 더 공급될 수 있다. 초기화전압(Vint)은 제1전원전압(ELVDD)이 유기발광다이오드의 화소전극으로 제공되는 타이밍과 다른 타이밍에 유기발광다이오드의 화소전극으로 인가되는 전압일 수 있다.
제어부(190)는 외부로부터 입력된 신호들에 기초하여 제1구동제어신호(SCS), 제2구동제어신호(CCS) 및 제3구동제어신호(DCS)를 생성할 수 있다. 제어부(190)는 제1구동제어신호(SCS)를 게이트구동부(130)로 공급하고, 제2구동제어신호(CCS)를 전하공유구동부(150)로 공급하고, 제3구동제어신호(DCS)를 데이터구동부(170)로 공급할 수 있다.
도 1에서 화소(PX)는 하나의 게이트선(GL)에 연결된 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로, 화소(PX)는 둘 이상의 게이트선들에 연결될 수 있다. 예를 들어, 후술할 도 3에 도시된 바와 같이, 화소(PX)는 제1게이트선(SCL)과 제2게이트선(SSL)에 연결될 수 있고, 도 1에 도시된 게이트선(GL)은 제1게이트선(SCL)과 제2게이트선(SSL)을 포함할 수 있다. 게이트구동부(130)는 복수의 제1게이트선(SCL)들 및 복수의 제2게이트선(SSL)들에 연결되고, 제1게이트선(SCL)들로 제1게이트신호(SC)를 순차 공급하고, 제2게이트선(SSL)들로 제2게이트신호(SS)를 순차 공급할 수 있다. 일 실시예에서, 화소부(110)의 동일 행으로 인가되는 제1게이트신호(SC)와 제2게이트신호(SS)의 온 전압 기간의 타이밍은 동일할 수 있다.
도 1에 도시된 실시예는 게이트구동부(130)와 전하공유구동부(150)가 각각 독립하여 구성되고 있으나, 이는 예시적이다.
다른 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 표시장치(10A)는 전하공유구동부(150)가 생략되고, 게이트구동부(130)가 복수의 게이트선(GL)들 및 복수의 제어선(CL)들에 연결되고, 제어부(190)로부터의 제1구동제어신호(SCS) 및 제2구동제어신호(CCS)에 대응하여 게이트신호 및 제어신호를 각각 생성하여 복수의 게이트선(GL)들 및 복수의 제어선(CL)들로 출력할 수 있다. 예를 들어, 게이트구동부(130)는 복수의 제1게이트선(SCL)들, 복수의 제2게이트선(SSL)들 및 복수의 제어선(CL)들에 연결되고, 제1게이트선(SCL)들로 제1게이트신호(SC)를 순차 공급하고, 제2게이트선(SSL)들로 제2게이트신호(SS)를 순차 공급하고, 제어선(CL)들로 제어신호(CS)를 순차 공급할 수 있다.
다른 실시예에서, 복수의 제어선(CL)들 각각은 복수의 게이트선(GL)들 중 하나와 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제어선(CL)들은 복수의 제2게이트선(SSL)들의 연장선들이거나 또는 복수의 제2게이트선(SSL)들과 연결된 신호선들일 수 있다. 이 경우, 제어신호는 게이트구동부(130)로부터 복수의 제2게이트선(SSL)들로 인가되는 제2게이트신호(SS)일 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 k번째 제어선(CLk)은 i번째 제2게이트선(SSLi)과 j번째 게이트선(SSLj) 사이의 화소행에 배치된 제2게이트선일 수 있다. 도 2에 도시되지 않았으나, 화소부(110) 주변에는 마지막 제2게이트선 다음에 적어도 하나의 더미 게이트선이 배치될 수 있고, 더미 게이트선은 게이트구동부(130)로부터 제어신호에 대응하는 제2게이트신호를 인가받을 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 화소를 나타낸 등가 회로도이다.
도 3을 참조하면, 화소(PX)들 각각은 화소회로(PC)와 화소회로(PC)에 연결된 표시요소로서 유기발광다이오드(OLED)를 포함할 수 있다. 화소회로(PC)는 제1트랜지스터(T1), 제2트랜지스터(T2), 제3트랜지스터(T3) 및 커패시터(Cst)를 포함한다.
제1트랜지스터(T1)(구동 트랜지스터)는 제1전원전압(ELVDD)을 공급하는 구동전압선(PL)에 연결된 제1단자, 제2노드(Nb)에 연결된 제2단자를 포함할 수 있다. 제1트랜지스터(T1)의 게이트는 제1노드(Na)에 연결될 수 있다. 제1트랜지스터(T1)는 커패시터(Cst)에 저장된 전압에 대응하여 제1전원전압선(PL)으로부터 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 구동전류를 제어할 수 있다. 제1노드(Na)는 제1트랜지스터(T1)의 게이트와 제2트랜지스터(T2)의 제2단자가 연결된 노드이고, 제2노드(Nb)는 제1트랜지스터(T1)의 제2단자와 유기발광다이오드(OLED)의 화소전극이 연결된 노드일 수 있다.
제2트랜지스터(T2)(데이터기입 트랜지스터)는 제1게이트선(SCL)에 연결된 게이트, 데이터선(DL)에 연결된 제1단자, 제1노드(Na)에 연결된 제2단자를 포함할 수 있다. 제2트랜지스터(T2)는 제1게이트선(SCL)을 통해 입력되는 제1게이트신호(SC)에 따라 턴온되어 데이터선(DL)과 제1노드(Na)를 전기적으로 연결하고, 데이터선(DL)을 통해 입력된 데이터신호(DATA)를 제1노드(Na)로 전달할 수 있다.
제3트랜지스터(T3)(초기화 트랜지스터)는 제2게이트선(SSL)에 연결된 게이트, 제1트랜지스터(T1)의 제2단자에 연결된 제1단자, 초기화선(VL)에 연결된 제2단자를 포함할 수 있다. 제3트랜지스터(T3)는 제2게이트선(SSL)으로 공급되는 제2게이트신호(SS)에 의해 턴온되어 초기화선(VL)을 통해 입력된 초기화전압(Vint)을 제2노드(Nb)로 전달할 수 있다.
커패시터(Cst)는 제1노드(Na)와 제2노드(Nb) 사이에 연결될 수 있다. 커패시터(Cst)의 제1단자는 제1노드(Na)에 연결되고, 제2단자는 제2노드(Nb)에 연결될 수 있다. 커패시터(Cst)는 제2트랜지스터(T2)로부터 전달받은 전압과 제1트랜지스터(T1)의 제2단자의 전위의 차이에 해당하는 전압을 저장할 수 있다.
유기발광다이오드(OLED)는 제2노드(Nb)에 연결된 화소전극(제1전극, 애노드) 및 제2전원전압(ELVSS)이 인가되는 대향전극(제2전극, 캐소드)을 포함할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 구동전류에 의해 소정의 휘도를 갖는 빛을 방출할 수 있다.
이하의 실시예에서 설명의 편의를 위해, 임의의 신호가 공급(인가)된다는 것은 온 전압레벨(예를 들어, 하이 전압레벨)의 신호가 공급(인가)되는 것을 의미하고, 공급(인가)되지 않는다는 것은 오프 전압레벨(예를 들어, 로우 전압레벨)의 신호가 공급되는 것을 의미하기로 한다. 임의의 신호가 온 전압레벨로 인가되는 타이밍은 신호의 시작 타이밍을 의미하고, 온 전압레벨에서 오프 전압레벨로 천이하는 타이밍은 신호의 종료 타이밍을 의미할 수 있다.
제어부(190)로부터 출력되는 데이터는 데이터구동부(170)로 입력되고, 데이터구동부(170)는 데이터에 대응하는 데이터신호(DATA)를 생성하고, 생성된 데이터신호(DATA)를 데이터선(DL)들로 출력할 수 있다.
게이트구동부(130)로부터 제1게이트선(SCL)들 및 제2게이트선(SSL)들로 각각 제1게이트신호(SC) 및 제2게이트신호(SS)가 공급될 수 있다. 제1게이트신호(SC) 및 제2게이트신호(SS)를 공급받은 화소행의 화소(PX)들에서는 제2트랜지스터(T2) 및 제3트랜지스터(T3)가 턴온될 수 있다. 제2트랜지스터(T2)가 턴온되면, 데이터선(DL)으로부터의 데이터신호(DATA)가 해당 화소(PX)의 제1노드(Na)로 전달될 수 있다. 제3트랜지스터(T3)가 턴온되면, 초기화선(VL)으로부터의 초기화 전압(Vint)이 해당 화소(PX)의 제2노드(Nb)로 전달될 수 있다. 이에 따라, 제2노드(Nb)에 연결된 유기발광다이오드(OLED)의 화소전극이 초기화전압(Vint)으로 초기화(리셋, 방전)될 수 있다. 커패시터(Cst)에는 제1노드(Na)와 제2노드(Nb) 사이의 전압이 충전될 수 있다.
이후 제1트랜지스터(T1)가 턴온되고, 턴온된 제1트랜지스터(T1)는 데이터신호에 대응하는 구동전류를 유기발광다이오드(OLED)로 공급할 수 있다. 이에 따라, 구동전압선(PL)으로부터 제1트랜지스터(T1) 및 유기발광다이오드(OLED)를 경유하는 전류 경로를 따라 구동전류가 흐르게 된다. 그러면, 유기발광다이오드(OLED)의 화소전극은 초기화전압(Vint)으로부터 구동전류에 대응하는 전압(발광전압)으로 충전을 시작하고, 구동전류에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다.
각 화소(PX)는 다음 프레임의 구동전류에 대응하는 전압으로 화소전극을 충전하기 전에 현재 프레임의 구동전류에 대응하는 전압으로 충전된 화소전극을 방전할 수 있다. 화소(PX)에서 화소전극의 방전 및 충전은 일정한 시간차를 두고 이루어지고, 화소행 단위로 순차적으로 방전 및 충전이 이루어질 수 있다. 본 발명의 실시예는 화소전극의 충전이 필요한 화소의 화소전극을 타 화소행의 방전 전인 화소의 화소전극과 연결하여 화소전극의 충전속도를 높일 수 있다. 이에 따라 표시장치의 소비전력이 감소될 수 있다.
도 3에서 화소회로의 트랜지스터들은 N형 트랜지스터를 도시하고 있으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 화소회로의 트랜지스터들은 P형 트랜지스터이거나, 일부는 P형 트랜지스터이고 다른 일부는 N형 트랜지스터 등 다양한 실시예가 가능하다.
실시예에 따라, 적어도 제1트랜지스터(T1)는 비정질 혹은 결정질의 산화물 반도체로 구성된 활성층을 포함하는 산화물 반도체 박막트랜지스터일 수 있다. 예컨대, 제1 내지 제3트랜지스터들(T1 내지 T3)은 산화물 반도체 박막트랜지스터일 수 있다. 산화물 반도체 박막트랜지스터는 우수한 오프 전류 특성을 가진다. 또는, 실시예에 따라, 제1 내지 제3트랜지스터들(T1 내지 T3) 중 적어도 하나는 폴리 실리콘으로 형성된 활성층을 포함하는 LTPS(Low Temperature Poly-Silicon) 박막트랜지스터일 수도 있다. LTPS 박막트랜지스터는 높은 전자 이동도를 가지며, 이에 따라 빠른 구동 특성을 가진다.
도 4는 일 실시예에 따른 전하공유회로를 나타낸 도면이다. 도 5는 도 4에 도시된 전하공유회로의 동작을 설명하기 위한 신호들을 나타낸 도면이다.
각 화소열에서 전하공유회로(CSC)는 소정 간격 이격된 두 개의 화소행들에 배치된 화소(PX)들의 화소전극들을 선택적으로 연결할 수 있다. 전하공유회로(CSC)는 제어신호(CS)에 응답하여 화소전극이 충전을 시작하는 i번째 화소행의 제1화소와 화소전극이 충전이 완료되고 방전 이전인 j번째 화소행의 제2화소를 연결할 수 있다. 전하공유회로(CSC)는 i번째 화소행의 화소전극이 충전되는 동안 i번째 화소행의 제1화소의 화소전극과 j번째 화소행의 제2화소의 화소전극을 연결할 수 있다. j번째 화소행은 i번째 화소행으로부터 소정 개수의 화소행만큼 이격된 화소행일 수 있다. 예를 들어, j번째 화소행은 i번째 화소행으로부터 2개의 화소행들만큼 이격된 화소행일 수 있다.
전하공유회로(CSC)는 제어트랜지스터(Tcs) 및 제어다이오드(Dcs)를 포함할 수 있다. 제어트랜지스터(Tcs)는 i번째 화소행의 제1화소의 화소전극과 j번째 화소행의 제2화소의 화소전극 사이에 연결되고, 게이트는 제어선(CLk)에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 제어선(CL)은 i번째 화소행과 j번째 화소행의 제1게이트선(SCL)들 및 제2게이트선(SSL)들과 별개의 게이트 제어선일 수 있다. 다른 실시예에서, 제어선(CLk)은 i번째 화소행과 j번째 화소행 사이의 적어도 하나의 화소행 중 하나에 배치된 게이트선일 수 있다. 예를 들어, 제어선(CLk)은 i번째 화소행과 j번째 화소행 사이의 화소행에 배치된 제2게이트선(SSL)일 수 있다. 일 실시예에서, j번째 화소행은 i+2번째 화소행이고, 제어선(CLk)은 i번째 화소행의 제2게이트선(SSLi)과 i+2번째 화소행의 제2게이트선(SSLi+2) 사이의 i+1번째 화소행에 배치된 제2게이트선(SSLi+1)일 수 있다 제어다이오드(Dcs)는 제1화소의 화소전극과 제어트랜지스터(Tcs) 사이에 연결될 수 있다. 제어다이오드(Dcs)는 제어트랜지스터(Tcs) 측에 애노드가 연결되고, 제1화소의 화소전극 측에 캐소드가 연결될 수 있다. 일 실시예에서 제어다이오드(Dcs)는 생략될 수 있다. 예를 들어, 제어신호의 온 전압 기간 내에 제어다이오드(Dcs)가 역방향 바이어스되지 않는다면 제어다이오드(Dcs)는 생략될 수 있다.
제어신호(CS)는 제1화소의 화소전극이 충전을 시작하는 타이밍부터 제2화소의 화소전극이 방전을 시작하기 전의 타이밍까지의 기간 내에서 소정 시간 동안 인가될 수 있다. 일 실시예에서, 제1화소의 제3트랜지스터(T3)의 게이트로 인가되는 제2게이트신호(SS)와 제2화소의 제3트랜지스터(T3)의 게이트로 인가되는 제2게이트신호(SS) 사이에 제어트랜지스터(Tcs)의 게이트로 제어신호(CS)가 인가될 수 있다.
제1화소의 화소전극과 제2화소의 화소전극을 연결하기 위해 전하공유회로(CSC)로 인가되는 제어신호(CS)의 시작 타이밍은 제1화소로 인가되는 제2게이트신호(SS)의 종료 타이밍이고, 제어신호(CS)의 종료 타이밍은 제2화소로 인가되는 제2게이트신호(SS)의 시작 타이밍일 수 있다. 제어신호(CS)는 제1화소에 인가되는 제2게이트신호(SS)와 제2화소에 인가되는 제2게이트신호(SS)에 중첩하지 않을 수 있다.
도 4는 m번째 화소열의 데이터선(DLm) 및 초기화선(VLm)에 연결된 i번째 화소행의 제1화소(PXi) 및 j번째 화소행의 제2화소(PXj)와, 제1화소(PXi)와 제2화소(PXj)의 화소전극들을 선택적으로 연결하는 k번째 전하공유회로(CSC)를 도시한다.
제1화소(PXi)의 제2트랜지스터(T2)의 게이트는 제1게이트선(SCLi)에 연결되고, 제3트랜지스터(T3)의 게이트는 제2게이트선(SSLi)에 연결될 수 있다. 제2화소(PXj)의 제2트랜지스터(T2)의 게이트는 제1게이트선(SCLj)에 연결되고, 제3트랜지스터(T3)의 게이트는 제2게이트선(SSLj)에 연결될 수 있다. 제2게이트신호가 상호 중첩없이 순차적으로 출력되는 표시장치에서, j번째 화소행은 i번째 화소행으로부터 2개의 화소행들만큼 이격된 i+2번째 화소행일 수 있다. 예를 들어, j번째 화소행의 제1게이트선(SCLj)과 제2게이트선(SSLj) 각각은 i+2번째 화소행의 제1게이트선(SCLi+2)과 제2게이트선(SSLi+2)일 수 있다.
제어트랜지스터(Tcs)는 제어다이오드(Dcs)와 제2화소(PXj)의 화소전극 사이에 연결되고, 게이트는 k번째 제어선(CLk)에 연결될 수 있다. 제어다이오드(Dcs)는 제1화소(PXi)의 화소전극과 제어트랜지스터(Tcs) 사이에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 제어선(CLk)은 i번째 화소행과 j번째 화소행에 배치된 제1게이트선들(SCLi, SCLj) 및 제2게이트선들(SSLi, SSLj)과 별개의 게이트 제어선일 수 있다. 다른 실시예에서, 제어선(CLk)은 i번째 화소행의 제2게이트선(SSLi)과 j번째 화소행의 제2게이트선(SSLj) 사이의 게이트선, 예를 들어, (i+1)번째 화소행의 제2게이트선(SSLi+1)일 수 있다.
각 화소행에서 제1게이트신호(SC)와 제2게이트신호(SS)는 동일 타이밍으로 화소로 인가될 수 있다. 예를 들어, 제1게이트신호(SC)와 제2게이트신호(SS)가 온 전압레벨을 출력하는 타이밍이 동일할 수 있다. 도 5를 참조하면, i번째 화소행, i+1번째 화소행, i+2번째 화소행으로 순차적으로 인가되는 제1게이트신호들(SC(i), SC(i+1), SC(i+2))의 타이밍은 i번째 화소행, i+1번째 화소행, i+2번째 화소행으로 순차적으로 인가되는 제2게이트신호들(SS(i), SS(i+1), SS(i+2))의 타이밍과 동일할 수 있다.
제어선(CLk)으로 인가되는 제어신호(CS(k))는 제1화소(PXi)의 화소전극이 방전 후 충전을 시작하는 타이밍부터 제2화소(PXj)의 화소전극이 방전을 시작하기 전의 타이밍까지의 기간 내에서 인가될 수 있다. 제어신호(CS(k))는 제1화소(PXi)의 제2게이트신호(SS(i))가 오프 전압레벨로 전환된 후부터 제2화소(PXj)의 제2게이트신호(SS(i+2))가 온 전압레벨로 전환되기 전까지의 전하공유기간(CSP) 내에 온 전압레벨로 제어트랜지스터(Tcs)의 게이트로 인가될 수 있다. 일 실시예에서, 제어신호(CS(k))는 i+1번째 화소행의 화소들로 인가되는 제2게이트신호(SS(i+1))일 수 있다. 제2화소(PXj)의 제2게이트신호(SS(i+2))는 제1화소(PXi)의 제2게이트신호(SS(i))와 소정 시간 이격되며 후속하고, 상호 중첩하지 않을 수 있다. 제어신호(CS(k))는 제1화소(PXi)의 제2게이트신호(SS(i))보다 늦고, 제2화소(PXj)의 제2게이트신호(SS(i+2))보다 앞설 수 있다. 제어신호(CS(k))는 제1화소(PXi)의 제2게이트신호(SS(i))와 제2화소(PXj)의 제2게이트신호(SS(i+2))의 사이에 위치하고, 상호 중첩하지 않을 수 있다.
제2게이트신호들(SS(i), SS(i+1), SS(i+2))의 온 전압 기간(대략 1H)은 제어신호(CS(k))의 온 전압 기간(대략 1H)과 동일할 수 있다. 제어신호(CS(k))의 온 전압 기간은 제2게이트신호(SS(i+1))의 온 전압 기간과 중첩할 수 있다.
제어트랜지스터(Tcs)는 제어선(CLk)으로 인가되는 제어신호(CS(k))에 의해 턴온되고, 제어다이오드(Dcs)는 순방향 바이어스될 수 있다. 이에 따라 제2화소(PXj)의 화소전극으로부터 제1화소(PXi)의 화소전극으로 전류 경로가 형성되고, 제1화소(PXi)의 화소전극의 충전 속도가 빨라질 수 있다. 제어신호(CS(k))의 온 전압 기간은 전하공유기간(CSP)과 동일할 수 있다. 제어신호(CS(k))의 온 전압 기간 내에 제1화소(PXi)의 화소전극의 전압이 제2화소(PXj)의 화소전극의 전압보다 커지면, 제어다이오드(Dcs)는 역방향 바이어스되어, 제2화소(PXj)의 화소전극으로부터 제1화소(PXi)의 화소전극으로의 전류 흐름이 차단될 수 있다.
도 6 및 도 7은 일 실시예에 따른 화소부의 일부를 개략적으로 나타낸 도면들이다.
도 6을 참조하면, 화소부(110, 도 1 참조)의 각 화소(PX)는 화소회로(PC) 및 화소회로(PC)에 연결된 유기발광다이오드(OLED)를 포함하고, 유기발광다이오드(OLED)의 화소전극은 전하공유회로(CSC)에 연결될 수 있다. 일부 화소(PX)의 화소전극은 서로 다른 2개의 전하공유회로(CSC)에 연결되고, 타 화소행의 화소(PX)의 화소전극으로 전류를 공급하거나 다른 타 화소행의 화소(PX)의 화소전극으로부터 전류를 공급받을 수 있다.
각 화소회로(PC)는 복수의 데이터선들(..., DLm, DLm+1, ...)들 중 대응하는 화소열의 데이터선(DL)과 복수의 초기화선들(..., VLm, VLm+1, ...)들 중 대응하는 초기화선(VL), 대응하는 화소행의 제1게이트선(SCL)과 제2게이트선(SSL)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2화소행 및 m번째 화소열에 배열된 화소(PX)의 화소회로(PC)는 m번째 화소열의 데이터선(DLm)과 초기화선(VLm), 제2화소행의 제1게이트선(SCL2)과 제2게이트선(SSL2)에 연결될 수 있다. 제1화소행부터 순차적으로 제1게이트선(SCL)과 제2게이트선(SSL)으로 각각 제1게이트신호(SS)와 제2게이트신호(SC)가 공급될 수 있다.
전하공유회로(CSC)는 각 열마다 한 쌍의 화소행들 사이에 구비되고, 전하공유회로(CSC) 내의 제어트랜지스터(Tcs)의 게이트는 제어선(CL)으로 인가되는 제어신호(CS)에 응답하여 전하공유회로(CSC)에 연결된 한 쌍의 화소들의 화소전극들을 연결할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서 인접하는 한 쌍의 홀수행들 사이 및 인접하는 한 쌍의 짝수행들 사이에 각각 전하공유회로(CSC)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1제어선(CL1)에 게이트가 연결된 제어트랜지스터(Tcs)는 제1제어선(CL1)으로 제어신호가 인가될 때 제1화소행의 화소(PX)의 화소전극과 제3화소행의 화소(PX)의 화소전극을 연결할 수 있다. 제2제어선(CL2)에 게이트가 연결된 제어트랜지스터(Tcs)는 제2제어선(CL2)으로 제어신호가 인가될 때 제2화소행의 화소(PX)의 화소전극과 제4화소행의 화소(PX)의 화소전극을 연결할 수 있다. 제3제어선(CL3)에 게이트가 연결된 제어트랜지스터(Tcs)는 제3제어선(CL3)으로 제어신호가 인가될 때 제3화소행의 화소(PX)의 화소전극과 제5화소행의 화소(PX)의 화소전극을 연결할 수 있다.
제어신호는 제1제어선(CL1)부터 마지막 제어선까지 순차적으로 공급될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제어선(CL)은 제1게이트선(SCL) 및 제2게이트선(SSL)과 별개의 게이트 제어선일 수 있다.
다른 실시예에서, 제어선(CL)은 i번째 화소행과 j번째 화소행 사이의 화소행의 제2게이트선(SSL)일 수 있다. 도 7에 도시된 실시예에서, 한 쌍의 홀수행들 사이에 구비된 전하공유회로(CSC)는 한 쌍의 홀수행들 사이에 구비된 짝수행의 제2게이트선(SSL)으로 인가되는 제2게이트신호를 제어신호로서 인가받을 수 있다. 한 쌍의 짝수행들 사이에 구비된 전하공유회로(CSC)는 한 쌍의 짝수행들 사이의 홀수행의 제2게이트선(SSL)으로 인가되는 제2게이트신호를 제어신호로서 인가받을 수 있다. 예를 들어, 제1화소행과 제3화소행 사이의 전하공유회로(CSC)는 제2화소행의 제2게이트선(SSL2)에 게이트가 연결된 제어트랜지스터(Tcs)를 구비하고, 제어트랜지스터(Tcs)는 제2게이트신호를 제어신호로서 인가받아 턴온되어 제1화소행의 화소(PX)의 화소전극과 제3화소행의 화소(PX)의 화소전극을 연결할 수 있다. 제2화소행과 제4화소행 사이의 전하공유회로(CSC)는 제3화소행의 제2게이트선(SSL3)에 게이트가 연결된 제어트랜지스터(Tcs)를 구비하고, 제어트랜지스터(Tcs)는 제2게이트신호를 제어신호로서 인가받아 턴온되어 제2화소행의 화소(PX)의 화소전극과 제4화소행의 화소(PX)의 화소전극을 연결할 수 있다. 제3화소행과 제5화소행 사이의 전하공유회로(CSC)는 제4화소행의 제2게이트선(SSL4)에 게이트가 연결된 제어트랜지스터(Tcs)를 구비하고, 제어트랜지스터(Tcs)는 제2게이트신호를 제어신호로서 인가받아 턴온되어 제3화소행의 화소(PX)의 화소전극과 제5화소행의 화소(PX)의 화소전극을 연결할 수 있다.
도 8 및 도 9는 일 실시예에 따른 화소전극의 전압 변화를 설명하는 도면들이다.
도 8 및 도 9에서, 화소전극 전압(Vp)은 본 발명의 실시예에 따른 전하공유회로(CSC)가 적용된 경우 화소전극의 전압이고, 화소전극 전압(Vp')은 전하공유회로(CSC)가 적용되지 않은 비교예에서의 화소전극의 전압이다. 도 8은 화소의 화소전극이 방전 후 충전 되는 동안의 전압 변화를 위주로 설명하는 도면으로, 설명의 편의상 화소전극의 방전 전압 변화는 생략하였다. 도 9는 화소의 화소전극이 방전되기 전부터 방전되는 동안의 전압 변화를 위주로 설명하는 도면으로, 설명의 편의상 화소전극의 충전 전압 변화는 생략하였다. 이하 설명의 편의상 타 화소행의 화소의 화소전극으로부터 전류를 공급받는 화소를 제1화소라 하고, 타 화소행의 화소의 화소전극으로 전류를 공급하는 화소를 제2화소라 한다.
도 8의 비교예를 참조하면, 제1화소에 제2게이트신호(SS)가 인가되면(제2게이트신호(SS)가 하이레벨(온 전압레벨)로 인가되면), 제3트랜지스터(T3)가 턴온되어 발광전압(Ve)을 유지하던 화소전극이 방전하고, 화소전극 전압(Vp')은 발광전압(Ve)으로부터 초기화전압(Vint)으로 소정의 기울기를 갖고 하강할 수 있다. 제2게이트신호(SS)가 하이레벨에서 로우레벨(오프 전압레벨)로 천이하면, 제3트랜지스터(T3)가 턴오프되고 화소전극이 충전을 시작하고, 화소전극 전압(Vp')은 초기화전압(Vint)으로부터 발광전압(Ve)으로 소정의 기울기를 갖고 상승할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 제1화소와 제2화소가 전하공유회로(CSC)에 연결되고, 제1화소의 화소전극이 충전을 시작하는 타이밍에 전하공유회로(CSC)로 제어신호(CS)가 인가되면(제어신호(CS)가 하이레벨(온 전압레벨)로 인가되면), 제어트랜지스터(Tcs)가 턴온되고 제어다이오드(Dcs)가 순방향으로 바이어스되어 제1화소의 화소전극은 제2화소의 화소전극과 전하를 공유할 수 있다. 이에 따라 도 8에 도시된 바와 같이, 제1화소의 화소전극 전압(Vp)은 제어신호(CS)가 인가되는 초기의 구간(tc) 동안 전하 공유에 의해 초기화전압(Vint)으로부터 제1기울기의 제1슬루율로 중간전압(Vcs1)까지 빠르게 상승하고, 이후 중간전압(Vcs1)으로부터 제2기울기의 제2슬루율로 발광전압(Ve)까지 상승할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 화소전극 전압(Vp)이 초기화전압(Vint)으로부터 발광전압(Ve)까지 상승하는 시간(t1)은 비교예에 따른 화소전극 전압(Vp')이 초기화전압(Vint)으로부터 발광전압(Ve)까지 상승하는 시간(t2)보다 짧을 수 있고, 따라서, 화소전극 전압(Vp)의 충전속도가 화소전극 전압(Vp')의 충전속도보다 빠를 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 화소전극 전압(Vp)이 충전되는 시간(t1) 동안의 제1슬루율 및 제2슬루율은 비교예에 따른 화소전극 전압(Vp')이 충전되는 시간(t2) 동안의 슬루율보다 클 수 있다. 따라서, VRR(Variable Refresh Rates) 구동이 적용된 표시장치에 본원발명의 전하공유회로(CSC)를 적용하면, 저계조에서 슬루율이 낮아 발생하는 플리커 현상이 완화될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서 화소전극 전압(Vp)의 시간에 따른 전압차(△V)가 비교예에서 화소전극 전압(Vp')의 시간에 따른 전압차(△V')보다 작을 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에서 화소의 시간에 따른 휘도차가 비교예에서 화소의 시간에 따른 휘도차보다 낮고, 따라서 영상 화질이 향상될 수 있다.
도 9의 비교예를 참조하면, 제2화소에 제2게이트신호(SS)가 인가되면(제2게이트신호(SS)가 하이레벨(온 전압레벨)로 인가되면), 제3트랜지스터(T3)가 턴온되어 발광전압(Ve)을 유지하던 화소전극이 방전하고, 화소전극 전압(Vp')은 발광전압(Ve)으로부터 초기화전압(Vint)으로 소정 기울기를 갖고 하강할 수 있다. 제2게이트신호(SS)가 하이레벨에서 로우레벨(오프 전압레벨)로 천이하면, 제3트랜지스터(T3)가 턴오프되어 화소전극이 충전을 시작하고, 화소전극 전압(Vp')은 초기화전압(Vint)으로부터 발광전압(Ve)으로 소정의 기울기를 갖고 상승할 수 있다. 제2화소의 화소전극의 방전 시 화소전극 전압(Vp')의 큰 변화로 인해 화소전극에 초기화전압(Vint)이 불안정하게 인가될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 제1화소와 제2화소가 전하공유회로(CSC)에 연결되고, 제2화소로 제2게이트신호(SS)가 인가되기 전에, 즉 제2화소가 방전되기 전에, 전하공유회로(CSC)로 제어신호(CS)가 인가되면(제어신호(CS)가 하이레벨(온 전압레벨)로 인가되면), 제어트랜지스터(Tcs)가 턴온되고 제어다이오드(Dcs)가 순방향으로 바이어스되어 제2화소의 화소전극은 제1화소의 화소전극과 전하를 공유할 수 있다. 이에 따라 도 9에 도시된 바와 같이, 제2화소의 화소전극 전압(Vp)은 제어신호(CS)가 인가되는 초기의 구간(tc) 동안 제1화소의 화소전극과의 전하 공유에 의해 발광전압(Ve)으로부터 제3기울기의 제3슬루율로 중간전압(Vcs2)까지 빠르게 하강하고, 이후 제2게이트신호(SS)가 인가되면 중간전압(Vcs2)으로부터 제4기울기의 제4슬루율로 초기화전압(Vint)까지 하강할 수 있다. 이때 화소전극 전압(Vp)이 발광전압(Ve)보다 낮아진 중간전압(Vcs2)에서 초기화전압(Vint)으로 방전되므로, 화소전극 전압(Vp)의 방전 시 전압 변동이 비교예에 비해 적을 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 초기화전압(Vint)이 불안정하게 인가되는 기간(td1)이 비교예에 따른 초기화전압(Vint)이 불안정하게 인가되는 기간(td2)보다 짧을 수 있다. 따라서 제2화소의 화소전극의 방전 시에 화소전극에 인가되는 초기화전압(Vint)이 조기에 안정화될 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 화소전극의 충전 및 방전 전압 변화를 설명하는 도면이다.
도 10은 화소행들에 제2게이트신호가 상호 중첩 없이 순차적으로 인가되는 표시장치에서, i번째 화소행의 화소(PXa)와 i-2번째 화소행의 화소(PXb)가 제1전하공유회로(CSC)에 연결되고, i번째 화소행의 화소(PXa)와 i+2번째 화소행의 화소(PXc)가 제2전하공유회로(CSC)에 연결된 예에서, 제2게이트신호, 제어신호 및 화소전극 전압을 도시하고 있다.
화소(PXb)에 인가되는 제2게이트신호(SS(i-2))와 화소(PXa)에 인가되는 제2게이트신호(SS(i)) 사이에 제1전하공유회로(CSC)로 제어신호(CS(k-2))가 인가될 수 있다. 화소(PXa)에 인가되는 제2게이트신호(SS(i))와 화소(PXc)에 인가되는 제2게이트신호(SS(i+2)) 사이에 제2전하공유회로(CSC)로 제어신호(CS(k))가 인가될 수 있다. 일 실시예에서, 제어신호(CS(k-2), CS(k))는 게이트신호와 별개의 신호일 수 있다. 다른 실시예에서, 제어신호(CS(k-2))는 i-1번째 화소행으로 인가되는 제2게이트신호(SS(i-1))이고, 제어신호(CS(k))는 i+1번째 화소행으로 인가되는 제2게이트신호(SS(i+1))일 수 있다.
도 10을 참조하면, 화소(PXb)의 화소전극이 충전을 시작하는 타이밍에 제1전하공유회로(CSC)로 제어신호(CS(k-2))가 인가되고, 제1전하공유회로(CSC)의 턴온된 제어트랜지스터(Tcs)와 순방향 바이어스된 제어다이오드(Dcs)에 의해 화소(PXa)의 화소전극으로부터 화소(PXb)의 화소전극으로 전류 경로가 형성될 수 있다. 이에 따라, 화소(PXa)의 화소전극 전압(Vp(i))은 제어신호(CS(k-2))가 인가되는 초기의 구간(tc1) 동안 전하 공유로 인해 발광전압(Ve)으로부터 중간전압(Vcs2)까지 점진적으로 하강하고, 제2게이트신호(SS(i))가 인가되면 중간전압(Vcs2)으로부터 초기화전압(Vint)까지 점진적으로 하강할 수 있다.
화소(PXa)의 화소전극 전압(Vp(i))은 제어신호(CS(k-2))가 인가되는 동안의 구간(tc1)에서 발광전압(Ve)으로부터 중간전압(Vcs2)까지 제3슬루율로 하강 후 중간전압(Vcs2)을 유지하고, 제2게이트신호(SS(i))가 인가되는 동안의 일 구간에서 중간전압(Vcs2)으로부터 초기화전압(Vint)까지 제4슬루율로 하강할 수 있다. 제3슬루율은 제4슬루율보다 클 수 있다.
화소(PXa)의 화소전극이 충전을 시작하는 타이밍에 제2전하공유회로(CSC)로 제어신호(CS(k))가 인가되고, 제2전하공유회로(CSC)의 턴온된 제어트랜지스터(Tcs)와 순방향 바이어스된 제어다이오드(Dcs)에 의해 화소(PXc)의 화소전극으로부터 화소(PXa)의 화소전극으로 전류 경로가 형성될 수 있다. 이에 따라, 화소(PXa)의 화소전극 전압(Vp(i))은 제어신호(CS(k))가 인가되는 초기의 구간(tc2) 동안 전하 공유로 인해 초기화전압(Vint)으로부터 중간전압(Vcs1)까지 점진적으로 상승하고, 이후 중간전압(Vcs1)으로부터 발광전압(Ve)까지 점진적으로 상승할 수 있다.
화소(PXa)의 화소전극 전압(Vp(i))은 제어신호(CS(k))가 인가되는 동안의 구간(tc2)에서 초기화전압(Vint)으로부터 중간전압(Vcs1)까지 제1슬루율로 상승하고, 구간(tc2)에 후속하는 구간에서 중간전압(Vcs1)으로부터 발광전압(Ve)까지 제2슬루율로 상승할 수 있다. 제1슬루율은 제2슬루율보다 클 수 있다.
전술된 실시예들에서 제어신호는 화소의 화소전극이 충전을 시작하는 타이밍에 동기되어 인가되고 있으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
도 11은 일 실시예에 따른 게이트신호와 제어신호의 타이밍을 나타낸 도면이다.
제어신호(CS(k))는 제1화소(PXi)의 제2게이트신호(SS(i))와 소정 시간 이격되며 후속하여 인가될 수 있다. 제어신호(CS(k))의 시작 타이밍은 전하공유기간(CSP)의 시작 타이밍부터 소정기간의 범위(tp) 내에서 조절될 수 있다. 제어신호(CS(k))의 시작 타이밍은 i번째 화소행으로 인가되는 제2게이트신호(SS(i))의 종료 타이밍부터 소정기간의 범위(tp) 내에서 조절될 수 있다. 제어신호(CS(k))의 종료 타이밍은 j번째 화소행으로 인가되는 제2게이트신호(SS(j)), 예를 들어, i+2번째 제2게이트신호(SS(i+2))의 시작 타이밍일 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 제어신호(CS(k))의 시작 타이밍은 i번째 화소행으로 인가되는 제2게이트신호(SS(i))가 로우레벨로 천이하는 타이밍부터 소정기간의 범위(tp) 내에서 충전 슬루율에 따라 소정 시간 지연될 수 있다. 이 경우 제어신호(CS(k))의 온 전압 기간은 전하공유기간(CSP)보다 짧을 수 있다.
전술된 실시예들에 따른 표시장치(10A)는 하나의 게이트구동부를 구비하고 있으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시장치는 복수의 게이트구동부들을 구비할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 13은 도 12에 도시된 전하공유회로의 동작을 설명하기 위한 신호들을 나타낸 도면이다. 도 14는 일 실시예에 따른 화소부의 일부를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 15는 일 실시예에 따른 게이트신호와 제어신호의 타이밍을 나타낸 도면이다.
이하, 전술된 실시예들과의 차이점을 중심으로 설명하고, 중복하는 내용의 상세한 설명은 생략한다. 설명의 편의상 타 화소행의 화소의 화소전극으로부터 전류를 공급받는 화소를 제1화소라 하고, 타 화소행의 화소의 화소전극으로 전류를 공급하는 화소를 제2화소라 한다.
도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시장치(10B)는 화소부(110), 제1게이트구동부(130A), 제2게이트구동부(130B), 전하공유구동부(150), 데이터구동부(170) 및 제어부(190)를 포함할 수 있다. 화소부(110)에는 도 3에 도시된 화소(PX)가 복수로 배열될 수 있다. 화소부(110)에는 복수의 화소(PX)들에 연결된 복수의 제1게이트선(SCL)들 및 복수의 제2게이트선(SSL)들이 배열될 수 있다.
제1게이트구동부(130A)와 제2게이트구동부(130B)는 화소부(110)의 좌측 및 우측에 각각 구비될 수 있다.
제1게이트구동부(130A)는 복수의 게이트선들에 연결되고, 게이트선들로 제1게이트신호(SC)와 제2게이트신호(SS)를 순차 공급할 수 있다. 제2게이트구동부(130B)는 복수의 게이트선들에 연결되고, 게이트선들로 제1게이트신호(SC)와 제2게이트신호(SS)를 순차 공급할 수 있다. 제1게이트구동부(130A)와 제2게이트구동부(130B)가 동시에 동일 타이밍으로 게이트선들로 제1게이트신호(SC)와 제2게이트신호(SS)를 순차 공급할 수 있다. 이에 따라 대형 표시장치에서 게이트구동부로부터의 거리 증가에 따른 게이트신호의 전압강하를 방지하여 게이트 신호의 로드 편차에 의한 화질 저하를 최소화(방지)할 수 있다. 화소부(110)의 동일 행으로 인가되는 제1게이트신호(SC)와 제2게이트신호(SS)의 온 전압 기간의 타이밍은 동일할 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 제1게이트구동부(130A)와 제2게이트구동부(130B)는 제1게이트신호들(SC(i), SC(i+1), SC(i+2), SC(i+3), SC(i+4), ...)과 제2게이트신호들(SS(i), SS(i+1), SS(i+2), SS(i+3), SS(i+4), ...)을 순차 출력할 수 있다. 제1게이트신호들(SC(i), SC(i+1), SC(i+2), SC(i+3), SC(i+4), ...)은 1수평주기의 n배(n은 2 이상의 자연수)의 펄스 폭(온 전압 기간)을 갖고, 인접하는 제1게이트신호들은 서로 1수평주기의 n-1배 만큼씩 중첩될 수 있다. 제2게이트신호들(SS(i), SS(i+1), SS(i+2), SS(i+3), SS(i+4), ...)은 1수평주기의 n배(n은 2 이상의 자연수)의 펄스 폭(온 전압 기간)을 갖고, 인접하는 제2게이트신호들은 서로 1수평주기의 n-1배 만큼씩 중첩될 수 있다. 예를 들어, 제1게이트신호들(SC(i), SC(i+1), SC(i+2), SC(i+3), SC(i+4), ...)은 2수평주기(2H)의 펄스 폭(온 전압 기간)을 갖고, 인접하는 제1게이트신호들은 서로 1수평주기(1H) 만큼씩 중첩될 수 있다. 제2게이트신호들(SS(i), SS(i+1), SS(i+2), SS(i+3), SS(i+4), ...)은 2수평주기(2H)의 펄스 폭(온 전압 기간)을 갖고, 인접하는 제2게이트신호들은 서로 1수평주기(1H) 만큼씩 중첩될 수 있다. 이에 따라 표시장치의 구동시 짧은 스캔 타임에 의한 비정상 게이트신호 발생을 방지하고 화질 저하를 방지(최소화)할 수 있다.
전하공유구동부(150)는 화소부(110)의 좌측 또는 우측에 구비될 수 있다. 전하공유구동부(150)는 복수의 제어선(CL)들에 연결되어 제어선(CL)들로 제어신호(CS)를 순차적으로 공급할 수 있다. 제어선(CL)들은 화소부(110)의 전하공유회로(CSC)들에 연결될 수 있다. 제어선(CL)은 제어트랜지스터(Tcs)의 게이트에 연결되고, 제어신호(CS)에 의해 전하공유회로(CSC)에 연결된 서로 다른 행들의 제1화소의 화소전극과 제2화소의 화소전극을 연결할 수 있다.
일 실시예에서, 전하공유회로(CSC)가 연결하는 한 쌍의 화소행들은 3개의 화소행들만큼 이격될 수 있다. 한 쌍의 화소행들은 3개의 화소행들만큼 이격된 한 쌍의 홀수행과 짝수행일 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1게이트구동부(130A)와 제2게이트구동부(130B)에 연결된 i번째 제1게이트선(SCLi) 및 제2게이트선(SSLi)에 연결된 화소(PX)와 j번째 제1게이트선(SCLj) 및 제2게이트선(SSLj)에 연결된 화소(PX)가 전하공유회로(CSC)에 연결될 수 있다. 여기서, j는 도 13에 도시된 바와 같이, i+3일 수 있다. 도 12는 m번째 화소열의 데이터선(DLm)에 연결된 화소(PX)를 예시적으로 도시하고 있다.
전하공유구동부(150)로부터 출력되는 제어신호(CS)는 한 쌍의 화소행들로 인가되는 제2게이트신호들 사이에 인가될 수 있다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 전하공유구동부(150)는 i번째 제2게이트신호(SS(i))와 i+3번째 제2게이트신호(SS(i+3)) 사이의 전하공유기간(CSP)에 제어신호(CS(k))를 인가하고, i+1번째 제2게이트신호(SS(i+1))와 i+4번째 제2게이트신호(SS(i+4)) 사이에 제어신호(CS(k+1))를 인가할 수 있다. 복수의 제어신호들(..., CS(k), CS(k+1), CS(k+2), ...)은 상호 중첩하지 않고 순차적으로 전하공유구동부(150)로부터 출력될 수 있다.
도 14를 참조하면, 전하공유회로(CSC)는 각 열마다 한 쌍의 홀수행과 짝수행 사이에 구비되고, 전하공유회로(CSC) 내의 제어트랜지스터(Tcs)의 게이트는 제어선(CL)으로 인가되는 제어신호(CS)에 응답하여 전하공유회로(CSC)에 연결된 한 쌍의 화소들의 화소전극들을 연결할 수 있다. 제어선(CL)은 제1게이트선(SCL) 및 제2게이트선(SSL)과 별개의 게이트 제어선일 수 있다.
예를 들어, 제1제어선(CL1)에 게이트가 연결된 제어트랜지스터(Tcs)는 제1제어선(CL1)으로 제어신호가 인가될 때 제1화소행의 화소(PX)의 화소전극과 제4화소행의 화소(PX)의 화소전극을 연결할 수 있다. 제2제어선(CL2)에 게이트가 연결된 제어트랜지스터(Tcs)는 제2제어선(CL2)으로 제어신호가 인가될 때 제2화소행의 화소(PX)의 화소전극과 제5화소행의 화소(PX)의 화소전극을 연결할 수 있다. 제3제어선(CL3)에 게이트가 연결된 제어트랜지스터(Tcs)는 제3제어선(CL3)으로 제어신호가 인가될 때 제3화소행의 화소(PX)의 화소전극과 제6화소행의 화소(PX)의 화소전극을 연결할 수 있다.
제어신호는 제1제어선(CL1)부터 마지막 제어선까지 순차적으로 공급될 수 있다. 제어신호(CS)는 제1화소의 화소전극이 충전을 시작하는 타이밍부터 제2화소의 화소전극이 방전을 시작하기 전의 타이밍까지의 기간 내에서 소정 시간 동안 인가될 수 있다. 일 실시예에서, 도 13에 도시된 바와 같이, 제어신호(CS)의 시작 타이밍은 제1화소로 인가되는 제2게이트신호(SS)의 종료 타이밍부터 제2화소로 인가되는 제2게이트신호(SS)의 시작 타이밍까지의 기간 동안 인가될 수 있다. 다른 실시예에서, 도 15에 도시된 바와 같이, 제어신호(CS)의 시작 타이밍은 전하공유기간(CSP)의 시작 타이밍부터 소정기간의 범위(tp) 내에서 조절될 수 있다. 예를 들어, 제어신호(CS)의 시작 타이밍은 제1화소로 인가되는 제2게이트신호(SS)의 종료 타이밍부터 소정기간의 범위(tp) 내에서 조절될 수 있다. 제어신호(CS(k))의 종료 타이밍은 j번째 화소행으로 인가되는 제2게이트신호(SS(j)), 즉, i+3번째 제2게이트신호(SS(i+3))의 시작 타이밍일 수 있다. 제어신호(CS(k))의 시작 타이밍은 i번째 화소행으로 인가되는 제2게이트신호(SS(i))의 종료 타이밍부터 소정기간의 범위(tp) 내에서 충전 슬루율에 따라 소정 시간 지연될 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 17은 도 16에 도시된 게이트신호와 제어신호의 타이밍을 나타낸 도면이다. 도 18은 일 실시예에 따른 화소부의 일부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 표시장치(10C)는 전하공유구동부(150)가 생략되고, 도 18에 도시된 바와 같이, 복수의 제어선(CL)들은 제1게이트구동부(130A) 및 제2게이트구동부(130B)에 연결된 제2게이트선(SSL)들일 수 있다.
전하공유회로(CSC)가 연결하는 한 쌍의 화소행들의 한 쌍의 화소들은 3개의 화소행들만큼 이격될 수 있다. 한 쌍의 화소행들은 3개의 화소행들만큼 이격된 한 쌍의 홀수행과 짝수행일 수 있다.
예를 들어, 제1화소행과 제4화소행 사이의 전하공유회로(CSC)는 제3화소행의 제2게이트선(SSL3)에 게이트가 연결된 제어트랜지스터(Tcs)를 구비하고, 제어트랜지스터(Tcs)는 제2게이트신호를 제어신호로서 인가받아 턴온되어 제1화소행의 화소(PX)의 화소전극과 제4화소행의 화소(PX)의 화소전극을 연결할 수 있다. 제2화소행과 제5화소행 사이의 전하공유회로(CSC)는 제4화소행의 제2게이트선(SSL4)에 게이트가 연결된 제어트랜지스터(Tcs)를 구비하고, 제어트랜지스터(Tcs)는 제2게이트신호를 제어신호로서 인가받아 턴온되어 제2화소행의 화소(PX)의 화소전극과 제5화소행의 화소(PX)의 화소전극을 연결할 수 있다. 제3화소행과 제6화소행 사이의 전하공유회로(CSC)는 제5화소행의 제2게이트선(SSL5)에 게이트가 연결된 제어트랜지스터(Tcs)를 구비하고, 제어트랜지스터(Tcs)는 제2게이트신호를 제어신호로서 인가받아 턴온되어 제3화소행의 화소(PX)의 화소전극과 제6화소행의 화소(PX)의 화소전극을 연결할 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 제어신호(CS(k))는 i번째 제2게이트신호(SS(i))와 i+3번째 제2게이트신호(SS(i+3)) 사이의 i+2번째 제2게이트신호(SS(i+2))일 수 있다. 제어신호(CS(k+1))는 i+1번째 제2게이트신호(SS(i+1))와 i+4번째 제2게이트신호(SS(i+4)) 사이의 i+3번째 제2게이트신호(SS(i+3))일 수 있다. 인접하는 제어신호들(..., CS(k), CS(k+1), CS(k+2), ...)은 일부 상호 중첩할 수 있다.
제어신호(CS)는 제1화소의 제2게이트신호(SS)와 중첩하지 않고, 제2화소의 제2게이트신호(SS)와 일부 중첩할 수 있다. 제어신호(CS)가 제2화소의 제2게이트신호(SS)와 중첩하는 구간에서, 제2화소의 화소전극은 방전되므로, 제1화소의 화소전극 전압이 제2화소의 화소전극 전압보다 높을 수 있고, 따라서 제어다이오드(Dcs)는 역방향 바이어스되어, 제2화소(PXj)의 화소전극으로부터 제1화소(PXi)의 화소전극으로의 전류 흐름이 차단될 수 있다. 여기서, 제1화소는 타 화소행의 화소의 화소전극으로부터 전류를 공급받는 화소이고, 제2화소는 타 화소행의 화소의 화소전극으로 전류를 공급하는 화소를 의미할 수 있다.도 12 내지 도 18에 도시된 실시예들에서 화소들 간의 전하공유에 따른 화소전극의 전압 변화는 도 8 내지 도 10을 참조로 설명된 바와 동일하므로 생략한다.
도 19는 일 실시예에 따른 화소를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 19를 참조하면, 화소(PX)는 게이트선(GL) 및 데이터선(DL)에 연결된 화소회로(PC) 및 화소회로(PC)와 연결된 표시요소로서 유기발광다이오드(OLED)를 포함할 수 있다. 화소회로(PC)는 구동부(DRC) 및 초기화부(AIC)를 포함할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 화소전극(제1전극, 애노드) 및 대향전극(제2전극, 캐소드)을 포함하고, 대향전극은 제2전원전압(ELVSS)을 인가받을 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 구동부(DRC)로부터 구동전류를 전달받아 발광함으로써 영상을 표시할 수 있다.
구동부(DRC)는 제1전원전압선(PL)에 연결되고, 게이트선(GL)으로부터 공급되는 게이트신호(SCAN)에 의해 활성화되어 데이터선(DL)으로부터 공급되는 데이터신호(DATA)에 대응하는 구동전류를 생성하여 출력할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 구동부(DRC)로부터 전달된 구동전류에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다. 구동부(DRC)는 복수의 트랜지스터들 및 커패시터를 포함할 수 있다. 초기화부(AIC)는 유기발광다이오드(OLED)와 초기화선(VL)에 연결될 수 있다. 초기화부(AIC)는 초기화선(VL)으로부터의 초기화전압(Vint)을 유기발광다이오드(OLED)로 전달하여 유기발광다이오드(OLED)를 초기화할 수 있다.
일 실시예에서, 구동부(DRC)는 도 3에 도시된 제1트랜지스터(T1), 제2트랜지스터(T2) 및 커패시터(Cst)를 포함하고, 초기화부(AIC)는 도 3에 도시된 제3트랜지스터(T3)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않고, 구동부(DRC) 및 초기화부(AIC)의 구체적인 회로 소자의 구성과 구조는 다양할 수 있다.
도 20은 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 21은 도 20의 표시영역의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 표시장치는 표시패널(100)을 포함할 수 있다. 표시패널(100) 상부에는 표시패널(100)을 보호하는 커버 윈도우(미도시)가 더 배치될 수 있다. 표시패널(100)은 영상을 표시하는 표시영역(DA)과 표시영역을 둘러싸는 표시영역 외곽의 비표시영역(NA)을 포함할 수 있다.
표시패널(100)은 기판(111), 기판(111) 상의 표시층(DSP), 표시층(DSP) 상의 봉지층(113)을 포함할 수 있다. 표시층(DSP) 내에는 버퍼층(112) 및 적어도 하나의 절연층이 배치될 수 있다. 표시층(DSP)은 박막트랜지스터(TFT)를 포함하는 화소회로 및 표시요소인 유기발광다이오드(120)를 포함할 수 있다. 유기발광다이오드(120)는 화소전극(121), 대향전극(123), 그 사이에 구비된 발광층(122)을 포함할 수 있고, 화소전극(121)은 박막트랜지스터(TFT)를 포함하는 화소회로와 전기적으로 연결될 수 있다.
기판의 표시영역(DA)에 화소부(110, 도 1)가 배치되고, 비표시영역(NDA)에 게이트구동부(130), 전하공유구동부(150) 등의 구동 회로들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 게이트구동부(130)의 일부 또는 전부는 GIP(Gate In Panel) 방식으로 기판의 표시영역에 화소회로를 구성하는 트랜지스터를 형성하는 공정 중에 기판의 비표시영역에 직접 형성될 수 있다.
데이터구동부(170) 및 제어부(190)는 기판의 일 측에 배치된 패드와 전기적으로 접속된 FPCB(flexible Printed circuit board) 상에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 데이터구동부(170) 및 제어부(190)는 COG(Chip On Glass) 또는 COP(Chip On Plastic) 방식으로 기판 상에 직접 배치될 수 있다.
표시층(DISL)은 봉지층(113)에 의해 커버될 수 있다. 봉지층(113)은 박막봉지층 또는 밀봉기판일 수 있다. 박막봉지층은 적어도 하나의 무기봉지층 및 적어도 하나의 유기봉지층을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 박막봉지층은 제1무기봉지층, 유기봉지층 및 제2무기봉지층의 적층 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시장치는, 화소에서 필수 불가결로 버려지는 전류를 타 화소행의 화소의 화소전극 충전에 활용함으로써 소비전력을 감소시켜 에너지 저감 정책에 부응할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치는, 화소의 화소전극으로 인가되는 초기화전압의 조기 안정화와 슬루율을 향상시킴으로써 영상 화질을 개선할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치로서, 유기발광표시장치를 예로 하여 설명하였지만, 본 발명의 표시장치는 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예로서, 본 발명의 표시장치는 무기발광표시장치(Inorganic Light Emitting Display 또는 무기EL표시장치), 퀀텀닷발광표시장치(Quantum dot Light Emitting Display)와 같은 표시장치일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시장치는 스마트폰, 휴대폰, 스마트 워치, 내비게이션 장치, 게임기, TV, 차량용 헤드 유닛, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿(Tablet) 컴퓨터, PMP(Personal Media Player), PDA(Personal Digital Assistants) 등의 전자장치로 구현될 수 있다. 또한, 전자장치는 플렉서블 장치일 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 표시장치
100: 표시패널
110: 화소부
130: 게이트구동부
150: 전하공유구동부
170: 데이터구동부
190: 제어부

Claims (20)

  1. 제1발광다이오드의 화소전극과 초기화선 사이에 연결된 제1초기화트랜지스터를 포함하고 제1화소행에 배치된 제1화소;
    제2발광다이오드의 화소전극과 상기 초기화선 사이에 연결된 제2초기화트랜지스터를 포함하고, 제2화소행에 배치된 제2화소;
    상기 제1발광다이오드의 화소전극과 상기 제2발광다이오드의 화소전극 사이에 연결된 제어트랜지스터를 포함하는 전하공유회로;
    상기 제1화소행에 배치되고, 상기 제1초기화트랜지스터의 게이트에 연결된 제1게이트선;
    상기 제2화소행에 배치되고, 상기 제2초기화트랜지스터의 게이트에 연결된 제2게이트선; 및
    상기 제어트랜지스터의 게이트에 연결된 제어선;을 포함하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전하공유회로는 상기 제어트랜지스터와 상기 제1발광다이오드의 화소전극 사이에 연결된 제어다이오드;를 더 포함하는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어선으로 인가되는 제어신호는 상기 제1게이트선으로 인가되는 게이트신호보다 늦고, 상기 제2게이트선으로 인가되는 게이트신호보다 앞서고,
    상기 제1발광다이오드의 화소전극 전압은, 상기 제어신호가 인가되는 동안의 제1구간에서 상기 초기화선으로부터 인가되는 초기화전압으로부터 제1중간전압까지 제1슬루율로 상승하고, 상기 제1구간에 후속하는 제2구간에서 상기 제1중간전압으로부터 발광전압까지 제2슬루율로 상승하는, 표시장치,
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어선으로 인가되는 제어신호는 상기 제1게이트선으로 인가되는 게이트신호보다 늦고, 상기 제2게이트선으로 인가되는 게이트신호보다 앞서고, 상기 제2발광다이오드의 화소전극 전압은, 상기 제어신호가 인가되는 동안의 일 구간에서 발광전압으로부터 제2중간전압까지 제3슬루율로 하강하고, 상기 제2게이트선으로 게이트신호가 인가되는 동안의 일 구간에서 상기 제2중간전압으로부터 상기 초기화선으로부터 인가되는 초기화전압까지 제4슬루율로 하강하는, 표시장치,
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2화소행은 상기 제1화소행과 2개 화소행만큼 이격되고,
    상기 제2게이트선으로 인가되는 게이트신호는 상기 제1게이트선으로 인가되는 게이트신호와 소정 시간 이격되며 후속하고,
    상기 제어선으로 인가되는 제어신호는 상기 제1게이트선으로 인가되는 게이트신호와 제2게이트선으로 인가되는 게이트신호의 사이에 위치하는, 표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어신호는 상기 제1게이트선으로 인가되는 게이트신호와 소정 시간 이격되며 후속하는, 표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    제3발광다이오드의 화소전극과 상기 초기화선 사이에 연결된 제3초기화트랜지스터를 포함하고, 상기 제1화소행과 상기 제2화소행 사이의 제3화소행에 배치된 제3화소;를 더 포함하고,
    상기 제3화소행은 상기 제1화소행과 상기 제2화소행에 각각 1개 화소행만큼 이격되고,
    상기 제어선은 상기 제3초기화트랜지스터의 게이트에 연결된 제3게이트선인, 표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2화소행은 상기 제1화소행과 3개 화소행만큼 이격되고,
    상기 제2게이트선으로 인가되는 게이트신호는 상기 제1게이트선으로 인가되는 게이트신호와 소정 시간 이격되며 후속하고,
    상기 제어선으로 인가되는 제어신호는 상기 제1게이트선으로 인가되는 게이트신호와 제2게이트선으로 인가되는 게이트신호의 사이에 위치하는, 표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어신호는 상기 제1게이트선으로 인가되는 게이트신호와 소정 시간 이격되며 후속하는, 표시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    제3발광다이오드의 화소전극과 상기 초기화선 사이에 연결된 제3초기화트랜지스터를 포함하고, 상기 제1화소행과 상기 제2화소행 사이의 제3화소행에 배치된 제3화소;를 더 포함하고,
    상기 제3화소행은 상기 제1화소행과 2개 화소행만큼 이격되고, 상기 제2화소행과 1개 화소행만큼 이격되고,
    상기 제어선은 상기 제3초기화트랜지스터의 게이트에 연결된 제3게이트선인, 표시장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제3게이트선으로 인가되는 게이트신호는 상기 제1게이트선으로 인가되는 게이트신호에 후속하고, 상기 제2게이트선으로 인가되는 게이트신호와 일부 중첩하는, 표시장치.
  12. 복수의 화소들을 포함하는 화소부; 및
    상기 화소들로 게이트신호를 인가하는 게이트구동부;를 포함하고,
    상기 화소부는,
    제1발광다이오드 및 상기 제1발광다이오드의 화소전극과 초기화선 사이에 연결되고, 제1게이트신호에 의해 제어되는 제1초기화트랜지스터를 포함하고, 제1화소행에 배치된 제1화소;
    제2발광다이오드 및 상기 제2발광다이오드의 화소전극과 상기 초기화선 사이에 연결되고, 상기 제1게이트신호와 소정 시간 이격되며 후속하는 제2게이트신호에 의해 제어되는 제2초기화트랜지스터를 포함하고, 제2화소행에 배치된 제2화소; 및
    상기 제1발광다이오드의 화소전극과 상기 제2발광다이오드의 화소전극 사이에 연결되고, 상기 제1게이트신호와 상기 제2게이트신호 사이에 인가되는 제어신호에 의해 제어되는 제어트랜지스터를 포함하는 전하공유회로;를 포함하는 표시장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전하공유회로는 상기 제2발광다이오드의 화소전극으로부터 상기 제1발광다이오드의 화소전극으로 순방향 바이어스되는 제어다이오드;를 더 포함하는 표시장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1발광다이오드의 화소전극 전압은, 상기 제어신호가 인가되는 동안의 제1구간에서 상기 초기화선으로부터 인가되는 초기화전압으로부터 제1중간전압까지 제1슬루율로 상승하고, 상기 제1구간에 후속하는 제2구간에서 상기 제1중간전압으로부터 발광전압까지 제2슬루율로 상승하는, 표시장치,
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제2발광다이오드의 화소전극 전압은, 상기 제어신호가 인가되는 동안의 일 구간에서 발광전압으로부터 제2중간전압까지 제3슬루율로 하강하고, 상기 제2초기화트랜지스터의 게이트로 게이트신호가 인가되는 동안의 일 구간에서 상기 제2중간전압으로부터 상기 초기화선으로부터 인가되는 초기화전압까지 제4슬루율로 하강하는, 표시장치,
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제어신호는 상기 제1게이트신호와 소정 시간 이격되며 후속하는, 표시장치.
  17. 제12항에 있어서,
    제3발광다이오드 및 상기 제3발광다이오드의 화소전극과 상기 초기화선 사이에 연결된 제3초기화트랜지스터를 포함하고, 제3화소행에 배치된 제3화소;를 더 포함하고,
    상기 제2화소행은 상기 제1화소행과 2개 화소행만큼 이격되고,
    상기 제3화소행은 상기 제1화소행과 상기 제2화소행에 각각 1개 화소행만큼 이격되고,
    상기 제어신호는 상기 제3초기화트랜지스터의 게이트에 연결된 게이트선으로 인가되는 게이트신호인, 표시장치.
  18. 제12항에 있어서,
    제3발광다이오드 및 상기 제3발광다이오드의 화소전극과 상기 초기화선 사이에 연결된 제3초기화트랜지스터를 포함하고, 제3화소행에 배치된 제3화소;를 더 포함하고,
    상기 제2화소행은 상기 제1화소행과 3개 화소행만큼 이격되고,
    상기 제3화소행은 상기 제1화소행과 2개 화소행만큼 이격되고, 상기 제2화소행과 1개 화소행만큼 이격되고,
    상기 제어신호는 상기 제3초기화트랜지스터의 게이트에 연결된 게이트선으로 인가되는 제3게이트신호인, 표시장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제3게이트신호는 상기 제1게이트신호에 후속하고, 상기 제2게이트신호와 일부 중첩하는, 표시장치.
  20. 제12항에 있어서, 상기 게이트구동부는,
    상기 화소부의 좌측에 배치된 제1게이트구동부와 상기 화소부의 우측에 배치된 제2게이트구동부를 포함하고,
    상기 제1화소행과 상기 제2화소행은 3개 화소행만큼 이격된 한 쌍의 홀수행과 짝수행인, 표시장치.
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