KR102723500B1 - Display device - Google Patents
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Abstract
표시 장치는, 표시 패널, 데이터 구동 회로, 게이트 구동 회로 및 타이밍 컨트롤러를 포함하고, 상기 표시 패널의 픽셀은 구동 트랜지스터의 제1 문턱 전압을 보상하기 위한 보상 회로를 포함하고, 데이터 구동 회로는 데이터 라인을 통해 픽셀로부터 전달되는 전기 신호에 따라 센싱 데이터를 생성하고, 타이밍 컨트롤러는 데이터 프레임을 데이터 전압을 복수의 픽셀에 공급하는 디스플레이 단계와 전기 신호를 생성하는 센싱 단계로 구분하여 구동하도록 데이터 구동 회로와 게이트 구동 회로의 동작을 제어할 제어 신호를 생성하고, 게이트 구동 회로는, 전기 신호가 스위칭 트랜지스터의 제2 문턱 전압을 반영하도록, 센싱 단계 때 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극에 공급되는 제1 스캔 신호의 제2 게이트 온 전압을 디스플레이 단계 때 제1 스캔 신호의 제1 게이트 온 전압과 다르게 조절할 수 있다.A display device includes a display panel, a data driving circuit, a gate driving circuit, and a timing controller, wherein a pixel of the display panel includes a compensation circuit for compensating a first threshold voltage of a driving transistor, the data driving circuit generates sensing data according to an electric signal transmitted from the pixel through a data line, the timing controller generates a control signal for controlling operations of the data driving circuit and the gate driving circuit to drive a data frame by dividing it into a display stage for supplying data voltages to a plurality of pixels and a sensing stage for generating electric signals, and the gate driving circuit can adjust a second gate-on voltage of a first scan signal supplied to a gate electrode of the switching transistor in the sensing stage to be different from a first gate-on voltage of the first scan signal in the display stage so that the electric signal reflects a second threshold voltage of the switching transistor.
Description
이 명세서는 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 픽셀 회로를 구성하는 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 검출하는 표시 장치에 관한 것이다.This specification relates to a display device, and more particularly, to a display device that detects a threshold voltage of a switching transistor constituting a pixel circuit.
평판 표시 장치에는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 발광 표시장치(Electroluminescence Display), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display, FED), 양자점 표시 장치(Quantum Dot Display Panel: QD) 등이 있다. 전계 발광 표시 장치는 발광층의 재료에 따라 무기 발광 표시 장치와 유기 발광 표시 장치로 나뉘어진다. 유기 발광 표시 장치의 픽셀들은 스스로 발광하는 발광 소자인 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 포함하여 이를 발광시켜 영상을 표시한다.Flat panel displays include liquid crystal displays (LCDs), electroluminescence displays (ELDs), field emission displays (FEDs), and quantum dot display panels (QDs). Electroluminescence displays are divided into inorganic light emitting displays and organic light emitting displays depending on the material of the light emitting layer. The pixels of an organic light emitting display include organic light emitting diodes (OLEDs), which are self-luminous light emitting elements, and emit light to display images.
유기 발광 표시 장치는 OLED를 각각 포함한 픽셀들을 매트릭스 형태로 배열하고 영상 데이터의 계조에 따라 OLED의 발광량을 제어하여 휘도를 조절한다. 각 픽셀 회로는, 발광 소자인 OLED, 계조에 해당하는 데이터 전압의 인가를 제어하기 위한 스위칭 트랜지스터 또는 TFT(Thin Film Transistor), 게이트 전극과 소스 전극 사이에 걸리는 전압에 따라 OLED에 흐르는 픽셀 전류를 제어하는 구동 트랜지스터, 및 데이터 전압을 저장하기 위한 커패시터를 포함하고, 구동 트랜지스터의 문턱 전압 검출, 발광 제어, 초기화 제어 등을 위한 복수 개의 스위칭 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.An organic light-emitting display device arranges pixels, each including an OLED, in a matrix form and controls the amount of light emitted by the OLED according to the gradation of image data to adjust brightness. Each pixel circuit includes an OLED as a light-emitting element, a switching transistor or TFT (Thin Film Transistor) for controlling the application of a data voltage corresponding to the gradation, a driving transistor for controlling a pixel current flowing in the OLED according to a voltage applied between a gate electrode and a source electrode, and a capacitor for storing the data voltage, and may further include a plurality of switching transistors for detecting a threshold voltage of the driving transistor, controlling light emission, controlling initialization, etc.
구동 트랜지스터뿐만 아니라 구동 트랜지스터에 데이터 전압을 공급하는 스위칭 트랜지스터도 열화될 수 있다. 픽셀마다 스위칭 트랜지스터의 열화 정도가 달라 문턱 전압이 달라지면, 같은 계조의 영상 데이터가 입력되더라도 픽셀마다 구동 트랜지스터에는 다른 데이터 전압으로 공급되어, 계조가 균일하게 표현되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.Not only the driving transistor, but also the switching transistor that supplies the data voltage to the driving transistor may deteriorate. If the degree of deterioration of the switching transistor is different for each pixel and the threshold voltage is different, even if image data of the same grayscale is input, a problem may occur where the grayscale is not expressed uniformly because different data voltages are supplied to the driving transistor for each pixel.
이 명세서에 개시된 실시예는 이러한 상황을 감안한 것으로, 이 명세서의 목적은, 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 검출하고 보상하는 표시 장치를 제공하는 데에 있다.The embodiments disclosed in this specification take this situation into account, and an object of this specification is to provide a display device for detecting and compensating for the threshold voltage of a switching transistor.
일 실시예에 따른 표시 장치는, 데이터 전압에 상응하는 전류를 생성하기 위한 구동 트랜지스터, 전류에 의해 발광하는 발광 소자, 및 데이터 전압을 구동 트랜지스터에 공급하기 위한 스위칭 트랜지스터와 커패시터를 포함하여 구동 트랜지스터의 제1 문턱 전압을 보상하기 위한 보상 회로를 포함하는, 복수의 픽셀을 구비하는 표시 패널; 영상 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 복수의 데이터 라인을 통해 복수의 픽셀에 공급하고 데이터 라인을 통해 픽셀로부터 전달되는 전기 신호에 따라 센싱 데이터를 생성하는 데이터 구동 회로; 복수의 게이트 라인에 스캔 신호를 공급하는 게이트 구동 회로; 및 데이터 프레임을 데이터 전압을 복수의 픽셀에 공급하는 디스플레이 단계와 전기 신호를 생성하는 센싱 단계로 구분하여 구동하도록 데이터 구동 회로와 게이트 구동 회로의 동작을 제어할 제어 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함하여 구성되고, 게이트 구동 회로는, 전기 신호가 스위칭 트랜지스터의 제2 문턱 전압을 반영하도록, 센싱 단계 때 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극에 공급되는 제1 스캔 신호의 제2 게이트 온 전압을 디스플레이 단계 때 제1 스캔 신호의 제1 게이트 온 전압과 다르게 조절하는 것을 특징으로 한다.A display device according to one embodiment comprises: a display panel having a plurality of pixels, the display panel including a driving transistor for generating a current corresponding to a data voltage, a light-emitting element that emits light by the current, and a switching transistor for supplying the data voltage to the driving transistor, and a compensation circuit including a capacitor for compensating a first threshold voltage of the driving transistor; a data driving circuit for converting image data into data voltages and supplying the data voltages to the plurality of pixels through a plurality of data lines and generating sensing data according to electric signals transmitted from the pixels through the data lines; a gate driving circuit for supplying scan signals to the plurality of gate lines; and a timing controller for generating a control signal for controlling operations of the data driving circuit and the gate driving circuit so as to drive a data frame by dividing it into a display step for supplying the data voltages to the plurality of pixels and a sensing step for generating electric signals, wherein the gate driving circuit is characterized in that a second gate-on voltage of a first scan signal supplied to a gate electrode of the switching transistor during the sensing step is adjusted differently from a first gate-on voltage of a first scan signal during the display step so that the electric signal reflects a second threshold voltage of the switching transistor.
따라서, 산화물 반도체 소자로 구현되는 스위칭 트랜지스터의 열화를 보상할 수 있게 된다.Therefore, it becomes possible to compensate for the deterioration of a switching transistor implemented with an oxide semiconductor element.
또한, 데이터 라인을 통해 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 전압 센싱 방식으로 용이하고 정확하게 검출할 수 있게 된다.In addition, the threshold voltage of the switching transistor can be easily and accurately detected by voltage sensing through the data line.
또한, 스위칭 트랜지스터의 열화를 보상하여 유기 발광 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있게 된다.In addition, it is possible to improve the display quality of an organic light-emitting display device by compensating for deterioration of the switching transistor.
도 1은 유기 발광 표시 장치를 블록으로 도시한 것이고,
도 2는 스위칭 트랜지스터에 산화물 반도체를 사용한 픽셀 회로를 도시한 것이고,
도 3 내지 도 6은 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상하면서 도 2의 픽셀 회로를 구동하는 각 단계를 도시한 것이고,
도 7은 도 2의 픽셀 회로에 포함된 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 검출하는 센싱 회로를 도시한 것이고,
도 8은 도 2의 픽셀 회로와 도 7의 센싱 회로를 연결하는 스위치의 동작을 도시한 것이고,
도 9는 도 7의 회로에서 픽셀 회로에 영상을 표시하는 디스플레이 단계의 동작을 도시한 것이고,
도 10은 도 7의 회로에서 픽셀 회로에 포함된 스위칭 트랜지스터를 센싱 하는 센싱 단계의 동작을 도시한 것이고,
도 11은 도 10의 센싱 단계에 스위칭 트랜지스터를 제어하는 제어 신호와 각 노드의 전압에 대한 타이밍 차트를 도시한 것이고,
도 12는 도 11의 타이밍 차트에서 데이터 라인을 V1 전압으로 충전하는 제1 충전 구간의 동작을 도시한 것이고,
도 13은 도 11의 타이밍 차트에서 데이터 라인을 제3 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압으로 충전하는 제2 충전 구간의 동작을 도시한 것이고,
도 14는 데이터 라인에 충전된 제3 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 샘플링 하는 샘플링 구간의 동작을 도시한 것이고,
도 15는 제2 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 하는 동작을 도시한 것이고,
도 16은 디스플레이 단계와 센싱 단계에서 제2 및 제3 스위칭 트랜지스터를 제어하기 위한 제어 신호의 레벨과 제어 신호를 생성하기 위한 구성을 도시한 것이고,
도 17은 가장 외곽에 배치되는 데이터 라인에 연결된 픽셀에 포함된 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 하는 예를 도시한 것이고,
도 18a와 도 18b는 화면 일부를 상시 표시 모드로 표시하면서 픽셀 회로에 포함된 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 하는 예를 도시한 것이다.Figure 1 is a block diagram of an organic light-emitting display device.
Figure 2 illustrates a pixel circuit using an oxide semiconductor for a switching transistor.
Figures 3 to 6 illustrate each step of driving the pixel circuit of Figure 2 while compensating for the threshold voltage of the driving transistor.
Fig. 7 illustrates a sensing circuit that detects the threshold voltage of a switching transistor included in the pixel circuit of Fig. 2.
Fig. 8 illustrates the operation of a switch connecting the pixel circuit of Fig. 2 and the sensing circuit of Fig. 7.
Fig. 9 illustrates the operation of the display stage for displaying an image on a pixel circuit in the circuit of Fig. 7.
Fig. 10 illustrates the operation of a sensing step for sensing a switching transistor included in a pixel circuit in the circuit of Fig. 7.
Figure 11 illustrates a timing chart for the control signal controlling the switching transistor in the sensing step of Figure 10 and the voltage of each node.
Figure 12 illustrates the operation of the first charging section in the timing chart of Figure 11, charging the data line to the V1 voltage.
Figure 13 illustrates the operation of the second charging section in which the data line is charged to the threshold voltage of the third switching transistor in the timing chart of Figure 11.
Figure 14 illustrates the operation of a sampling interval for sampling the threshold voltage of a third switching transistor charged to a data line.
Figure 15 illustrates the operation of sensing the threshold voltage of the second switching transistor.
Figure 16 illustrates the level of the control signal for controlling the second and third switching transistors in the display stage and the sensing stage and the configuration for generating the control signal.
Figure 17 illustrates an example of sensing the threshold voltage of a switching transistor included in a pixel connected to a data line arranged at the outermost end.
Figures 18a and 18b illustrate examples of sensing the threshold voltage of a switching transistor included in a pixel circuit while displaying part of the screen in a constant display mode.
이하 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 이 명세서 내용과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 불필요하게 내용 이해를 흐리게 하거나 방해할 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings. Throughout the specification, the same reference numerals refer to substantially the same components. In the following description, if it is judged that a detailed description of a known function or configuration related to the contents of this specification may unnecessarily obscure or hinder the understanding of the contents, the detailed description will be omitted.
표시 장치에서 픽셀 회로와 게이트 구동 회로는 N 채널 트랜지스터(NMOS)와 P 채널 트랜지스터(PMOS) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 트랜지스터는 게이트(gate), 소스(source) 및 드레인(drain)을 포함한 3 전극 소자이다. 소스는 캐리어(carrier)를 트랜지스터에 공급하는 전극이다. 트랜지스터 내에서 캐리어는 소스로부터 흐르기 시작한다. 드레인은 트랜지스터에서 캐리어가 외부로 나가는 전극이다. 트랜지스터에서 캐리어의 흐름은 소스로부터 드레인으로 흐른다. N 채널 트랜지스터의 경우, 캐리어가 전자(electron)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 전자가 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 낮은 전압을 가진다. N 채널 트랜지스터에서 전류의 방향은 드레인으로부터 소스 쪽으로 흐른다. P 채널 트랜지스터의 경우, 캐리어가 정공(hole)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 정공이 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 높다. P 채널 트랜지스터에서 정공이 소스로부터 드레인 쪽으로 흐르기 때문에 전류가 소스로부터 드레인 쪽으로 흐른다. 트랜지스터의 소스와 드레인은 고정된 것이 아니라는 것에 주의하여야 한다. 예컨대, 소스와 드레인은 인가 전압에 따라 변경될 수 있다. 따라서, 트랜지스터의 소스와 드레인으로 인하여 발명이 제한되지 않는다. 이하의 설명에서 트랜지스터의 소스와 드레인을 제1 및 제2 전극으로 칭하기로 한다.In a display device, the pixel circuit and the gate driving circuit may include at least one of an N-channel transistor (NMOS) and a P-channel transistor (PMOS). A transistor is a three-electrode device including a gate, a source, and a drain. The source is an electrode that supplies carriers to the transistor. In the transistor, carriers start to flow from the source. The drain is an electrode from which carriers exit the transistor. In the transistor, the flow of carriers flows from the source to the drain. In the case of an N-channel transistor, since the carriers are electrons, the source voltage is lower than the drain voltage so that electrons can flow from the source to the drain. In the N-channel transistor, the direction of current flows from the drain to the source. In the case of a P-channel transistor, since the carriers are holes, the source voltage is higher than the drain voltage so that holes can flow from the source to the drain. In the P-channel transistor, since holes flow from the source to the drain, current flows from the source to the drain. It should be noted that the source and drain of the transistor are not fixed. For example, the source and drain can be changed depending on the applied voltage. Therefore, the invention is not limited by the source and drain of the transistor. In the following description, the source and drain of the transistor are referred to as the first and second electrodes.
픽셀들에 인가되는 스캔 신호(또는 게이트 신호)는 게이트 온 전압(Gate On Voltage)과 게이트 오프 전압(Gate Off Voltage) 사이에서 스윙(swing)한다. 게이트 온 전압은 트랜지스터의 문턱 전압보다 높은 전압으로 설정되며, 게이트 오프 전압은 트랜지스터의 문턱 전압보다 낮은 전압으로 설정된다. 트랜지스터는 게이트 온 전압에 응답하여 턴-온(turn-on)되는 반면, 게이트 오프 전압에 응답하여 턴-오프(turn-off)된다. N 채널 트랜지스터의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 하이 전압(Gate High Voltage, VGH)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 로우 전압(Gate Low Voltage, VGL)일 수 있다. P 채널 트랜지스터의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 로우 전압(VGL)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 하이 전압(VGH)일 수 있다.A scan signal (or gate signal) applied to the pixels swings between a gate-on voltage and a gate-off voltage. The gate-on voltage is set to a voltage higher than a threshold voltage of the transistor, and the gate-off voltage is set to a voltage lower than the threshold voltage of the transistor. The transistor is turned on in response to the gate-on voltage, while it is turned off in response to the gate-off voltage. In the case of an N-channel transistor, the gate-on voltage may be a gate high voltage (VGH), and the gate-off voltage may be a gate low voltage (VGL). In the case of a P-channel transistor, the gate-on voltage may be a gate low voltage (VGL), and the gate-off voltage may be a gate high voltage (VGH).
유기 발광 표시 장치의 픽셀들 각각은 발광 소자인 OLED와, 게이트-소스 사이 전압(Vgs)에 따라 OLED에 전류를 공급하여 OLED를 구동하는 구동 소자를 포함한다. OLED는 애노드, 캐소드 및 이 전극들 사이에 형성된 유기 화합물층을 포함한다. 유기 화합물층은 정공 주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공 수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자 수송층(Electron transport layer, ETL), 전자 주입층(Electron Injection layer, EIL) 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. OLED에 전류가 흐를 때 정공 수송층(HTL)을 통과한 정공과 전자 수송층(ETL)을 통과한 전자가 발광층(EML)으로 이동하여 여기자가 형성되고, 그 결과 발광층(EML)이 가시광을 방출할 수 있다.Each pixel of an organic light-emitting display device includes an OLED, which is a light-emitting element, and a driving element that supplies current to the OLED according to a gate-source voltage (Vgs) to drive the OLED. The OLED includes an anode, a cathode, and an organic compound layer formed between these electrodes. The organic compound layer may include, but is not limited to, a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), an emission layer (EML), an electron transport layer (ETL), an electron injection layer (EIL), and the like. When current flows through the OLED, holes passing through the hole transport layer (HTL) and electrons passing through the electron transport layer (ETL) move to the emission layer (EML), thereby forming excitons, and as a result, the emission layer (EML) can emit visible light.
구동 소자는 MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)와 같은 트랜지스터로 구현될 수 있다. 구동 트랜지스터는 픽셀들 사이에 그 전기적 특성이 균일하여야 하지만 공정 편차와 소자 특성 편차로 인하여 픽셀들 사이에 차이가 있을 수 있고, 디스플레이 구동 시간의 경과에 따라 변할 수 있다. 이러한 구동 트랜지스터의 전기적 특성 편차를 보상하기 위해, 유기 발광 표시 장치에 내부 보상 방법 및/또는 외부 보상 방법이 적용될 수 있다. 이하의 실시예에서 내부 보상 방법이 적용된다.The driving element can be implemented with a transistor such as a MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor). The driving transistor must have uniform electrical characteristics between pixels, but may differ between pixels due to process deviation and element characteristic deviation, and may change over the display driving time. In order to compensate for such electrical characteristic deviation of the driving transistor, an internal compensation method and/or an external compensation method may be applied to the organic light emitting display device. In the following embodiments, the internal compensation method is applied.
최근 표시 장치, 특히 유기 발광 표시 장치의 픽셀 회로를 구성하는 트랜지스터에 산화물 반도체 물질을 사용하는 산화물 트랜지스터를 사용하는 시도가 늘고 있다. 산화물 트랜지스터는 반도체 물질로 실리콘 대신 산화물(Oxide), 즉 In(인듐), Ga(갈륨), Zn(아연), O(산소)를 결합한 IGZO라는 산화물이 들어간다.Recently, there have been increasing attempts to use oxide transistors, which use oxide semiconductor materials, in transistors that constitute pixel circuits of display devices, especially organic light-emitting display devices. Instead of silicon as a semiconductor material, oxide transistors use an oxide called IGZO, which combines In (indium), Ga (gallium), Zn (zinc), and O (oxygen).
산화물 트랜지스터는, 저온 폴리 실리콘 트랜지스터에 비해 전자 이동도가 낮지만 비정질 실리콘 트랜지스터에 비해서는 전자 이동도가 10배 이상 높고, 제조 비용 관점에서는 비정질 실리콘 트랜지스터보다는 높지만 저온 폴리 실리콘 트랜지스터보다는 훨씬 낮다.Oxide transistors have lower electron mobility than low-temperature poly-silicon transistors, but are more than 10 times higher than amorphous silicon transistors, and their manufacturing cost is higher than that of amorphous silicon transistors, but much lower than that of low-temperature poly-silicon transistors.
또한, 산화물 트랜지스터의 제조 공정이 비정질 실리콘 트랜지스터의 것과 비슷하여 기존 설비를 활용할 수 있어서 효율적인 장점이 있다. 따라서, 고해상도와 저전력 구동이 필요한 대형 액정 표시 장치나 저온 폴리 실리콘 공정으로 화면 크기를 대응할 수 없는 OLED TV에 산화물 트랜지스터를 채용한다.In addition, since the manufacturing process of oxide transistors is similar to that of amorphous silicon transistors, existing equipment can be utilized, which provides an efficiency advantage. Therefore, oxide transistors are used in large liquid crystal displays that require high resolution and low power operation, or in OLED TVs that cannot accommodate the screen size with low-temperature polysilicon processes.
도 1은 유기 발광 표시 장치를 블록으로 도시한 것이다. 도 1의 표시 장치는, 표시 패널(10), 타이밍 컨트롤러(11), 데이터 구동 회로(12), 게이트 구동 회로(13), 및 전원부(16)를 구비할 수 있다.Fig. 1 is a block diagram of an organic light-emitting display device. The display device of Fig. 1 may include a display panel (10), a timing controller (11), a data driving circuit (12), a gate driving circuit (13), and a power supply (16).
도 1의 타이밍 컨트롤러(11), 데이터 구동 회로(12), 게이트 구동 회로(13) 및 전원부(16)는 전체 또는 일부가 드라이브 IC 내에 일체화될 수 있다.The timing controller (11), data driving circuit (12), gate driving circuit (13), and power supply (16) of Fig. 1 may be integrated in whole or in part into the drive IC.
표시 패널(10)에서 입력 영상이 표현되는 화면에는 열(Column) 방향(또는 수직 방향)으로 진행하는 다수의 데이터 라인들(14)과 행(Row) 방향(또는 수평 방향)으로 진행하는 다수의 게이트 라인들(15)이 교차하고, 교차 영역마다 픽셀들(PXL)이 매트릭스 형태로 배치되어 픽셀 어레이를 형성한다.On the screen where the input image is expressed on the display panel (10), a plurality of data lines (14) running in the column direction (or vertical direction) and a plurality of gate lines (15) running in the row direction (or horizontal direction) intersect, and pixels (PXL) are arranged in a matrix form at each intersection area to form a pixel array.
게이트 라인(15)은, 데이터 라인(14)에 공급되는 데이터 전압과 초기화 전압 라인에 공급되는 초기화 전압을 픽셀에 인가하기 위한 둘 이상의 스캔 신호를 공급하기 위한 둘 이상의 라인과 픽셀을 발광시키기 위한 발광 신호를 공급하기 위한 라인 등을 포함할 수 있다.The gate line (15) may include two or more lines for supplying two or more scan signals for applying the data voltage supplied to the data line (14) and the initialization voltage supplied to the initialization voltage line to the pixel, and a line for supplying a light-emitting signal for causing the pixel to light up.
표시 패널(10)은, 픽셀 전압(또는 고전위 구동 전압)(Vdd)을 픽셀들(PXL)에 공급하기 위한 제1 전원 라인, 저전위 구동 전압(Vss)을 픽셀들(PXL)에 공급하기 위한 제2 전원 라인, 픽셀 회로를 초기화하기 위한 초기화 전압(Vini)을 공급하기 위한 초기화 전압 라인 등을 더 포함할 수 있다. 제1/제2 전원 라인과 초기화 전압 라인은 전원부(16)에 연결된다. 제2 전원 라인은 다수 개의 픽셀들(PXL)을 덮는 투명 전극 형태로 형성될 수도 있다.The display panel (10) may further include a first power line for supplying a pixel voltage (or a high-potential driving voltage) (Vdd) to the pixels (PXL), a second power line for supplying a low-potential driving voltage (Vss) to the pixels (PXL), an initialization voltage line for supplying an initialization voltage (Vini) for initializing a pixel circuit, etc. The first/second power lines and the initialization voltage line are connected to a power supply unit (16). The second power line may be formed in the form of a transparent electrode covering a plurality of pixels (PXL).
표시 패널(10)의 픽셀 어레이 위에 터치 센서들이 배치될 수 있다. 터치 입력은 별도의 터치 센서들을 이용하여 센싱 되거나 픽셀들을 통해 센싱 될 수 있다. 터치 센서들은 온-셀(On-cell type) 또는 애드 온 타입(Add on type)으로 표시 패널(PXL)의 화면(AA) 위에 배치되거나 픽셀 어레이에 내장되는 인-셀(In-cell type) 터치 센서들로 구현될 수 있다.Touch sensors may be arranged on the pixel array of the display panel (10). Touch input may be sensed using separate touch sensors or through pixels. The touch sensors may be implemented as in-cell type touch sensors arranged on the screen (AA) of the display panel (PXL) as an on-cell type or an add on type, or built into the pixel array.
픽셀 어레이에서, 같은 수평 라인에 배치되는 픽셀(PXL)은 데이터 라인들(14) 중 어느 하나, 게이트 라인들(15) 중 어느 하나 또는 둘 이상에 접속되어 픽셀 라인을 형성한다. 픽셀(PXL)은, 게이트 라인(15)을 통해 인가되는 스캔 신호와 발광 신호에 응답하여 데이터 라인(14)과 전기적으로 연결되어 데이터 전압을 입력 받고 데이터 전압에 상응하는 전류로 OLED를 발광시킨다. 같은 픽셀 라인에 배치된 픽셀들(PXL)은 같은 게이트 라인(15)으로부터 인가되는 스캔 신호와 발광 신호에 따라 동시에 동작한다.In a pixel array, pixels (PXL) arranged in the same horizontal line are connected to one of the data lines (14), one or more of the gate lines (15), and form a pixel line. The pixel (PXL) is electrically connected to the data line (14) in response to a scan signal and an emission signal applied through the gate line (15), receives a data voltage, and causes the OLED to emit light with a current corresponding to the data voltage. Pixels (PXL) arranged in the same pixel line operate simultaneously according to the scan signal and the emission signal applied from the same gate line (15).
하나의 픽셀 유닛은 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀을 포함하는 3개의 서브 픽셀 또는 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀, 백색 서브픽셀을 포함한 4개의 서브픽셀로 구성될 수 있으나, 그에 한정되지 않는다. 각 서브픽셀은 내부 보상 회로를 포함하는 픽셀 회로로 구현될 수 있다. 이하에서 픽셀은 서브픽셀을 의미한다.A pixel unit may be composed of, but is not limited to, three subpixels including a red subpixel, a green subpixel, and a blue subpixel, or four subpixels including a red subpixel, a green subpixel, a blue subpixel, and a white subpixel. Each subpixel may be implemented with a pixel circuit including an internal compensation circuit. Hereinafter, a pixel means a subpixel.
픽셀(PXL)은, 전원부(16)로부터 고전위 구동 전압(Vdd), 제1/제2 초기화 전압(Vini1, Vini2) 및 저전위 전원 전압(Vss)을 공급 받고, 구동 트랜지스터, OLED 및 내부 보상 회로를 구비할 수 있는데, 내부 보상 회로는 아래 설명하는 도 2와 같이 복수 개의 스위칭 트랜지스터와 하나 이상의 커패시터로 구성될 수 있다.A pixel (PXL) may be supplied with a high-potential driving voltage (Vdd), a first/second initialization voltage (Vini1, Vini2), and a low-potential power supply voltage (Vss) from a power supply unit (16), and may be equipped with a driving transistor, an OLED, and an internal compensation circuit. The internal compensation circuit may be composed of a plurality of switching transistors and one or more capacitors, as illustrated in FIG. 2 described below.
타이밍 컨트롤러(11)는 외부 호스트 시스템(미도시)으로부터 전달되는 영상 데이터(RGB)를 데이터 구동 회로(12)에 공급한다. 타이밍 컨트롤러(11)는 호스트 시스템으로부터 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 도트 클럭(DCLK) 등의 타이밍 신호를 입력 받아 데이터 구동 회로(12)와 게이트 구동 회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어 신호들을 생성한다. 제어 신호들은 게이트 구동 회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어 신호(GCS)와 데이터 구동 회로(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어 신호(DCS)를 포함한다.The timing controller (11) supplies image data (RGB) transmitted from an external host system (not shown) to the data driving circuit (12). The timing controller (11) receives timing signals such as a vertical synchronization signal (Vsync), a horizontal synchronization signal (Hsync), a data enable signal (DE), and a dot clock (DCLK) from the host system and generates control signals for controlling the operation timing of the data driving circuit (12) and the gate driving circuit (13). The control signals include a gate timing control signal (GCS) for controlling the operation timing of the gate driving circuit (13) and a data timing control signal (DCS) for controlling the operation timing of the data driving circuit (12).
데이터 구동 회로(12)는, 데이터 제어 신호(DCS)를 기반으로, 타이밍 컨트롤러(11)로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)(디지털 비디오 데이터)를 샘플링 하고 래치 하여 병렬 데이터로 바꾸고, 채널들을 통해 감마 기준 전압에 따라 아날로그 데이터 전압으로 변환하고, 데이터 전압을 출력 채널과 데이터 라인들(14)을 거쳐 픽셀들(PXL)로 공급한다. 데이터 전압은 픽셀이 표현할 계조에 대응되는 값일 수 있다. 데이터 구동 회로(12)는 복수 개의 드라이버 IC로 구성될 수 있다.The data driving circuit (12) samples and latches image data (RGB) (digital video data) input from the timing controller (11) based on a data control signal (DCS), changes it into parallel data, converts it into an analog data voltage according to a gamma reference voltage through channels, and supplies the data voltage to pixels (PXL) through output channels and data lines (14). The data voltage may be a value corresponding to a gradation to be expressed by the pixel. The data driving circuit (12) may be composed of a plurality of driver ICs.
데이터 구동 회로(12)는 시프트 레지스터(shift register), 래치, 레벨 시프터, DAC, 및 버퍼를 포함할 수 있다. 시프트 레지스터는 타이밍 컨트롤러(11)로부터 입력되는 클럭을 시프트 하여 샘플링을 위한 클럭을 순차적으로 출력하고, 래치는 시프트 레지스터로부터 순차적으로 입력되는 샘플링용 클럭 타이밍에 디지털 비디오 데이터 또는 픽셀 데이터를 샘플링 하여 래치 하고 샘플링 된 픽셀 데이터를 동시에 출력하고, 레벨 시프터는 래치로부터 입력되는 픽셀 데이터의 전압을 DAC의 입력 전압 범위 안으로 시프트 하고, DAC는 레벨 시프터로부터의 픽셀 데이터를 감마 보상 전압을 근거로 데이터 전압으로 변환하여 출력하고, DAC로부터 출력되는 데이터 전압은 버퍼를 통해 데이터 라인(14)에 공급된다.The data driving circuit (12) may include a shift register, a latch, a level shifter, a DAC, and a buffer. The shift register shifts a clock input from a timing controller (11) and sequentially outputs a clock for sampling, the latch samples digital video data or pixel data at the sampling clock timing sequentially input from the shift register and latches and simultaneously outputs the sampled pixel data, the level shifter shifts the voltage of pixel data input from the latch within the input voltage range of the DAC, the DAC converts pixel data from the level shifter into a data voltage based on a gamma compensation voltage and outputs the converted data voltage, and the data voltage output from the DAC is supplied to a data line (14) through a buffer.
데이터 구동 회로(12)는 픽셀을 구성하는 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 하고 그 센싱 데이터(Sensing Data, SD)를 타이밍 컨트롤러에 전송할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(11)는 픽셀에 포함된 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 보상하도록 센싱 데이터(SD)를 근거로 영상 데이터(RGB)를 보상하여 보상 영상 데이터(RGB')를 데이터 구동 회로(12)에 공급할 수 있다.The data driving circuit (12) can sense the threshold voltage of the switching transistor constituting the pixel and transmit the sensing data (Sensing Data, SD) to the timing controller. The timing controller (11) can compensate the image data (RGB) based on the sensing data (SD) to compensate the threshold voltage of the switching transistor included in the pixel and supply the compensated image data (RGB') to the data driving circuit (12).
게이트 구동 회로(13)는, 게이트 제어 신호(GCS)를 기반으로 스캔 신호와 발광 신호를 생성하되, 액티브 기간에 스캔 신호와 발광 신호를 행 순차 방식으로 생성하여 픽셀 라인마다 연결된 게이트 라인(15)에 순차적으로 제공한다. 게이트 라인(15)의 스캔 신호와 발광 신호는 데이터 라인(14)의 데이터 전압의 공급에 동기된다. 스캔 신호와 발광 신호는 게이트 온 전압(VGL)과 게이트 오프 전압(VGH) 사이에서 스윙 한다. 스캔 신호는 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 할 때 스위칭 트랜지스터를 턴-온 시키는 게이트 온 전압이 변경될 수 있다.The gate driving circuit (13) generates a scan signal and a light emitting signal based on a gate control signal (GCS), and generates the scan signal and the light emitting signal in a row-sequential manner during an active period and sequentially provides them to the gate line (15) connected to each pixel line. The scan signal and the light emitting signal of the gate line (15) are synchronized with the supply of the data voltage of the data line (14). The scan signal and the light emitting signal swing between a gate-on voltage (VGL) and a gate-off voltage (VGH). The gate-on voltage for turning on the switching transistor can be changed when the scan signal senses a threshold voltage of the switching transistor.
게이트 구동 회로(13)는, 시프트 레지스터, 시프트 레지스터의 출력 신호를 픽셀의 TFT 구동에 적합한 스윙 폭으로 변환하기 위한 레벨 시프터 및 출력 버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 집적 회로들로 구성될 수 있다. 또는, 게이트 구동 회로(13)는 GIP(Gate Drive IC in Panel) 방식으로 표시 패널(10)의 하부 기판에 직접 형성될 수도 있다. GIP 방식의 경우, 레벨 시프터는 PCB(Printed Circuit Board) 위에 실장되고, 시프트 레지스터는 표시 패널(10)의 하부 기판에 형성될 수 있다.The gate driving circuit (13) may be composed of a plurality of gate drive integrated circuits, each of which includes a shift register, a level shifter for converting an output signal of the shift register into a swing width suitable for driving the TFT of the pixel, and an output buffer. Alternatively, the gate driving circuit (13) may be formed directly on the lower substrate of the display panel (10) in a GIP (Gate Drive IC in Panel) manner. In the case of the GIP method, the level shifter may be mounted on a PCB (Printed Circuit Board), and the shift register may be formed on the lower substrate of the display panel (10).
전원부(16)는, 직류-직류 변환기(DC-DC Converter)를 이용하여, 호스트로부터 제공되는 직류 입력 전압을 조정하여 데이터 구동 회로(12)와 게이트 구동 회로(13)의 동작에 필요한 둘 이상의 게이트 온 전압, 게이트 오프 전압 등(VGH, VGH1, VGH2, VGL)을 생성하고, 또한 픽셀 어레이의 구동에 필요한 고전위 구동 전압(Vdd), 초기화 전압(Vini) 및 저전위 구동 전압(Vss)을 생성한다.The power supply unit (16) adjusts the DC input voltage provided from the host using a DC-DC converter to generate two or more gate-on voltages, gate-off voltages, etc. (VGH, VGH1, VGH2, VGL) required for the operation of the data driving circuit (12) and the gate driving circuit (13), and also generates a high-potential driving voltage (Vdd), an initialization voltage (Vini), and a low-potential driving voltage (Vss) required for driving the pixel array.
호스트 시스템은 모바일 기기, 웨어러블 기기 및 가상/증강 현실 기기 등에서 AP(Application Processor)가 될 수 있다. 또는 호스트 시스템은 텔레비전 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, 개인용 컴퓨터, 및 홈 시어터 시스템 등의 메인 보드일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.The host system can be an AP (Application Processor) in a mobile device, a wearable device, a virtual/augmented reality device, etc. Or, the host system can be a main board of a television system, a set-top box, a navigation system, a personal computer, a home theater system, etc., but is not limited thereto.
도 2는 스위칭 트랜지스터에 산화물 반도체를 사용한 픽셀 회로를 도시한 것으로, 픽셀 회로는 6개의 트랜지스터와 2개의 커패시터로 구성되고, 내부 보상 회로로 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상한다.Figure 2 illustrates a pixel circuit using an oxide semiconductor for a switching transistor. The pixel circuit is composed of six transistors and two capacitors, and compensates for the threshold voltage of the driving transistor with an internal compensation circuit.
픽셀 회로는, 구동 트랜지스터(DT), 발광 소자(OLED) 및 내부 보상 회로를 포함하여 구성될 수 있다. 내부 보상 회로는 5개의 스위칭 트랜지스터와 2개의 커패시터로 구성되고, 스위칭 트랜지스터의 전부 또는 일부를 산화물 트랜지스터로 구성할 수 있다.The pixel circuit can be configured to include a driving transistor (DT), a light-emitting element (OLED), and an internal compensation circuit. The internal compensation circuit is configured with five switching transistors and two capacitors, and all or part of the switching transistors can be configured with oxide transistors.
구동 트랜지스터(DT)는, 데이터 전압(Vdata)에 상응하게 OLED를 발광시킬 전류를 생성하기 위한 것으로, 제1 전극이 제3 노드(N3)에 연결되고, 제2 전극이 OLED의 애노드 전극에 연결되고, 게이트 전극이 제1 노드(n1)에 연결된다.The driving transistor (DT) is configured to generate a current to cause the OLED to emit light in response to the data voltage (Vdata), and has a first electrode connected to a third node (N3), a second electrode connected to the anode electrode of the OLED, and a gate electrode connected to a first node (n1).
제2 스위칭 트랜지스터(T2)는 제2 노드(n2)에 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압을 저장하기 위한 것으로, 제1 전극과 제2 전극 중 하나는 제2 노드(n2)에 연결되고 다른 하나는 제3 노드(n3)에 연결되고, 게이트 전극은 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))를 공급 받는다.The second switching transistor (T2) is for storing the threshold voltage of the driving transistor (DT) in the second node (n2). One of the first electrode and the second electrode is connected to the second node (n2) and the other is connected to the third node (n3), and the gate electrode is supplied with the first scan signal (Scan_N(n-2)).
제3 스위칭 트랜지스터(T3)는 제2 노드(n2)에 데이터 라인(13)의 데이터 전압(Vdata)을 공급하기 위한 것으로, 제1 전극과 제2 전극 중 하나는 데이터 라인(13)에 연결되고 다른 하나는 제2 노드(n2)에 연결되고, 게이트 전극은 제2 스캔 신호(Scan_N(n))를 공급 받는다.The third switching transistor (T3) is for supplying the data voltage (Vdata) of the data line (13) to the second node (n2). One of the first electrode and the second electrode is connected to the data line (13) and the other is connected to the second node (n2), and the gate electrode is supplied with the second scan signal (Scan_N(n)).
제4 스위칭 트랜지스터(T4)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극, 즉 제1 노드(n1)에 제1 초기화 전압(Vini1)을 공급하기 위한 것으로, 제1 전극과 제2 전극 중 하나는 제1 초기화 전압(Vini1)을 공급 받고 다른 하나는 제1 노드(n2)에 연결되고, 게이트 전극은 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))를 공급 받는다.The fourth switching transistor (T4) is for supplying the first initialization voltage (Vini1) to the gate electrode of the driving transistor (DT), i.e., the first node (n1). One of the first electrode and the second electrode is supplied with the first initialization voltage (Vini1) and the other is connected to the first node (n2), and the gate electrode is supplied with the first scan signal (Scan_N(n-2)).
제5 스위칭 트랜지스터(T5)는 OLED의 발광을 제어하기 위한 것으로, 제1 전극과 제2 전극 중 하나는 고전위 전원 전압(Vdd)을 공급 받고 다른 하나는 제3 노드(n3)에 연결되고, 게이트 전극은 발광 신호(EM)를 공급 받는다.The fifth switching transistor (T5) is used to control the emission of the OLED. One of the first electrode and the second electrode is supplied with a high-potential power supply voltage (Vdd), the other is connected to the third node (n3), and the gate electrode is supplied with an emission signal (EM).
제6 스위칭 트랜지스터(T6)는 OLED의 애노드 전극에 제2 초기화 전압(Vini2)을 공급하기 위한 것으로, 제1 전극과 제2 전극 중 하나는 OLED의 애노드 전극에 연결되고 다른 하나는 제2 초기화 전압(Vini2)을 공급 받고, 게이트 전극은 제3 스캔 신호(Scan_P(n-2))를 공급 받는다.The sixth switching transistor (T6) is for supplying a second initialization voltage (Vini2) to the anode electrode of the OLED. One of the first electrode and the second electrode is connected to the anode electrode of the OLED, the other is supplied with the second initialization voltage (Vini2), and the gate electrode is supplied with the third scan signal (Scan_P(n-2)).
제1 스토리지 커패시터(Cst1)는 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2) 사이에 연결되어 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압을 저장한다.A first storage capacitor (Cst1) is connected between the first node (n1) and the second node (n2) and stores the threshold voltage of the driving transistor (DT).
제2 스토리지 커패시터(Cst2)는 제1 전극과 제2 전극 중 하나는 제2 노드(n2에 연결되고 다른 하나는 고전위 전원 전압(Vdd)을 공급 받아, 고전위 전원 전압(Vdd) 대비 제2 노드(n2)의 전압을 유지시키는데, 제2 스토리지 커패시터(Cst2)는 생략될 수도 있다.The second storage capacitor (Cst2) has one of the first electrode and the second electrode connected to the second node (n2) and the other electrode supplied with the high-potential power supply voltage (Vdd), and maintains the voltage of the second node (n2) with respect to the high-potential power supply voltage (Vdd). The second storage capacitor (Cst2) may be omitted.
제2 내지 제4 스위칭 트랜지스터(T2, T3, T4)는 N 채널 트랜지스터로 산화물 반도체를 사용하고, 제5와 제6 스위칭 트랜지스터(T5, T6) 및 구동 트랜지스터(DT)는 P 채널 트랜지스터로 비정질 실리콘을 사용할 수 있다.The second to fourth switching transistors (T2, T3, T4) are N-channel transistors that use oxide semiconductors, and the fifth and sixth switching transistors (T5, T6) and the driving transistor (DT) are P-channel transistors that can use amorphous silicon.
P 채널 트랜지스터에서, 트랜지스터를 턴-온 시키는 게이트 온 전압은 게이트 로우 전압(VGL)이 되고 트랜지스터를 턴-오프 시키는 게이트 오프 전압은 게이트 하이 전압(VGH)이다. N 채널 트랜지스터에서, 트랜지스터를 턴-온 시키는 게이트 온 전압은 게이트 하이 전압(VGH)이 되고 트랜지스터를 턴-오프 시키는 게이트 오프 전압은 게이트 로우 전압(VGL)이다.In a P-channel transistor, the gate-on voltage that turns the transistor on is the gate low voltage (VGL) and the gate-off voltage that turns the transistor off is the gate high voltage (VGH). In an N-channel transistor, the gate-on voltage that turns the transistor on is the gate high voltage (VGH) and the gate-off voltage that turns the transistor off is the gate low voltage (VGL).
도 3 내지 도 6은 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상하면서 도 2의 픽셀 회로를 구동하는 각 단계를 도시한 것으로, 도 3은 발광을 중지시킨 비발광 기간이고, 도 4는 초기화 및 센싱 기간이고, 도 5는 데이터 기록 기간이고, 도 6은 발광 기간이다.FIGS. 3 to 6 illustrate each step of driving the pixel circuit of FIG. 2 while compensating for the threshold voltage of the driving transistor. FIG. 3 is a non-emission period in which emission is stopped, FIG. 4 is an initialization and sensing period, FIG. 5 is a data recording period, and FIG. 6 is a emission period.
제2 스캔 신호(Scan_N(n))는 현재 픽셀 라인(n번째 수평 라인)의 픽셀들에 데이터 전압을 공급하기 위한 제어 신호이고, 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))는 현재 픽셀 라인보다 2 픽셀 라인 앞선 픽셀 라인, 즉 (n-2)번째 수평 라인의 픽셀들에 데이터 전압을 공급하기 위한 제어 신호이다. 따라서, 제2 스캔 신호(Scan_N(n))는 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))보다 2 수평 기간(H) 늦다.The second scan signal (Scan_N(n)) is a control signal for supplying a data voltage to pixels of the current pixel line (the nth horizontal line), and the first scan signal (Scan_N(n-2)) is a control signal for supplying a data voltage to pixels of the pixel line two pixel lines preceding the current pixel line, i.e., the (n-2)th horizontal line. Therefore, the second scan signal (Scan_N(n)) is two horizontal periods (H) behind the first scan signal (Scan_N(n-2)).
제3 스캔 신호(Scan_P(n-2))는 현재 픽셀 라인에 데이터 전압을 인가하기에 앞서 OLED의 애노드 전극을 초기화하기 위한 제어 신호로, 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))와 같은 타이밍에 반대 위상으로 공급된다.The third scan signal (Scan_P(n-2)) is a control signal for initializing the anode electrode of the OLED prior to applying the data voltage to the current pixel line, and is supplied with the opposite phase at the same timing as the first scan signal (Scan_N(n-2)).
비발광 기간에 해당하는 제1 기간(t1)에, 도 3을 참조하면, 제1 내지 제3 스캔 신호(Scan_N(n-2), Scan_N(n), Scan_P(n-2)) 및 발광 신호(EM)는 모두 게이트 오프 전압이다. 제2 내지 제6 스위칭 트랜지스터(T2~T6) 및 구동 트랜지스터 모두 턴-오프 되어, 제1 내지 제3 노드(n1 ~ n3)는 이전 상태의 전압을 유지하거나 그 전압 상태를 알 수 없다.In the first period (t1) corresponding to the non-luminous period, referring to FIG. 3, the first to third scan signals (Scan_N(n-2), Scan_N(n), Scan_P(n-2)) and the emission signal (EM) are all gate-off voltages. The second to sixth switching transistors (T2 to T6) and the driving transistors are all turned off, so that the first to third nodes (n1 to n3) maintain the voltage of the previous state or the voltage state cannot be known.
초기화 및 센싱 기간에 해당하는 제2 기간(t2)에, 도 4를 참조하면, 제1 및 제3 스캔 신호(Scan_N(n-2), Scan_P(n-2))가 게이트 온 전압이고, 제2 스캔 신호(Scan_N(n))와 발광 신호(EM)가 게이트 오프 전압이다. 게이트 온 전압의 제1 및 제3 스캔 신호(Scan_N(n-2), Scan_P(n-2))에 의해 제2, 제4 및 제6 스위칭 트랜지스터(T2, T4, T6)가 턴-온 되어, 제4 스위칭 트랜지스터(T4)를 통해 제1 노드(n1)에 제1 초기화 전압(Vini1)이 공급되고, 제2 및 제6 스위칭 트랜지스터(T2, T6)를 통해 제2 노드(n2)에 전류가 흐르게 된다.In the second period (t2) corresponding to the initialization and sensing period, referring to FIG. 4, the first and third scan signals (Scan_N(n-2), Scan_P(n-2)) are gate-on voltages, and the second scan signal (Scan_N(n)) and the emission signal (EM) are gate-off voltages. The second, fourth, and sixth switching transistors (T2, T4, T6) are turned on by the first and third scan signals (Scan_N(n-2), Scan_P(n-2)) of the gate-on voltages, so that the first initialization voltage (Vini1) is supplied to the first node (n1) through the fourth switching transistor (T4), and current flows to the second node (n2) through the second and sixth switching transistors (T2, T6).
제2 초기화 전압(Vini2)은 제1 초기화 전압(Vini1)보다 전위가 높아서, 제2 기간(t2)의 초기에, P 채널 트랜지스터인 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극(또는 제1 노드(n1))의 전압이 OLED의 애노드 전극보다 낮고 이에 따라 구동 트랜지스터(DT)가 턴-온 된다. 즉, 제6 스위칭 트랜지스터(T6) -> 구동 트랜지스터(DT) -> 제2 스위칭 트랜지스터(T2)로 또는 반대 방향으로 전류 흐름이 발생하고, 제2 노드(n2) 또는 제3 노드(n3)는 제1 노드(n1)의 전위보다 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)만큼 낮아져 구동 트랜지스터(DT)가 턴-오프 될 때까지 전위가 상승(또는 하강)한다.The second initialization voltage (Vini2) is higher in potential than the first initialization voltage (Vini1), so that at the beginning of the second period (t2), the voltage of the gate electrode (or the first node (n1)) of the driving transistor (DT), which is a P-channel transistor, is lower than the anode electrode of the OLED, and thus the driving transistor (DT) is turned on. That is, a current flows from the sixth switching transistor (T6) -> driving transistor (DT) -> second switching transistor (T2) or in the opposite direction, and the potential of the second node (n2) or the third node (n3) rises (or falls) until the potential of the driving transistor (DT) becomes lower by the threshold voltage (Vth) of the driving transistor (DT) than that of the first node (n1), and the driving transistor (DT) is turned off.
따라서, 제2 기간(t2)이 끝날 때에는, 제1 노드(n1)는 제1 초기화 전압(Vini1)이 되고, 제2 노드(Vini2)는 제1 초기화 전압(Vini1)보다 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)만큼 낮아진 전압(Vini1-Vth)이 된다. 따라서, 제1 스토리지 커패시터(Cst1)에는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)이 저장된다.Therefore, at the end of the second period (t2), the first node (n1) becomes the first initialization voltage (Vini1), and the second node (Vini2) becomes a voltage (Vini1-Vth) that is lower than the first initialization voltage (Vini1) by the threshold voltage (Vth) of the driving transistor (DT). Therefore, the threshold voltage (Vth) of the driving transistor (DT) is stored in the first storage capacitor (Cst1).
제2 기간(t2) 초기에, 제1 노드(n1)의 전위가 바로 제1 초기화 전압(Vini1)이 되고, 고전위 구동 전압(Vdd)과 제1 노드(n1)의 제1 초기화 전압(Vini1)의 전위 차이가 제1 및 제2 스토리지 커패시터(Cst1, Cst2)에 의해 분배되어, 분배된 전위가 제2 노드(n2)에 바로 형성된다. 이후, 제2 노드(n2)의 전위는 제2 초기화 전압(Vini2)에 의한 전류에 의해 제1 초기화 전압(Vini1)과 문턱 전압(Vth)을 반영한 전압(Vini-Vth)이 된다. 따라서, 제2 노드(n2)의 전위의 정착 시간이 길지 않게 된다.At the beginning of the second period (t2), the potential of the first node (n1) becomes the first initialization voltage (Vini1), and the potential difference between the high-potential driving voltage (Vdd) and the first initialization voltage (Vini1) of the first node (n1) is distributed by the first and second storage capacitors (Cst1, Cst2), so that the distributed potential is formed directly at the second node (n2). Thereafter, the potential of the second node (n2) becomes a voltage (Vini-Vth) reflecting the first initialization voltage (Vini1) and the threshold voltage (Vth) by the current due to the second initialization voltage (Vini2). Therefore, the settling time of the potential of the second node (n2) is not long.
제2 기간(t2) 이후 제3 기간(t3)에는 다시 제1 기간(t1)과 같은 스캔 신호와 발광 신호가 입력되어, 스위칭 트랜지스터들이 턴-오프 되고, 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2)는 제1 및 제2 스토리지 커패시터(Cst1, Cst2)에 의해 그 전압을 유지한다. 제3 기간(t3)은 (n-1)번째 픽셀 라인에 배치된 픽셀들에 데이터 전압을 인가하기 위한 스캔 신호(Scan_N(n-2))가 공급되는 기간에 해당한다.After the second period (t2), in the third period (t3), the same scan signal and emission signal as in the first period (t1) are input again, the switching transistors are turned off, and the voltages of the first node (n1) and the second node (n2) are maintained by the first and second storage capacitors (Cst1, Cst2). The third period (t3) corresponds to the period in which the scan signal (Scan_N(n-2)) for applying the data voltage to the pixels arranged in the (n-1)th pixel line is supplied.
데이터 기록 기간에 해당하는 제4 기간(t4)에, 도 5를 참조하면, 제2 스캔 신호(Scan_N(n))가 게이트 온 전압이고, 나머지 스캔 신호와 발광 신호(EM)가 게이트 오프 전압이다. 게이트 온 전압의 제2 스캔 신호(Scan_N(n))에 의해 제3 스위칭 트랜지스터(T3)가 턴-온 되어 제2 노드(n2)에 데이터 라인(13)의 데이터 전압(Vdata)이 공급된다.In the fourth period (t4) corresponding to the data recording period, referring to Fig. 5, the second scan signal (Scan_N(n)) is the gate-on voltage, and the remaining scan signals and the emission signal (EM) are the gate-off voltages. The third switching transistor (T3) is turned on by the second scan signal (Scan_N(n)) of the gate-on voltage, so that the data voltage (Vdata) of the data line (13) is supplied to the second node (n2).
제1 스토리지 커패시터(Cst1)의 양쪽 전위 차이를 그대로 유지하면서 제2 노드(n2)가 데이터 전압(Vdata)이 되기 때문에, 제1 노드(n1)는 데이터 전압(Vdata)에 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)을 더한 값(Vdata+Vth)이 된다.Since the second node (n2) becomes the data voltage (Vdata) while maintaining the potential difference on both sides of the first storage capacitor (Cst1), the first node (n1) becomes the value (Vdata+Vth) that adds the threshold voltage (Vth) of the driving transistor (DT) to the data voltage (Vdata).
데이터 전압(Vdata)을 공급하기에 앞서 제2 기간(t2)에 제1 스토리지 커패시터(Cst1)에 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)을 저장함으로써, 제 4 기간(t4)에는 제1 스토리지 커패시터(Cst1)에 쌓인 전하량은 바뀌지 않고 단지 제1 스토리지 커패시터(Cst1)의 양쪽 전극의 전위가 같은 속도로 바뀌기만 한다. 따라서, 제 4 기간(t4)에 제1 노드(n1)의 전위가 데이터 전압(Vdata)(정확히는 문턱 전압을 반영한 데이터 전압)으로 설정되는 시간이 줄어들게 된다.By storing the threshold voltage (Vth) of the driving transistor (DT) in the first storage capacitor (Cst1) in the second period (t2) prior to supplying the data voltage (Vdata), the amount of charge accumulated in the first storage capacitor (Cst1) does not change in the fourth period (t4), but only the potentials of both electrodes of the first storage capacitor (Cst1) change at the same speed. Accordingly, the time during which the potential of the first node (n1) is set to the data voltage (Vdata) (more precisely, the data voltage reflecting the threshold voltage) in the fourth period (t4) is reduced.
제4 기간 이후 제5 기간(t5)도, 다시 제1 기간(t1)이나 제3 기간(t3)과 같은 스캔 신호와 발광 신호가 입력되어, 스위칭 트랜지스터들이 턴-오프 되고, 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2)는 제1 및 제2 스토리지 커패시터(Cst1, Cst2)에 의해 그 전압을 유지한다.After the fourth period, in the fifth period (t5), the same scan signal and emission signal as in the first period (t1) or the third period (t3) are input again, so that the switching transistors are turned off, and the first node (n1) and the second node (n2) maintain their voltages by the first and second storage capacitors (Cst1, Cst2).
발광 기간에 해당하는 제6 기간(t6)에, 제1 내지 제3 스캔 신호(Scan_N(n-2), Scan_N(n), Scan_P(n-2))는 게이트 오프 전압이고, 발광 신호(EM)는 게이트 온 전압이 된다. 제2 내지 제6 스위칭 트랜지스터(T2~T6)는 모두 턴-오프 되지만, 제3 노드(n3)에 고전위 전원 전압(Vdd)이 입력되고, 제1 노드(n1)가 고전위 전원 전압(Vdd)보다 낮은 전압 값(Vdata+Vth)을 유지하므로 구동 트랜지스터(DT)가 턴-온 되어 OLED를 발광시킬 수 있는 픽셀 전류를 흘린다.In the sixth period (t6) corresponding to the emission period, the first to third scan signals (Scan_N(n-2), Scan_N(n), Scan_P(n-2)) are gate-off voltages, and the emission signal (EM) is gate-on voltage. The second to sixth switching transistors (T2 to T6) are all turned off, but a high-potential power supply voltage (Vdd) is input to the third node (n3), and since the first node (n1) maintains a voltage value (Vdata+Vth) lower than the high-potential power supply voltage (Vdd), the driving transistor (DT) is turned on to flow a pixel current capable of emitting light from the OLED.
구동 트랜지스터(DT)에 흐르는 전류(I_OLED)는, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트-소스 전압(Vgs)에서 문턱 전압(Vth)을 뺀 값의 제곱에 비례하는데, 아래 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.The current (I_OLED) flowing in the driving transistor (DT) is proportional to the square of the gate-source voltage (Vgs) of the driving transistor (DT) minus the threshold voltage (Vth), and can be expressed as in the following
수학식 1에서 보는 것과 같이, 구동 전류(I_OLED)의 관계식에는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth) 성분이 소거되므로, 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압이 변한다고 할지라도 문턱 전압을 보상하면서 데이터 라인을 통해 입력되는 데이터 전압(Vdata)에 상응하는 전류로 OLED를 발광시킬 수 있다.As shown in
제3 기간(t3)과 제5 기간(t5)은 스위칭 트랜지스터들을 모두 턴-오프 시킴으로써 각 노드의 전압을 이전 기간과 똑같이 유지하는 기간으로 유지 기간 또는 홀드 기간이라 부를 수 있다. 제3 기간(t3)은 1 수평 기간으로 고정되고, 제5 기간(t5)은 생략되어 바로 제6 기간(t6)으로 진행되어 해당 픽셀 라인의 픽셀들이 바로 발광하거나 또는 모든 픽셀 라인에 데이터 전압이 인가된 이후까지 연장된 후 제6 기간(t6)으로 진행되어 모든 픽셀 라인의 픽셀들이 동시에 발광할 수 있다.The third period (t3) and the fifth period (t5) are periods in which the voltage of each node is maintained the same as the previous period by turning off all the switching transistors, and can be called a maintenance period or hold period. The third period (t3) is fixed to one horizontal period, and the fifth period (t5) is omitted and proceeds directly to the sixth period (t6) so that the pixels of the corresponding pixel line immediately emit light, or is extended until after the data voltage is applied to all pixel lines and then proceeds to the sixth period (t6) so that the pixels of all pixel lines emit light simultaneously.
도 7은 도 2의 픽셀 회로에 포함된 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 검출하는 센싱 회로를 도시한 것이고, 도 8은 도 2의 픽셀 회로와 도 7의 센싱 회로를 연결하는 스위치의 동작을 도시한 것이다.FIG. 7 illustrates a sensing circuit that detects a threshold voltage of a switching transistor included in the pixel circuit of FIG. 2, and FIG. 8 illustrates the operation of a switch that connects the pixel circuit of FIG. 2 and the sensing circuit of FIG. 7.
도 2의 픽셀 회로를 구동하는 동안 산화물 TFT인 제2 내지 제4 스위칭 트랜지스터(T2 ~ T4)의 게이트 단자에는 게이트 오프 전압(VGL)이 오랜 시간 인가되어 제2 내지 제4 스위칭 트랜지스터(T2 ~ T4)가 열화되고 그 문턱 전압이 바뀌게 된다. 특히 제3 스위칭 트랜지스터(T3)는 데이터 라인(13)의 데이터 전압을 제2 노드(n2)에 공급하므로, 제3 스위칭 트랜지스터(T3)의 열화는 해당 픽셀이 표현하고자 하는 계조의 변경을 의미한다.While driving the pixel circuit of Fig. 2, a gate-off voltage (VGL) is applied to the gate terminals of the second to fourth switching transistors (T2 to T4), which are oxide TFTs, for a long time, so that the second to fourth switching transistors (T2 to T4) deteriorate and their threshold voltages change. In particular, since the third switching transistor (T3) supplies the data voltage of the data line (13) to the second node (n2), deterioration of the third switching transistor (T3) means a change in the gradation that the corresponding pixel intends to express.
따라서, 도 2의 픽셀 회로를 구성하는 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 하고 이를 보상해야 한다.Therefore, the threshold voltage of the switching transistor constituting the pixel circuit of Fig. 2 must be sensed and compensated for.
이 명세서에서는 도 7에서 데이터 라인(13)을 통해 제3과 제4 스위칭 트랜지스터(T3, T4)의 문턱 전압을 데이터 라인(13)을 통해 검출하기 위해, 데이터 구동 회로(12)에 포함되는 소스 드라이브 IC(SD-IC)는 데이터 라인(13)에 소정의 전압(V1)을 공급하기 위한 전압원(또는 전압 입력 단)과 데이터 라인(13)에 충전되는 전압을 검출하여 디지털 데이터로 변환하기 위한 샘플/홀드부(S/H)와 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 더 포함할 수 있다.In this specification, in order to detect the threshold voltages of the third and fourth switching transistors (T3, T4) through the data line (13) in FIG. 7, the source drive IC (SD-IC) included in the data driving circuit (12) may further include a voltage source (or voltage input terminal) for supplying a predetermined voltage (V1) to the data line (13), a sample/hold unit (S/H) for detecting the voltage charged in the data line (13) and converting it into digital data, and an analog-to-digital converter (ADC).
V1 전압원과 ADC는, 소스 드라이브 IC(SD-IC)에 포함될 수도 있고, 소스 드라이브 IC(SD-IC)와는 별도로 구성될 수도 있다.The V1 voltage source and ADC may be included in the source driver IC (SD-IC) or configured separately from the source driver IC (SD-IC).
도 7의 구성에서, 데이터 라인(13)은, 데이터 전압을 소스 드라이브 IC(SD-IC)의 DAC로부터 픽셀로 공급하는 통로 역할을 하고, 픽셀 회로를 구성하는 스위칭 트랜지스터(T2, T3)의 문턱 전압을 센싱 하기 위해 전압 V1과 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 충전하고 문턱 전압을 소스 드라이브 IC(SD-IC)의 ADC에 전달하는 역할을 한다.In the configuration of Fig. 7, the data line (13) serves as a passage for supplying the data voltage from the DAC of the source drive IC (SD-IC) to the pixel, and serves to sense the threshold voltage of the switching transistors (T2, T3) constituting the pixel circuit by charging the voltage V1 and the threshold voltage of the switching transistor and transferring the threshold voltage to the ADC of the source drive IC (SD-IC).
이에 따라, 타이밍 컨트롤러(11)는, 도 8과 같이, 하나의 프레임을 디스플레이 단계(Display), 문턱 전압을 센싱 하는 센싱 단계(Sensing) 및 데이터 전압을 보상하는 보상 단계(Compensation)로 나누어 표시 장치를 구동할 수 있는데, 보상 단계(Compensation)는 디스플레이 단계에 포함될 수 있다.Accordingly, the timing controller (11) can drive the display device by dividing one frame into a display stage (Display), a sensing stage (Sensing) for sensing a threshold voltage, and a compensation stage (Compensation) for compensating a data voltage, as shown in FIG. 8. The compensation stage (Compensation) can be included in the display stage.
또한, 데이터 라인(13)이 디스플레이 단계와 센싱 단계에 각각 정해진 역할을 수행할 수 있도록, 데이터 라인(13)과 전압 V1의 전압원, 샘플/홀드부(S/H) 및 DAC와 연결을 제어하기 위한 스위치(SW1, SW2, SW3)를 마련할 수 있다.In addition, switches (SW1, SW2, SW3) for controlling the connection between the data line (13) and the voltage source of the voltage V1, the sample/hold section (S/H), and the DAC can be provided so that the data line (13) can perform the roles assigned to each of the display stage and the sensing stage.
즉, 전압 V1의 전압원과 데이터 라인(13) 사이에 제1 스위치(SW1), 샘플/홀드부(S/H)와 데이터 라인(13) 사이에 제2 스위치(SW2) 및 DAC와 데이터 라인(13) 사이에 제3 스위치(SW3)를 마련한다.That is, a first switch (SW1) is provided between a voltage source of voltage V1 and a data line (13), a second switch (SW2) is provided between a sample/hold unit (S/H) and the data line (13), and a third switch (SW3) is provided between the DAC and the data line (13).
도 7에서, 샘플/홀드부(S/H)와 ADC를 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 하여 센싱 데이터를 출력하는 센싱 회로라고 할 수 있다. 또는 전압 V1의 전압원 및 제1 내지 제3 스위치(SW1 ~ SW3)까지 더 포함하여 센싱 회로라 할 수도 있다.In Fig. 7, the sample/hold section (S/H) and the ADC can be referred to as a sensing circuit that senses the threshold voltage of the switching transistor and outputs sensing data. Alternatively, the sensing circuit can further include a voltage source of voltage V1 and the first to third switches (SW1 to SW3).
도 9는 도 7의 회로에서 픽셀 회로에 영상을 표시하는 디스플레이 단계의 동작을 도시한 것이고, 도 10은 도 7의 회로에서 픽셀 회로에 포함된 스위칭 트랜지스터를 센싱 하는 센싱 단계의 동작을 도시한 것이다.FIG. 9 illustrates the operation of a display step for displaying an image on a pixel circuit in the circuit of FIG. 7, and FIG. 10 illustrates the operation of a sensing step for sensing a switching transistor included in a pixel circuit in the circuit of FIG. 7.
디스플레이 단계(Display)에, 도 9와 같이, 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)는 턴-오프 되는 제어 신호를 공급 받아 데이터 라인(13)은 소스 드라이브 IC(SD-IC)의 전압 V1의 전압원 및 샘플/홀드부(S/H)와 연결이 끊기고, 제3 스위치(SW3)는 턴-온 되는 제어 신호를 공급 받아, 소스 드라이브 IC(SD-IC)의 DAC는 영상 데이터(RGB)를 데이터 라인(13)을 거쳐 픽셀에 데이터 전압(Vdata)으로 공급할 수 있다.In the display stage (Display), as shown in Fig. 9, the first and second switches (SW1, SW2) are supplied with a control signal to be turned off, so that the data line (13) is disconnected from the voltage source of voltage V1 of the source drive IC (SD-IC) and the sample/hold section (S/H), and the third switch (SW3) is supplied with a control signal to be turned on, so that the DAC of the source drive IC (SD-IC) can supply image data (RGB) to the pixels as a data voltage (Vdata) via the data line (13).
센싱 단계(Sensing)에, 도 10과 같이, 제3 스위치(SW3)는 턴-오프 되는 제어 신호를 공급 받아 데이터 라인(13)은 소스 드라이브 IC(SD-IC)의 DAC와 연결이 끊기고, 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)는 턴-온 되는 제어 신호와 턴-오프 되는 제어 신호를 소정 순서로 공급 받아 데이터 라인(13)을 전압 V1과 제3 스위칭 트랜지스터(T3) 또는 제2 스위칭 트랜지스터(T2)의 문턱 전압과 관련된 전압으로 충전시키고 문턱 전압과 관련된 전압을 센싱 할 수 있다.In the sensing step (Sensing), as shown in FIG. 10, the third switch (SW3) is supplied with a turn-off control signal, so that the data line (13) is disconnected from the DAC of the source drive IC (SD-IC), and the first and second switches (SW1, SW2) are supplied with a turn-on control signal and a turn-off control signal in a predetermined order, so that the data line (13) can be charged with voltage V1 and a voltage related to the threshold voltage of the third switching transistor (T3) or the second switching transistor (T2), and the voltage related to the threshold voltage can be sensed.
즉, 제1 스위치(SW1)가 턴-온 되어 있는 동안 데이터 라인(13)은 전압 V1으로 충전되고, 제2 스위치(SW2)가 턴-온 되어 있는 동안 데이터 라인(13)에 충전된, 제3 스위칭 트랜지스터(T3) 또는 제2 스위칭 트랜지스터(T2)의 문턱 전압과 관련된 전압이 소스 드라이브 IC(SD-IC)의 샘플/홀드부(S/H)에 샘플링 되고, 이후 ADC에 의해 센싱 데이터(SD)로 출력된다.That is, while the first switch (SW1) is turned on, the data line (13) is charged with voltage V1, and while the second switch (SW2) is turned on, the voltage charged in the data line (13) and related to the threshold voltage of the third switching transistor (T3) or the second switching transistor (T2) is sampled by the sample/hold section (S/H) of the source drive IC (SD-IC), and then output as sensing data (SD) by the ADC.
타이밍 컨트롤러(11)는, 보상 단계(Compensation)에, 픽셀에서 검출되어 소스 드라이브 IC(SD-IC)로부터 전송되는 센싱 데이터(SD)를 근거로 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 계산하고, 영상 데이터(RGB)를 소스 드라이브 IC(SD-IC)에 전송할 때 해당 픽셀에 대해 계산한 문턱 전압을 반영하여 영상 데이터(RGB)를 보상하여 출력한다.The timing controller (11) calculates the threshold voltage of the switching transistor based on the sensing data (SD) detected from the pixel and transmitted from the source drive IC (SD-IC) in the compensation step, and when transmitting the image data (RGB) to the source drive IC (SD-IC), compensates for the image data (RGB) by reflecting the threshold voltage calculated for the corresponding pixel and outputs it.
도 11은 도 10의 센싱 단계에 스위칭 트랜지스터를 제어하는 제어 신호와 각 노드의 전압에 대한 타이밍 차트를 도시한 것이다.Figure 11 illustrates a timing chart for the control signal controlling the switching transistor in the sensing step of Figure 10 and the voltage of each node.
센싱 단계는, 크게 데이터 라인(13)을 전압 V1으로 충전하는 제1 충전 구간(V1), 데이터 라인(13)을 제3 스위칭 트랜지스터(T3)의 문턱 전압과 관련된 전압으로 충전하는 제2 충전 기간(VGH2-Vth3), 및 데이터 라인(13)에 충전된 전압을 샘플링 하는 샘플링 구간(Sampling)으로 구성될 수 있다.The sensing phase can be largely composed of a first charging period (V1) for charging the data line (13) to a voltage V1, a second charging period (VGH2-Vth3) for charging the data line (13) to a voltage related to the threshold voltage of the third switching transistor (T3), and a sampling period (Sampling) for sampling the voltage charged to the data line (13).
도 12는 도 11의 타이밍 차트에서 데이터 라인을 V1 전압으로 충전하는 제1 충전 구간의 동작을 도시한 것이다.Figure 12 illustrates the operation of the first charging section in the timing chart of Figure 11, which charges the data line to voltage V1.
제1 충전 구간(V1)에, 제1 스위치(SW1)가 턴-온 된 후 턴-오프 되고 제2 스위치(SW2)는 턴-오프 상태를 유지하고, 제1 내지 제3 스캔 신호(Scan_N(n-2), Scan_N(n), Scan_P(n-2))와 발광 신호(EM)는 게이트 오프 전압으로 입력된다. 제1 스위치(SW1)가 턴-온 되어 데이터 라인(13)은 전압 V1의 전압원에 연결되어 전압 V1으로 충전된다.In the first charging section (V1), the first switch (SW1) is turned on and then turned off, the second switch (SW2) is maintained in the turned-off state, and the first to third scan signals (Scan_N(n-2), Scan_N(n), Scan_P(n-2)) and the emission signal (EM) are input as a gate-off voltage. The first switch (SW1) is turned on, and the data line (13) is connected to a voltage source of voltage V1 and charged to the voltage V1.
도 13은 도 11의 타이밍 차트에서 데이터 라인을 제3 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압으로 충전하는 제2 충전 구간의 동작을 도시한 것이다.FIG. 13 illustrates the operation of the second charging section in which the data line is charged to the threshold voltage of the third switching transistor in the timing chart of FIG. 11.
제2 충전 구간(VGH2-Vth3)에, 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)는 턴-오프 상태를 유지하여 데이터 라인(13)은 전압 V1의 전압원과 샘플/홀드부(S/H)와 연결이 끊어지고, 제1 내지 제3 스캔 신호(Scan_N(n-2), Scan_N(n), Scan_P(n-2))와 발광 신호(EM)는 소정 순서로 입력된다.In the second charging section (VGH2-Vth3), the first and second switches (SW1, SW2) are kept in a turned-off state so that the data line (13) is disconnected from the voltage source of voltage V1 and the sample/hold section (S/H), and the first to third scan signals (Scan_N(n-2), Scan_N(n), Scan_P(n-2)) and the emission signal (EM) are input in a predetermined order.
먼저, 제1 및 제3 스캔 신호(Scan_N(n-2), Scan_P(n-2))와 발광 신호(EM)가 게이트 온 전압으로 바뀌고, 제1 초기화 전압(Vini1)이 값을 키워 제2 초기화 전압(Vini2)보다 높게 입력된다. 이에 따라, 제2, 제4, 제5 및 제6 스위칭 트랜지스터(T2, T4, T5, T6)가 턴-온 되어, 제1 노드(n1)는 제1 초기화 전압(Vini1)이 되고, 제2 노드(n2)와 제3 노드(n3)는 고전위 전원 전압(Vdd)이 되고, OLED의 애노드 전극은 제2 초기화 전압(Vini2)이 된다.First, the first and third scan signals (Scan_N(n-2), Scan_P(n-2)) and the emission signal (EM) are changed to gate-on voltages, and the first initialization voltage (Vini1) is increased in value and input higher than the second initialization voltage (Vini2). Accordingly, the second, fourth, fifth, and sixth switching transistors (T2, T4, T5, T6) are turned on, so that the first node (n1) becomes the first initialization voltage (Vini1), the second node (n2) and the third node (n3) become a high-potential power supply voltage (Vdd), and the anode electrode of the OLED becomes the second initialization voltage (Vini2).
구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극(제1 전극(n1))의 전압인 제1 초기화 전압(Vini1)이 OLED의 애노드 전극인 제2 초기화 전압(Vini2)보다 높게 되어, 구동 트랜지스터(DT)는 턴-오프 된다. 구동 트랜지스터(DT)가 턴-오프 되므로, OLED는 발광하지 않는다.The first initialization voltage (Vini1), which is the voltage of the gate electrode (the first electrode (n1)) of the driving transistor (DT), becomes higher than the second initialization voltage (Vini2), which is the anode electrode of the OLED, so that the driving transistor (DT) is turned off. Since the driving transistor (DT) is turned off, the OLED does not emit light.
이후 제2 스캔 신호(Scan_N(n))가 게이트 온 전압으로 바뀌면, 데이터 라인(13)이 제3 스위칭 트랜지스터(T3), 제2 스위칭 트랜지스터(T2), 제5 스위칭 트랜지스터(T5)를 거쳐 고전위 전원 전압(Vdd)을 공급하는 제1 전원 라인에 연결되는 경로가 형성되어, 데이터 라인(13)의 전압이 고전위 전원 전압(Vdd)에 의해 전압 V1에서 상승한다.Thereafter, when the second scan signal (Scan_N(n)) changes to the gate-on voltage, a path is formed in which the data line (13) is connected to the first power line supplying the high-potential power voltage (Vdd) through the third switching transistor (T3), the second switching transistor (T2), and the fifth switching transistor (T5), so that the voltage of the data line (13) increases from the voltage V1 by the high-potential power voltage (Vdd).
이때 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))의 게이트 온 전압과 제2 스캔 신호(Scan_N(n))의 게이트 온 전압과 서로 다르게 하는데, 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))의 제1 게이트 온 전압(VGH1)을 제2 스캔 신호(Scan_N(n))의 제2 게이트 온 전압(VGH2)보다 더 높게 설정한다.At this time, the gate-on voltage of the first scan signal (Scan_N(n-2)) and the gate-on voltage of the second scan signal (Scan_N(n)) are set to be different from each other, and the first gate-on voltage (VGH1) of the first scan signal (Scan_N(n-2)) is set higher than the second gate-on voltage (VGH2) of the second scan signal (Scan_N(n)).
데이터 라인(13)의 전압(또는 제2 노드(n2)의 전압)이 상승하여 제3 스위칭 트랜지스터(T3)의 게이트 전극에 공급되는 제2 게이트 온 전압(VGH2)보다 제3 스위칭 트랜지스터(T3)의 문턱 전압(Vth3)만큼 낮은 레벨(VGH2-Vth3)까지 상승하게 되면, 제3 스위칭 트랜지스터(T3)는 턴-오프 되어(On->Off), 데이터 라인(13)은 제3 스위칭 트랜지스터(T3)의 문턱 전압(Vth3)이 반영된 전압(VGH2-Vth3) 이상으로 전압 상승을 멈춘다.When the voltage of the data line (13) (or the voltage of the second node (n2)) rises to a level (VGH2-Vth3) that is lower than the second gate-on voltage (VGH2) supplied to the gate electrode of the third switching transistor (T3) by the threshold voltage (Vth3) of the third switching transistor (T3), the third switching transistor (T3) is turned off (On->Off), and the voltage of the data line (13) stops rising to a voltage (VGH2-Vth3) or higher that reflects the threshold voltage (Vth3) of the third switching transistor (T3).
제2 스위칭 트랜지스터(T2)의 게이트 전극에는 제2 게이트 온 전압(VGH2)보다 높은 레벨의 제1 게이트 온 전압(VGH1)이 공급되므로, 데이터 라인(13) 또는 제2 노드(n2)의 전압이 (VGH2-Vth3)이 되더라도, 제2 스위칭 트랜지스터(T2)의 게이트 전극의 전압(VGH1)과 제2 노드(n2)의 전압(VGH2-Vth3)의 차가 제2 스위칭 트랜지스터(T2)의 문턱 전압(Vth2)보다 큰 상태를 유지하므로, 제2 스위칭 트랜지스터(T2)는 턴-오프 되지 않는다.Since the gate electrode of the second switching transistor (T2) is supplied with a first gate-on voltage (VGH1) of a higher level than the second gate-on voltage (VGH2), even if the voltage of the data line (13) or the second node (n2) becomes (VGH2-Vth3), the difference between the voltage (VGH1) of the gate electrode of the second switching transistor (T2) and the voltage (VGH2-Vth3) of the second node (n2) remains greater than the threshold voltage (Vth2) of the second switching transistor (T2), and therefore the second switching transistor (T2) is not turned off.
도 14는 데이터 라인에 충전된 제3 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 샘플링 하는 샘플링 구간의 동작을 도시한 것이다.Figure 14 illustrates the operation of a sampling interval for sampling the threshold voltage of a third switching transistor charged to a data line.
샘플링 구간(Sampling)에, 제1 스위치(SW1)가 턴-오프 상태를 유지하고 제2 스위치(SW2)는 턴-온 된 후 턴-오프 되고, 제1 내지 제3 스캔 신호(Scan_N(n-2), Scan_N(n), Scan_P(n-2))와 발광 신호(EM)는 게이트 오프 전압으로 입력된다. 제2 스위치(SW2)가 턴-온 되어 샘플/홀드부(S/H)가 데이터 라인(13)에 연결되어 데이터 라인(13)에 충전된 제3 스위칭 트랜지스터(T3)의 문턱 전압을 반영한 전압(VGH2-Vth3) 을 샘플링 및 홀딩 하고, 이후 ADC가 이를 센싱 데이터(SD)로 변환한다.In the sampling section (Sampling), the first switch (SW1) is maintained in a turned-off state, the second switch (SW2) is turned on and then turned off, and the first to third scan signals (Scan_N(n-2), Scan_N(n), Scan_P(n-2)) and the emission signal (EM) are input as a gate-off voltage. The second switch (SW2) is turned on, and the sample/hold unit (S/H) is connected to the data line (13) to sample and hold a voltage (VGH2-Vth3) reflecting the threshold voltage of the third switching transistor (T3) charged in the data line (13), and then the ADC converts this into sensing data (SD).
따라서, 데이터 라인(13)을 통해 제3 스위칭 트랜지스터(T3)의 문턱 전압(Vth3)을 검출할 수 있게 된다.Accordingly, the threshold voltage (Vth3) of the third switching transistor (T3) can be detected through the data line (13).
도 15는 제2 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 하는 동작을 도시한 것이다.Figure 15 illustrates an operation of sensing the threshold voltage of the second switching transistor.
도 15는 제2 스캔 신호(Scan_N(n))의 제2 게이트 온 전압(VGH2)을 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))의 제1 게이트 온 전압(VGH1)보다 더 높게 설정하는 점을 제외하고는 도 13과 같다.FIG. 15 is the same as FIG. 13 except that the second gate-on voltage (VGH2) of the second scan signal (Scan_N(n)) is set higher than the first gate-on voltage (VGH1) of the first scan signal (Scan_N(n-2)).
즉, 데이터 라인(13)의 전압(또는 제2 노드(n2) 또는 제3 노드(n3)의 전압)이 상승하여 제2 스위칭 트랜지스터(T2)의 게이트 전극에 공급되는 제1 게이트 온 전압(VGH1)보다 제2 스위칭 트랜지스터(T2)의 문턱 전압(Vth2)만큼 낮은 레벨(VGH1-Vth2)까지 상승하게 되면, 제2 스위칭 트랜지스터(T2)는 턴-오프 되어(On->Off), 데이터 라인(13)은 제2 스위칭 트랜지스터(T2)의 문턱 전압(Vth2)이 반영된 전압(VGH1-Vth2) 이상으로 전압 상승을 멈춘다.That is, when the voltage of the data line (13) (or the voltage of the second node (n2) or the third node (n3)) rises to a level (VGH1-Vth2) that is lower than the first gate-on voltage (VGH1) supplied to the gate electrode of the second switching transistor (T2) by the threshold voltage (Vth2) of the second switching transistor (T2), the second switching transistor (T2) is turned off (On->Off), and the data line (13) stops rising to a voltage (VGH1-Vth2) or higher that reflects the threshold voltage (Vth2) of the second switching transistor (T2).
제3 스위칭 트랜지스터(T3)의 게이트 전극에는 제1 게이트 온 전압(VGH1)보다 높은 레벨의 제2 게이트 온 전압(VGH2)이 공급되므로, 데이터 라인(13) 또는 제2 노드(n2)의 전압이 (VGH1-Vth2)가 되더라도, 제3 스위칭 트랜지스터(T3)의 게이트 전극의 전압(VGH2)과 제2 노드(n2)의 전압(VGH1-Vth2)의 차가 제3 스위칭 트랜지스터(T3)의 문턱 전압(Vth3)보다 큰 상태를 유지하므로, 제3 스위칭 트랜지스터(T3)는 턴-오프 되지 않는다.Since the second gate-on voltage (VGH2) of a higher level than the first gate-on voltage (VGH1) is supplied to the gate electrode of the third switching transistor (T3), even if the voltage of the data line (13) or the second node (n2) becomes (VGH1-Vth2), the difference between the voltage (VGH2) of the gate electrode of the third switching transistor (T3) and the voltage (VGH1-Vth2) of the second node (n2) remains greater than the threshold voltage (Vth3) of the third switching transistor (T3), and therefore the third switching transistor (T3) is not turned off.
샘플링 구간(Sampling)에, 제2 스위치(SW2)가 턴-온 되어 샘플/홀드부(S/H)가 데이터 라인(13)에 충전된, 제2 스위칭 트랜지스터(T2)의 문턱 전압(Vth2)이 반영된 전압(VGH1-Vth2)을 샘플링 및 홀딩 하고, 이후 ADC가 이를 센싱 데이터(SD)로 변환하여 타이밍 컨트롤러(11)에 전송한다.In the sampling period, the second switch (SW2) is turned on, and the sample/hold unit (S/H) samples and holds the voltage (VGH1-Vth2) that reflects the threshold voltage (Vth2) of the second switching transistor (T2) charged to the data line (13), and then the ADC converts this into sensing data (SD) and transmits it to the timing controller (11).
도 16은 디스플레이 단계와 센싱 단계에서 제2 및 제3 스위칭 트랜지스터를 제어하기 위한 제어 신호의 레벨과 제어 신호를 생성하기 위한 구성을 도시한 것이다.Figure 16 illustrates the level of a control signal for controlling the second and third switching transistors in the display stage and the sensing stage and the configuration for generating the control signal.
디스플레이 단계(Display)에, 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))와 제2 스캔 신호(Scan_N(n))는 2 수평 기간(H)을 사이에 두고 차례로 게이트 온 전압(VGH)으로 출력되고, 두 스캔 신호가 게이트 온 전압으로 출력되는 기간은 서로 겹치지 않는다.In the display stage (Display), the first scan signal (Scan_N(n-2)) and the second scan signal (Scan_N(n)) are sequentially output with the gate-on voltage (VGH) with two horizontal periods (H) in between, and the periods during which the two scan signals are output with the gate-on voltage do not overlap each other.
센싱 단계(Sensing)에는, 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))가 먼저 게이트 온 전압으로 출력된 이후 제2 스캔 신호(Scan_N(n))가 게이트 온 전압으로 출력되는데, 두 스캔 신호가 게이트 온 전압으로 출력되는 기간이 중복되고, 동시에 두 스캔 신호가 게이트 오프 전압으로 바뀐다.In the sensing stage, the first scan signal (Scan_N(n-2)) is first output with the gate-on voltage, and then the second scan signal (Scan_N(n)) is output with the gate-on voltage. The periods during which the two scan signals are output with the gate-on voltage overlap, and at the same time, the two scan signals change to the gate-off voltage.
센싱 단계(Sensing)에, 제3 스위칭 트랜지스터(T3)의 문턱 전압(Vth3)을 데이터 라인(13)에 충전하기 위해서 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))의 게이트 온 전압(VGH1)을 제2 스캔 신호(Scan_N(n))의 게이트 온 전압(VGH2)보다 높게 출력하고, 제2 스위칭 트랜지스터(T2)의 문턱 전압(Vth2)을 데이터 라인(13)에 충전하기 위해서 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))의 게이트 온 전압(VGH1)을 제2 스캔 신호(Scan_N(n))의 게이트 온 전압(VGH2)보다 낮게 출력한다.In the sensing step, in order to charge the threshold voltage (Vth3) of the third switching transistor (T3) to the data line (13), the gate-on voltage (VGH1) of the first scan signal (Scan_N(n-2)) is output higher than the gate-on voltage (VGH2) of the second scan signal (Scan_N(n)), and in order to charge the threshold voltage (Vth2) of the second switching transistor (T2) to the data line (13), the gate-on voltage (VGH1) of the first scan signal (Scan_N(n-2)) is output lower than the gate-on voltage (VGH2) of the second scan signal (Scan_N(n)).
한편, 센싱 단계(Sensing)에 출력되는 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))의 게이트 온 전압(VGH1)과 제2 스캔 신호(Scan_N(n))의 게이트 온 전압(VGH2) 중 하나 또는 둘 모두는 디스플레이 단계(Display)에 출력되는 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))와 제2 스캔 신호(Scan_N(n))의 게이트 온 전압(VGH)과 다르게 할 수도 있다.Meanwhile, one or both of the gate-on voltage (VGH1) of the first scan signal (Scan_N(n-2)) output in the sensing stage (Sensing) and the gate-on voltage (VGH2) of the second scan signal (Scan_N(n)) may be different from the gate-on voltages (VGH) of the first scan signal (Scan_N(n-2)) and the second scan signal (Scan_N(n)) output in the display stage (Display).
즉, 제3 스위칭 트랜지스터(T3)의 문턱 전압(Vth3)을 데이터 라인(13)에 충전할 때, 제2 스캔 신호(Scan_N(n))의 게이트 온 전압(VGH2)을 디스플레이 단계(Display) 때 제2 스캔 신호(Scan_N(n))(또는 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2)))의 게이트 온 전압(VGH)과 같게 하고, 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))의 게이트 온 전압(VGH1)을 디스플레이 단계(Display) 때의 게이트 온 전압(VGH)보다 높게 출력할 수 있다.That is, when the threshold voltage (Vth3) of the third switching transistor (T3) is charged to the data line (13), the gate-on voltage (VGH2) of the second scan signal (Scan_N(n)) can be made equal to the gate-on voltage (VGH) of the second scan signal (Scan_N(n)) (or the first scan signal (Scan_N(n-2))) during the display phase (Display), and the gate-on voltage (VGH1) of the first scan signal (Scan_N(n-2)) can be output higher than the gate-on voltage (VGH) during the display phase (Display).
또는, 제3 스위칭 트랜지스터(T3)의 문턱 전압(Vth3)을 데이터 라인(13)에 충전할 때, 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))의 게이트 온 전압(VGH1)을 디스플레이 단계(Display) 때 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))(또는 제2 스캔 신호(Scan_N(n)))의 게이트 온 전압(VGH)과 같게 하고, 제2 스캔 신호(Scan_N(n))의 게이트 온 전압(VGH2)을 디스플레이 단계(Display) 때의 게이트 온 전압(VGH)보다 낮게 출력할 수도 있다.Alternatively, when charging the threshold voltage (Vth3) of the third switching transistor (T3) to the data line (13), the gate-on voltage (VGH1) of the first scan signal (Scan_N(n-2)) may be equal to the gate-on voltage (VGH) of the first scan signal (Scan_N(n-2)) (or the second scan signal (Scan_N(n))) during the display phase (Display), and the gate-on voltage (VGH2) of the second scan signal (Scan_N(n)) may be output lower than the gate-on voltage (VGH) during the display phase (Display).
비슷하게, 제2 스위칭 트랜지스터(T2)의 문턱 전압(Vth2)을 데이터 라인(13)에 충전할 때, 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))의 게이트 온 전압(VGH2)을 디스플레이 단계(Display) 때 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))(또는 제2 스캔 신호(Scan_N(n)))의 게이트 온 전압(VGH)과 같게 하고, 제2 스캔 신호(Scan_N(n))의 게이트 온 전압(VGH2)을 디스플레이 단계(Display) 때의 게이트 온 전압(VGH)보다 높게 출력할 수 있다.Similarly, when charging the threshold voltage (Vth2) of the second switching transistor (T2) to the data line (13), the gate-on voltage (VGH2) of the first scan signal (Scan_N(n-2)) can be made equal to the gate-on voltage (VGH) of the first scan signal (Scan_N(n-2)) (or the second scan signal (Scan_N(n))) during the display phase (Display), and the gate-on voltage (VGH2) of the second scan signal (Scan_N(n)) can be output higher than the gate-on voltage (VGH) during the display phase (Display).
또는, 제2 스위칭 트랜지스터(T2)의 문턱 전압(Vth2)을 데이터 라인(13)에 충전할 때, 제2 스캔 신호(Scan_N(n))의 게이트 온 전압(VGH2)을 디스플레이 단계(Display) 때 제2 스캔 신호(Scan_N(n))(또는 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2)))의 게이트 온 전압(VGH)과 같게 하고, 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))의 게이트 온 전압(VGH1)을 디스플레이 단계(Display) 때의 게이트 온 전압(VGH)보다 낮게 출력할 수도 있다.Alternatively, when charging the threshold voltage (Vth2) of the second switching transistor (T2) to the data line (13), the gate-on voltage (VGH2) of the second scan signal (Scan_N(n)) may be equal to the gate-on voltage (VGH) of the second scan signal (Scan_N(n)) (or the first scan signal (Scan_N(n-2))) during the display phase (Display), and the gate-on voltage (VGH1) of the first scan signal (Scan_N(n-2)) may be output lower than the gate-on voltage (VGH) during the display phase (Display).
이 경우 스캔 신호의 게이트 온 전압으로는 디스플레이 단계(Display)에서의 VGH와 센싱 단계(Sensing)에서의 VGH1(또는 VGH2) 2개만 사용될 수도 있다.In this case, only two gate-on voltages of the scan signal may be used: VGH in the display stage and VGH1 (or VGH2) in the sensing stage.
게이트 구동 회로(14)에 2개 또는 그 이상의 레벨 시프터(Level Shifter)와 시프트 레지스터(Shift Register)를 마련하여 서로 다른 레벨의 클럭 신호(GCLK, GCLK')와 서로 다른 게이트 온 레벨(VGH, VGH1(또는 VGH2))의 스캔 신호를 생성하게 하고, 스위치를 이용하여 디스플레이 단계(Display)와 센싱 단계(Sensing)에 서로 다른 게이트 온 전압 레벨의 스캔 신호를 출력하게 할 수 있고, 센싱 단계(Sensing)에도 제1 스캔 신호(Scan_N(n-2))와 제2 스캔 신호(Scan_N(n))를 서로 다른 게이트 온 전압 레벨(VGH와 VGH1, VGH와 VGH2 또는 VGH1과 VGH2)로 출력할 수 있다.By providing two or more level shifters and shift registers in the gate driving circuit (14), clock signals (GCLK, GCLK') of different levels and scan signals of different gate-on levels (VGH, VGH1 (or VGH2)) can be generated, and scan signals of different gate-on voltage levels can be output to the display stage (Display) and the sensing stage (Sensing) by using switches, and in the sensing stage (Sensing), the first scan signal (Scan_N(n-2)) and the second scan signal (Scan_N(n)) can be output with different gate-on voltage levels (VGH and VGH1, VGH and VGH2, or VGH1 and VGH2).
도 16에서, 레벨 시프터(Level Shifter)에 입력되는 전압이 VGH, VGH1, VGH2, VGL로 도시되어 있지만, 실제로는 시프트 레지스터(Shift Register)가 출력하는 스캔 신호(Scan)의 레벨이 VGH, VGH1, VGH2, VGL이고, 레벨 시프터(Level Shifter)에 실제로 입력되는 전압은 VGH, VGH1, VGH2, VGL에 대응되는 전압일 수 있다.In Fig. 16, the voltages input to the level shifter are illustrated as VGH, VGH1, VGH2, and VGL, but in reality, the levels of the scan signals output from the shift register are VGH, VGH1, VGH2, and VGL, and the voltages actually input to the level shifter may be voltages corresponding to VGH, VGH1, VGH2, and VGL.
도 17은 가장 외곽에 배치되는 데이터 라인에 연결된 픽셀에 포함된 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 하는 예를 도시한 것이다.Figure 17 illustrates an example of sensing the threshold voltage of a switching transistor included in a pixel connected to a data line arranged at the outermost edge.
데이터 라인의 커패시턴스가 커서 문턱 전압을 반영한 전압으로 데이터 라인을 충전하는 시간이 길기 때문에, 하나의 센싱 단계(Sensing)에 같은 데이터 라인(13)을 통해 문턱 전압을 센싱 할 수 있는 픽셀 또는 픽셀 회로를 구성하는 스위칭 트랜지스터의 개수에 한계가 있다.Since the capacitance of the data line is large and it takes a long time to charge the data line to a voltage reflecting the threshold voltage, there is a limit to the number of switching transistors constituting a pixel or pixel circuit that can sense the threshold voltage through the same data line (13) in one sensing step.
한편, 스위칭 트랜지스터의 열화는 게이트 전극에 공급되는 스캔 신호에 좌우되는데, 같은 픽셀 라인에 배치되는 픽셀들은, 동일한 스캔 신호를 공급 받기 때문에, 열화 정도가 비슷하다.Meanwhile, the deterioration of the switching transistor is affected by the scan signal supplied to the gate electrode, and pixels arranged in the same pixel line have similar degrees of deterioration because they are supplied with the same scan signal.
그래서, 모든 픽셀들에 대해서 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 하지 않고, 각 픽셀 라인에 배치된 픽셀들 중에서 표시 패널(10)에서 가장 바깥 쪽에 배치되는 하나의 픽셀에 대해서만 해당 픽셀 회로에 포함된 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 할 수 있다.Therefore, rather than sensing the threshold voltage of the switching transistor for all pixels, it is possible to sense the threshold voltage of the switching transistor included in the pixel circuit only for one pixel arranged at the outermost side of the display panel (10) among the pixels arranged in each pixel line.
이를 위해, 도 17과 같이, 표시 패널(10)에서 가장 바깥 쪽에 배치되는 픽셀들에 데이터 전압을 공급하는 첫 번째 데이터 라인(DL#1)(또는 마지막 데이터 라인)에만 도 7의 센싱 회로를 연결하고, 나머지 데이터 라인들에는 센싱 회로를 마련하지 않을 수 있다. 도 17에서 도 7의 제1 내지 제3 스위치(SW1 ~ SW3)를 멀티플렉서(MUX)로 표현하고 있다.To this end, as shown in Fig. 17, the sensing circuit of Fig. 7 may be connected only to the first data line (DL#1) (or the last data line) that supplies data voltage to pixels arranged at the outermost side of the display panel (10), and the sensing circuit may not be provided for the remaining data lines. In Fig. 17, the first to third switches (SW1 to SW3) of Fig. 7 are expressed as a multiplexer (MUX).
도 18a와 도 18b는 화면 일부를 상시 표시 모드로 표시하면서 픽셀 회로에 포함된 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 하는 예를 도시한 것이다.Figures 18a and 18b illustrate examples of sensing the threshold voltage of a switching transistor included in a pixel circuit while displaying part of the screen in a constant display mode.
스마트 폰과 같은 모바일 장치는 시계, 달력 등 사용자가 지정한 정보를 화면에 항상 표시해 주는 상시 표시(Always On Display, AOD) 기능을 채택하고 있다. AOD 모드 때, 표시 패널(10)의 일부 영역(제1 영역)에는 사용자가 지정한 정보를 계속 표시하되 패널을 60Hz보다 느린 30Hz나 10Hz로 구동할 수 있고, 나머지 영역(제2 영역)은 OLED를 켜지 않고 블랙 영상만 표시하여 전력 소모를 줄인다. AOD 모드 때 블랙 영상을 표시하는 영역에 대해 픽셀 회로를 구성하는 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 할 수 있다.Mobile devices such as smartphones have adopted an Always On Display (AOD) function that always displays user-specified information, such as a clock and calendar, on the screen. In the AOD mode, user-specified information is continuously displayed in a part of the display panel (10) (the first area), but the panel can be driven at 30 Hz or 10 Hz, which is slower than 60 Hz, and the remaining area (the second area) does not turn on the OLED and only displays a black image, thereby reducing power consumption. The threshold voltage of the switching transistor constituting the pixel circuit can be sensed for the area that displays a black image in the AOD mode.
제1 영역에 정보를 표시하는 디스플레이 단계(Display)에, 도 4에 도시한 것과 같이 제1 초기화 전압(Vini1)을 구동 트랜지스터(DT)를 턴-온 시킬 수 있도록 낮은 전압으로 공급해야 하지만, 센싱 단계(Sensing)에는 제1 초기화 전압(Vini1)을 상승시켜 공급해야 한다. 또한, 표시 패널(10)에 영역을 달리하면서 서로 다른 제1 초기화 전압(Vini1)을 동시에 공급할 수는 없다. 따라서, 제1 영역에 정보를 표시하면서 동시에 제2 영역에서 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 할 수는 없다.In the display step (Display) that displays information in the first area, the first initialization voltage (Vini1) must be supplied at a low voltage so as to turn on the driving transistor (DT) as shown in Fig. 4, but in the sensing step (Sensing), the first initialization voltage (Vini1) must be supplied at an increased level. In addition, different first initialization voltages (Vini1) cannot be supplied simultaneously to different areas of the display panel (10). Therefore, it is impossible to display information in the first area and sense the threshold voltage of the switching transistor in the second area at the same time.
AOD 모드에 따라 2 프레임 중 한 프레임만 디스플레이 구동할 때 제1 영역에 시계 등의 정보를 표시하고 제2 영역에는 디스플레이 구동 없이 줄곧 블랙 영상을 표시할 수 있는데, 도 18b와 같이 제1 프레임(Frame1)의 초반에 제1 영역을 구동하여 시계 등의 정보를 표시하고 제1 프레임의 후반부터 제2 프레임(Fraem2)이 끝날 때까지 제2 영역에서 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 할 수 있다.Depending on the AOD mode, when only one of the two frames is driven for display, information such as a clock can be displayed in the first area, and a black image can be continuously displayed in the second area without driving the display. As shown in FIG. 18b, information such as a clock can be displayed by driving the first area at the beginning of the first frame (Frame1), and the threshold voltage of the switching transistor can be sensed in the second area from the latter half of the first frame until the end of the second frame (Fraem2).
이와 같이 AOD 모드 때는 센싱 구간을 연장하여 더 많은 픽셀에서 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 할 수 있다.In this way, in AOD mode, the sensing period can be extended so that the threshold voltage of the switching transistor can be sensed in more pixels.
따라서, 픽셀 회로를 구성하는 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 정확하게 검출할 수 있고, 이에 따라 스위칭 트랜지스터의 열화에 따라 구동 트랜지스터에 공급되는 데이터 전압의 왜곡을 줄이고 표시 품질을 향상시킬 수 있게 된다.Accordingly, the threshold voltage of the switching transistor constituting the pixel circuit can be accurately detected, thereby reducing distortion of the data voltage supplied to the driving transistor due to deterioration of the switching transistor and improving display quality.
명세서에 기재된 표시 장치는 아래와 같이 설명될 수 있다.The display devices described in the specification can be described as follows.
일 실시예에 따른 표시 장치는, 데이터 전압에 상응하는 전류를 생성하기 위한 구동 트랜지스터, 전류에 의해 발광하는 발광 소자, 및 데이터 전압을 구동 트랜지스터에 공급하기 위한 스위칭 트랜지스터와 커패시터를 포함하여 구동 트랜지스터의 제1 문턱 전압을 보상하기 위한 보상 회로를 포함하는, 복수의 픽셀을 구비하는 표시 패널; 영상 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 복수의 데이터 라인을 통해 복수의 픽셀에 공급하고 데이터 라인을 통해 픽셀로부터 전달되는 전기 신호에 따라 센싱 데이터를 생성하는 데이터 구동 회로; 복수의 게이트 라인에 스캔 신호를 공급하는 게이트 구동 회로; 및 데이터 프레임을 데이터 전압을 복수의 픽셀에 공급하는 디스플레이 단계와 전기 신호를 생성하는 센싱 단계로 구분하여 구동하도록 데이터 구동 회로와 게이트 구동 회로의 동작을 제어할 제어 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함하여 구성되고, 게이트 구동 회로는, 전기 신호가 스위칭 트랜지스터의 제2 문턱 전압을 반영하도록, 센싱 단계 때 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극에 공급되는 제1 스캔 신호의 제2 게이트 온 전압을 디스플레이 단계 때 제1 스캔 신호의 제1 게이트 온 전압과 다르게 조절하는 것을 특징으로 한다.A display device according to one embodiment comprises: a display panel having a plurality of pixels, the display panel including a driving transistor for generating a current corresponding to a data voltage, a light-emitting element that emits light by the current, and a switching transistor for supplying the data voltage to the driving transistor, and a compensation circuit including a capacitor for compensating a first threshold voltage of the driving transistor; a data driving circuit for converting image data into data voltages and supplying the data voltages to the plurality of pixels through a plurality of data lines and generating sensing data according to electric signals transmitted from the pixels through the data lines; a gate driving circuit for supplying scan signals to the plurality of gate lines; and a timing controller for generating a control signal for controlling operations of the data driving circuit and the gate driving circuit so as to drive a data frame by dividing it into a display step for supplying the data voltages to the plurality of pixels and a sensing step for generating electric signals, wherein the gate driving circuit is characterized in that a second gate-on voltage of a first scan signal supplied to a gate electrode of the switching transistor during the sensing step is adjusted differently from a first gate-on voltage of a first scan signal during the display step so that the electric signal reflects a second threshold voltage of the switching transistor.
일 실시예에서, 전기 신호는 제2 게이트 온 전압에서 제2 문턱 전압을 뺀 전압일 수 있다.In one embodiment, the electrical signal can be a voltage that is a second gate-on voltage minus a second threshold voltage.
일 실시예에서, 데이터 구동 회로는, 센싱 단계에 데이터 라인을 제1 전압으로 충전하기 위한 제1 전압 입력 단, 전기 신호를 샘플링 하고 이를 센싱 데이터로 변환하기 위한 센싱 회로, 영상 데이터를 데이터 전압으로 변환하기 위한 디지털-아날로그 변환기(DAC) 및 제1 전압 입력 단, 센싱 회로 및 DAC를 각각 데이터 라인에 연결하기 위한 제1 내지 제3 스위치를 포함하여 구성될 수 있다.In one embodiment, the data driving circuit can be configured to include a first voltage input terminal for charging a data line with a first voltage in a sensing stage, a sensing circuit for sampling an electrical signal and converting it into sensing data, a digital-to-analog converter (DAC) for converting image data into a data voltage, and first to third switches for respectively connecting the first voltage input terminal, the sensing circuit, and the DAC to the data line.
일 실시예에서, 타이밍 컨트롤러는, 센싱 단계 때, 구동 트랜지스터에 고전위 전원 전압을 공급하는 제1 전원 입력 단으로부터 스위칭 트랜지스터를 거쳐 데이터 라인으로 연결되는 제1 경로를 형성하도록 게이트 구동 회로를 제어할 수 있다.In one embodiment, the timing controller can control the gate drive circuit to form a first path from a first power input terminal that supplies a high-potential power voltage to the driving transistor through the switching transistor to the data line during the sensing phase.
일 실시예에서, 타이밍 컨트롤러는, 센싱 단계 때, 구동 소자의 애노드 전극을 초기화하기 위한 제6 스위칭 트랜지스터로부터 애노드 전극에 제1 또는 제2 전극이 연결되는 구동 트랜지스터 및 스위칭 트랜지스터를 거쳐 데이터 라인으로 연결되는 제2 경로를 형성하도록 게이트 구동 회로를 제어할 수 있다. 센싱 단계 때 제6 스위칭 트랜지스터의 입력 전극에는, 디스플레이 단계 때 애노드 전극을 초기화하기 위해 제6 스위칭 트랜지스터의 입력 전극에 입력되는 초기화 전압보다 높은 전압이 입력될 수 있다.In one embodiment, the timing controller can control the gate drive circuit to form a second path connected to the data line through the driving transistor and the switching transistor, wherein the first or second electrode is connected to the anode electrode from the sixth switching transistor for initializing the anode electrode of the driving element during the sensing phase. A voltage higher than an initialization voltage input to the input electrode of the sixth switching transistor for initializing the anode electrode during the display phase can be input to the input electrode of the sixth switching transistor during the sensing phase.
일 실시예에서, 타이밍 컨트롤러는, 센싱 단계에, 제1 스위치를 턴-온 하여 제1 전압 입력 단을 데이터 라인에 연결하여 데이터 라인을 제1 전압으로 충전하고, 이후 제1 스위치를 턴-오프 하고 제1 경로 또는 제2 경로를 형성하여 데이터 라인을 제2 게이트 온 전압에서 제2 문턱 전압을 뺀 제2 전압으로 충전하고, 제2 스위치를 턴-온 하여 센싱 회로가 데이터 라인의 제2 전압을 센싱 데이터로 변환하도록, 데이터 구동 회로를 제어할 수 있다.In one embodiment, the timing controller can control the data driving circuit to, in the sensing step, turn on the first switch to connect the first voltage input terminal to the data line to charge the data line with the first voltage, then turn off the first switch to form the first path or the second path to charge the data line with the second voltage obtained by subtracting the second threshold voltage from the second gate-on voltage, and then turn on the second switch to cause the sensing circuit to convert the second voltage of the data line into sensing data.
일 실시예에서, 타이밍 컨트롤러는, 디스플레이 단계에, 제1 및 제2 스위치를 턴-오프 하고 제3 스위치를 턴-온 하여 DAC를 데이터 라인에 연결하고, DAC가 영상 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인을 거쳐 픽셀에 공급하도록 데이터 구동 회로를 제어할 수 있다.In one embodiment, the timing controller can control the data drive circuit to turn off the first and second switches and turn on the third switch, in the display phase, to connect the DAC to the data line, and for the DAC to convert image data into a data voltage and supply it to the pixel via the data line.
일 실시예에서, 보상 회로는, 제2 노드에 구동 트랜지스터의 제1 문턱 전압을 저장하기 위한 제2 스위칭 트랜지스터; 제2 노드에 데이터 라인의 데이터 전압을 공급하기 위한 제3 스위칭 트랜지스터; 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 제1 초기화 전압을 공급하기 위한 제4 스위칭 트랜지스터; 구동 트랜지스터와 고전위 전원 전압을 공급하는 제1 전원 입력 단의 연결을 제어하기 위한 제5 스위칭 트랜지스터; 구동 소자의 애노드 전극에 제2 초기화 전압을 공급하기 위한 제6 스위칭 트랜지스터; 및 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 제2 노드 사이에 연결되어 구동 트랜지스터의 제1 문턱 전압을 저장하기 위한 스토리지 커패시터를 포함하여 구성될 수 있다.In one embodiment, the compensation circuit may be configured to include a second switching transistor for storing a first threshold voltage of the driving transistor in the second node; a third switching transistor for supplying a data voltage of the data line to the second node; a fourth switching transistor for supplying a first initialization voltage to a gate electrode of the driving transistor; a fifth switching transistor for controlling connection of the driving transistor and a first power input terminal supplying a high-potential power voltage; a sixth switching transistor for supplying a second initialization voltage to an anode electrode of the driving element; and a storage capacitor connected between the gate electrode of the driving transistor and the second node for storing the first threshold voltage of the driving transistor.
일 실시예에서, 디스플레이 단계에, 초기화 및 센싱 기간에 제2, 제4 및 제6 스위칭 트랜지스터가 턴-온 되어 스토리지 커패시터에 구동 트랜지스터의 제1 문턱 전압이 저장되고, 데이터 기록 기간에 제3 스위칭 트랜지스터가 턴-온 되어 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 데이터 전압에 제1 문턱 전압을 더한 전압이 저장되고, 발광 기간에 제5 스위칭 트랜지스터와 구동 트랜지스터가 턴-온 하여 발광 소자가 발광할 수 있다.In one embodiment, in the display stage, the second, fourth and sixth switching transistors are turned on during the initialization and sensing periods so that the first threshold voltage of the driving transistor is stored in the storage capacitor, the third switching transistor is turned on during the data recording period so that a voltage that adds the first threshold voltage to the data voltage is stored in the gate electrode of the driving transistor, and the fifth switching transistor and the driving transistor are turned on during the light-emitting period so that the light-emitting element can light up.
일 실시예에서, 센싱 단계에 제3 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 할 때, 제1 전원 입력 단에서 제5 스위칭 트랜지스터, 제2 스위칭 트랜지스터 및 제3 스위칭 트랜지스터를 거쳐 데이터 라인으로 연결되는 제1 경로가 형성되고, 제2 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극에 공급되는 스캔 신호의 게이트 온 전압이 제3 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극에 공급되는 스캔 신호의 게이트 온 전압보다 높게 설정될 수 있다.In one embodiment, when sensing a threshold voltage of a third switching transistor in a sensing step, a first path is formed that connects to a data line through a fifth switching transistor, a second switching transistor, and a third switching transistor from a first power input terminal, and a gate-on voltage of a scan signal supplied to a gate electrode of the second switching transistor can be set higher than a gate-on voltage of a scan signal supplied to a gate electrode of the third switching transistor.
일 실시예에서, 센싱 단계에 제2 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 할 때, 제6 스위칭 트랜지스터의 입력 전극에서 제6 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터, 제2 스위칭 트랜지스터 및 제3 스위칭 트랜지스터를 거쳐 데이터 라인으로 연결되는 제2 경로가 형성되고, 제3 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극에 공급되는 스캔 신호의 게이트 온 전압이 제2 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극에 공급되는 스캔 신호의 게이트 온 전압보다 높게 설정될 수 있다.In one embodiment, when sensing a threshold voltage of the second switching transistor in the sensing step, a second path is formed that connects from an input electrode of the sixth switching transistor to a data line through the sixth switching transistor, the driving transistor, the second switching transistor, and the third switching transistor, and a gate-on voltage of a scan signal supplied to a gate electrode of the third switching transistor can be set higher than a gate-on voltage of a scan signal supplied to a gate electrode of the second switching transistor.
일 실시예에서, 센싱 회로는 전기 신호의 전류를 적분하기 위한 전류 적분기를 더 포함하고, 센싱 단계에 제4 스위칭 트랜지스터의 제3 문턱 전압을 센싱 할 때, 제4 스위칭 트랜지스터의 입력 전극과 게이트 전극에 제3 전압을 공급하여 제4 스위칭 트랜지스터를 턴-온 시켜 제3 전압에서 제4 스위칭 트랜지스터의 제3 문턱 전압을 뺀 제4 전압이 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 인가되고, 제4 전압에 상응하게 구동 트랜지스터가 생성하는 전류가 제2 및 제3 스위칭 트랜지스터를 거쳐 데이터 라인에 전기 신호로 흐르고, 센싱 회로가 전기 신호의 전류를 적분하고 이를 센싱 데이터로 변환할 수 있다.In one embodiment, the sensing circuit further includes a current integrator for integrating a current of the electric signal, and when sensing a third threshold voltage of the fourth switching transistor in the sensing step, a third voltage is supplied to an input electrode and a gate electrode of the fourth switching transistor to turn on the fourth switching transistor, and a fourth voltage obtained by subtracting the third threshold voltage of the fourth switching transistor from the third voltage is applied to the gate electrode of the driving transistor, and a current generated by the driving transistor corresponding to the fourth voltage flows as an electric signal to the data line through the second and third switching transistors, and the sensing circuit can integrate the current of the electric signal and convert it into sensing data.
일 실시예에서, 제2, 제3 및 제4 스위칭 트랜지스터는 산화물 반도체 물질을 사용하는 산화물 트랜지스터일 수 있다.In one embodiment, the second, third and fourth switching transistors can be oxide transistors using oxide semiconductor materials.
일 실시예에서, 데이터 구동 회로는, 제1 전압 입력 단, 센싱 회로 및 제1 내지 제3 스위치는 첫 번째 데이터 라인 또는 마지막 데이터 라인에만 구비할 수 있다.In one embodiment, the data driving circuit may include the first voltage input terminal, the sensing circuit, and the first to third switches only on the first data line or the last data line.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Through the above explanation, those skilled in the art will be able to see that various changes and modifications are possible without departing from the technical idea of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be determined by the scope of the patent claims.
10: 표시 패널 11: 타이밍 컨트롤러
12: 데이터 구동 회로 13: 게이트 구동 회로
14: 데이터 라인 15: 게이트 라인
16: 전원부10: Display panel 11: Timing controller
12: Data driving circuit 13: Gate driving circuit
14: Data line 15: Gate line
16: Power supply
Claims (11)
영상 데이터를 상기 데이터 전압으로 변환하여 복수의 데이터 라인을 통해 상기 복수의 픽셀에 공급하고 상기 데이터 라인을 통해 상기 픽셀로부터 전달되는 전기 신호에 따라 센싱 데이터를 생성하는 데이터 구동 회로;
복수의 게이트 라인에 스캔 신호를 공급하는 게이트 구동 회로; 및
데이터 프레임을 상기 데이터 전압을 상기 복수의 픽셀에 공급하는 디스플레이 단계와 상기 전기 신호를 생성하는 센싱 단계로 구분하여 구동하도록 상기 데이터 구동 회로와 상기 게이트 구동 회로의 동작을 제어할 제어 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러를 포함하여 구성되고,
상기 게이트 구동 회로는, 상기 전기 신호가 상기 스위칭 트랜지스터의 제2 문턱 전압을 반영하도록, 상기 센싱 단계 때 상기 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극에 공급되는 제1 스캔 신호의 제2 게이트 온 전압을 상기 디스플레이 단계 때 상기 제1 스캔 신호의 제1 게이트 온 전압과 다르게 조절하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.A display panel having a plurality of pixels, including a driving transistor for generating a current corresponding to a data voltage, a light-emitting element that emits light by the current, and a compensation circuit including a switching transistor and a capacitor for supplying the data voltage to the driving transistor, the compensation circuit compensating for a first threshold voltage of the driving transistor;
A data driving circuit that converts image data into the data voltage and supplies it to the plurality of pixels through the plurality of data lines and generates sensing data according to an electric signal transmitted from the pixels through the data lines;
A gate driving circuit for supplying scan signals to multiple gate lines; and
It is configured to include a timing controller that generates a control signal for controlling the operation of the data driving circuit and the gate driving circuit to drive the data frame by dividing it into a display step for supplying the data voltage to the plurality of pixels and a sensing step for generating the electric signal,
A display device characterized in that the gate driving circuit adjusts the second gate-on voltage of the first scan signal supplied to the gate electrode of the switching transistor during the sensing step differently from the first gate-on voltage of the first scan signal during the display step so that the electric signal reflects the second threshold voltage of the switching transistor.
상기 전기 신호는 상기 제2 게이트 온 전압에서 상기 제2 문턱 전압을 뺀 전압인 것을 특징으로 하는 표시 장치.In the first paragraph,
A display device, characterized in that the electric signal is a voltage obtained by subtracting the second threshold voltage from the second gate-on voltage.
상기 데이터 구동 회로는, 상기 센싱 단계에 상기 데이터 라인을 제1 전압으로 충전하기 위한 제1 전압 입력 단, 상기 전기 신호를 샘플링 하고 이를 상기 센싱 데이터로 변환하기 위한 센싱 회로, 상기 영상 데이터를 상기 데이터 전압으로 변환하기 위한 디지털-아날로그 변환기(DAC) 및 상기 제1 전압 입력 단, 센싱 회로 및 DAC를 각각 상기 데이터 라인에 연결하기 위한 제1 내지 제3 스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.In the first paragraph,
A display device, characterized in that the data driving circuit comprises a first voltage input terminal for charging the data line with a first voltage in the sensing step, a sensing circuit for sampling the electric signal and converting it into the sensing data, a digital-to-analog converter (DAC) for converting the image data into the data voltage, and first to third switches for respectively connecting the first voltage input terminal, the sensing circuit, and the DAC to the data line.
상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 센싱 단계 때, 상기 구동 트랜지스터에 고전위 전원 전압을 공급하는 제1 전원 입력 단으로부터 상기 스위칭 트랜지스터를 거쳐 상기 데이터 라인으로 연결되는 제1 경로를 형성하도록 상기 게이트 구동 회로를 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.In the third paragraph,
A display device characterized in that the timing controller controls the gate driving circuit to form a first path connected from a first power input terminal that supplies a high-potential power voltage to the driving transistor through the switching transistor to the data line during the sensing step.
상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 센싱 단계에, 상기 제1 스위치를 턴-온 하여 상기 제1 전압 입력 단을 상기 데이터 라인에 연결하여 상기 데이터 라인을 상기 제1 전압으로 충전하고, 이후 상기 제1 스위치를 턴-오프 하고 상기 제1 경로를 형성하여 상기 데이터 라인을 상기 제2 게이트 온 전압에서 상기 제2 문턱 전압을 뺀 제2 전압으로 충전하고, 상기 제2 스위치를 턴-온 하여 상기 센싱 회로가 상기 데이터 라인의 제2 전압을 상기 센싱 데이터로 변환하도록, 상기 데이터 구동 회로를 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.In the fourth paragraph,
A display device characterized in that the timing controller controls the data driving circuit to, in the sensing step, turn on the first switch to connect the first voltage input terminal to the data line to charge the data line with the first voltage, then turn off the first switch to form the first path to charge the data line with a second voltage obtained by subtracting the second threshold voltage from the second gate-on voltage, and turn on the second switch so that the sensing circuit converts the second voltage of the data line into the sensing data.
상기 타이밍 컨트롤러는, 상기 디스플레이 단계에, 상기 제1 및 제2 스위치를 턴-오프 하고 상기 제3 스위치를 턴-온 하여 상기 DAC를 상기 데이터 라인에 연결하고, 상기 DAC가 상기 영상 데이터를 상기 데이터 전압으로 변환하여 상기 데이터 라인을 거쳐 상기 픽셀에 공급하도록 상기 데이터 구동 회로를 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.In the third paragraph,
A display device characterized in that the timing controller controls the data driving circuit to turn off the first and second switches and turn on the third switch in the display stage to connect the DAC to the data line, and to have the DAC convert the image data into the data voltage and supply it to the pixel via the data line.
상기 보상 회로는,
제2 노드에 상기 구동 트랜지스터의 제1 문턱 전압을 저장하기 위한 제2 스위칭 트랜지스터;
상기 제2 노드에 상기 데이터 라인의 데이터 전압을 공급하기 위한 제3 스위칭 트랜지스터;
상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 제1 초기화 전압을 공급하기 위한 제4 스위칭 트랜지스터;
상기 구동 트랜지스터와 고전위 전원 전압을 공급하는 제1 전원 입력 단의 연결을 제어하기 위한 제5 스위칭 트랜지스터;
상기 발광 소자의 애노드 전극에 제2 초기화 전압을 공급하기 위한 제6 스위칭 트랜지스터; 및
상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 제2 노드 사이에 연결되어 상기 구동 트랜지스터의 제1 문턱 전압을 저장하기 위한 스토리지 커패시터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
In the third paragraph,
The above compensation circuit,
A second switching transistor for storing the first threshold voltage of the driving transistor in the second node;
A third switching transistor for supplying the data voltage of the data line to the second node;
A fourth switching transistor for supplying a first initialization voltage to the gate electrode of the driving transistor;
A fifth switching transistor for controlling the connection of the driving transistor and the first power input terminal supplying the high-potential power voltage;
A sixth switching transistor for supplying a second initialization voltage to the anode electrode of the light emitting element; and
A display device characterized by comprising a storage capacitor connected between the gate electrode of the driving transistor and the second node to store the first threshold voltage of the driving transistor.
상기 디스플레이 단계에, 초기화 및 센싱 기간에 상기 제2, 제4 및 제6 스위칭 트랜지스터가 턴-온 되어 상기 스토리지 커패시터에 상기 구동 트랜지스터의 제1 문턱 전압이 저장되고, 데이터 기록 기간에 상기 제3 스위칭 트랜지스터가 턴-온 되어 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 상기 데이터 전압에 상기 제1 문턱 전압을 더한 전압이 저장되고, 발광 기간에 상기 제5 스위칭 트랜지스터와 상기 구동 트랜지스터가 턴-온 하여 상기 발광 소자가 발광하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.In Article 7,
A display device characterized in that, in the display stage, the second, fourth and sixth switching transistors are turned on during the initialization and sensing periods so that the first threshold voltage of the driving transistor is stored in the storage capacitor, the third switching transistor is turned on during the data recording period so that a voltage that adds the first threshold voltage to the data voltage is stored in the gate electrode of the driving transistor, and the fifth switching transistor and the driving transistor are turned on during the light-emitting period so that the light-emitting element lights up.
상기 센싱 단계에 상기 제3 스위칭 트랜지스터의 문턱 전압을 센싱 할 때, 상기 제1 전원 입력 단에서 상기 제5 스위칭 트랜지스터, 상기 제2 스위칭 트랜지스터 및 상기 제3 스위칭 트랜지스터를 거쳐 상기 데이터 라인으로 연결되는 제1 경로가 형성되고, 상기 제2 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극에 공급되는 스캔 신호의 게이트 온 전압이 상기 제3 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극에 공급되는 스캔 신호의 게이트 온 전압보다 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.In Article 7,
A display device characterized in that when sensing the threshold voltage of the third switching transistor in the sensing step, a first path is formed that connects from the first power input terminal to the data line via the fifth switching transistor, the second switching transistor, and the third switching transistor, and the gate-on voltage of the scan signal supplied to the gate electrode of the second switching transistor is set higher than the gate-on voltage of the scan signal supplied to the gate electrode of the third switching transistor.
상기 제2, 제3 및 제4 스위칭 트랜지스터는 산화물 반도체 물질을 사용하는 산화물 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 표시 장치.In Article 7,
A display device characterized in that the second, third and fourth switching transistors are oxide transistors using an oxide semiconductor material.
상기 데이터 구동 회로는, 상기 제1 전압 입력 단, 상기 센싱 회로 및 상기 제1 내지 제3 스위치는 첫 번째 데이터 라인 또는 마지막 데이터 라인에만 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.In the third paragraph,
A display device, characterized in that the data driving circuit comprises the first voltage input terminal, the sensing circuit, and the first to third switches only on the first data line or the last data line.
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