KR100540883B1 - 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 및 그구동방법 - Google Patents

유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 및 그구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 구동 트랜지스터를 구비하여 유기전계발광다이오드의 발광구동을 분할하고 상기 발광구동을 하지 않는 구동 트랜지스터에 대해서는 바이어스 스트레스로 열화된 소자의 특성을 회복할 수 있도록 하는 아이들링전압을 인가하는 구동방법을 제공하는 바, 전원배선과, 스캔배선과, 상기 스캔배선과 교차되는 데이터배선이 형성하는 영역을 화소영역으로 정의하는 유기전계발광 디스플레이장치에 있어서, 상기 화소영역에 위치하는 다수의 스위칭 트랜지스터와; 상기 화소영역에 위치하고 각 드레인단자가 서로 연결되어 있으며, 또한 각 소스단자가 서로 연결되어 있는 다수의 구동 트랜지스터와; 상기 구동 트랜지스터와 연결되는 유기전계발광다이오드를 포함하는 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치를 제안하여, 종래의 단일 구동 트랜지스터의 지속적인 구동으로 인해 발생하던 바이어스 스트레스를 제거할 수 있는 효과가 있으며, 또한 단일 구동 트랜지스터 구동에서 발생하던 바이어스 스트레스로 인한 열화현상을 제거하여 보다 향상된 성능의 디스플레이를 구현할 수 있도록 하는 장점과 아울러 트랜지스터 소자의 수명 연장이 가능하여 더욱 안정된 구동을 장시간 수행할 수 있도록 하는 장점이 있다.

Description

유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 및 그 구동방법{AMOLED and the driving method}
도 1은 유기전계 발광소자를 개략적으로 도시한 단면도
도 2는 종래의 유기전계 발광소자의 어레이배선 구성을 개략적으로 도시한 평면도
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ`을 따라 절단한 단면도
도 4는 종래의 유기전계 발광소자의 등가회로를 도시한 도면
도 5는 종래의 단일 구동 트랜지스터를 이용한 유기전계발광다이오드의 구동을 설명하기 위한 부분 회로도면
도 6a 및 6b는 각각 상기 도 5의 구동트랜지스터에 인가되는 전압의 종류와 크기에 따른 소자 특성을 설명하기 위한 도면
도 7은 종래의 단일 구동 트랜지스터를 이용한 유기전계발광소자 구동에 있어서 일 프레임동안의 인가전압과 휘도를 도시한 도면
도 8은 종래의 유기전계발광소자 구동을 위해 다수의 구동 트랜지스터를 이용한 등가회로를 도시한 도면
도 9는 본 발명에 따른 유기전계발광소자를 이용한 디스플레이 장치에 대한 기본 구조개념 설명을 위한 회로도면
도 10은 본 발명에 따른 유기전계발광소자를 이용한 디스플레이 장치에 대한 기본 구동개념 설명을 위한 타이밍도
도 11은 본 발명에 따른 유기전계발광소자를 이용한 디스플레이 장치에 대한 제1응용회로도
도 12a 및 12b는 각각 도 11의 제1응용회로에 대한 구동방법을 설명하기 위한 타이밍도
도 13은 본 발명에 따른 유기전계발광소자를 이용한 디스플레이 장치에 대한 제2응용회로도
도 14a 및 14b는 각각 도 13의 제2응용회로에 대한 구동방법을 설명하기 위한 타이밍도
도 15는 본 발명에 따른 유기전계발광소자를 이용한 디스플레이 장치에 대한 제3응용회로도
도 16a 및 16b는 각각 도 15의 제3응용회로에 대한 구동방법을 설명하기 위한 타이밍도
도 17은 본 발명에 따른 유기전계발광소자를 이용한 디스플레이 장치에 대한 제4응용회로도
도 18a 및 18b는 각각 도 17의 제4응용회로에 대한 구동방법을 설명하기 위한 타이밍도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
32 : 스캔배선 34 : 데이터배선
35 : 전원배선(VDD) OLED : 유기전계발광다이오드
TD1, TD2 : 구동 트랜지스터 TS1, TS2 : 스위칭 트랜지스터
CST1, CST2 : 스토리지 캐패시터
본 발명은 유기전계 발광소자에 관한 것으로, 특히 유기전계 발광 다이오드의 발광구동을 위한 구동 트랜지스터의 바이어스 스트레스로 인해 열화된 소자특성을 회복할 수 있도록 하는 회로구조 및 그 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로, 유기전계 발광소자(OLED)는 전자(electron) 주입전극(cathode)과 정공(hole) 주입전극(anode)으로부터 각각 전자(electron)와 정공(hole)을 발광층 내부로 주입시켜, 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 결합한 엑시톤(exciton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 소자이다.
이러한 원리로 인해 종래의 박막 액정표시소자와는 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 소자의 부피와 무게를 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 유기전계 발광소자는 고품위 패널특성(저전력, 고휘도, 고반응속도, 저중량)을 나타낸다. 이러한 특성 때문에 OELD는 이동통신 단말기, CHS, PDA, Camcorder, Palm PC등 대부분의 consumer전자 응용제품에 사용될 수 있는 강력한 차세대 디스플레이로 여겨지고 있다.
또한 제조 공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 LCD보다 많이 줄일 수 있는 장점이 있다.
이러한 유기전계 발광소자를 구동하는 방식은 수동 매트릭스형(passive matrix type)과 능동 매트릭스형(active matrix type)으로 나눌 수 있다.
상기 수동 매트릭스형 유기전계 발광소자는 그 구성이 단순하여 제조방법 또한 단순 하나 높은 소비전력과 표시소자의 대면적화에 어려움이 있으며, 배선의 수가 증가하면 할수록 개구율이 저하되는 단점이 있다.
반면 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자는 높은 발광효율과 고화질을 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 유기전계 발광소자의 구성을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 유기전계 발광소자(10)는 투명한 제 1 기판(12)의 상부에 박막트랜지스터(TFT)어레이부(14)와, 상기 박막트랜지스터 어레이부(14)의 상부에 제 1 전극(16)과 유기 발광층(18)과 제 2 전극(20)이 구성된다.
이때, 상기 발광층(18)은 적(R),녹(G),청(B)의 컬러를 표현하게 되는데, 일반적인 방법으로는 상기 각 화소(P)마다 적, 녹, 청색을 발광하는 별도의 유기물질을 패턴하여 사용한다.
상기 제 1 기판(12)이 흡습제(22)가 부착된 제 2 기판(28)과 실런트(26)를 통해 합착됨으로서 캡슐화된 유기전계 발광소자(10)가 완성된다.
이때, 상기 흡습제(22)는 캡슐내부에 침투할 수 있는 수분과 산소를 제거하기 위한 것이며, 기판(28)의 일부를 식각하고 식각된 부분에 흡습제(22)를 채우고 테이프(25)로 고정한다.
이하, 도 2를 참조하여 유기전계 발광소자의 한 화소에 대응하는 어레이부를 개략적으로 설명한다.
도 2는 종래의 유기전계 발광소자에 포함되는 박막트랜지스터 어레이부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
일반적으로, 능동 매트릭스형 박막트랜지스터 어레이부는 기판(12)에 정의된 다수의 화소마다 스위칭 소자(TS)와 구동 소자(TD)와 스토리지 캐패시터(storage capacitor : CST)가 구성되며, 동작의 특성에 따라 상기 스위칭 소자(TS) 또는 구동 소자(TD)는 각각 하나 이상의 박막트랜지스터의 조합으로 구성될 수 있다.
이때, 상기 기판(12)은 투명한 절연 기판을 사용하며, 그 재질로는 유리나 플라스틱을 예를 들 수 있다.
도시한 바와 같이, 기판(12)상에 서로 소정 간격 이격하여 일 방향으로 구성된 게이트 배선(32)과, 상기 게이트 배선(32)과 절연막을 사이에 두고 서로 교차하는 데이터 배선(34)이 구성된다.
동시에, 상기 데이터 배선(34)과 평행하게 이격된 위치에 일 방향으로 전원 배선(35)이 구성된다.
상기 스위칭 소자(TS)와 구동 소자(TD)로는 각각 게이트 전극(36,38)과 액티브층(40,42)과 소스 전극(46,48) 및 드레인 전극(50,52)을 포함하는 박막트랜지스터(TFT)가 사용된다.
전술한 구성에서, 상기 스위칭 소자(TS)의 게이트 전극(36)은 상기 게이트 배선(또는 스캔배선)(32)과 연결되고, 상기 소스 전극(46)은 상기 데이터 배선(34)과 연결된다.
상기 스위칭 소자(TS)의 드레인 전극(50)은 상기 구동 소자(TD)의 게이트 전극(38)과 콘택홀(54)을 통해 연결된다.
상기 구동 소자(TD)의 소스 전극(48)은 상기 전원 배선(VDD)(35)과 콘택홀(56)을 통해 연결된다.
또한, 상기 구동 소자(TD)의 드레인 전극(52)은 화소부(P)에 구성된 제 1 전극(16)과 접촉하도록 구성된다.
이때, 상기 전원 배선(35)과 그 하부의 다결정 실리콘층인 제 1 전극(16)은 절연막을 사이에 두고 겹쳐져 스토리지 캐패시터(CST)를 형성한다.
이하, 도 3을 참조하여 전술한 바와 같이 구성된 박막트랜지스터 어레이부를 포함하는 유기전계 발광소자의 단면구성을 설명한다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'을 따라 절단한 유기전계 발광소자의 단면도이다.(구동 소자와 발광부의 단면만을 도시한 도면이다.)
도시한 바와 같이, 유기전계 발광소자는 게이트 전극(38)과, 액티브층(42)과 소스 전극(56)과 드레인 전극(52)을 포함하는 구동소자인 박막트랜지스터(TD)가 구성되고, 상기 구동소자(TD)의 상부에는 절연막(57)을 사이에 두고 구동소자(TD)의 드레인 전극(52)과 접촉하는 제 1 전극(16)과, 제 1 전극(16)의 상부에 특정한 색의 빛을 발광하는 발광층(18)과, 발광층(18)의 상부에는 제 2 전극(20)이 구성된다.
상기 구동소자(TD)와는 병렬로 스토리지 캐패시터(CST)가 구성되며, 소스 전극(56)은 스토리지 캐패시터(CST)의 제 2 전극(전원배선)(35)과 접촉하여 구성되며, 상기 제 2 전극(36)의 하부에는 상기 제 1 전극(15)이 구성된다.
상기 구동소자(TD)와 스토리지 캐패시터(CST)와 유기 발광층(18)이 구성된 기판의 전면에는 제 2 전극(20)이 구성된다.
전술한 바와 같이 구성된 유기전계 발광소자의 전체적인 구성을 이하 도 4의 일반적인 유기전계 발광소자의 등가회로도를 참조하여 설명한다.
도시한 바와 같이, 기판(12)의 전면에 서로 이격되어 평행하게 구성된 데이터 배선(34)과 전원배선(35)이 구성되고, 상기 데이터 배선(34)과 전원배선(35)과 수직하게 교차하고 상기 데이터배선(34)과는 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(32)이 구성된다.
상기 화소 영역(P) 내에는 앞서 설명한 구성으로 스위칭 소자(TS)와 구동 소자(TD)와 캐패시터(CST)가 구성되고, 상기 구동소자(TD)는 전류구동형 유기전계 발광소자(OLED)(이하 '유기전계 발광다이오드')와 연결되어 있다.
이상으로 종래에 널리 사용되는 일반적인 유기전계 발광다이오드의 응용구성과 구조에 대해 설명하였으며, 이하 본 발명에 대한 보다 높은 신뢰성 구축을 위해 상기 설명한 일반적인 종래 구성과 동작에서의 유기전계 발광다이오드의 응용에서의 문제점을 설명하도록 한다.
상기 도 4에서 제시한 종래의 유기전계 발광소자의 등가회로도를 참조하면, 상기 유기전계 발광다이오드(OLED)는 전류가 흐르는 동안 발광하기 때문에 일정시간, 일반적으로 1 프레임(Frame)동안 지속적인 전압레벨을 유지하여야 하며 이때 상기 구동소자(TD)의 게이트단자를 통해 상기 유기전계 발광다이오드(OLED)에 DC전압이 공급된다.
그러나, 비정질실리콘 TFT(a-Si TFT)는 게이트전극에 전압이 인가되면, 인가된 전압레벨에 따라 트랜지스터 내부에서 바이어스 스트레스 효과(Bias stress)에 의해 트랜지스터 자체의 전기적 특성이 변화하게 되는데, 이를 도 5의 부분도면과 도 6a와 6b의 전압-전류 특성 변화표를 참조하여 설명한다.
비정질실리콘 TFT(a-Si TFT)의 게이트전극에 양의 전압 또는 음의 전압을 장시간 인가하면(물론 이때의 양, 음의 기준은 상기 TFT의 소스전극의 전위가 기준이 된다), 도 6a 및 도 6b와 같이 전압-전류전달 특성이 화살표방향으로 이동하는 특 성을 나타내거나 또는 기울기가 달라지는 특성변화가 나타나는데, 이는 상기 비정질실리콘 TFT의 채널 또는 절연막/채널계면에 디펙트의 생성 또는 전하의 포획 등에 의한 결과로서 도출되는 전기적 특성이다.
즉, 동일 전압을 지속적으로 인가해도 전류는 시간이 흐름에 따라 감소하게 되어 상기 유기전계 발광다이오드(OLED)가 제대로 동작하지 못하는 문제가 발생하게 되는 것이다.
예를 들어, n-타입의 비정질실리콘 TFT를 사용하는 경우 상기 유기전계 발광다이오드(OLED)에 충분한 전류를 공급하기 위해서는 +10~20V의 전압이 지속적으로 인가되어야 하고 이는 시간이 지남에 따라 상기 비정질실리콘 TFT(a-Si TFT)가 열화되는 결과를 가져온다. 이는 즉, 도 7에 도시된 1프레임 구동에 따른 전압과 휘도관계와 같이, 상기 비정질실리콘 TFT(a-Si TFT)의 동작 문턱전압을 높이게 되는 결과를 초래하고, 이는 또한 상기 비정질실리콘 TFT(a-Si TFT)에 흐르는 전류량의 감소를 초래하여 상기 비정질실리콘 TFT(a-Si TFT)의 수명과 디스플레이 동작에 있어서 커다란 문제점이 되는 것이다.
이러한 문제는 도 8에서와 같이 상기 구동소자(TD)가 다수 직렬로 연결된 구조에서도 동일하게 발생되는 문제이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전류구동 형의 유기전계 발광소자의 구동 TFT에서 장시간의 DC전압 인가에 따른 바이어스 스트레스로 인해 발생되는 문제점을 제거할 수 있는 방법을 제시하는데 그 주된 목적이 있다.
또한 상기 목적과 아울러 유기전계 발광소자의 구동 TFT의 수명을 더욱 연장하여 TFT구동에 따른 신뢰성을 더욱 향상시키고, 상기 구동 TFT에 인가되는 DC전압의 장시간 인가로 초래되는 TFT 내부의 열화현상을 제거하여 디스플레이 결점을 보완하는데 또다른 목적이 있다.
아울러 상기한 바와 같은 문제점을 가진 다수 구조의 유기전계 발광소자에 대해서도 구체적인 해결방안을 더욱 제시하는데 또다른 목적이 있음은 더욱 자명하다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 전원배선과, 스캔배선과, 상기 스캔배선과 교차되는 데이터배선이 형성하는 영역을 화소영역으로 정의하는 유기전계발광 디스플레이장치에 있어서, 상기 화소영역에 위치하는 다수의 스위칭 트랜지스터와; 상기 화소영역에 위치하고 각 드레인단자가 서로 연결되어 있으며, 또한 각 소스단자가 서로 연결되어 있는 다수의 구동 트랜지스터와; 상기 구동 트랜지스터와 연결되는 유기전계발광다이오드를 포함하는 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치를 제시한다.
여기서 상기 각 구동 트랜지스터의 게이트단자는 상기 각 스위칭 트랜지스터 와 연결되는 것을 특징으로 한다.
아울러 상기 각 구동 트랜지스터는 상기 전원배선을 통해 전압을 공급받는 것을 특징으로 한다.
또한 일 화소영역은 적어도 하나 이상의 스캔배선을 가지는 것을 특징으로 하며, 일 화소영역은 적어도 하나 이상의 데이터배선을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전원배선과, 제N번째 스캔배선 및 제N+1번째 스캔배선과, 상기 각 스캔배선과 교차되는 데이터배선이 형성하는 영역을 화소영역으로 정의하는 유기전계발광 디스플레이장치에 있어서, 상기 화소영역에 위치하는 다수의 스위칭 트랜지스터와; 상기 화소영역에 위치하고 각 드레인단자가 서로 연결되어 있으며, 또한 각 소스단자가 서로 연결되어 있는 다수의 구동 트랜지스터와; 상기 구동 트랜지스터와 연결되는 유기전계발광다이오드를 포함하는 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치를 제시한다.
여기서 상기 각 구동 트랜지스터의 게이트단자는 상기 각 스위칭 트랜지스터와 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 각 구동 트랜지스터는 상기 전원배선을 통해 전원전압을 공급받는 것을 특징으로 한다.
아울러 상기 각 스위칭 트랜지스터는 상기 제N번째 스캔배선 또는 제N+1번째 스캔배선과 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자를 이용한 디 스플레이 장치는, 상기 전원배선을 통해 상기 각 구동 트랜지스터에 전원을 공급하는 단계와; 상기 스캔배선과 데이터배선을 통해 상기 각 스위칭 트랜지스터에 신호를 인가하는 단계와; 상기 인가된 신호를 통해 상기 각 구동 트랜지스터를 적어도 한번 이상 구동하는 단계를 포함하는 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 구동방법을 가진다.
여기서 상기 각 구동 트랜지스터는 동시에 다수개가 구동되지 않는 것을 특징으로 한다.
또한 직전에 구동된 구동 트랜지스터는 0V, 또는 현재 구동중인 트랜지스터에 인가된 전압과 반대 극성이고 동일한 절대값 크기를 갖는 전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.
이하 상기와 같은 특징을 가지는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 및 그 구동방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치에 대한 기본 개념을 설명하기 위한 개략 회로도로서, 상기 도 4에서 도시한 기본 구조에 있어서 상기 유기전계발광 다이오드(OLED)에 연결된 구동 소자(이하, 구동 트랜지스터)(TD)를 복수개(TD1, TD2)로 구비하고 있으며, 상기 각 구동 트랜지스터(T D1, TD2)의 드레인단자와 소스단자는 각각 연결되어 있다. 상기와 같은 기본 구성에서 상기 구동 트랜지스터(TD1, TD2)로 전원전압(VDD)이 입력되고, 상기 각 구동 트랜지스터(TD1, TD2)의 게이트단자(111, 121)는 각각 별도의 스위칭 트랜지스터(이하 도면 참조)와 연결되어 상기 유기전계발광다이오드(OLED)의 발광을 위한 제1 및 제2 구동전압을 교대로 인가받게 된다.
즉, 도 10과 같이 다수의 구동 트랜지스터(TD1, TD2)를 교대로 구동하여 전술한 도 7과 같은 하나의 구동트랜지스터로 구동할 때와 동일한 구동 결과를 도출할 수 있다.
물론 상기와 같은 복수개의 구동 트랜지스터 구성의 목적은 상기 유기전계발광다이오드(OLED)를 발광 구동시키기 위해 트랜지스터에 인가되는 DC전압 인가 시간을 분배하여 트랜지스터 내부에서 발생되는 열화현상을 막아 트랜지스터 구동의 신뢰도를 확보하고 또한 소자의 수명연장을 위한 것이다. 여기서 상기 트랜지스터는 바람직하게는 박막트랜지스터(TFT)이다.
상기와 같은 방법은 물론 상기 다수개의 구동 트랜지스터(TD1, TD2)간의 교대 구동이 필요로 하고, 상기 유기전계발광다이오드(OLED)의 발광을 위해 동작되지 않는(즉, 이하 아이들링(Idling)상태) 구동 트랜지스터에 대해서는 유기전계발광다이오드(OLED)의 발광구동 때와는 다른 전위(이하, 아이들링 전압)를 인가함으로써, 바이어스 스트레스에 의한 트랜지스터 소자의 열화현상으로부터 회복시켜주는 효과를 도출하기 위한 것이다.
이하 상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 및 그 구동방법을 다양한 실시예와 함께 상세하게 설명하기로 한다.
실시예 1
도 11은 본 발명에 따른 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 및 그 구동방법을 적용한 제 1 실시 등가회로로서, 일 화소영역에 각 드레인 단자와 소스단자가 서로 연결되어 있는 제1 및 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)와, 상기 각 구동 트랜지스터(TD1, TD2)의 게이트단자와 연결되어 있는 제1스위칭 트랜지스터(TS1 ) 및 제2스위칭 트랜지스터(TS2)와, 상기 각 스위칭 트랜지스터(TS1, TS2)에 구동 신호를 인가하기 위한 제1데이터배선(34a) 및 제2데이터배선(34b)이 구성되어 있다. 아울러, 상기 각 스위칭 트랜지스터(TS1, TS2)의 게이트단자는 게이트배선(이하, 스캔배선)(32)에 연결되고, 상기 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)의 각 게이트단자와 접지(GND)사이에는 스토리지 캐패시터(CST1, CST2)가 구성되어 있다.
상기 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)는 전원배선(VDD)(35) 및 유기전계발광다이오드(OLED)와 연결되어 있는 구조이다.
도 12a와 12b는 각각 상기 도 11에 도시한 구성의 제1 실시 등가회로의 구동방법을 설명하기 위한 N번째 및 N+1번째 프레임별 구동 타이밍도로서, N번째 프레임의 동작에 있어서 상기 스캔배선(32)를 통해 N번째의 스캔신호가 입력되는 구간(S)동안과 그 전후의 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)에 인가되는 (VD1 )와 (VD2)전압을 도시하고 있다. 상기 타이밍도에서 보면, 상기 스캔배선(32)을 통 해 N번째 스캔신호가 입력되면, 상기 제1, 제2스위칭 트랜지스터(TS1, TS2)가 ON되고, 이에 따라 상기 제1 및 제2 데이터배선(34a, 34b)을 통해 구동전압과 아이들링전압이 각각 입력된다. 물론 상기 제1, 제2 스토리지 캐패시터(CST1, CST2)에는 전하가 축적되고 있으며, 이는 상기 제1, 제2스위칭 트랜지스터(TS1, TS2)가 OFF된 이후에도 상기 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)에는 상기 (VD1)와 (VD2 )가 지속적으로 인가되는 동작을 도시하고 있다.
즉, 상기 스캔신호가 인가된 이후에는 상기 제1구동 트랜지스터(TD1)는 HIGH레벨(즉, 구동전압레벨)로서 구동전압 인가상태이고, 상기 제2구동 트랜지스터(TD2)는 LOW레벨(즉, 아이들링 전압레벨)로서 아이들링전압 인가상태이다.
이후 도 12b에서 보듯이, N+1번째 프레임의 구동을 위한 N+1번째 스캔신호가 인가된 이후에는, 상기 N번째 프레임에서 구동했던 제1구동 트랜지스터(TD1)가 아이들링 상태이고, 상기 제2구동 트랜지스터(TD2)가 구동 상태로 전환되도록 데이터신호를 인가한다. 이때 상기 아이들링을 위해 인가되는 전압의 레벨은 이전 프레임에서 인가된 구동전압과 비교하여 절대값 크기 차이가 클수록 좋으며, 바람직하게는 동일한 절대값 레벨의 전압으로 반대극성의 전압을 인가하는 것이 바이어스 스트레스로 인한 열화현상에서 회복하는 데에 좋다.
상기와 같이 구성과 구동방법을 설명한 실시예1은 데이터배선을 구동 트랜지스터 수만큼 구비하여 1프레임 단위로 구동과 아이들링을 반복하는 것을 설명하였 으나, 상기 도 12a와 도 12b 순으로 도시한 N번째, N+1번째 프레임진행은 반복되는 동작이므로 그 역순으로도 진행될 수 있음은 당연하며, 아울러 상기 스캔신호의 인가 주기와 데이터신호 인가주기를 조절하여 다양하게 구동할 수 있음은 당연하다.
실시예2
도 13은 본 발명에 따른 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 및 그 구동방법을 적용한 제 2 실시 등가회로로서, 일 화소영역에 각 드레인 단자와 소스단자가 서로 연결되어 있는 제1 및 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)와, 상기 각 구동 트랜지스터(TD1, TD2)의 게이트단자와 연결되어 있는 제1스위칭 트랜지스터(TS1 ) 및 제2스위칭 트랜지스터(TS2)와, 상기 각 스위칭 트랜지스터(TS1, TS2)에 구동 신호를 동시에 인가하기 위한 데이터배선(34)이 구성되어 있다. 아울러, 상기 각 스위칭 트랜지스터(TS1, TS2)의 게이트단자는 각각 제1스캔배선(32a)과 제2스캔배선(32b)에 연결되고, 상기 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)의 각 게이트단자와 접지(GND)사이에는 스토리지 캐패시터(CST1, CST2)가 구성되어 있다. 또한 상기 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)는 전원배선(VDD)(35) 및 유기전계발광다이오드(OLED)와 연결되어 있는 구조이다.
도 14a와 14b는 각각 상기 도 11에 도시한 구성의 제1 실시 등가회로의 구동방법을 설명하기 위한 N번째와 N+1번째 프레임 구동 타이밍도로서, 먼저 N번째 프 레임 구동에서 상기 제1스캔배선(32a)에 제1스캔신호를 인가하여 상기 제1스위칭 트랜지스터(TS1)을 ON시키면, 상기 제1구동 트랜지스터(TD1)에 상기 데이터배선(34)을 통해 인가된 데이터신호(즉, 구동전압)가 인가된다. 물론 상기 제2구동 트랜지스터(TD2)는 OFF상태이다.
이후 상기 제2스캔배선(32b)에 제2스캔신호를 인가하면 상기 제2스위칭 트랜지스터(TS2)가 ON되고, 이때는 상기 제2구동 트랜지스터(TD2)에 아이들링전압이 인가된다.
다음으로 상기 스토리지 캐패시터(CST1, CST2)에 각 구동 트랜지스터(TD1, TD2)에 인가된 데이터신호 전압레벨만큼의 전하가 축적되고, 이는 상기 각 스위칭 트랜지스터(TS1, TS2)가 OFF된 이후에도 상기 각 구동 트랜지스터(TD1, TD2 )에 전압을 유지시켜 N번째 프레임동안 유지하도록 한다.
다음으로 상기 도 14b와 같이, 상기 N번째 프레임에서 인가한 데이터신호와 극성이 반대이고 절대값 크기가 동일한 데이터신호를 인가하거나 또는 OV를 인가하여 상기 제1구동 트랜지스터(TD1)에 아이들링 전압이 인가되고, 상기 제2구동 트랜지스터(TD2)에 구동전압이 인가되도록 한다. 이때 상기 아이들링을 위해 인가되는 전압의 레벨은 이전 프레임에서 인가된 구동전압과 비교하여 절대치적인 크기 차이가 클수록 좋으며, 바람직하게는 동일한 절대치 레벨의 전압으로 반대극성의 전압을 인가하는 것이 바이어스 스트레스로 인한 열화현상에서 회복하는 데에 좋다.
상기와 같이 구성과 구동방법을 설명한 실시예 2는 스캔배선을 구동 트랜지스터 수만큼 구비하여 1프레임 단위로 구동과 아이들링을 반복하는 것을 설명하였으나, 상기 도 14a와 도 14b 순으로 도시한 N번째, N+1번째 프레임진행은 반복되는 동작이므로 그 역순으로도 진행될 수 있음은 당연하며, 아울러 상기 스캔신호의 인가 주기와 데이터신호 인가주기를 조절하여 다양하게 구동할 수 있음은 당연하다.
실시예3
도 15는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 및 그 구동방법을 적용한 제 3 실시 등가회로로서, 일 화소영역에 각 드레인 단자와 소스단자가 서로 연결되어 있는 제1 및 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)와, 상기 각 구동 트랜지스터(TD1, TD2)의 게이트단자와 연결되어 있으며 제1스캔배선(32a)에 게이트단자가 연결되어 있는 제 1-A 스위칭 트랜지스터(TS1-A) 및 제2스위칭 트랜지스터(TS2)와, 상기 제1-A 스위칭 트랜지스터(TS1-A)와 연결되어 있으며, 제2스캔배선(32b)과 게이트단자가 연결되어 있는 제1-B 스위칭 트랜지스터(TS1-B)를 구비한 구조를 도시하고 있다. 물론 데이터배선(34)은 상기 제2스위칭 트랜지스터(TS2)와 제1-B 스위칭 트랜지스터(TS1-B)에 연결되어 데이터신호를 전달한다.
상기 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)의 각 게이트단자와 접지(GND)사이에 는 스토리지 캐패시터(CST1, CST2)가 구성되어 있으며, 상기 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)는 전원배선(VDD)(35) 및 유기전계발광다이오드(OLED)와 연결되어 있는 구조이다.
상기 실시회로는 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)를 1회 스캔시간을 분할하여 프레임별로 상기 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)의 구동과 아이들링을 반복하는 본 발명에 따른 구동방법의 적용예시이다.
상기와 같은 화소 구조의 유기전계발광 디스플레이 장치에서 본 발명에 따른 구동방법을 설명하기 위한 타이밍도가 도 16a와 도 16b에 N번째 프레임과 N+1번째 프레임으로 구분되어 도시되고 있다.
먼저, 도 16a를 참조한 N번째 프레임 구동에서, 상기 제1스캔배선(32a)이 켜저 있는 동안 제2스캔배선(32b)이 켜졌다 꺼지게 된다. 상기 제1스캔배선(32a)과 제2스캔배선(32b)이 동시에 켜져있는 동안은 상기 제1-A 스위칭 트랜지스터(TS1-A), 제1-B 스위칭 트랜지스터(TS1-B), 제2스위칭 트랜지스터(TS2)가 모두 ON상태이고, 따라서 상기 유기전계발광다이오드(OLED)에 대응하는 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)의 각 스토리지 캐패시터(CST1, CST2)에 구동전압이 인가된다.
이후 상기 제2스캔배선(32b)이 꺼지고 상기 데이터신호의 레벨이 바뀌게 되면, 상기 제1스캔배선(32a)이 켜져있는 동안 상기 제2스위칭 트랜지스터(TS2)가 ON 상태가 지속되어 상기 제2구동 트랜지스터(TD2)에는 이전에 인가되었던 구동전압이 아이들링전압으로 대체되어 인가된다.
이때 물론 상기 각 스토리지 캐패시터(CST1, CST2)에는 해당 전하가 축적되고, 상기 제1-A 스위칭 트랜지스터(TS1-A), 제1-B 스위칭 트랜지스터(TS1-B), 제2스위칭 트랜지스터(TS2)가 모두 꺼진(즉, OFF상태)뒤에도 상기 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)에는 각각 구동전압과 아이들링전압이 지속적으로 유지되어 N번째 프레임동안 유지하게 된다.
이후 N+1번째 프레임 구동에서는 상기 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)에 반대로 아이들링 전압과 구동전압이 인가되어 구동 트랜지스터의 바이어스 스트레스를 감소시키는 구동을 수행하는 것을 도 16b에 도시하고 있다.
상기와 같이 구성과 구동방법을 설명한 실시예 3은 다수의 스위칭 트랜지스터를 이용하여 1프레임 단위로 구동과 아이들링을 반복하는 것을 설명하였으나, 상기 도 16a와 도 16b 순으로 도시한 N번째, N+1번째 프레임진행은 반복되는 동작이므로 그 역순으로도 진행될 수 있음은 당연하며, 아울러 상기 스캔신호의 인가 주기와 데이터신호 인가주기를 조절하여 다양하게 구동할 수 있음은 당연하다.
실시예4
도 17은 본 발명에 따른 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 및 그 구동방법을 적용한 제 4 실시 등가회로로서, 일 화소영역에 각 드레인 단자와 소스단자가 서로 연결되어 있는 제1 및 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)와, 상기 제1구동 트랜지스터(TD1)의 게이트단자와 연결되어 있으며 데이터배선(34)과 연결되어 있는 제 1-A 스위칭 트랜지스터(TS1-A)와, 게이트단자가 상기 제1스캔배선(32a)과 연결되고 일 단자가 상기 제 1-A 스위칭 트랜지스터(TS1-A)의 게이트단자와 연결되고 또한 일 단자가 제2스캔배선(32b)에 연결되어 있는 제1-B 스위칭 트랜지스터(TS1-B)를 구비하고 있으며, 상기 제2구동 트랜지스터(TD2)의 게이트단자 및 상기 데이터배선(34)과 연결되어 있으며 게이트단자가 상기 제1스캔배선(32a)에 연결되어 있는 제2스위칭 트랜지스터(TS2)를 구비한 구조를 도시하고 있다. 물론 데이터배선(34)은 상기 제2스위칭 트랜지스터(TS2)와 제1-A 스위칭 트랜지스터(TS1-A)에 연결되어 데이터신호를 전달한다.
상기 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)의 각 게이트단자와 접지(GND)사이에는 스토리지 캐패시터(CST1, CST2)가 구성되어 있으며, 상기 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)는 전원배선(VDD)(35) 및 유기전계발광다이오드(OLED)와 연결되어 있는 구조이다.
상기 등가회로는 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)를 1회 스캔시간을 분할 하여 프레임별로 상기 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)의 구동과 아이들링을 반복하는 본 발명에 따른 구동방법의 적용예시이다.
상기와 같은 화소 구조의 유기전계발광 디스플레이 장치에서 본 발명에 따른 구동방법을 설명하기 위한 타이밍도가 도 18a와 도 18b에 N번째 프레임과 N+1번째 프레임으로 구분되어 도시되고 있다.
먼저, 도 18a를 참조한 N번째 프레임 구동에서, 상기 제1스캔배선(32a)이 켜저 있는 동안 제2스캔배선(32b)이 켜졌다 꺼지게 된다. 상기 제1스캔배선(32a)과 제2스캔배선(32b)이 동시에 켜져있는 동안은 상기 제1-A 스위칭 트랜지스터(TS1-A), 제1-B 스위칭 트랜지스터(TS1-B), 제2스위칭 트랜지스터(TS2)가 모두 ON상태이고, 따라서 상기 유기전계발광다이오드(OLED)에 대응하는 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)의 각 스토리지 캐패시터(CST1, CST2)에 구동전압이 인가된다.
이후 상기 제2스캔배선(32b)이 꺼지고 상기 데이터신호의 레벨이 바뀌게 되면, 상기 제1스캔배선(32a)이 켜져있는 동안 상기 제2스위칭 트랜지스터(TS2)가 ON상태가 지속되어 상기 제2구동 트랜지스터(TD2)에는 이전에 인가되었던 구동전압이 아이들링전압으로 대체되어 인가된다.
이때 물론 상기 각 스토리지 캐패시터(CST1, CST2)에는 해당 전하가 축적되고, 상기 제1-A 스위칭 트랜지스터(TS1-A), 제1-B 스위칭 트랜지스터(TS1-B), 제2스위칭 트랜지스터(TS2)가 모두 꺼진(즉, OFF상태)뒤에도 상기 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)에는 각각 구동전압과 아이들링전압이 지속적으로 유지되어 N번째 프레임동안 유지하게 된다.
이후 N+1번째 프레임 구동에서는 상기 제1, 제2구동 트랜지스터(TD1, TD2)에 반대로 아이들링 전압과 구동전압이 인가되어 구동 트랜지스터의 바이어스 스트fp스를 감소시키는 구동을 수행하는 것을 도 18b에 도시하고 있다.
상기와 같이 구성과 구동방법을 설명한 실시예 4는 다수의 스위칭 트랜지스터를 이용하여 1프레임 단위로 구동과 아이들링을 반복하는 것을 설명하였으나, 상기 도 18a와 도 18b 순으로 도시한 N번째, N+1번째 프레임진행은 반복되는 동작이므로 그 역순으로도 진행될 수 있음은 당연하며, 아울러 상기 스캔신호의 인가 주기와 데이터신호 인가주기를 조절하여 다양하게 구동할 수 있음은 당연하다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 구조와 그 구동의 실시예는 설명의 이해를 위한 일 예로서 적용한 사례이며, 이는 당업자의 수준에서 상기 제1 및 제2 구동트랜지스터로 한정되어 설명한 내용을 응용할 수 있는 바, 즉 상기 구동트랜지스터의 개수를 3개 또는 4개 또는 그 이상으로도 충분히 응용 가능가여 본 발명의 상세한 설명에서는 그 구체적인 실시설명을 생략하도록 한다.
상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 유기전계발광 소자를 이용한 디스플레이 장치와 그 구동방법은, 다수의 구동 트랜지스터를 구비하여 유기전계발광다이오드의 발광구동을 분할하고 상기 발광구동을 하지 않는 구동 트랜지스터에 대해서는 바이어스 스트레스로 열화된 소자의 특성을 회복할 수 있도록 하는 아이들링전압을 인가하는 구동방법을 제공하는 바, 전술한 다수의 실시예와 같은 응용을 통해 구현될 수 있다. 이는 종래의 단일 구동 트랜지스터의 지속적인 구동으로 인해 발생하던 바이어스 스트레스를 제거할 수 있는 효과가 있으며, 또한 단일 구동 트랜지스터 구동에서 발생하던 바이어스 스트레스로 인한 열화현상을 제거하여 보다 향상된 성능의 디스플레이를 구현할 수 있도록 하는 장점과 아울러 트랜지스터 소자의 수명 연장이 가능하여 더욱 안정된 구동을 장시간 수행할 수 있도록 하는 장점이 있다.

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1 및 제2데이터가 공급되는 데이터배선과;
    상기 데이터배선과 교차되고 스캔신호가 인가되는 제1스캔배선 및 제2스캔배선과;
    구동전압이 공급되는 전원배선과;
    상기 각 배선이 형성하는 영역에 구성되는 유기전계발광소자와;
    서로 병렬연결되어 상기 유기전계발광소자로 공급되는 전류를 제어하는 제1 및 제2구동트랜지스터와;
    상기 제1스캔배선 또는 제2스캔배선과 연결되고 상기 제1 및 제2구동트랜지스터로의 데이터 공급을 제어하는 다수의 스위칭트랜지스터와;
    상기 제1 및 제2구동트랜지스터로 공급되는 데이터를 저장하는 제1 및 제2스토리지 커패시터
    를 포함하는 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치
  7. 청구항 제 6 항에 있어서,
    상기 각 트랜지스터는 N-타입인 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치
  8. 청구항 제 6 항에 있어서,
    상기 유기전계발광소자는 상기 전원배선과 상기 제1 및 제2구동트랜지스터 사이에 구성되는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치
  9. 청구항 제 6 항에 있어서,
    상기 제2데이터는 0V 전압신호이거나 또는 상기 제1데이터와 극성이 반대이고 절대값이 동일한 전압신호인 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치
  10. 제1 및 제2데이터가 공급되는 데이터배선과; 상기 데이터배선과 교차되고 스캔신호가 인가되는 제1스캔배선 및 제2스캔배선과; 구동전압이 공급되는 전원배선과; 상기 각 배선이 형성하는 영역에 구성되는 유기전계발광소자와; 서로 병렬연결되어 상기 유기전계발광소자로 공급되는 전류를 제어하는 제1 및 제2구동트랜지스터와; 상기 제1스캔배선 또는 제2스캔배선과 연결되고 상기 제1 및 제2구동트랜지스터로의 데이터 공급을 제어하는 다수의 스위칭트랜지스터와; 상기 제1 및 제2구동트랜지스터로 공급되는 데이터를 저장하는 제1 및 제2스토리지 커패시터를 포함하는 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 구동방법으로서,
    상기 전원배선을 통해 상기 각 구동 트랜지스터에 구동전압을 공급하는 단계와;
    상기 각 스캔배선에 스캔신호를 순차 인가하는 단계와;
    상기 순차 인가되는 스캔신호에 동기하여 상기 데이터배선을 통해 상기 제1 및 제2데이터를 순차 공급하는 단계
    를 포함하는 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 구동방법
  11. 청구항 제 10 항에 있어서,
    상기 각 구동 트랜지스터는 동시에 구동되지 않는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 구동방법
  12. 청구항 제 10 항에 있어서,
    상기 데이터배선으로 순차 공급되는 제1 및 제2데이터는 프레임 단위로 그 공급순서가 반전되는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 구동방법
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