KR20120043301A - 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents
유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법Info
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Abstract
본 발명은 3D(3-dimension) 동시발광 구동시 구동전압을 정확하게 센싱할 수 있는 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로, 화소 구동부가 제 1 노드의 전압을 제 1 구동전압으로 초기화하고, 구동 스위칭 소자의 게이트 전극과 연결된 제 2 노드의 전압을 제 2 구동전압으로 초기화하는 제 1 단계; 상기 제 1 노드의 전압을 상기 제 1 구동전압에서 데이터 전압으로 변화시키켜, 상기 제 2 노드의 전압을 부극성의 전압으로 바꾸는 제 2 단계; 상기 구동 스위칭 소자의 드레인 전극과 상기 제 2 노드를 서로 연결하여, 상기 구동 스위칭 소자의 문턱전압을 센싱하는 제 3 단계; 및 상기 제 1 노드의 전압을 상기 데이터 전압에서 상기 제 1 구동전압으로 변화시켜, 상기 제 2 노드의 전압을 상기 제 1 구동전압이 보상된 전압으로 바꾸고, 상기 제 1 구동전압이 보상된 제 2 노드의 전압에 따라 유기발광다이오드를 발광시키는 제 4 단계로 나뉘어 구동되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 3D(3-dimension) 동시발광 구동시 구동전압을 정확하게 센싱할 수 있는 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode; 이하 OLED) 표시장치는 다수의 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 화상을 표시하게 된다. 여기서, 각 화소는 OLED와, OLED에 흐르는 전류량을 조절해 각 화소의 휘도를 조절하는 구동 스위칭 소자를 포함한다.
각 화소의 휘도는 데이터 전압과, 구동 스위칭 소자의 게이트 전극과 소스 전극 사이의 차전압(Vgs)과, 구동 스위칭 소자의 문턱전압에 영향을 받는다.
그런데, 휘도에 영향을 미치는 구동 스위칭 소자의 문턱전압이 각 화소별로 달라 동일한 데이터 전압이 인가되어도 휘도가 달라지는 문제가 있었다. 또한, 표시장치의 크기가 대형화되고, 고해상도로 변하는 추세에 따라 전원 공급라인에 흐르는 전류량이 증가하게 되었다. 이 경우, 전원 공급라인의 저항에 의해 전압강하가 발생되고, 각 화소별로 공급되는 구동전압이 달라져 휘도가 달라지는 문제가 있었다.
이에 따라, 구동 스위칭 소자의 문턱전압(Vth)과, 구동전압을 센싱하여 이를 보상하는 기술이 소개되었다.
한편, 실감 있고 입체적으로 영상을 즐기기 위해 3차원 영상을 표현하는 3D 구동 기술이 소개되었다. 종래의 OLED 표시장치는 3D 구동시, 휘도 효율을 향상시키기 위해 동시발광 기술이 적용되고 있다. 3D 동시발광 기술은 1 프레임을 비발광 기간과, 동시발광 기간으로 나뉘어 구동하는 기술이다.
구체적으로, 비발광 기간은 OLED가 발광하기 전에 각 화소에 데이터 전압을 공급하고, 구동 스위칭 소자의 문턱접압과, 구동전압을 센싱하는 기간이다. 그리고 동시발광 기간은 각 화소에 공급된 데이터 전압에 따라 모든 화소가 동시에 발광하는 기간이다. 그런데, 비발광 기간에 센싱된 구동전압은 OLED가 발광할 때, 즉 동시발광 기간의 구동전압과 달라 구동전압의 보상이 정확히 되지 않는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 3D 동시발광 구동시 구동전압을 정확하게 센싱할 수 있는 유기발광다이오드 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 스캔 신호에 응답하여 데이터 전압을 제 1 노드에 공급하는 제 1 스위칭 소자; 제 1 발광 신호에 응답하여 제 1 구동전압을 상기 제 1 노드에 공급하는 제 2 스위칭 소자; 제 2 노드의 전위에 따라 유기발광다이오드로 공급되는 전류량을 제어하는 구동 스위칭 소자; 제 1 센싱 신호에 응답하여 기준전압을 상기 구동 스위칭 소자의 소스 전극에 공급하는 제 3 스위칭 소자; 리셋 신호에 응답하여 제 2 구동전압을 상기 제 2 노드에 공급하는 제 4 스위칭 소자; 제 2 센싱 신호에 응답하여 상기 구동 스위칭 소자의 드레인 전극과 상기 제 2 노드를 서로 연결하는 제 5 스위칭 소자; 상기 제 1 발광 신호에 응답하여 상기 구동 스위칭 소자의 소스 전극에 상기 제 1 구동전압을 공급하는 제 6 스위칭 소자; 제 2 발광 신호에 응답하여 상기 구동 스위칭 소자의 드레인 전극과 상기 유기발광다이오드의 애노드 전극을 서로 연결하는 제 7 스위칭 소자; 상기 제 1 노드와 상기 제 1 구동전압 공급라인 사이에 연결되는 제 1 커패시터; 및 상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드 사이에 연결되는 제 2 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 구동전압은 상기 제 2 구동전압보다 상대적으로 높은 전위를 갖고, 상기 기준전압은 상기 제 1 구동전압과 상기 제 2 구동전압 사이의 전위를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 내지 제 7 스위칭 소자와 상기 구동 스위칭 소자는 N 타입 또는 P 타입으로 구성될 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법은 화소 구동부가 제 1 노드의 전압을 제 1 구동전압으로, 구동 스위칭 소자의 게이트 전극과 연결된 제 2 노드의 전압을 제 2 구동전압으로 초기화하는 제 1 단계; 상기 제 1 노드의 전압을 상기 제 1 구동전압에서 데이터 전압으로 변화시키켜, 상기 제 2 노드의 전압을 부극성의 전압으로 바꾸는 제 2 단계; 상기 구동 스위칭 소자의 드레인 전극과 상기 제 2 노드를 서로 연결하여, 상기 구동 스위칭 소자의 문턱전압을 센싱하는 제 3 단계; 및 상기 제 1 노드의 전압을 상기 데이터 전압에서 상기 제 1 구동전압으로 변화시켜, 상기 제 2 노드의 전압을 상기 제 1 구동전압이 보상된 전압으로 바꾸고, 상기 제 1 구동전압이 보상된 제 2 노드의 전압에 따라 유기발광다이오드를 발광시키는 제 4 단계로 나뉘어 구동되는 것을 특징으로 한다.
상기 화소구동부는 스캔 신호에 응답하여 상기 데이터 전압을 상기 제 1 노드에 공급하는 제 1 스위칭 소자; 제 1 발광 신호에 응답하여 상기 제 1 구동전압을 상기 제 1 노드에 공급하는 제 2 스위칭 소자; 제 1 센싱 신호에 응답하여 기준전압을 상기 구동 스위칭 소자의 소스 전극에 공급하는 제 3 스위칭 소자; 리셋 신호에 응답하여 상기 제 2 구동전압을 상기 제 2 노드에 공급하는 제 4 스위칭 소자; 제 2 센싱 신호에 응답하여 상기 구동 스위칭 소자의 드레인 전극과 상기 제 2 노드를 서로 연결하는 제 5 스위칭 소자; 상기 제 1 발광 신호에 응답하여 상기 구동 스위칭 소자의 소스 전극에 상기 제 1 구동전압을 공급하는 제 6 스위칭 소자; 제 2 발광 신호에 응답하여 상기 구동 스위칭 소자의 드레인 전극과 상기 유기발광다이오드의 애노드 전극을 서로 연결하는 제 7 스위칭 소자; 상기 제 1 노드와 상기 제 1 구동전압 공급라인 사이에 연결되는 제 1 커패시터; 및 상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드 사이에 연결되는 제 2 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 단계는 상기 화소 구동부에 상기 제 1 발광 신호, 상기 리셋 신호가 로우 논리 상태로 공급되고, 상기 스캔 신호, 상기 제 1 및 제 2 센싱 신호, 상기 제 2 발광 신호가 하이 논리 상태로 공급되어, 상기 제 2, 제 4, 제 6 스위칭 소자가 턴-온 되고, 상기 제 1, 제 3, 제 5, 제 7 스위칭 소자가 턴-오프 되는 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 단계는 상기 화소 구동부에 상기 스캔 신호 및 상기 제 1 센싱 신호가 로우 논리 상태로 공급되고, 상기 제 1 및 제 2 발광 신호, 상기 리셋 신호, 상기 제 2 센싱 신호가 하이 논리 상태로 공급되어, 상기 제 1, 제 3 스위칭 소자가 턴-온 되고, 상기 제 2, 제 4, 제 5, 제 6, 제 7 스위칭 소자가 턴-오프 되는 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 단계는 프로그래밍 단계와 샘플링 단계를 포함하며, 상기 프로그래밍 단계는 상기 화소 구동부에 상기 스캔 신호, 상기 제 1 및 제 2 센싱 신호가 로우 논리 상태로 공급되고, 상기 제 1 및 제 2 발광 신호, 상기 리셋 신호가 하이 논리 상태로 공급되어, 상기 제 1, 제 3, 제 5 스위칭 소자가 턴-온 되고, 상기 제 2, 제 4, 제 6, 제 7 스위칭 소자가 턴-오프 되는 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 샘플링 단계는 상기 화소 구동부에 상기 제 1 및 제 2 센싱 신호 로우 논리 상태로 공급되고, 상기 제 1 및 제 2 발광 신호, 상기 스캔 신호, 상기 리셋 신호가 하이 논리 상태로 공급되어, 상기 제 3, 제 5 스위칭 소자가 턴-온 되고, 상기 제 1, 제 2, 제 4, 제 6, 제 7 스위칭 소자가 턴-오프 되는 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 제 4 단계는 상기 화소 구동부에 상기 제 1 및 제 2 발광 신호가 로우 논리 상태로 공급되고, 상기 스캔 신호, 상기 제 1 및 제 2 센싱 신호, 상기 리셋 신호가 하이 논리 상태로 공급되어, 상기 제 2, 제 6, 제 7 스위칭 소자가 턴-온 되고, 상기 제 1, 제 3, 제 4, 제 5 스위칭 소자가 턴-오프 되는 단계인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 3D(3-dimension) 동시발광 구동시 발광 기간(⑤)에 제 1 구동전압(VDD)이 변하더라도 제 2 커패시터(C2)의 커플링 현상에 의해 구동 TFT(DT)의 게이트 전압이 같이 변하므로, 제 1 구동전압(VDD)의 변화가 실시간으로 보상된다.
또한, 프로그래밍 및 샘플링 기간(③, ④)에 걸쳐서 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 센싱한다. 따라서, 고속 구동시에도 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 정확하게 센싱할 수 있는 시간이 확보되어, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 보다 정확하게 센싱할 수 있다.
또한, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 센싱하기 전에 구동 TFT(DT)의 게이트 전압을 부극성(-)으로 초기화시킴으로써, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth) 센싱이 보다 빠르고 정확해지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 OLED 표시장치의 화소 회로도이다.
도 2는 도 1에 도시된 화소 회로도의 구동 파형도이다.
도 3a 내지 도 3e는 화소 구동부의 구동방법을 단계적으로 설명한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 OLED 표시장치의 화소 회로도이다.
도 5는 본 발명에 따라 실시간으로 보상되는 제 1 구동전압(VDD)을 시뮬레이션한 그래프이다.
도 2는 도 1에 도시된 화소 회로도의 구동 파형도이다.
도 3a 내지 도 3e는 화소 구동부의 구동방법을 단계적으로 설명한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 OLED 표시장치의 화소 회로도이다.
도 5는 본 발명에 따라 실시간으로 보상되는 제 1 구동전압(VDD)을 시뮬레이션한 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode; 이하 OLED) 표시장치 및 그 구동방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 OLED 표시장치의 화소 회로도이다.
도 1에 도시된 화소는 OLED와 OLED를 독립적으로 구동하는 화소 구동부를 포함한다.
구체적으로, 화소 구동부는 제 1 내지 제 7 스위칭 소자(이하, TFT)(T1~T7), 구동 TFT(DT), 및 제 1 및 제 2 커패시터(C1, C2)를 포함한다. 그리고 OLED는 화소 구동부와 제 2 구동전압(VSS) 공급라인 사이에 접속되어 등가적으로는 다이오드로 표현된다.
화소 구동부에는 데이터 전압(Vdata), 기준전압(Vref), 제 1 구동전압(VDD)이 공급되고, 제 1 내지 제 7 TFT(T1~T7)를 제어하는 다수의 제어신호들(EM1, EM2, SCAN, IN, SAM1, SAM2)이 공급된다.
제 1 구동전압(VDD)은 제 2 구동전압(VSS)보다 상대적으로 높은 전위를 갖는다. 그리고 제 2 구동전압(VSS)은 통상적으로 기저전압(Ground)으로 설정된다. 또한, 기준전압(Vref)은 제 1 구동전압(VDD)과 제 2 구동전압(VSS) 사이의 전위를 갖는다.
다수의 제어신호들(EM1, EM2, SCAN, IN, SAM1, SAM2)은 제 1 및 제 2 발광 신호(EM1, EM2), 스캔 신호(SCAN), 리셋 신호(IN), 제 1 및 제 2 센싱 신호(SAM1, SAM2)를 포함하며, 이들에 대한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 제 1 내지 제 7 TFT(T1~T7)와 구동 TFT(DT)는 N 타입 또는 P 타입으로 구성될 수 있는데, 이하에서는 P 타입으로 구성된 예를 설명하기로 한다.
제 1 TFT(T1)는 스캔 신호(SCAN)에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 데이터 전압(Vdata)을 제 1 노드(N1)에 공급한다. 여기서, 제 1 노드(N1)는 제 1 및 제 2 TFT(T1, T2)의 출력단이 공통으로 접속되는 노드이다.
제 2 TFT(T2)는 제 1 발광 신호(EM1)에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 제 1 구동전압(VDD)을 제 1 노드(N1)에 공급한다.
제 3 TFT(T3)는 제 1 센싱 신호(SAM1)에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 기준전압(Vref)을 구동 TFT(DT)의 소스 전극에 공급한다.
제 4 TFT(T4)는 리셋 신호(IN)에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 제 2 구동전압(VSS)을 제 2 노드(N2)에 공급한다. 여기서, 제 2 노드(N2)는 구동 TFT(DT)의 게이트 전극과 접속된 노드이다.
제 5 TFT(T5)는 제 2 센싱 신호(SAM2)에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 구동 TFT(DT)의 드레인 전극과 제 2 노드(N2)를 서로 연결한다.
제 6 TFT(T6)는 제 1 발광 신호(EM1)에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 구동 TFT(DT)의 소스 전극에 제 1 구동전압(VDD)을 공급한다.
제 7 TFT(T7)는 제 2 발광 신호(EM2)에 따라 턴-온 또는 턴-오프되며, 턴-온시 구동 TFT(DT)의 드레인 전극과 OLED의 애노드 전극을 서로 연결한다.
구동 TFT(DT)는제 2 노드(N2)의 전위에 따라 OLED로 공급되는 전류량을 제어함으로써 OLED의 발광량을 조절한다.
제 1 커패시터(C1)는 제 1 노드(N1)와 제 1 구동전압(VDD) 공급라인 사이에 연결된다. 한편, 제 1 커패시터(C1)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 노드(N1)와 제 6 TFT(T6)의 출력단 사이에 연결될 수도 있다.
제 2 커패시터(C2)는 제 1 노드(N1)와 제 2 노드(N2) 사이에 연결된다.
OLED는 화소 구동부에 접속된 애노드 전극, 제 2 구동전압(VSS)이 공급되는 캐소드 전극, 및 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 형성된 유기층으로 구성된다.
이러한, 화소 구동부의 구동방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2는 도 1에 도시된 화소 회로의 구동 파형도이고, 도 3a 내지 도 3e는 화소 구동부의 구동방법을 단계적으로 설명한 회로도이다.
도 2에서 ①은 제 1 초기화 기간을, ②는 제 2 초기화 기간을, ③은 프로그래밍 기간을, ④는 샘플링 기간을, ⑤는 발광 기간을 각각 나타낸다.
화소 구동부는 제 1 발광 신호(EM1) 및 리셋 신호(IN)가 공급되는 제 1 초기화 기간(①); 스캔 신호(SCAN) 및 제 1 센싱 신호(SAM1)가 공급되는 제 2 초기화 기간(②); 스캔 신호(SCAN), 제 1 및 제 2 센싱 신호(SAM1, SAM2)가 공급되는 프로그래밍 기간(③); 제 1 및 제 2 센싱 신호(SAM1, SAM2)가 공급되는 샘플링 기간(④); 및 제 1 및 제 2 발광 신호(EM1, EM2)가 공급되는 발광 기간(⑤)으로 나뉘어 구동된다.
도 2 및 도 3a를 참조하면, 제 1 초기화 기간(①)은 제 1 노드(N1)의 전압을 제 1 구동전압(VDD)으로, 제 2 노드(N2)의 전압을 제 2 구동전압(VSS)으로 초기화하는 기간이다.
구체적으로, 제 1 초기화 기간(①)에는 화소 구동부에 제 1 발광 신호(EM1)와 리셋 신호(IN)가 로우 논리 상태로 공급되고, 스캔 신호(SCAN)와 제 1 및 제 2 센싱 신호(SAM1, SAM2)와 제 2 발광 신호(EM2)가 하이 논리 상태로 공급된다.
이에 따라, 제 2, 제 4, 제 6 TFT(T2, T4, T6)가 턴-온 된다. 그리고 제 1, 제 3, 제 5, 제 7 TFT(T1, T3, T5, T7)가 턴-오프 된다.
그러면, 제 2 TFT(T2)를 통해 제 1 구동전압(VDD)이 제 1 노드(N1)에 공급되고, 제 4 TFT(T4)를 통해 제 2 구동전압(VSS)이 제 2 노드(N2)에 공급된다.
도 2 및 도 3b를 참조하면, 제 2 초기화 기간(②)은 제 1 노드(N1)의 전압을 제 1 구동전압(VDD)에서 데이터 전압(Vdata)으로 변화시켜, 제 2 노드(N2)의 전압을 부극성(-)의 전압으로 바꾸는 기간이다.
구체적으로, 제 2 초기화 기간(②)에는 화소 구동부에 스캔 신호(SCAN)와 제 1 센싱 신호(SAM1)가 로우 논리 상태로 공급되고, 제 1 및 제 2 발광 신호(EM1, EM2)와 리셋 신호(IN)와 제 2 센싱 신호(SAM2)가 하이 논리 상태로 공급된다.
이에 따라, 제 1, 제 3 TFT(T1, T3)가 턴-온 된다. 그리고 제 2, 제 4, 제 5, 제 6, 제 7 TFT(T2, T4, T5, T6, T7)가 턴-오프 된다.
그러면, 제 1 TFT(T1)를 통해 데이터 전압(Vdata)이 제 1 노드(N1)에 공급된다. 이때, 제 1 노드(N1)의 전위가 제 1 구동전압(VDD)에서 데이터 전압(Vdata)으로 낮아지면, 제 2 커패시터(C2)의 커플링 현상에 의해 제 2 노드(N2)의 전위도 기준전압(Vref)보다 낮아진다.
여기서, 기준전압(Vref)은 상대적으로 제 1 구동전압(VDD)보다 제 2 구동전압(VSS)에 근접한 전압이다. 따라서, 제 2 노드(N2)의 전위는 기준전압(Vref)에서 낮아지면서, 최종적으로 부극성(-)의 전압으로 바뀐다. 한편, 제 1 구동전압(VDD)과 데이터 전압(Vdata)과 기준전압(Vref)은 정극성(+)의 전압이다.
이와 같이, 제 2 초기화 기간(②)에 제 2 노드(N2)의 전위가 부극성(-)의 전압으로 바뀌면, 이어지는 프로그래밍 및 샘플링 기간(③, ④)에서 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 센싱하는 동작이 보다 빠르고 정확해진다.
도 2 및 도 3c를 참조하면, 프로그래밍 기간(③)은 구동 TFT(DT)의 게이트 전극과 드레인 전극을 서로 연결하여, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 센싱하는 기간이다.
구체적으로, 프로그래밍 기간(③)에는 화소 구동부에 스캔 신호(SCAN)와 제 1 및 제 2 센싱 신호(SAM1, SAM2)가 로우 논리 상태로 공급되고, 제 1 및 제 2 발광 신호(EM1, EM2)와 리셋 신호(IN)가 하이 논리 상태로 공급된다.
이에 따라, 제 1, 제 3, 제 5 TFT(T1, T3, T5)가 턴-온 된다. 그리고 제 2, 제 4, 제 6, 제 7 TFT(T2, T4, T6, T7)가 턴-오프 된다.
그러면, 제 1 노드(N1)의 전위는 데이터 전압(Vdata)으로 유지된다. 그리고 제 3 TFT(T3)를 통해 기준전압(Vref)이 구동 TFT(DT)의 소스 전극에 공급되므로, 제 2 노드(N2)의 전위는 부극성(-)의 전압에서 "Vref-Vth"으로 수렴하게 된다.
도 2 및 도 3d를 참조하면, 샘플링 기간(④)에는 화소 구동부에 제 1 및 제 2 센싱 신호(SAM1, SAM2)가 로우 논리 상태로 공급되고, 제 1 및 제 2 발광 신호(EM1, EM2)와 스캔 신호(SCAN)와 리셋 신호(IN)가 하이 논리 상태로 공급된다.
이에 따라, 제 3, 제 5 TFT(T3, T5)가 턴-온 된다. 그리고 제 1, 제 2, 제 4, 제 6, 제 7 TFT(T1, T2, T4, T6, T7)가 턴-오프 된다.
그러면, 제 1 노드(N1)는 플로팅 상태로 데이터 전압(Vdata)을 유지한다. 이때, 제 1 커패시터(C1)는 제 1 노드(N1)의 데이터 전압(Vdata)이 안정적으로 유지되도록 한다.
그리고 제 2 노드(N2)의 전위는 계속해서 부극성(-)의 전압에서 "Vref-Vth"으로 수렴한다.
이와 같이, 본 발명은 프로그래밍 및 샘플링 기간(③, ④)에 걸쳐서 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 센싱한다. 따라서, 고속 구동시에도 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 정확하게 센싱할 수 있는 시간이 확보되어, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 보다 정확하게 센싱할 수 있다.
또한, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 센싱하기 전에 제 2 노드(N2)의 전위를 부극성(-)으로 초기화시킴으로써, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth) 센싱이 보다 빠르고 정확해지는 효과가 있다.
도 2 및 도 3e를 참조하면, 발광 기간(⑤)은 제 1 구동전압(VDD)이 보상된 구동 TFT(DT)의 게이트 전압에 따라, OLED가 발광되는 기간이다.
구체적으로, 발광 기간(⑤)에는 화소 구동부에 제 1 및 제 2 발광 신호(EM1, EM2)가 로우 논리 상태로 공급되고, 스캔 신호(SCAN), 제 1 및 제 2 센싱 신호(SAM1, SAM2), 리셋 신호(IN)가 하이 논리 상태로 공급된다.
이에 따라, 제 2, 제 6, 제 7 TFT(T2, T6, T7)가 턴-온 된다. 그리고 제 1, 제 3, 제 4, 제 5 TFT(T1, T3, T4, T5)가 턴-오프 된다.
그러면, 제 2 TFT(T2)를 통해 제 1 구동전압(VDD)이 제 1 노드(N1)에 공급된다. 그리고 제 6 TFT(T6)를 통해 제 1 구동전압(VDD)이 구동 TFT(DT)의 소스 전극에 공급된다.
이때, 제 1 노드(N1)의 전위가 데이터 전압(Vdata)에서 제 1 구동전압(VDD)으로 변화되면, 제 2 커패시터(C2)의 커플링 현상에 의해 제 2 노드(N2)의 전위는 "Vref-Vth"에서 "Vref-Vth+VDD-Vdata"가 된다. 이와 함께, 제 7 TFT(T7)가 턴-온 되므로, OLED에 구동전류가 공급되어 발광된다.
한편, OLED에 공급되는 구동전류는 수학식 1과 같이 된다. 수학식 1 에서 "Vsg"는 구동 TFT(DT)의 게이트 전극과 소스 전극의 전압차를 나타내고, "Vth"는 구동 TFT(DT)의 문턱 전압을 나타내고, "β"는 구동 TFT(DT)의 이동도 및 기생용량에 의해 결정되는 상수값을 나타낸다.
따라서, 발광 기간(⑤)에 OLED 구동전류는 수학식 2와 같이 정리된다
수학식 2를 참조하면, OLED 구동전류는 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)과, 제 1 구동전압(VDD)의 영향을 받지 않는 것을 알 수 있다.
특히, 본 발명은 3D(3-dimension) 동시발광 구동시 발광 기간(⑤)에 제 1 구동전압(VDD)이 변하더라도 제 2 커패시터(C2)의 커플링 현상에 의해 제 2 노드(N2)의 전압이 같이 변하므로, 제 1 구동전압(VDD)의 변화가 실시간으로 보상된다.
도 5는 본 발명에 따라 실시간으로 보상되는 제 1 구동전압(VDD)을 시뮬레이션한 그래프이다.
구체적으로, 도 5에 도시된 그래프는 발광 기간(⑤)에 구동 TFT(DT)의 게이트 전압이 특정값으로 유지되고 있을 때, 제 1 구동전압(VDD)을 1V 상승 또는 하강시켜, 구동 TFT(DT)의 게이트 전압의 변화를 측정한 그래프이다. 즉, 제 1 구동전압(VDD)이 1V 상승 또는 하강했을 때, 구동 TFT(DT)의 게이트 전압의 변화가 1V에 근접할수록 제 1 구동전압(VDD)이 실시간으로 정확하게 보상된 것이다.
도 5를 참조하면, 구동 TFT(DT)의 게이트 전압은 제 1 구동전압(VDD)이 1V 상승 또는 하강했을 때, 각각 0.95637V 상승하고, 0.95631V 하강하므로 제 1 구동전압(VDD)의 변화가 실시간으로 거의 정확히 보상되는 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 3D(3-dimension) 동시발광 구동시 발광 기간(⑤)에 제 1 구동전압(VDD)이 변하더라도 제 2 커패시터(C2)의 커플링 현상에 의해 제 2 노드(N2)의 전압이 같이 변하므로, 제 1 구동전압(VDD)의 변화가 실시간으로 보상된다.
또한, 프로그래밍 및 샘플링 기간(③, ④)에 걸쳐서 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 센싱한다. 따라서, 고속 구동시에도 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 정확하게 센싱할 수 있는 시간이 확보되어, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 보다 정확하게 센싱할 수 있다.
또한, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을 센싱하기 전에 구동 TFT(DT)의 게이트 전극의 전위를 부극성(-)으로 초기화시킴으로써, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth) 센싱이 보다 빠르고 정확해지는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
IN: 리셋 신호 SCAN: 스캔 신호
SAM1: 제 1 센싱 신호 SAM2: 제 2 센싱 신호
EM1: 제 1 발광 신호 EM2: 제 2 발광 신호
SAM1: 제 1 센싱 신호 SAM2: 제 2 센싱 신호
EM1: 제 1 발광 신호 EM2: 제 2 발광 신호
Claims (11)
- 스캔 신호에 응답하여 데이터 전압을 제 1 노드에 공급하는 제 1 스위칭 소자;
제 1 발광 신호에 응답하여 제 1 구동전압을 상기 제 1 노드에 공급하는 제 2 스위칭 소자;
제 2 노드의 전위에 따라 유기발광다이오드로 공급되는 전류량을 제어하는 구동 스위칭 소자;
제 1 센싱 신호에 응답하여 기준전압을 상기 구동 스위칭 소자의 소스 전극에 공급하는 제 3 스위칭 소자;
리셋 신호에 응답하여 제 2 구동전압을 상기 제 2 노드에 공급하는 제 4 스위칭 소자;
제 2 센싱 신호에 응답하여 상기 구동 스위칭 소자의 드레인 전극과 상기 제 2 노드를 서로 연결하는 제 5 스위칭 소자;
상기 제 1 발광 신호에 응답하여 상기 구동 스위칭 소자의 소스 전극에 상기 제 1 구동전압을 공급하는 제 6 스위칭 소자;
제 2 발광 신호에 응답하여 상기 구동 스위칭 소자의 드레인 전극과 상기 유기발광다이오드의 애노드 전극을 서로 연결하는 제 7 스위칭 소자;
상기 제 1 노드와 상기 제 1 구동전압 공급라인 사이에 연결되는 제 1 커패시터; 및
상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드 사이에 연결되는 제 2 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치. - 스캔 신호에 응답하여 데이터 전압을 제 1 노드에 공급하는 제 1 스위칭 소자;
제 1 발광 신호에 응답하여 제 1 구동전압을 상기 제 1 노드에 공급하는 제 2 스위칭 소자;
제 2 노드의 전위에 따라 유기발광다이오드로 공급되는 전류량을 제어하는 구동 스위칭 소자;
제 1 센싱 신호에 응답하여 기준전압을 상기 구동 스위칭 소자의 소스 전극에 공급하는 제 3 스위칭 소자;
리셋 신호에 응답하여 제 2 구동전압을 상기 제 2 노드에 공급하는 제 4 스위칭 소자;
제 2 센싱 신호에 응답하여 상기 구동 스위칭 소자의 드레인 전극과 상기 제 2 노드를 서로 연결하는 제 5 스위칭 소자;
상기 제 1 발광 신호에 응답하여 상기 구동 스위칭 소자의 소스 전극에 상기 제 1 구동전압을 공급하는 제 6 스위칭 소자;
제 2 발광 신호에 응답하여 상기 구동 스위칭 소자의 드레인 전극과 상기 유기발광다이오드의 애노드 전극을 서로 연결하는 제 7 스위칭 소자;
상기 제 1 노드와 상기 제 6 스위칭 소자의 출력단 사이에 연결되는 제 1 커패시터; 및
상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드 사이에 연결되는 제 2 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 구동전압은 상기 제 2 구동전압보다 상대적으로 높은 전위를 갖고, 상기 기준전압은 상기 제 1 구동전압과 상기 제 2 구동전압 사이의 전위를 갖는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 내지 제 7 스위칭 소자와 상기 구동 스위칭 소자는 N 타입 또는 P 타입으로 구성될 수 있는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치. - 화소 구동부가 제 1 노드의 전압을 제 1 구동전압으로 초기화하고, 구동 스위칭 소자의 게이트 전극과 연결된 제 2 노드의 전압을 제 2 구동전압으로 초기화하는 제 1 단계;
상기 제 1 노드의 전압을 상기 제 1 구동전압에서 데이터 전압으로 변화시키켜, 상기 제 2 노드의 전압을 부극성의 전압으로 바꾸는 제 2 단계;
상기 구동 스위칭 소자의 드레인 전극과 상기 제 2 노드를 서로 연결하여, 상기 구동 스위칭 소자의 문턱전압을 센싱하는 제 3 단계; 및
상기 제 1 노드의 전압을 상기 데이터 전압에서 상기 제 1 구동전압으로 변화시켜, 상기 제 2 노드의 전압을 상기 제 1 구동전압이 보상된 전압으로 바꾸고, 상기 제 1 구동전압이 보상된 제 2 노드의 전압에 따라 유기발광다이오드를 발광시키는 제 4 단계로 나뉘어 구동되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 화소구동부는
스캔 신호에 응답하여 상기 데이터 전압을 상기 제 1 노드에 공급하는 제 1 스위칭 소자;
제 1 발광 신호에 응답하여 상기 제 1 구동전압을 상기 제 1 노드에 공급하는 제 2 스위칭 소자;
제 1 센싱 신호에 응답하여 기준전압을 상기 구동 스위칭 소자의 소스 전극에 공급하는 제 3 스위칭 소자;
리셋 신호에 응답하여 상기 제 2 구동전압을 상기 제 2 노드에 공급하는 제 4 스위칭 소자;
제 2 센싱 신호에 응답하여 상기 구동 스위칭 소자의 드레인 전극과 상기 제 2 노드를 서로 연결하는 제 5 스위칭 소자;
상기 제 1 발광 신호에 응답하여 상기 구동 스위칭 소자의 소스 전극에 상기 제 1 구동전압을 공급하는 제 6 스위칭 소자;
제 2 발광 신호에 응답하여 상기 구동 스위칭 소자의 드레인 전극과 상기 유기발광다이오드의 애노드 전극을 서로 연결하는 제 7 스위칭 소자;
상기 제 1 노드와 상기 제 1 구동전압 공급라인 사이에 연결되는 제 1 커패시터; 및
상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드 사이에 연결되는 제 2 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 단계는
상기 화소 구동부에 상기 제 1 발광 신호, 상기 리셋 신호가 로우 논리 상태로 공급되고,
상기 스캔 신호, 상기 제 1 및 제 2 센싱 신호, 상기 제 2 발광 신호가 하이 논리 상태로 공급되어,
상기 제 2, 제 4, 제 6 스위칭 소자가 턴-온 되고, 상기 제 1, 제 3, 제 5, 제 7 스위칭 소자가 턴-오프 되는 단계인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 2 단계는
상기 화소 구동부에 상기 스캔 신호 및 상기 제 1 센싱 신호가 로우 논리 상태로 공급되고,
상기 제 1 및 제 2 발광 신호, 상기 리셋 신호, 상기 제 2 센싱 신호가 하이 논리 상태로 공급되어,
상기 제 1, 제 3 스위칭 소자가 턴-온 되고, 상기 제 2, 제 4, 제 5, 제 6, 제 7 스위칭 소자가 턴-오프 되는 단계인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 3 단계는 프로그래밍 단계와 샘플링 단계를 포함하며, 상기 프로그래밍 단계는
상기 화소 구동부에 상기 스캔 신호, 상기 제 1 및 제 2 센싱 신호가 로우 논리 상태로 공급되고,
상기 제 1 및 제 2 발광 신호, 상기 리셋 신호가 하이 논리 상태로 공급되어,
상기 제 1, 제 3, 제 5 스위칭 소자가 턴-온 되고, 상기 제 2, 제 4, 제 6, 제 7 스위칭 소자가 턴-오프 되는 단계인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 샘플링 단계는
상기 화소 구동부에 상기 제 1 및 제 2 센싱 신호 로우 논리 상태로 공급되고,
상기 제 1 및 제 2 발광 신호, 상기 스캔 신호, 상기 리셋 신호가 하이 논리 상태로 공급되어,
상기 제 3, 제 5 스위칭 소자가 턴-온 되고, 상기 제 1, 제 2, 제 4, 제 6, 제 7 스위칭 소자가 턴-오프 되는 단계인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 4 단계는
상기 화소 구동부에 상기 제 1 및 제 2 발광 신호가 로우 논리 상태로 공급되고,
상기 스캔 신호, 상기 제 1 및 제 2 센싱 신호, 상기 리셋 신호가 하이 논리 상태로 공급되어,
상기 제 2, 제 6, 제 7 스위칭 소자가 턴-온 되고, 상기 제 1, 제 3, 제 4, 제 5 스위칭 소자가 턴-오프 되는 단계인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
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