KR101257930B1 - Organic Light Emitting Diode DisplAy And Driving Method Thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구동전류의 변화량을 최소화하여 표시 품질을 높일 수 있는 유기 발광다이오드 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic light emitting diode display and a method of driving the same which can improve display quality by minimizing the amount of change in driving current.
본 발명에 따른 유기 발광다이오드 표시장치는 데이터전압이 공급되는 다수의 데이터라인; 상기 데이터라인과 교차되고 스캔펄스가 공급되는 다수의 게이트라인; 고전위 구동전압을 발생하는 구동전압원; 상기 구동전압원과 기저전압원 사이에서 흐르는 전류에 의해 발광하는 유기발광다이오드소자; 제1 노드의 전압에 따라 상기 유기발광다이오드소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동소자; 상기 구동소자와 상기 기저전압원 사이의 전류 패스를 절환하는 에미션소자; 상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 접속된 제1 커패시터; 상기 제2 노드와 상기 기저전압원 사이에 접속된 제2 커패시터; 및 제1 기간 동안 상기 제1 노드에 제1 전압을 충전시킨 후, 제2 기간 동안 상기 제1 노드의 전압을 제2 전압으로 낮춘 다음, 제3 기간 동안 상기 데이터라인과 상기 제2 노드 사이의 전류패스를 도통시켜 상기 제2 노드에 데이터전압을 공급하여 상기 제1 노드의 전압을 제3 전압으로 높인 후에, 제4 기간 동안 상기 데이터라인과 상기 제2 노드 사이의 전류패스를 차단시켜 상기 제2 노드의 전압을 상기 데이터전압으로 유지시킴과 아울러 상기 제1 노드의 전압을 제3 전압으로 유지시키는 스위치회로를 구비한다.An organic light emitting diode display according to the present invention comprises: a plurality of data lines to which a data voltage is supplied; A plurality of gate lines intersecting the data lines and supplied with scan pulses; A driving voltage source for generating a high potential driving voltage; An organic light emitting diode device emitting light by a current flowing between the driving voltage source and the ground voltage source; A driving device controlling a current flowing through the organic light emitting diode device according to a voltage of a first node; An emission element for switching a current path between the driving element and the base voltage source; A first capacitor connected between the first node and a second node; A second capacitor connected between the second node and the ground voltage source; And charging the first node with a first voltage for a first period, then lowering the voltage of the first node to a second voltage for a second period, and then between the data line and the second node for a third period. After supplying a data voltage to the second node by conducting a current path to increase the voltage of the first node to a third voltage, the current path between the data line and the second node is blocked for a fourth period of time so as to cut the current path. And a switch circuit for maintaining the voltage of the two nodes at the data voltage and the voltage at the first node at the third voltage.
Description
도 1은 종래 유기 발광다이오드 표시장치의 발광원리를 설명하는 다이어그램을 나타내는 도면.1 is a diagram illustrating a light emission principle of a conventional organic light emitting diode display.
도 2는 종래 유기 발광다이오드 표시장치를 개략적으로 나타내는 블록도.2 is a block diagram schematically illustrating a conventional organic light emitting diode display.
도 3은 도 2에 도시된 화소를 상세히 나타내는 회로도.3 is a circuit diagram illustrating in detail a pixel illustrated in FIG. 2;
도 4는 포지티브 게이트-바이어스 스트레스(Positive gAte-BiAs stress)로 인해 구동 TFT의 문턱전압이 증가하는 일 예를 보여주는 도면.4 is a diagram illustrating an example in which a threshold voltage of a driving TFT is increased due to a positive gAte-BiAs stress.
도 5는 구동 TFT의 문턱전압 상승에 따른 유기발광다이오드소자의 전류 감소를 보여주기 위한 도면.FIG. 5 is a diagram illustrating a current decrease of an organic light emitting diode device according to an increase in a threshold voltage of a driving TFT.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치를 나타내는 블럭도.6 is a block diagram illustrating an organic light emitting diode display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 도 6의 화소들에 공급되는 구동신호의 타이밍도.7 is a timing diagram of a driving signal supplied to the pixels of FIG. 6.
도 8은 도 6의 화소들 중 어느 하나를 나타내는 회로도.8 is a circuit diagram illustrating any one of the pixels of FIG. 6.
도 9는 도 7의 프리차지 구간(A)에 대한 화소의 등가회로도.FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of a pixel for the precharge section A of FIG. 7.
도 10은 도 7의 문턱전압 보상구간(B)에 대한 화소의 등가회로도.FIG. 10 is an equivalent circuit diagram of a pixel with respect to the threshold voltage compensation section B of FIG. 7.
도 11은 도 7의 어드레스 구간(C)에 대한 화소의 등가회로도.FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of a pixel for the address period C of FIG. 7.
도 12는 도 7의 발광 구간(D)에 대한 화소의 등가회로도.FIG. 12 is an equivalent circuit diagram of a pixel for the light emission period D of FIG. 7.
도 13은 도 7의 A,B,C 및 D 구간에서의 구동신호(S[n-1],S[n],Em[n])에 따라 구동 TFT의 게이트전극에 인가되는 전압(Vg), 구동 TFT의 소스전극에 인가되는 전압(Vs), 보상 커패시터에 저장되는 전압(Vc), 및 구동전류(IOLED)의 과도상태를 도시한 시뮬레이션 결과도.FIG. 13 shows the voltage Vg applied to the gate electrode of the driving TFT according to the driving signals S [n-1], S [n], and Em [n] in the sections A, B, C, and D of FIG. And a simulation result showing the transient state of the voltage Vs applied to the source electrode of the driving TFT, the voltage Vc stored in the compensation capacitor, and the driving current I OLED .
도 14는 동일 계조 표현시, 실제로 구동 TFT의 문턱전압 상승에 따른 구동전류의 변화량 보여주기 위한 시뮬레이션 결과도.FIG. 14 is a simulation result diagram for showing the amount of change in driving current according to actually increasing the threshold voltage of a driving TFT when expressing the same gray scale. FIG.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art
116 : 표시패널 118 : 게이트 구동회로116: display panel 118: gate driving circuit
120 : 데이터 구동회로 122 : 화소들120: data driving circuit 122: pixels
124 : 타이밍 콘트롤러 130 : 유기발광다이오드소자 구동회로124: timing controller 130: organic light emitting diode element driving circuit
S[n-1] : 전단 스캔펄스 S[n] : 현재단 스캔펄스 S [n-1]: Shear scan pulse S [n]: Current stage scan pulse
Vd : 데이터전압 DT : 구동 TFT Vd: Data voltage DT: Driving TFT
SW1,SW2,SW3 : 제1, 제2 및 제3 스위치 TFT SW1, SW2, SW3: first, second and third switch TFT
ET : 에미션 TFT Coff : 보상 커패시터 ET: Emission TFT Coff: Compensation Capacitor
Cst : 스토리지 커패시터 Em : 에미션펄스Cst: Storage Capacitor Em: Emitting Pulse
본 발명은 유기 발광다이오드 표시장치와 그 구동방법에 관한 것으로 특히, 구동전류의 변화량을 최소화하여 표시 품질을 높일 수 있는 유기 발광다이오드 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근, 음극선관(CAthode RAy TuBe)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시장치는 액정표시장치(Liquid CrystAl DisplAy : 이하, “LCD”라 함), 전계 방출 표시장치(Field Emission DisplAy : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PlAsmA DisplAy PAnel : 이하, “PDP”라 함) 및 유기 발광다이오드 표시장치(OrgAniC Light Emitting Diode DisplAy) 등이 있다. Recently, various flat panel displays have been developed to reduce weight and volume, which are disadvantages of cathode ray tubes. Such flat panel displays include liquid crystal displays (Liquid CrystAl DisplAy: hereinafter referred to as “LCD”), field emission displays (Field Emission DisplAy: FED), and plasma display panels (PlAsmA DisplAy PAnel: hereinafter “PDP”). And an organic light emitting diode display (OrgAniC Light Emitting Diode DisplAy).
이들 중 PDP는 구조와 제조공정이 단순하기 때문에 경박 단소하면서도 대화면화에 가장 유리한 표시장치로 주목받고 있지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다. 또한,스위칭 장치로 박막 트랜지스터(Thin Film TrAnsistor : 이하, “TFT”라 함)가 적용된 액티브 매트릭스 LCD는 반도체 공정을 이용하기 때문에 대화면화에 어렵고 백라이트 유닛으로 인하여 소비전력이 큰 단점이 있다. Among them, PDP is attracting attention as a display device which is light and small and is most advantageous for large screen because of its simple structure and manufacturing process. However, PDP has low luminous efficiency, low luminance and high power consumption. In addition, an active matrix LCD having a thin film transistor (“TFT”) applied as a switching device has a disadvantage in that it is difficult to make a large screen due to the semiconductor process and consumes a lot of power due to the backlight unit.
이에 비하여, 유기 발광다이오드 표시장치는 발광층의 재료에 따라 무기 발광다이오드 표시장치와 유기 발광다이오드 표시장치로 대별되며 스스로 발광하는 자발광 장치로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 무기 발광다이오드 표시장치는 유기 발광다이오드 표시장치에 비하여 전력소모가 크고 고휘도를 얻을 수 없으며 R(Red), G(Green), B(Blue)의 다양한 색을 발광시킬 수 없다. 반면에, 유기 발광다이오드 표시장치는 수십 볼트의 낮은 직류 전압에서 구동됨과 아울러, 빠른 응답속도를 가지고, 고휘도를 얻을 수 있으며 R, G, B의 다양한 색을 발광시킬 수 있어 차세대 평판 디스플레이장치에 적합하다.In contrast, organic light emitting diode display devices are classified into inorganic light emitting diode display devices and organic light emitting diode display devices according to the material of the light emitting layer. The organic light emitting diode display devices are self-luminous devices that emit light and have high response speed, high luminous efficiency, high luminance, and a wide viewing angle. . In comparison with the organic light emitting diode display, the inorganic light emitting diode display has higher power consumption and cannot obtain high brightness, and cannot emit various colors of R (Red), G (Green), and B (Blue). On the other hand, the organic light emitting diode display is driven at a low DC voltage of several tens of volts, has a fast response speed, obtains high luminance, and emits various colors of R, G, and B, which is suitable for next-generation flat panel display devices. Do.
이러한, 유기 발광다이오드 표시장치는 도 1에 도시된 바와 같이 양극(100)과 음극(70) 사이에 전압이 인가되면, 음극(70)으로부터 발생된 전자는 전자 주입층(78A) 및 전자 수송층(78B)을 통해 유기 발광층(78C) 쪽으로 이동된다, 또한, 양극(100)으로 부터 발생된 정공은 정공 주입층(78e) 및 정공 수송층(78d)을 통해 유기 발광층(78C) 쪽으로 이동한다. 이에 따라, 유기 발광층(78C)에서는 전자 수송층(78B)과 정공 수송층(78d)으로부터 공급되어진 전자와 정공이 충돌하여 재결합함으로써 빛이 발생하게 되고, 이 빛은 양극(100)을 통해 외부로 방출되어 화상이 표시되게 된다. In the organic light emitting diode display, when a voltage is applied between the
도 2는 종래의 유기 발광다이오드 표시장치를 개략적으로 나타내는 블록도로서 도 2를 참조하면, 종래 유기 발광다이오드 표시장치는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차로 정의된 영역에 각각 배열되어진 화소들(28)을 구비하는 표시패널(20)과, 표시패널(20)의 게이트 라인들(GL)을 구동하는 게이트 구동회로(22)와, 표시패널(20)의 데이터 라인들(DL)을 구동하는 데이터 구동회로(24)와, 데이터 구동회로(24)에 다수의 감마전압들을 공급하는 감마전압 생성부(26) 및 데이터 구동 회로(24) 및 게이트 구동회로(22)를 제어하는 타이밍 콘트롤러(27)를 구비한다.FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating a conventional organic light emitting diode display. Referring to FIG. 2, a conventional organic light emitting diode display is arranged in an area defined by the intersection of a gate line GL and a data line DL. The
표시패널(20)에는 화소들(28)이 매트릭스 형태로 배치된다. 그리고, 표시패널(20)에는 외부의 고전위 전압원(VDD)으로부터 고전위 전압을 공급받는 공급패드(10)와, 외부의 기저전압원(GND)으로부터 기저전압을 공급받는 기저패드(12)가 설치된다. (일례로, 공급전압원(VDD) 및 기저전압원(GND)은 전원부로부터 공급될 수 있다) 공급패드(10)로 공급된 고전위 전압은 각각의 화소들(28)로 공급된다. 그리고, 기저패드(12)로 공급된 기저전압은 각각의 화소들(28)로 공급된다. In the
게이트 구동회로(22)는 게이트 라인들(GL)에 게이트 신호를 공급하여 게이트 라인들(GL)을 순차적으로 구동한다.The
감마전압 생성부(26)는 다양한 전압 값을 가지는 감마전압을 데이터 구동회로(24)로 공급한다. The
데이터 구동회로(24)는 타이밍 콘트롤러(27)로부터 입력된 디지털 데이터 신호를 감마전압 생성부(26)로부터의 감마전압을 이용하여 아날로그 데이터 신호로 변환한다. 그리고, 데이터 구동회로(24)는 아날로그 데이터 신호를 게이트 신호가 공급될 때마다 데이터 라인들(DL)에 공급한다.The
타이밍 콘트롤러(27)는 다수의 동기신호들을 이용하여 데이터 구동회로(24)를 제어하는 데이터 제어신호 및 게이트 구동회로(22)를 제어하는 게이트 제어신호를 생성한다. 타이밍 콘트롤러(27)에서 생성된 데이터 제어신호는 데이터 구동회로(24)로 공급되어 데이터 구동회로(24)를 제어한다. 타이밍 콘트롤러(27)에서 생성된 게이트 제어신호는 게이트 구동회로(22)로 공급되어 게이트 구동회로(22)를 제어한다. 아울러, 타이밍 콘트롤러(27)는 스케일러로부터 공급되는 디지털 데이 터 신호를 데이터 구동회로(24)로 공급한다. The
화소들(28) 각각은 게이트 라인(GL)에 게이트 신호가 공급될 때 데이터 라인(DL)으로부터의 데이터 신호를 공급받아 그 데이터 신호에 상응하는 빛을 발생하게 된다.Each of the
이를 위하여, 화소들(28) 각각은 도 3에 도시된 바와 같이 기저전압원(GND)(기저패드(12)로부터 공급되는 전압)에 음극이 접속된 유기발광다이오드소자(OLED)와, 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL) 및 고전위 전압원(VDD)(공급패드(10)로부터 공급되는 전압)에 접속되고 유기발광다이오드소자(OLED)의 양극에 접속되어 그 유기발광다이오드소자(OLED)를 구동하는 셀 구동 회로(30)를 구비한다.To this end, each of the
셀 구동회로(30)는 게이트 라인(GL)에 접속되는 게이트와 데이터 라인(DL)에 접속되는 소스전극 및 노드(N)에 접속되는 드레인전극을 구비하는 스위칭 TFT(T1)와, 노드(N)에 접속되는 게이트와 고전위 전압원(VDD)에 접속되는 소스전극 및 유기발광다이오드소자(OLED)에 접속되는 드레인전극을 구비하는 구동 TFT(T2)와, 고전위 전압원(VDD)과 노드(N) 사이에 접속된 커패시터(C)를 구비한다.The
스위칭 TFT(T1)는 게이트 라인(GL)에 게이트 신호가 공급되면 턴-온되어 데이터 라인(DL)에 공급된 데이터 신호를 노드(N)에 공급한다. 노드(N)에 공급된 데이터 신호는 커패시터(C)에 충전됨과 아울러 구동 TFT(T2)의 게이트로 공급된다. 구동 TFT(T2)는 게이트로 공급되는 데이터 신호에 응답하여 고전위 전압원(VDD)으로부터 유기발광다이오드소자(OLED)로 공급되는 전류량(I)을 제어함으로써 유기발광다이오드소자(OLED)의 발광량을 조절하게 된다. 그리고, 스위칭 TFT(T1)가 턴 오프 되더라도 커패시터(C)에 저장된 데이터 신호에 의해, 구동 TFT(T2)는 구동전류(I)를 유지하여 유기발광다이오드소자(OLED)의 발광을 한 프레임 동안 유지되게 한다. 여기서, 실제 셀 구동회로(30)는 상술한 구조 이외에 다양한 구조로 설정될 수 있다. When the gate signal is supplied to the gate line GL, the switching TFT T1 is turned on to supply the node N with the data signal supplied to the data line DL. The data signal supplied to the node N is charged to the capacitor C and supplied to the gate of the driving TFT T2. The driving TFT T2 controls the amount of light emitted from the organic light emitting diode OLED by controlling the amount of current I supplied from the high potential voltage source VDD to the organic light emitting diode OLED in response to the data signal supplied to the gate. Done. Then, even when the switching TFT T1 is turned off, the driving TFT T2 maintains the driving current I to emit light of the organic light emitting diode OLED by one frame by the data signal stored in the capacitor C. To be. Here, the actual
그런데, 일반적으로 이와 같이 구동되는 유기 발광다이오드 표시장치에서 동일한 극성의 게이트전압이 장시간 인가되면 구동 TFT(T2)의 문턱 전압(Vth)이 상승하여 동작 특성에 변동이 발생되는 문제점이 있다. 이러한 구동 TFT(T2)의 동작특성 변화는 도 4의 실험결과에서도 알 수 있다. However, in general, when the gate voltage of the same polarity is applied for a long time in the organic light emitting diode display device driven as described above, the threshold voltage Vth of the driving TFT T2 increases, causing a change in operating characteristics. Such a change in the operating characteristics of the driving TFT T2 can also be seen from the experimental results of FIG. 4.
도 4는 채널폭/채널길이(W/L)가 120μm/6μm인 시료용 수소화된 비정질 실리콘 TFT(A-Si:H TFT)에 포지티브 게이트-바이어스 스트레스(Positive gAte-BiAs stress)를 인가하였을 때 그 시료용 A-Si:H TFT의 특성 변화를 초래한다는 것을 보여 주는 실험 결과이다. 도 4에 있어서 횡축은 시료용 A-Si:H TFT의 게이트전압[V]이며 종축은 시료용 A-Si:H TFT의 소스전극단자와 드레인전극단자 사이의 전류[A]를 나타낸다. 박스 내의 인덱스는 그래프 색별로 게이트전압 인가시간[seC]을 나타낸다. FIG. 4 shows a case where positive gAte-BiAs stress is applied to a hydrogenated amorphous silicon TFT (A-Si: H TFT) for a sample having a channel width / channel length (W / L) of 120 μm / 6 μm. It is an experimental result showing that the characteristic change of the A-Si: H TFT for a sample is brought about. In Fig. 4, the horizontal axis represents the gate voltage [V] of the sample A-Si: H TFT, and the vertical axis represents the current [A] between the source electrode terminal and the drain electrode terminal of the sample A-Si: H TFT. The index in the box represents the gate voltage application time [seC] for each graph color.
도 4는 시료용 A-Si:H TFT의 게이트단자에 +30V의 전압을 인가할 때 전압 인가 시간에 따른 TFT의 문턱전압과 전달 특성 곡선의 이동을 보여 준다. 도 4에서 알 수 있는 바, A-Si:H TFT의 게이트단자에 정극성의 전압의 인가되는 시간이 길어질수록 TFT의 전달 특성 곡선이 우측으로 이동(31)하고 그 A-Si:H TFT의 문턱전압 이 상승한다. (Vth1 에서 Vth4 로 문턱 전압이 상승) 4 shows the shift of the threshold voltage and the transfer characteristic curve of the TFT according to the voltage application time when a voltage of +30 V is applied to the gate terminal of the sample A-Si: H TFT. As can be seen in FIG. 4, as the time for applying the positive voltage to the gate terminal of the A-Si: H TFT increases, the transfer characteristic curve of the TFT shifts 31 to the right, and the threshold of the A-Si: H TFT Voltage rises. (Threshold voltage rises from Vth 1 to Vth 4 )
이와 같이 구동 TFT(T2)의 문턱전압이 상승하게 되면 구동 TFT(T2)의 동작이 불안정하게 되므로, 동일한 데이터전압(Vd)이 인가되더라도 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류(I)는 감소하게 된다. When the threshold voltage of the driving TFT T2 rises as described above, the operation of the driving TFT T2 becomes unstable, so that the current I flowing through the organic light emitting diode OLED is reduced even when the same data voltage Vd is applied. Done.
도 5는 구동 TFT(T2)의 문턱전압(Vth) 상승에 따른 유기발광다이오드소자(OLED)의 전류(I) 감소를 보여주기 위한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 구동 TFT(T2)의 문턱전압(Vth)이 1V 에서 5V 까지 상승하게 되면, 동일한 데이터전압(Vd= 4V일때)이 인가되더라도 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류(I)는 550nA 로부터 점점 감소되어 결국 0A로 수렴하게 된다. FIG. 5 is a diagram illustrating a decrease in current I of the organic light emitting diode OLED according to an increase in the threshold voltage Vth of the driving TFT T2. As shown in FIG. 5, when the threshold voltage Vth of the driving TFT T2 rises from 1V to 5V, the current flowing through the organic light emitting diode OLED even if the same data voltage (when Vd = 4V) is applied. (I) gradually decreases from 550nA and eventually converges to 0A.
결과적으로, 종래 유기 발광다이오드 표시장치에서는 동일한 데이터전압(Vd)이 인가되더라도 구동 TFT(T2)의 문턱전압 특성에 의존하는 구동전류(I)의 편차로 인해 휘도 불균일 현상이 나타나게 되고, 이에 따라 표시품질이 저하되는 문제점이 있다.As a result, in the conventional organic light emitting diode display, even if the same data voltage Vd is applied, luminance unevenness occurs due to the deviation of the driving current I depending on the threshold voltage characteristic of the driving TFT T2. There is a problem that the quality is degraded.
따라서, 본 발명의 목적은 구동전류의 변화량을 최소화하여 표시 품질을 높임과 아울러 화질의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 유기 발광다이오드 표시장치와 그 구동방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an organic light emitting diode display and a driving method thereof capable of minimizing the amount of change in driving current to improve display quality and improve image quality reliability.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 데이터전압이 공급되는 다수의 데이터라인; 상기 데이터라인과 교차되고 스캔펄스가 공급되는 다수의 게이트라인; 고전위 구동전압을 발생하는 구동전압원; 상기 구동전압원과 기저전압원 사이에서 흐르는 전류에 의해 발광하는 유기발광다이오드소자; 제1 노드의 전압에 따라 상기 유기발광다이오드소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동소자; 상기 구동소자와 상기 기저전압원 사이의 전류 패스를 절환하는 에미션소자; 상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 접속된 제1 커패시터; 상기 제2 노드와 상기 기저전압원 사이에 접속된 제2 커패시터; 및 제1 기간 동안 상기 제1 노드에 제1 전압을 충전시킨 후, 제2 기간 동안 상기 제1 노드의 전압을 제2 전압으로 낮춘 다음, 제3 기간 동안 상기 데이터라인과 상기 제2 노드 사이의 전류패스를 도통시켜 상기 제2 노드에 데이터전압을 공급하여 상기 제1 노드의 전압을 제3 전압으로 높인 후에, 제4 기간 동안 상기 데이터라인과 상기 제2 노드 사이의 전류패스를 차단시켜 상기 제2 노드의 전압을 상기 데이터전압으로 유지시킴과 아울러 상기 제1 노드의 전압을 제3 전압으로 유지시키는 스위치회로를 구비한다.In order to achieve the above object, the organic light emitting diode display according to the embodiment of the present invention comprises a plurality of data lines supplied with a data voltage; A plurality of gate lines intersecting the data lines and supplied with scan pulses; A driving voltage source for generating a high potential driving voltage; An organic light emitting diode device emitting light by a current flowing between the driving voltage source and the ground voltage source; A driving device controlling a current flowing through the organic light emitting diode device according to a voltage of a first node; An emission element for switching a current path between the driving element and the base voltage source; A first capacitor connected between the first node and a second node; A second capacitor connected between the second node and the ground voltage source; And charging the first node with a first voltage for a first period, then lowering the voltage of the first node to a second voltage for a second period, and then between the data line and the second node for a third period. After supplying a data voltage to the second node by conducting a current path to increase the voltage of the first node to a third voltage, the current path between the data line and the second node is blocked for a fourth period of time so as to cut the current path. And a switch circuit for maintaining the voltage of the two nodes at the data voltage and the voltage at the first node at the third voltage.
상기 스위치회로는, 제1 스캔펄스에 응답하여 상기 구동소자의 드레인전극과 상기 제1 노드 사이의 전류패스를 형성하는 제1 스위치소자; 상기 제1 스캔펄스에 응답하여 상기 구동소자의 소스전극과 상기 제2 노드 사이의 전류패스를 형성하는 제2 스위치소자; 및 상기 제1 스캔펄스에 이어서 발생되는 제2 스캔펄스에 응답하여 상기 데이터라인과 상기 제2 노드 사이의 전류패스를 형성하는 제3 스위치소자 를 구비한다.The switch circuit may include: a first switch element forming a current path between the drain electrode of the driving element and the first node in response to a first scan pulse; A second switch element forming a current path between the source electrode of the driving element and the second node in response to the first scan pulse; And a third switch element forming a current path between the data line and the second node in response to a second scan pulse generated subsequent to the first scan pulse.
상기 에미션소자는 에미션펄스에 응답하여 턴 온 및 턴 오프되며; 상기 에미션펄스의 전압은 상기 제1 스캔펄스의 라이징에지와 폴링에지 사이에서 폴링되고, 상기 제1 스캔펄스의 폴링에지와 상기 제2 스캔펄스의 폴링에지 사이에서 라이징된다.The emission element is turned on and off in response to an emission pulse; The voltage of the emission pulse is polled between the rising edge and the falling edge of the first scan pulse, and rises between the falling edge of the first scan pulse and the falling edge of the second scan pulse.
상기 제1 기간은 상기 제1 스캔펄스의 라이징에지와 상기 에미션펄스의 폴링에지 사이의 기간으로 정의되고, 상기 제2 기간은 상기 에미션펄스의 폴링에지와 상기 제1 스캔펄스의 폴링에지 사이의 기간으로 정의되며, 상기 제3 기간은 제1 스캔펄스의 폴링에지와 상기 제2 스캔펄스의 폴링에지 사이의 기간으로 정의되고, 상기 제4 기간은 상기 제2 스캔펄스의 폴링에지로부터 시작되는 상기 제2 스캔펄스의 로우논리기간으로 정의된다.The first period is defined as a period between the rising edge of the first scan pulse and the falling edge of the emission pulse, and the second period is between the falling edge of the emission pulse and the falling edge of the first scan pulse. Wherein the third period is defined as a period between the falling edge of the first scan pulse and the falling edge of the second scan pulse, and the fourth period starts from the falling edge of the second scan pulse. It is defined as the low logic period of the second scan pulse.
상기 제1 전압(Vpc)은 아래의 수식과 같다.The first voltage Vpc is as follows.
상기 제2 전압은 상기 구동소자의 문턱전압과 동일하다.The second voltage is equal to the threshold voltage of the driving device.
상기 제3 전압은 상기 구동소자의 문턱전압에 상기 데이터전압이 가산된 전압이다.The third voltage is a voltage obtained by adding the data voltage to a threshold voltage of the driving device.
상기 제4 기간 동안 상기 유기발광다이오드소자에 흐르는 전류(IOLED)는, 아래의 수식과 같다.The current I OLED flowing in the organic light emitting diode device during the fourth period is represented by the following equation.
상기 구동소자, 상기 에미션소자 및 상기 복수의 스위치소자들은 N 타입 전자 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터이다.The driving element, the emission element and the plurality of switch elements are N-type electron metal oxide semiconductor field effect transistors.
상기 구동소자, 상기 에미션소자 및 상기 복수의 스위치소자들은 비정질 실리콘층으로 형성되는 반도체층을 구비한다.The driving device, the emission device, and the plurality of switch devices include a semiconductor layer formed of an amorphous silicon layer.
상기 구동소자는, 상기 제1 노드에 접속되는 게이트전극; 상기 유기발광다이오드소자의 캐소드전극과 상기 제1 스위치소자의 드레인전극에 공통접속되는 드레인전극; 및 상기 에미션소자의 드레인전극과 상기 제2 스위치소자의 드레인전극에 공통접속되는 소스전극을 구비한다.The driving device may include a gate electrode connected to the first node; A drain electrode commonly connected to the cathode electrode of the organic light emitting diode element and the drain electrode of the first switch element; And a source electrode commonly connected to the drain electrode of the emission element and the drain electrode of the second switch element.
상기 제1 스위치소자는, 상기 제1 스캔펄스가 공급되는 제1 게이트라인에 접속되는 게이트전극; 상기 유기발광다이오드소자의 캐소드전극과 상기 구동소자의 드레인전극에 공통접속되는 드레인전극; 및 상기 제1 노드에 접속되는 소스전극을 구비한다.The first switch element may include a gate electrode connected to a first gate line to which the first scan pulse is supplied; A drain electrode commonly connected to the cathode electrode of the organic light emitting diode element and the drain electrode of the driving element; And a source electrode connected to the first node.
상기 제2 스위치소자는, 상기 제1 스캔펄스가 공급되는 제1 게이트라인에 접속되는 게이트전극; 상기 구동소자의 소스전극과 상기 에미션소자의 드레인전극에 공통접속되는 드레인전극; 및 상기 제2 노드에 접속되는 소스전극을 구비한다.The second switch element may include a gate electrode connected to a first gate line to which the first scan pulse is supplied; A drain electrode commonly connected to the source electrode of the driving element and the drain electrode of the emission element; And a source electrode connected to the second node.
상기 제3 스위치소자는, 상기 제2 스캔펄스가 공급되는 제2 게이트라인에 접 속되는 게이트전극; 상기 데이터라인에 접속되는 드레인전극; 및 상기 제2 노드에 접속되는 소스전극을 구비한다.The third switch device may include a gate electrode connected to a second gate line to which the second scan pulse is supplied; A drain electrode connected to the data line; And a source electrode connected to the second node.
상기 에미션소자는, 상기 에미션펄스가 공급되는 에미션라인에 접속되는 게이트전극; 상기 구동소자의 소스전극과 상기 제2 스위치소자의 드레인전극에 공통접속되는 드레인전극; 및 상기 기저전압원과 상기 제2 커패시터에 공통접속되는 소스전극을 구비한다.The emission element may include a gate electrode connected to an emission line to which the emission pulse is supplied; A drain electrode commonly connected to the source electrode of the driving device and the drain electrode of the second switch device; And a source electrode commonly connected to the base voltage source and the second capacitor.
본 발명의 실시예에 따라 데이터전압이 공급되는 다수의 데이터라인, 상기 데이터라인과 교차되고 스캔펄스가 공급되는 다수의 게이트라인, 고전위 구동전압을 발생하는 구동전압원, 상기 구동전압원과 기저전압원 사이에서 흐르는 전류에 의해 발광하는 유기발광다이오드소자, 제1 노드의 전압에 따라 상기 유기발광다이오드소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동소자, 상기 구동소자와 상기 기저전압원 사이의 전류 패스를 절환하는 에미션소자, 상기 제1 노드와 동일한 화소영역내에 배치되는 제2 노드와 상기 기저전압원 사이에 접속된 제2 커패시터, 및 구동신호에 따라 동작되는 스위치회로를 구비하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법은, 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이에 제1 커패시터를 접속하는 단계; 제1 기간 동안 상기 제1 노드에 제1 전압을 충전시키는 단계; 상기 제1 기간에 이어서 제2 기간 동안 상기 제1 노드의 전압을 제2 전압으로 낮추는 단계; 상기 제2 기간에 이어서 제3 기간 동안 상기 데이터라인과 상기 제2 노드 사이의 전류패스를 도통시켜 상기 제2 노드에 데이터전압을 공급함으로써 상기 제1 노드의 전압을 제3 전압으로 높이는 단계; 및 상기 제3 기간에 이어서 제4 기간 동안 상기 데이터라인과 상기 제2 노드 사이의 전류패스를 차단시켜 상기 제2 노드의 전압을 상기 데이터전압으로 유지시킴과 아울러 상기 제1 노드의 전압을 제3 전압으로 유지시키는 단계를 포함한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a plurality of data lines supplied with a data voltage, a plurality of gate lines intersecting the data lines and supplied with a scan pulse, a driving voltage source generating a high potential driving voltage, between the driving voltage source and the base voltage source An organic light emitting diode device that emits light by a current flowing in the; a driving device that controls a current flowing through the organic light emitting diode device according to a voltage of a first node; And a second capacitor connected between the second node disposed in the same pixel area as the first node and the base voltage source, and a switch circuit operated according to a driving signal. The method of driving the organic light emitting diode display device includes: Connecting a first capacitor between a first node and the second node; Charging a first voltage to the first node for a first period of time; Lowering the voltage of the first node to a second voltage for a second period following the first period; Raising the voltage of the first node to a third voltage by supplying a data voltage to the second node by conducting a current path between the data line and the second node for a third period following the second period; And interrupting a current path between the data line and the second node during the fourth period following the third period to maintain the voltage of the second node at the data voltage and to maintain the voltage of the first node at a third period. Maintaining at a voltage.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above object will be apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 도 6 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 14.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치를 나타내는 블럭도이고, 도 7은 도 6의 화소들(122) 중 어느 하나에 공급되는 스캔펄스(S[n-1],S[n])와 에미션펄스(Em[n])의 타이밍도이다.6 is a block diagram illustrating an organic light emitting diode display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a scan pulse S [n-1], S [supplied to any one of the
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 m×n 개의 화소들(122)이 형성되는 표시패널(116)과, 데이터라인들(DL[1] 내지 DL[m])에 아날로그 데이터전압을 공급하는 데이터 구동회로(120)와, 데이터라인들(DL[1] 내지 DL[m])과 교차하는 게이트라인들(GL[0] 내지 GL[n])에 스캔펄스(S[0] 내지 S[n])를 공급함과 아울러, 데이터라인들(DL[1] 내지 DL[m])과 교차하는 에미션라인들(EL[1] 내지 EL[n])에 에미션펄스(Em[1] 내지 Em[n])를 공급하는 게이트 구동회로(118)와, 데이터 구동회로(120) 및 게이트 구동회로(118)를 제어하는 타이밍 콘트롤러(124)를 구비한다. 6 and 7, an organic light emitting diode display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
표시패널(116)은 n 개의 게이트라인들(GL[1] 내지 GL[n])과 m 개의 데이터라인들(DL[1] 내지 DL[m])의 교차로 정의된 화소 영역들에 형성된 화소들(122)을 구 비한다. 이러한 표시패널(116)에는 각각의 화소들(122)에 고전위 구동전압(이하, 구동전압이라 함)을 공급하는 신호배선들이 형성된다. 또한, 도시하지는 않았지만, 표시패널(116)에는 기저전압을 각각의 화소들(122)에 공급하는 신호배선들이 형성된다. 게이트라인(GL[0])은 첫 번째 수평라인에 위치하는 화소들(122)에 프리차지전압을 공급하기 위한 것이다.The
데이터 구동회로(120)는 타이밍 콘트롤러(124)로부터의 제어신호(DDC)에 응답하여 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 데이터전압으로 변환한 후, 아날로그 데이터전압(이하, 데이터전압이라 함)을 데이터라인들(DL[1] 내지 DL[m])에 공급한다. 이 데이터전압은 데이터라인들(DL[1] 내지 DL[m])에 접속된 화소들(122)로 공급된다. The
게이트 구동회로(118)는 타이밍 콘트롤러(124)로부터의 제어신호(GDC)에 응답하여 도 7에 도시된 스캔펄스(S[n-1],S[n])를 게이트라인들(GL[0] 내지 GL[n])에 순차적으로 공급함과 아울러, 타이밍 콘트롤러(124)로부터의 제어신호(GDC)에 응답하여 도 7에 도시된 에미션펄스(Em[n])를 게이트라인들(GL[1] 내지 GL[n])에 순차적으로 공급한다. 이 스캔펄스(S[n-1],S[n]) 및 에미션펄스(Em[n])는 게이트라인들(GL[1] 내지 GL[n])에 접속된 화소들(122)에 공급된다.The
타이밍 콘트롤러(124)는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동회로(120)에 공급하고 수직/수평 동기신호와 클럭신호 등을 이용하여 게이트 구동회로(118)와 데이터 구동회로(120)의 동작 타이밍을 제어하는 제어신호(DDC, GDC)를 발생한다. The
도 7의 타이밍도에서, A는 화소(122)내에 구비된 구동 TFT의 게이트전극에 프리차지전압을 공급하는 프리차지 구간이다. B는 구동 TFT의 문턱전압의 변화를 보상하기 위하여 프리차지전압을 방전시켜 구동 TFT의 게이트전극에 인가되는 전압이 구동 TFT의 문턱전압으로 수렴되도록 하는 문턱전압 보상구간이다. C는 구동 TFT의 문턱전압과 함께 데이터전압이 구동 TFT의 게이트전극에 인가되도록 하는 어드레스 구간이다. D는 구동 TFT의 문턱전압과 데이터전압의 합산전압에 의해 화소(122)내에 구비된 유기발광다이오드소자가 발광되는 발광 구간이다. In the timing diagram of FIG. 7, A is a precharge period for supplying a precharge voltage to the gate electrode of the driving TFT provided in the
여기서, 프리차지 구간(A)은 전단 스캔펄스(S[n-1])의 라이징에지와 에미션펄스(Em[n])의 폴링에지 사이의 기간으로 정의되며, 문턱전압 보상구간(B)은 에미션펄스(Em[n])의 폴링에지와 전단 스캔펄스(S[n-1])의 폴링에지 사이의 기간으로 정의된다. 또한, 어드레스 구간(C)은 전단 스캔펄스(S[n-1])의 폴링에지와 현재단 스캔펄스(S[n])의 폴링에지 사이의 기간으로 정의되며, 발광구간(D)은 현재단 스캔펄스(S[n])의 폴링에지로부터 시작되는 현재단 스캔펄스(S[n])의 로우논리기간으로 정의된다. 이러한, A, B, C, 및 D 에서의 화소들(122)의 동작에 대해서는 도 9 내지 도 12를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Here, the precharge section A is defined as a period between the rising edge of the front end scan pulse S [n-1] and the falling edge of the emission pulse Em [n], and the threshold voltage compensation section B. Is defined as the period between the falling edge of emission pulse Em [n] and the falling edge of shear scan pulse S [n-1]. In addition, the address period C is defined as a period between the polling edge of the front end scan pulse S [n-1] and the polling edge of the present stage scan pulse S [n], and the light emitting period D is present. It is defined as the low logical period of the current stage scan pulse S [n] starting from the falling edge of the stage scan pulse S [n]. The operation of the
한편, 표시패널(116)에는 화소들(122)로 구동전압을 공급하는 구동전압원(VDD)과, 화소들(122)로 기저전압을 공급하는 기저전압원(GND)이 접속된다. The
화소들(122) 각각은 도 8과 같이 유기발광다이오드소자(OLED), 1 개의 구동 TFT, 3 개의 스위치 TFT, 1개의 에미션 TFT, 및 2 개의 커패시터를 구비한다. Each of the
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치에 구비된 화 소(122)를 나타내는 회로도이다. 8 is a circuit diagram illustrating a
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 화소(122)는 구동전압원(VDD)과 기저전압원(GND) 사이에서 흐르는 전류에 의해 발광하는 유기발광다이오드소자(OLED), 데이터 라인(DL[1] 내지 DL[m])과 게이트 라인(GL[0] 내지 GL[n]) 및 에미션 라인(EL[1] 내지 EL[n])으로부터 공급되는 구동신호에 따라 유기발광다이오드소자(OLED)를 구동시키는 유기발광다이오드소자 구동회로(130)를 구비한다.Referring to FIG. 8, the
유기발광다이오드소자(OLED)의 애노드는 구동전압원(VDD)에 접속되고, 캐소드는 구동 TFT(DT)의 드레인전극(D)에 접속된다. 이러한 유기발광다이오드소자(OLED)는 도 1과 같은 구조를 가지며, 제1 노드(n1)를 통해 구동 TFT(DT)의 게이트전극(G)에 인가되는 전압에 따라 제어되는 구동전류(IOLED)에 의해 발광한다. 여기서, 투명전극으로 형성되는 유기발광다이오드소자(OLED)의 애노드는 구동 TFT(DT)가 형성되는 기판의 반대쪽에 형성된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 화소들(122)은 상부 발광(Top Emission) 방식에 따라 발광하게 된다.The anode of the organic light emitting diode element OLED is connected to the driving voltage source VDD, and the cathode is connected to the drain electrode D of the driving TFT DT. The organic light emitting diode OLED has a structure as illustrated in FIG. 1, and a driving current I OLED controlled according to a voltage applied to the gate electrode G of the driving TFT DT through the first node n1. It emits light by Here, the anode of the organic light emitting diode OLED formed of the transparent electrode is formed on the opposite side of the substrate on which the driving TFT DT is formed. Accordingly, the
유기발광다이오드소자 구동회로(130)는, 유기발광다이오드소자(OLED)의 구동전류(IOLED)를 제어하는 구동 TFT(DT), 전단 스캔펄스(S[n-1])에 따라 절환되어 제1 노드(n1)가 프리차지전압으로 충전되게 한 후 방전과정을 거쳐 제1 노드(n1)의 전압이 구동 TFT(DT)의 문턱전압으로 수렴되도록 하는 제1 및 제2 스위치 TFT(SW1, SW2), 현재단 스캔펄스(S[n])에 따라 절환되어 제2 노드(n2)에 데이터전압(Vp)이 공급되도록 하는 제3 스위치 TFT(SW3), 프리차지전압에 이어서 구동 TFT(DT)의 문턱전압을 저장하는 보상 커패시터(Coff), 데이터전압(Vp)을 저장하는 스토리지 커패시터(Cst), 및 에미션펄스(Em[n])에 응답하여 구동 TFT(DT)와 기저전압원(GND) 사이의 전류 패스를 절환하는 에미션 TFT(ET)를 구비한다. The organic light emitting diode
여기서, TFT들은 N 타입 전자 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET, MetAl-Oxide SemiConduCtor Field EffeCt TrAnsistor)이다. 특히, TFT들의 반도체층은 비정질 실리콘층으로 형성되어 동일한 게이트 바이어스 스트레스에 의한 TFT들 간의 문턱전압의 변화량은 거의 동일하다.Here, the TFTs are N-type electron metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFETs, MetAl-Oxide SemiConduCtor Field EffeCt TrAnsistor). In particular, the semiconductor layers of the TFTs are formed of an amorphous silicon layer so that the amount of change in the threshold voltage between the TFTs due to the same gate bias stress is almost the same.
구동 TFT(DT)의 게이트전극(G)은 제1 노드(n1)에 접속되고, 구동 TFT(DT)의 드레인전극(D)은 유기발광다이오드소자(OLED)의 캐소드와 제1 스위치 TFT(SW1)의 드레인전극(D)에 공통접속되며, 구동 TFT(DT)의 소스전극는 에미션 TFT(ET)의 드레인전극(D)과 제2 스위치 TFT(SW2)의 드레인전극(D)에 공통접속된다. 이러한 구동 TFT(DT)는 제1 노드(n1)를 통해 자신의 게이트전극(G)에 인가되는 전압에 따라 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류를 제어한다.The gate electrode G of the driving TFT DT is connected to the first node n1, and the drain electrode D of the driving TFT DT is the cathode of the organic light emitting diode OLED and the first switch TFT SW1. Is commonly connected to the drain electrode D of the driving TFT DT, and the source electrode of the driving TFT DT is commonly connected to the drain electrode D of the emission TFT ET and the drain electrode D of the second switch TFT SW2. . The driving TFT DT controls the current flowing through the organic light emitting diode OLED according to the voltage applied to its gate electrode G through the first node n1.
제1 스위치 TFT(SW1)의 게이트전극(G)은 전단 게이트라인(GL[n-1])에 접속되고, 제1 스위치 TFT(SW1)의 드레인전극(D)은 유기발광다이오드소자(OLED)의 캐소드와 구동 TFT(DT)의 드레인전극(D)에 공통접속되며, 제1 스위치 TFT(SW1)의 소스전극(S)는 제1 노드(n1)에 접속된다. 이러한, 제1 스위치 TFT(SW1)는 전단 게이트라인(GL[n-1])으로부터의 전단 스캔펄스(S[n-1])에 응답하여 턴 온 됨으로써 제1 노드(n1)에 프리차지전압이 공급되게 한다. 프리차지전압은 도 7의 프리차지 구 간(A) 동안 보상 커패시터(Coff)에 저장된다.The gate electrode G of the first switch TFT SW1 is connected to the front gate line GL [n-1], and the drain electrode D of the first switch TFT SW1 is the organic light emitting diode OLED. Is connected to the cathode of and the drain electrode D of the driving TFT DT, and the source electrode S of the first switch TFT SW1 is connected to the first node n1. The first switch TFT SW1 is turned on in response to the front end scan pulse S [n-1] from the front end gate line GL [n-1], thereby precharging the voltage to the first node n1. To be supplied. The precharge voltage is stored in the compensation capacitor Coff during the precharge period A of FIG. 7.
제2 스위치 TFT(SW2)의 게이트전극(G)은 전단 게이트라인(GL[n-1])에 접속되고, 제2 스위치 TFT(SW2)의 드레인전극(D)은 구동 TFT(DT)의 소스전극(S)과 에미션 TFT(ET)의 드레인전극(D)에 공통접속되며, 제2 스위치 TFT(SW2)의 소스전극(S)는 제2 노드(n2)에 접속된다. 이러한 제2 스위치 TFT(SW2)는 전단 게이트라인(GL[n-1])으로부터의 전단 스캔펄스(S[n-1])에 응답하여 턴 온 됨으로써, 보상 커패시터(Coff)에 저장된 프리차지전압의 방전 패스를 형성하여 프리차지전압을 구동 TFT(DT)의 문턱전압치까지 낮춘다. 구동 TFT(DT)의 문턱전압은 도 7의 문턱전압 보상구간(B) 동안 보상 커패시터(Coff)에 저장된다.The gate electrode G of the second switch TFT SW2 is connected to the front gate line GL [n-1], and the drain electrode D of the second switch TFT SW2 is the source of the driving TFT DT. Commonly connected to the electrode S and the drain electrode D of the emission TFT ET, the source electrode S of the second switch TFT SW2 is connected to the second node n2. The second switch TFT SW2 is turned on in response to the front end scan pulse S [n-1] from the front end gate line GL [n-1], thereby storing the precharge voltage stored in the compensation capacitor Coff. Discharge paths are formed to lower the precharge voltage to the threshold voltage value of the driving TFT DT. The threshold voltage of the driving TFT DT is stored in the compensation capacitor Coff during the threshold voltage compensation period B of FIG. 7.
제3 스위치 TFT(SW3)의 게이트전극(G)은 후단 게이트라인(GL[n])에 접속되고, 제3 스위치 TFT(SW3)의 드레인전극(D)은 데이터라인(DL[k](1≤k≤m))에 접속되며, 제3 스위치 TFT(SW3)의 소스전극(S)는 제2 노드(n2)에 접속된다. 이러한 제3 스위치 TFT(SW3)는 후단 게이트라인(GL[n])으로부터의 현재단 스캔펄스(S[n])에 응답하여 턴 온 됨으로써, 데이터전압(Vd)이 제2 노드(n2)에 공급되게 한다. 데이터전압(Vd)는 도 7의 어드레스 구간(C) 및 발광 구간(D) 동안 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된다.The gate electrode G of the third switch TFT SW3 is connected to the rear gate line GL [n], and the drain electrode D of the third switch TFT SW3 is connected to the data line DL [k] (1). ? K? M), and the source electrode S of the third switch TFT SW3 is connected to the second node n2. The third switch TFT SW3 is turned on in response to the current scan pulse S [n] from the rear gate line GL [n], so that the data voltage Vd is applied to the second node n2. To be supplied. The data voltage Vd is stored in the storage capacitor Cst during the address period C and the light emission period D of FIG. 7.
보상 커패시터(Coff)의 일측은 제1 노드(n1)에 접속되고, 보상 커패시터(Coff)의 타측은 제2 노드(n2)에 접속된다. 이러한 보상 커패시터(Coff)는 프리차지 구간(도 7의 A) 동안 제1 노드(n1)에 공급되는 프리차지전압을 저장한 후, 문턱전압 보상구간(도 7의 B), 어드레스 구간(도 7의 C) 및 발광 구간(도 7의 D) 동 안 제1 노드(n1)의 전압을 프리차지전압보다 낮은 구동 TFT(DT)의 문턱전압으로 유지한다. One side of the compensation capacitor Coff is connected to the first node n1, and the other side of the compensation capacitor Coff is connected to the second node n2. The compensation capacitor Coff stores the precharge voltage supplied to the first node n1 during the precharge period (A of FIG. 7), and then the threshold voltage compensation period (B of FIG. 7) and the address period (FIG. 7). C) and the light emission period (D in FIG. 7) are maintained at the threshold voltage of the driving TFT DT lower than the precharge voltage.
스토리지 커패시터(Cst)의 일측은 제2 노드(n2)에 접속되고, 스토리지 커패시터(Cst)의 타측은 기저전압원(GND)와 에미션 TFT(ET)의 소스전극(S)에 공통접속된다. 이러한 스토리지 커패시터(Cst)는 어드레스 구간(도 7의 C) 동안 제2 노드(n2)에 공급되는 데이터전압(Vd)을 저장한 후, 발광 구간(도 7의 D) 동안 제2 노드(n2)의 전압을 데이터전압(Vd)으로 유지한다. One side of the storage capacitor Cst is connected to the second node n2, and the other side of the storage capacitor Cst is commonly connected to the base voltage source GND and the source electrode S of the emission TFT ET. The storage capacitor Cst stores the data voltage Vd supplied to the second node n2 during the address period C of FIG. 7, and then stores the data voltage Vd during the emission period D of FIG. 7. Maintains the voltage at the data voltage Vd.
에미션 TFT(ET)의 게이트전극(G)은 에미션라인(EL[n])에 접속되고, 에미션 TFT(ET)의 드레인전극(D)은 구동 TFT(DT)의 소스전극(S)과 제2 스위치 TFT(SW2)의 드레인전극(D)에 공통접속되며, 에미션 TFT(ET)의 소스전극(S)는 기저전압원(GND)과 스토리지 커패시터(Cst)의 타측에 공통접속된다. 이러한, 에미션 TFT(ET)는 에미션라인(EL[n])으로부터의 에미션펄스(Em[n])에 응답하여 턴 온 됨으로써, 구동 TFT(DT)와 기저전압원(GND) 사이의 전류 패스를 절환한다. 여기서, 에미션펄스의 전압은 전단 스캔펄스(S[n-1])의 라이징에지와 폴링에지 사이에서 폴링되고, 전단 스캔펄스(S[n-1])의 폴링에지와 현재단 스캔펄스(S[n])의 폴링에지 사이에서 라이징된다.The gate electrode G of the emission TFT ET is connected to the emission line EL [n], and the drain electrode D of the emission TFT ET is the source electrode S of the driving TFT DT. And a common connection to the drain electrode D of the second switch TFT SW2, and a source electrode S of the emission TFT ET is commonly connected to the other side of the base voltage source GND and the storage capacitor Cst. The emission TFT ET is turned on in response to the emission pulse Em [n] from the emission line EL [n], thereby providing a current between the driving TFT DT and the ground voltage source GND. Switch pass. Here, the voltage of the emission pulse is polled between the rising edge and the falling edge of the shear scan pulse S [n-1], and the falling edge of the shear scan pulse S [n-1] and the current scan pulse ( Rising between the falling edges of S [n]).
이러한 화소들(122)의 동작을 도 9 내지 도 12를 참조하여 단계적으로 설명하면 다음과 같다.The operations of the
도 9는 도 7의 프리차지 구간(A)에 대한 화소(122)의 등가회로도이다. FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of the
도 9를 참조하면, 프리차지 구간(A) 동안 전단 스캔펄스(S[n-1])는 하이논리 전압으로 발생되어 제1 스위치 TFT(SW1) 및 제2 스위치 TFT(SW2)를 턴 온시키고, 현재단 스캔펄스(S[n]) 는 로우논리전압으로 발생되어 제3 스위치 TFT(SW3)를 턴 오프 시킨다. 또한, 프리차지 구간(A) 동안 에미션펄스(Em[n])는 하이논리전압으로 발생되어 에미션 TFT(ET)를 턴 온 시킨다. 이에 따라, 제1 노드(n1)에는 보상 커패시터(Coff)를 통해 아래의 수학식 1 과 같은 프리차지전압(Vpc)이 충전되게 된다.Referring to FIG. 9, during the precharge period A, the front end scan pulse S [n-1] is generated at a high logic voltage to turn on the first switch TFT SW1 and the second switch TFT SW2. The current stage scan pulse S [n] is generated with a low logic voltage to turn off the third switch TFT SW3. In addition, the emission pulse Em [n] is generated at a high logic voltage during the precharge period A to turn on the emission TFT ET. Accordingly, the first node n1 is charged with the precharge voltage Vpc as shown in
여기서, VDD는 구동전압, Vto는 유기발광다이오드소자(OLED)의 문턱전압, 및 Vth는 구동 TFT(DT)의 문턱전압을 각각 의미한다. Here, VDD denotes a driving voltage, Vto denotes a threshold voltage of the organic light emitting diode OLED, and Vth denotes a threshold voltage of the driving TFT DT, respectively.
이 프리차지전압(Vpc)은 프리차지 구간(A) 동안 보상 커패시터(Coff)에 저장되어 유지된다. This precharge voltage Vpc is stored and maintained in the compensation capacitor Coff during the precharge period A.
도 10은 도 7의 문턱전압 보상구간(B)에 대한 화소(122)의 등가회로도이다. FIG. 10 is an equivalent circuit diagram of the
도 10을 참조하면, 문턱전압 보상구간(B) 동안 전단 스캔펄스(S[n-1])는 하이논리전압을 유지하여 제1 및 제2 스위치 TFT(SW1,SW2)의 턴 온 상태를 유지시키고, 현재단 스캔펄스(S[n])는 로우논리전압을 유지하여 제3 스위치 TFT(SW3)의 턴 오프 상태를 유지시킨다. 한편, 문턱전압 보상구간(B) 동안 에미션펄스(Em[n])는 로우논리전압으로 상태가 반전되어 에미션 TFT(ET)를 턴 오프 시킨다. 이에 따라, 프리차지 구간(A) 동안 보상 커패시터(Coff)에 저장되어 있던 프리차지전압(Vpc) 은, 다이오드처럼(점선으로 표시) 동작되는 구동 TFT(DT)를 경유하는 폐회로(Loop)를 따라 방전된다. 이 방전에 의해 제1 노드(n1)에 충전되는 전압은 구동 TFT(DT) 문턱전압(Vth)으로 수렴되게 된다. 구동 TFT(DT) 문턱전압(Vth)은 문턱전압 보상구간(B), 어드레스 구간(C) 및 발광구간(D) 동안 보상 커패시터(Coff)에 저장되어 유지된다.Referring to FIG. 10, during the threshold voltage compensation interval B, the front end scan pulse S [n-1] maintains a high logic voltage to maintain turn-on states of the first and second switch TFTs SW1 and SW2. The current scan pulse S [n] maintains a low logic voltage to maintain the turn-off state of the third switch TFT SW3. Meanwhile, the emission pulse Em [n] is inverted to a low logic voltage during the threshold voltage compensation period B, thereby turning off the emission TFT ET. Accordingly, the precharge voltage Vpc stored in the compensation capacitor Coff during the precharge period A is along the closed loop through the driving TFT DT operated like a diode (indicated by a dotted line). Discharged. The voltage charged in the first node n1 by this discharge converges to the threshold voltage Vth of the driving TFT DT. The driving TFT DT threshold voltage Vth is stored and maintained in the compensation capacitor Coff during the threshold voltage compensation period B, the address period C, and the light emission period D.
도 11은 도 7의 어드레스 구간(C)에 대한 화소(122)의 등가회로도이다. FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of the
도 11을 참조하면, 어드레스 구간(C) 동안 전단 스캔펄스(S[n-1])는 로우논리전압으로 상태가 반전되어 제1 및 제2 스위치 TFT(SW1,SW2)를 턴 오프 시키고, 현재단 스캔펄스(S[n])는 하이논리전압으로 상태가 반전되어 제3 스위치 TFT(SW3)를 턴 온 시킨다. 또한, 어드레스 구간(C) 동안 에미션펄스(Em[n])는 하이논리전압으로 상태가 반전되어 에미션 TFT(ET)를 턴 온 시킨다. 이에 따라, 데이터전압(Vd)은 제2 노드(n2)에 공급된 후 어드레스 구간(C) 및 발광 구간(D) 동안 스토리지 커패시터(Cst)에 저장 및 유지된다. 그리고, 제1 노드(n1)의 전위는 제2 노드(n2)에 충전되는 데이터전압(Vd)만큼 높아진다. 즉, 제1 노드(n1)의 전위는 구동 TFT(DT) 문턱전압(Vth)과 데이터전압(Vd)의 합산전압(Vd + Vth)과 동일하게 된다. Referring to FIG. 11, during the address period C, the front end scan pulse S [n-1] is inverted to a low logic voltage to turn off the first and second switch TFTs SW1 and SW2 and presently. However, the scan pulse S [n] is inverted to a high logic voltage to turn on the third switch TFT SW3. In addition, during the address period C, the emission pulse Em [n] is inverted to a high logic voltage to turn on the emission TFT ET. Accordingly, the data voltage Vd is supplied to the second node n2 and then stored and maintained in the storage capacitor Cst during the address period C and the light emission period D. FIG. The potential of the first node n1 is increased by the data voltage Vd charged in the second node n2. In other words, the potential of the first node n1 is equal to the sum of the driving voltage DTth and the sum of the voltages Vd + Vth of the data voltage Vd.
이 합산전압(Vd + Vth)에 의해, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)은 아래의 수학식 2 와 같이 소거되어, 결과적으로 구동전류(IOLED)는 데이터전압(Vd)만의 함수가 된다. By this summation voltage Vd + Vth, the threshold voltage Vth of the driving TFT DT is erased as shown in
여기서, IOLED는 구동전류, Kn는 구동 TFT(DT)의 이동도와 기생용량에 의해 결정되는 상수값, Vgs는 구동 TFT(DT)의 게이트와 소스전극 간 차전압, Vth는 구동 TFT(DT)의 문턱전압, Vd는 데이터전압을 각각 의미한다. Here, I OLED is a driving current, Kn is a constant value determined by mobility and parasitic capacitance of the driving TFT DT, Vgs is a difference voltage between the gate and the source electrode of the driving TFT DT, and Vth is the driving TFT DT. The threshold voltage of Vd denotes the data voltage, respectively.
수학식 2에서 보는 바와 같이, 구동전류(IOLED)는 데이터전압(Vd)만의 함수로 결정되므로, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(VthDR)이 게이트 바이어스 스트레스로 인해 변화되더라도 구동전류(IOLED)에는 거의 영향을 미치지 않게 된다.As shown in
도 12는 도 7의 발광 구간(D)에 대한 화소(122)의 등가회로도이다.FIG. 12 is an equivalent circuit diagram of the
도 12를 참조하면, 발광 구간(D) 동안 전단 스캔펄스(S[n-1])는 로우논리전압을 유지하여 제1 및 제2 스위치 TFT(SW1,SW2)의 턴 오프 상태를 유지시키고, 현재단 스캔펄스(S[n])는 로우논리전압으로 상태가 반전되어 제3 스위치 TFT(SW3)를 턴 오프 시킨다. 또한, 발광 구간(C) 동안 에미션펄스(Em[n])는 하이논리전압을 유지하여 에미션 TFT(ET)의 턴 온 상태를 유지시킨다. 이에 따라, 수학식 2에서 보는 바와 같이, 데이터전압(Vd)만의 함수로 결정되는 구동전류(IOLED)에 의해 유기발광다이오드소자(OLED)가 발광하게 된다.Referring to FIG. 12, during the emission period D, the front end scan pulse S [n-1] maintains a low logic voltage to maintain the turn-off states of the first and second switch TFTs SW1 and SW2. The current stage scan pulse S [n] is inverted to a low logic voltage to turn off the third switch TFT SW3. In addition, the emission pulse Em [n] maintains the high logic voltage during the emission period C to maintain the turn-on state of the emission TFT ET. Accordingly, as shown in
도 13은 도 7의 A, B, C, 및 D 구간에서의 구동신호(S[n-1],S[n],Em[n])에 따라 구동 TFT(DT)의 게이트전극(G)에 인가되는 전압(Vg), 구동 TFT(DT)의 소스전극(S)에 인가되는 전압(Vs), 보상 커패시터(Coff)에 저장되는 전압(Vc), 및 구동전류(IOLED)의 과도상태를 도시한 시뮬레이션 결과이다. 도 13에 있어서, 횡축은 시간(s)을, 종축은 전압(V) 또는 전류(A)를 나타낸다.FIG. 13 illustrates the gate electrode G of the driving TFT DT according to the driving signals S [n-1], S [n], and Em [n] in the sections A, B, C, and D of FIG. The transient state of the voltage Vg applied to the voltage, the voltage Vs applied to the source electrode S of the driving TFT DT, the voltage Vc stored in the compensation capacitor Coff, and the driving current I OLED . Is a simulation result. In FIG. 13, the horizontal axis represents time s and the vertical axis represents voltage V or current A. In FIG.
도 13을 참조하면, 구동 TFT(DT)의 게이트전극(G)에 인가되는 전압(Vg)은 프리차지 기간(A) 동안 프리차지전압(Vpc)으로 전위가 높아진 후 문턱전압 보상기간(B) 동안 이 프리차지전압(Vpc)으로 유지된다. 그리고, 구동 TFT(DT)의 게이트전극(G)에 인가되는 전압(Vg)은 과도기간(B')을 거쳐 데이터전압(Vd)과 구동 TFT(DT) 문턱전압(Vth)의 합산전압(Vd+Vth)으로 전위가 낮아진 후 어드레스 기간(C) 및 발광 기간(D) 동안 이 합산전압(Vd+Vth)으로 유지된다. 여기서, 과도기간(B')은 전단 스캔펄스(S[n-1])의 폴링 에지와 현재단 스캔펄스(S[n])의 라이징 에지 사이의 기간으로 결정된다.Referring to FIG. 13, the voltage Vg applied to the gate electrode G of the driving TFT DT becomes the threshold voltage compensation period B after the potential is increased to the precharge voltage Vpc during the precharge period A. FIG. Is maintained at this precharge voltage Vpc. The voltage Vg applied to the gate electrode G of the driving TFT DT is the sum of the data voltage Vd and the threshold voltage Vth of the driving TFT DT through the transient period B '. After the potential is lowered to + Vth, the summation voltage Vd + Vth is maintained for the address period C and the light emission period D. FIG. Here, the transient period B 'is determined as the period between the falling edge of the front end scan pulse S [n-1] and the rising edge of the present end scan pulse S [n].
구동 TFT(DT)의 소스전극(S)에 인가되는 전압(Vs)은 프리차지 기간(A) 동안 프리차지전압(Vpc)과 구동 TFT(DT)의 차전압(Vpc-Vth)으로 전위가 높아진 후 문턱전압 보상기간(B) 동안 이 차전압(Vpc-Vth)으로 유지된다. 그리고, 구동 TFT(DT)의 소스전극(S)에 인가되는 전압(Vs)은 과도기간(B')을 거쳐 0 V로 전위가 낮아진 후 어드레스 기간(C) 및 발광 기간(D) 동안 이 0 V로 유지된다.The voltage Vs applied to the source electrode S of the driving TFT DT has a high potential due to the precharge voltage Vpc and the difference voltage Vpc-Vth of the driving TFT DT during the precharge period A. This difference voltage Vpc-Vth is maintained during the post-threshold voltage compensation period B. FIG. Then, the voltage Vs applied to the source electrode S of the driving TFT DT has a potential lowered to 0 V through the transient period B 'and then becomes zero during the address period C and the light emission period D. Is maintained at V.
보상 커패시터(Coff)에 저장되는 전압(Vc)은 프리차지 기간(A) 동안 프리차 지전압(Vpc)으로 전위가 높아진 후 문턱전압 보상기간(B) 및 과도기간(B')을 거쳐 방전됨으로써 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)으로 전위가 낮아진다. 그리고, 보상 커패시터(Coff)에 저장되는 전압(Vc)은 어드레스 기간(C) 및 발광 기간(D) 동안 이 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)으로 유지된다.The voltage Vc stored in the compensation capacitor Coff is discharged through the threshold voltage compensation period B and the transient period B 'after the potential rises to the precharge voltage Vpc during the precharge period A. The potential is lowered by the threshold voltage Vth of the driving TFT DT. The voltage Vc stored in the compensation capacitor Coff is maintained at the threshold voltage Vth of the driving TFT DT during the address period C and the light emission period D. FIG.
구동전류(IOLED)는 어드레스 기간(C) 및 발광 기간(D) 동안 합산전압(Vd+Vth)으로 유지되는 구동 TFT(DT)의 게이트 전압(Vg)에 의해 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth) 상승에 영향받지 않고 일정한 값으로 유지된다. 이것을 통해 수학식 2가 만족됨을 알 수 있다. The driving current I OLED is the threshold voltage of the driving TFT DT by the gate voltage Vg of the driving TFT DT maintained at the sum voltage Vd + Vth during the address period C and the emission period D. (Vth) It remains constant without being affected by the rise. This shows that
도 14는 동일 계조 표현시, 실제로 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth) 상승에 따른 구동전류의 변화량 보여주기 위한 시뮬레이션 결과이다. 도 14에 있어서, 횡축은 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)을, 종축은 구동전류(IOLED)를 나타낸다.14 is a simulation result for showing the amount of change in driving current according to the increase in the threshold voltage Vth of the driving TFT DT when the same gray scale is expressed. In Fig. 14, the horizontal axis represents the threshold voltage Vth of the driving TFT DT, and the vertical axis represents the driving current I OLED .
수학식 2에서와 같이 구동전류(IOLED)가 데이터전압(Vd)만의 함수로 결정되므로, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth) 상승에 따른 구동전류의 변화량(△IOLED)은 이상적으로 0%를 나타내야 한다. 그러나, 실제적인 경우, 구동전류의 변화량(△IOLED)은 데이터전압(Vd) 뿐만 아니라, 구동 TFT(DT)에서 발생되는 기생용량(Cgs, Cgd)과 이들(Cgd,Cgs)의 커플링(Coupling) 현상에 의해서도 영향을 받는다. 이에 따라, 구동 TFT(DT)의 문턱전압(VthDR) 상승에 따른 구동전류의 변화량(△IOLED)은 인가되는 데이터전압의 크기에 반비례하여 1 % 내지 10 % 의 값을 나타낸다. 여기서, Cgs는 게이트 - 소스전극 간 기생용량, Cgd는 게이트 - 드레인전극 간 기생용량(Cgd)을 의미한다. 결과적으로, 본 발명의 실시 예에서는 구동 TFT(DT)의 문턱전압(Vth)이 1V에서 5V까지 상승하더라도, 동일 계조에서 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 구동전류의 변화량(△IOLED)은 최대 10% 이내로 그 변화폭이 대폭적으로 감소됨을 알 수 있다. 이는 종래 동일한 조건에서 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 구동전류의 변화량(△I)이 100% (도 5 참조)인 것에 비해 현저히 상승된 효과를 나타낸다.As shown in
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치와 그 구동방법은, 구동 TFT의 게이트전극에 구동 TFT의 문턱전압이 가산된 데이터전압이 공급되도록 함으로써 유기발광다이오드소자에 흐르는 구동전류가 구동 TFT의 문턱전압변화에 상관없이 데이터전압에 의해서만 변화되도록 한다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치와 그 구동방법은 구동 TFT의 문턱전압 변화에 따른 구동전류의 변화량을 최소화하여 표시 품질을 높임과 아울러 화질의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, the organic light emitting diode display and the driving method thereof according to the embodiment of the present invention, the driving flow to the organic light emitting diode element by supplying the data voltage of the driving TFT plus the threshold voltage of the driving TFT The current is changed only by the data voltage regardless of the change in the threshold voltage of the driving TFT. Accordingly, the organic light emitting diode display and the driving method thereof according to the embodiment of the present invention can minimize the amount of change in the driving current caused by the change of the threshold voltage of the driving TFT, thereby improving display quality and improving image quality reliability.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니 라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the 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 defined by the claims.
Claims (23)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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