KR100570758B1 - Light emitting panel and light emitting display - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 구동트랜지스터의 문턱전압의 영향 없이 구동될 수 있는 화소회로를 가지며 이 화소회로에 포함되는 다수의 소자들이 화소영역에 효율적으로 배치되는 발광 표시 장치를 제공한다. The present invention provides a light emitting display device having a pixel circuit which can be driven without the influence of the threshold voltage of the driving transistor, and a plurality of elements included in the pixel circuit are efficiently disposed in the pixel region.
본 발명에 따르면, 화소 회로는 직전 선택신호에 응답하여 동작하는 제1 트랜지스터와 현재 선택신호에 응답하여 동작하는 제2 트랜지스터를 포함하고, 동일한 선택신호를 인가하는 2개의 제1 및 제2 부주사선들을 포함한다. 여기서, 제1 트랜지스터의 제어전극은 직전 선택신호를 인가하는 주사선의 제2 부주사선에 전기적으로 연결되고, 제2 트랜지스터의 제어전극은 현재 선택신호를 인가하는 주사선의 제1 부주사선에 전기적으로 연결된다. According to the present invention, the pixel circuit includes a first transistor that operates in response to the immediately preceding selection signal and a second transistor that operates in response to the current selection signal, wherein the first and second sub-scanning lines apply the same selection signal. Include them. Here, the control electrode of the first transistor is electrically connected to the second sub scan line of the scan line applying the immediately preceding selection signal, and the control electrode of the second transistor is electrically connected to the first sub scan line of the scan line applying the current selection signal. do.
유기전계 발광, 유기EL, OLED, 화소회로, 주사선Organic electroluminescence, organic EL, OLED, pixel circuit, scanning line
Description
도 1은 유기 전계 발광 소자의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of an organic EL device.
도 2는 TFT를 이용한 능동 구동방식을 사용하는 일반적인 유기EL 표시장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 2 is a view schematically showing a general organic EL display device using an active driving method using a TFT.
도 3은 도 2의 표시패널(100)의 N×M 개의 화소회로를 대표적으로 보여주는 도면이다. 3 is a diagram schematically illustrating N × M pixel circuits of the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화소 회로(110)를 보여주는 등가회로도이다.4 is an equivalent circuit diagram illustrating a
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화소회로의 배치구조의 일 예를 보여주는 평면도이다.5 is a plan view illustrating an example of an arrangement structure of a pixel circuit according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 Ⅰ~Ⅰ' 부분의 단면도이다. FIG. 6 is a cross-sectional view of part II ′ of FIG. 5.
본 발명은, 발광 표시 장치에 관한 것으로, 특히 유기 물질의 전계 발광(이하, "유기 EL"이라 함)을 이용한 유기EL 표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 유기EL 표시장치는, 형광성 유기 화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 표시장치로서, 행렬 형태로 배열된 N×M 개의 유기 발광셀들을 전압 구동 혹은 전류 구동하여 영상을 표현할 수 있도록 되어 있다. In general, an organic EL display device is a display device for electrically exciting a fluorescent organic compound to emit light, and is capable of displaying an image by voltage driving or current driving N × M organic light emitting cells arranged in a matrix form.
이러한 유기 발광셀은 다이오드 특성을 가져서 유기 발광 다이오드(OLED)로도 불리며, 도 1에 나타낸 바와 같이 애노드(ITO), 유기 박막, 캐소드 전극층(금속)의 구조를 가지고 있다. 유기 박막은 전자와 정공의 균형을 좋게 하여 발광 효율을 향상시키기 위해 발광층(emitting layer, EML), 전자 수송층(electron transport layer, ETL) 및 정공 수송층(hole transport layer, HTL)을 포함한 다층 구조로 이루어지고, 또한 별도의 전자 주입층(electron injecting layer, EIL)과 정공 주입층(hole injecting layer, HIL)을 포함하고 있다. 이러한 유기 발광셀들이 N×M 개의 매트릭스 형태로 배열되어 유기 EL 표시패널을 형성한다. Such an organic light emitting cell has a diode characteristic and is also called an organic light emitting diode (OLED), and has a structure of an anode (ITO), an organic thin film, and a cathode electrode layer (metal), as shown in FIG. 1. The organic thin film has a multilayer structure including an emitting layer (EML), an electron transport layer (ETL), and a hole transport layer (HTL) to improve the emission efficiency by improving the balance between electrons and holes. It also includes a separate electron injecting layer (EIL) and a hole injecting layer (HIL). These organic light emitting cells are arranged in an N × M matrix to form an organic EL display panel.
이와 같은 유기EL 표시패널을 구동하는 방식에는 단순 매트릭스(passive matrix) 방식과 박막 트랜지스터(thin film transistor, 이하 TFT라고 명명함)를 이용한 능동 구동(active matrix) 방식이 있다. 단순 매트릭스 방식은 양극과 음극을 직교하도록 형성하고 라인을 선택하여 구동하나, 능동 구동 방식은 데이터선과 주사선에 각각 연결되는 다수의 박막 트랜지스터를 주사 선택신호에 따라 순차적으로 턴온시킴으로써 유기EL 소자를 구동하는 방식이다.The organic EL display panel is driven by a simple matrix method and an active matrix method using a thin film transistor (hereinafter, referred to as TFT). In the simple matrix method, the anode and the cathode are formed to be orthogonal and the line is selected and driven, but the active driving method is to drive the organic EL device by sequentially turning on a plurality of thin film transistors connected to the data line and the scan line according to the scan selection signal. That's the way.
도 2는 TFT를 이용한 능동 구동방식을 사용하는 일반적인 유기EL 표시장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 2 is a view schematically showing a general organic EL display device using an active driving method using a TFT.
도 2에 도시된 바와 같이, 유기EL 표시장치는 유기EL 표시패널(100), 주사 구동부(200), 및 데이터 구동부(300)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the organic EL display device includes an organic
주사 구동부(200)는 행 방향으로 뻗어 있는 복수의 주사선(S1-Sn)에 각각 선택 신호를 순차적으로 인가하며, 데이터 구동부(300)는 열 방향으로 뻗어 있는 복수의 데이터선(D1-Dm)에 화상 신호에 대응되는 데이터 전압을 인가한다.The
주사 구동부(200) 및/또는 데이터 구동부(300)는 표시패널(100)에 전기적으로 연결될 수 있으며 또는 표시패널(100)에 접착되어 전기적으로 연결되어 있는 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package, TCP)에 칩 등의 형태로 장착될 수 있다. 또는 표시 패널(100)에 접착되어 전기적으로 연결되어 있는 가요성 인쇄 회로(flexible printed circuit, FPC) 또는 필름(film) 등에 칩 등의 형태로 장착될 수도 있다. 이와는 달리 주사 구동부(200) 및/또는 데이터 구동부(300)는 표시 패널의 유리 기판 위에 직접 장착될 수도 있으며, 또는 유리 기판 위에 주사선, 데이터선 및 박막 트랜지스터와 동일한 층들로 형성되어 있는 구동 회로와 대체될 수도 직접 장착될 수도 있다.The
유기EL 표시패널(100)은 데이터선(D1-Dm), 주사선(S1-Sn) 및 복수의 화소회로(110)를 포함한다. 데이터선(D1-Dm)은 화상 신호를 나타내는 데이터 신호를 화소회로(110)로 전달하며, 주사선(S1-Sn)은 선택 신호를 화소회로(110)로 전달한다. The organic
도 3은 도 2의 표시패널(100)의 N×M 개의 화소회로 중 하나를 대표적으로 보여주는 도면이다. FIG. 3 is a diagram schematically illustrating one of N × M pixel circuits of the
도 3에 나타낸 바와 같이, 화소 회로는 유기 EL 소자(OLED), 2개의 트랜지스터(SM, DM) 및 커패시터(Cst)를 포함한다. 트랜지스터들(SM, DM)은 PMOS형 트랜지 스터로 형성된다. As shown in Fig. 3, the pixel circuit includes an organic EL element OLED, two transistors SM and DM and a capacitor Cst. The transistors SM and DM are formed of a PMOS transistor.
구동 트랜지스터(DM)는 전원 전압(Vdd)에 소스가 연결되고, 게이트와 소스 사이에 커패시터(Cst)가 연결되어 있다. 유기EL 소자(OLED)의 캐소드는 기준 전압(Vss)에 연결되며 구동 트랜지스터(DM)를 통하여 인가되는 전류에 대응하는 빛을 발광한다. 여기서, 유기 EL 소자(OLED)의 캐소드에 연결되는 전원(VSS)은 전원(Vdd)보다 낮은 레벨의 전압으로서, 그라운드 전압 등이 사용될 수 있다.In the driving transistor DM, a source is connected to the power supply voltage Vdd, and a capacitor Cst is connected between the gate and the source. The cathode of the organic EL element OLED is connected to the reference voltage Vss and emits light corresponding to a current applied through the driving transistor DM. Here, the power supply VSS connected to the cathode of the organic EL element OLED is a voltage having a lower level than the power supply Vdd, and a ground voltage or the like may be used.
커패시터(Cst)는 트랜지스터(M1)의 게이트-소스 전압(VGS)을 일정 기간 유지한다. 스위칭 트랜지스터(SM)는 현재 주사선(Sn)으로부터의 선택 신호에 응답하여 턴온되면, 데이터선(Dm)으로부터의 데이터 전압(VDATA)을 트랜지스터(DM)의 게이트에 인가된다. 그러면 커패시터(Cst)에 의해 게이트와 소스 사이에 충전된 전압(VGS)에 대응하여 트랜지스터(DM)에 전류(IOLED)가 흐르고, 이 전류(IOLED)에 대응하여 유기EL 소자(OLEDr)가 발광한다. 이때, 유기EL 소자(OLEDr)에 흐르는 전류(IOLED)는 수학식 1과 같다.The capacitor Cst maintains the gate-source voltage VGS of the transistor M1 for a period of time. When the switching transistor SM is turned on in response to the selection signal from the current scan line Sn, the data voltage VDATA from the data line Dm is applied to the gate of the transistor DM. Then, the current IOLED flows in the transistor DM in response to the voltage VGS charged between the gate and the source by the capacitor Cst, and the organic EL element OLEDr emits light in response to the current IOLED. . At this time, the current IOLED flowing through the organic EL device OLEDr is represented by
여기서, VTH는 트랜지스터(DM)의 문턱 전압, β는 상수 값을 나타낸다. Here, VTH represents a threshold voltage of the transistor DM, and β represents a constant value.
수학식 1에 나타낸 바와 같이, 데이터 전압(VDATA)에 대응하는 전류가 유기EL 소자(OLED)에 공급되고, 공급된 전류에 대응하는 휘도로 유기EL 소자(OLEDr)가 발광하게 된다. 이때, 인가되는 데이터 전압은 소정의 명암 계조를 표현하기 위하여 일정 범위에서 다단계의 값을 갖는다.As shown in
그러나, 수학식 1으로부터 알 수 있는 바와 같이, 이러한 화소회로에서는 트랜지스터(DM)의 문턱전압(Vth)에 따라 전류(IOLED) 값이 달라진다. 따라서 각 화소마다 트랜지스터(DM)의 문턱전압(Vth)은 달라질 수 있어 정확한 영상표시가 어려워질 수 있다는 문제가 있다. However, as can be seen from
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 구동트랜지스터의 문턱전압의 영향 없이 구동될 수 있는 화소회로를 가지며 이 화소회로에 포함되는 다수의 소자들이 화소영역에 효율적으로 배치되는 발광 표시 패널 및 이를 이용한 발광 표시 장치를 제공하는 것이다. The present invention provides a light emitting display panel having a pixel circuit which can be driven without the influence of a threshold voltage of a driving transistor, and a plurality of elements included in the pixel circuit are efficiently disposed in a pixel region, and a light emitting display using the same. To provide a device.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 특징에 따른 발광 표시 장치는, 제1 방향으로 뻗어 있으며 제1 및 제2 선택 신호를 전달하는 제1 및 제2 주사선을 포함하는 복수의 주사선, 상기 주사선에 절연되어 교차하고 제2 방향으로 뻗어 있으며 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선, 상기 주사선과 상기 데이터선에 각각 연결되는 복수의 화소 회로가 매트릭스 형태로 배열된 표시패널에 영상을 표시하는 발광 표시 장치로서, In order to achieve the above technical problem, a light emitting display device according to an aspect of the present invention, a plurality of scan lines extending in a first direction and including first and second scan lines for transmitting first and second selection signals, A plurality of data lines insulated from and intersecting the scan lines, extending in a second direction, and transmitting data signals, and a plurality of pixel circuits connected to the scan lines and the data lines, respectively, for displaying an image on a display panel arranged in a matrix form. As a light emitting display device,
상기 화소 회로 각각은, 상기 제1 선택신호에 응답하여 동작하는 제1 트랜지스터; 및 상기 제2 선택신호에 응답하여 동작하는 제2 트랜지스터를 포함하고, Each of the pixel circuits may include a first transistor configured to operate in response to the first selection signal; And a second transistor operating in response to the second selection signal,
상기 주사선들 각각은, 제1 부주사선; 및 제1 부주사선과 동일한 선택신호를 인가하는 제2 부주사선을 포함하고,Each of the scan lines may include a first sub scan line; And a second sub-scanning line applying the same selection signal as the first sub-scanning line,
상기 제1 트랜지스터의 제어전극은 상기 제1 주사선의 제2 부주사선에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 트랜지스터의 제어전극은 상기 제2 주사선의 제1 부주사선에 전기적으로 연결된다. The control electrode of the first transistor is electrically connected to the second sub scan line of the first scan line, and the control electrode of the second transistor is electrically connected to the first sub scan line of the second scan line.
또한, 상기 화소 회로는 상기 제1 선택신호에 응답하여 동작하는 제3 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 제3 트랜지스터의 제어전극은 상기 제1 주사선의 제1 부주사선에 전기적으로 연결될 수 있다. The pixel circuit may further include a third transistor that operates in response to the first selection signal, and a control electrode of the third transistor may be electrically connected to a first sub scan line of the first scan line.
상기 제1 주사선의 제2 부주사선은 상기 제1 주사선의 제1 부주사선보다 상기 제2 주사선의 제1 부주사선과 더 가까울 수 있다.The second subscanning line of the first scan line may be closer to the first subscanning line of the second scan line than the first subscanning line of the first scan line.
상기 제2 트랜지스터는, 하나의 주전극이 상기 데이터선에 전기적으로 접속되고 제어전극에 인가되는 선택신호에 응답하여 상기 데이터신호를 다른 주전극으로 출력할 수 있다. The second transistor may output the data signal to another main electrode in response to a selection signal in which one main electrode is electrically connected to the data line and applied to a control electrode.
상기 화소 회로 각각은, 제어전극, 제1 전극 및 제2 전극을 가지며, 상기 제어전극과 상기 제1 전극의 전압차에 대응하는 전류를 제2 전극으로 출력하는 제4 트랜지스터; 상기 제4 트랜지스터의 제2 전극으로부터 출력되는 전류에 대응하여 빛을 방출하는 발광소자; 상기 제4 트랜지스터의 제어전극에 접속되는 일전극을 갖는 제1 커패시터; 및 상기 제4 트랜지스터의 제1 전극에 전기적으로 연결되는 일전극 및 상기 제1 커패시터의 타전극에 전기적으로 연결되는 타전극을 갖는 제2 커패시터를 포함할 수 있다.Each of the pixel circuits includes a fourth transistor having a control electrode, a first electrode, and a second electrode, and outputting a current corresponding to a voltage difference between the control electrode and the first electrode to a second electrode; A light emitting device emitting light in response to a current output from the second electrode of the fourth transistor; A first capacitor having one electrode connected to the control electrode of the fourth transistor; And a second capacitor having one electrode electrically connected to the first electrode of the fourth transistor and the other electrode electrically connected to the other electrode of the first capacitor.
상기 제1 트랜지스터는 상기 제2 커패시터와 병렬 연결되는 트랜지스터이고, 상기 제3 트랜지스터는 상기 제4 트랜지스터를 다이오드 연결시키는 트랜지스터일 수 있다. The first transistor may be a transistor connected in parallel with the second capacitor, and the third transistor may be a transistor for diode-connecting the fourth transistor.
본 발명의 다른 특징에 따른 발광 표시 장치는, A light emitting display device according to another aspect of the present invention,
제1 방향으로 뻗어 있으며 선택 신호를 전달하는 복수의 주사선; 상기 주사선에 절연되어 교차하고 제2 방향으로 뻗어 있으며 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선; 상기 주사선과 상기 데이터선에 각각 연결되어 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소 회로를 포함하고,A plurality of scan lines extending in a first direction and transmitting a selection signal; A plurality of data lines insulated from and intersecting the scan lines and extending in a second direction and transferring data signals; A plurality of pixel circuits each connected to the scan line and the data line and arranged in a matrix;
상기 주사선들 각각은 제1 부주사선; 및 제1 부주사선과 동일한 선택신호를 인가하는 제2 부주사선을 포함한다. Each of the scan lines may include a first sub scan line; And a second sub-scanning line applying the same selection signal as the first sub-scanning line.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 발광 표시 패널은, A light emitting display panel according to another aspect of the present invention,
제1 방향으로 뻗어 있으며 선택 신호를 전달하는 복수의 주사선; 제1 방향으로 뻗어 있으며 서로 인접한 2개의 주사선 사이에 배치되고, 상기 인접한 2개의 주사선 중 어느 하나와 동일한 선택신호를 전달하는 복수의 부주사선; 상기 주사선에 절연되어 교차하고 제2 방향으로 뻗어 있으며 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선; 및 상기 주사선, 상기 부주사선 및 상기 데이터선에 각각 연결되어 매트릭스 형태로 배열되는 복수의 화소 회로를 포함한다. A plurality of scan lines extending in a first direction and transmitting a selection signal; A plurality of sub-scanning lines extending in a first direction and disposed between two adjacent scanning lines and transmitting the same selection signal as any one of the two adjacent scanning lines; A plurality of data lines insulated from and intersecting the scan lines and extending in a second direction and transferring data signals; And a plurality of pixel circuits connected to the scan line, the sub scan line, and the data line, respectively, and arranged in a matrix.
여기서, 상기 주사선은 인접한 2개의 화소 회로에 각각 연결되고, 상기 부주사선도 인접한 2개의 화소 회로에 각각 연결될 수 있다.The scan lines may be connected to two adjacent pixel circuits, and the sub-scan lines may be respectively connected to two adjacent pixel circuits.
상기 부주사선은 동일한 선택신호를 전달하는 상기 주사선으로부터 분지되어 형성될 수 있다.The sub-scanning line may be branched from the scanning line for transmitting the same selection signal.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
그리고, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 위에 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a part is connected to another part, this includes not only a directly connected part but also a case where another part is connected in between. Also, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is over another part, this includes not only when the other part is "right over" but also another part in the middle.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화소 회로(110)를 보여주는 등가회로도이다.4 is an equivalent circuit diagram illustrating a
도 4에 도시된 바와 같이, 화소 회로(110)는 트랜지스터(M1-M5), 커패시터(Cst, Cvth), 및 유기 EL 소자(OLED)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the
트랜지스터(M1)는 유기 EL 소자(OLED)를 구동하기 위한 구동 트랜지스터로서, 전압(VDD)을 공급하기 위한 전원과 유기 EL 소자(OLED) 간에 접속되고, 게이트에 인가되는 전압에 의하여 트랜지스터(M5)를 통하여 유기 EL 소자(OLED)에 흐르는 전류를 제어한다. 트랜지스터(M3)는 직전 주사선(Sn-1)으로부터의 선택 신호에 응답하여 트랜지스터(M1)를 다이오드 연결시킨다. 트랜지스터(M1)의 게이트에는 커패 시터(Cvth)의 일전극(A)이 접속되고, 커패시터(Cvth)의 타전극(B) 및 전압(VDD)을 공급하는 전원 간에 커패시터(Cst)와 트랜지스터(M4)가 병렬 접속된다. 트랜지스터(M4)는 직전 주사선(Sn-1)으로부터의 선택 신호에 응답하여 커패시터(Cvth)의 타전극(B)에 전원(VDD)을 공급한다. 트랜지스터(M5)는 현재 주사선(Sn)으로부터의 선택 신호에 응답하여 데이터선(Dm)으로부터 전달되는 데이터 신호를 커패시터(Cvth)의 타전극(B)으로 전달한다. 트랜지스터(M2)는 트랜지스터(M1)의 드레인과 유기 EL 소자(OLED)의 애노드 간에 접속되고, 직전 주사선(Sn-1)으로부터의 선택 신호에 응답하여 트랜지스터(M1)의 드레인과 유기 EL 소자(OLED)를 차단시킨다. 유기 EL 소자(OLED)는 트랜지스터(M1)로부터 트랜지스터(M2)를 통하여 입력되는 전류에 대응하여 빛을 방출한다.The transistor M1 is a driving transistor for driving the organic EL element OLED. The transistor M1 is connected between a power supply for supplying the voltage VDD and the organic EL element OLED, and is applied to the gate by a voltage applied to the gate. The current flowing through the organic EL device OLED is controlled through the controller. The transistor M3 diode-connects the transistor M1 in response to a selection signal from the immediately preceding scan line Sn-1. One electrode A of the capacitor Cvth is connected to the gate of the transistor M1, and the capacitor Cst and the transistor M4 are connected between the other electrode B of the capacitor Cvth and a power supply for supplying the voltage VDD. ) Are connected in parallel. The transistor M4 supplies the power supply VDD to the other electrode B of the capacitor Cvth in response to the selection signal from the immediately preceding scan line Sn-1. The transistor M5 transmits the data signal transmitted from the data line Dm to the other electrode B of the capacitor Cvth in response to the selection signal from the current scan line Sn. The transistor M2 is connected between the drain of the transistor M1 and the anode of the organic EL element OLED, and responds to the selection signal from the immediately preceding scan line Sn-1 and the drain of the transistor M1 and the organic EL element OLED. ). The organic EL element OLED emits light corresponding to the current input from the transistor M1 through the transistor M2.
먼저, 직전 주사선(Sn-1)에 로우 레벨의 주사 전압이 인가되면, 트랜지스터(M3)가 턴온되어 트랜지스터(M1)는 다이오드 연결 상태가 된다. 따라서, 트랜지스터(M1)의 게이트 및 소스간 전압이 트랜지스터(M1)의 문턱전압(Vth)이 될 때까지 변하게 된다. 이때 트랜지스터(M1)의 소스가 전원(VDD)에 연결되어 있으므로, 트랜지스터(M1)의 게이트 즉, 커패시터(Cvth)의 노드(A)에 인가되는 전압은 전원전압(VDD)과 문턱전압(Vth)의 합이 된다. 또한, 트랜지스터(M4)가 턴온되어 커패시터(Cvth)의 노드(B)에는 전원(VDD)이 인가되어, 커패시터(Cvth)에 충전되는 전압(VCVth)은 수학식 2와 같다.First, when a low level scan voltage is applied to the previous scan line Sn- 1, the transistor M3 is turned on, and the transistor M1 is in a diode-connected state. Accordingly, the voltage between the gate and the source of the transistor M1 changes until the threshold voltage Vth of the transistor M1 becomes. At this time, since the source of the transistor M1 is connected to the power supply VDD, the voltage applied to the gate of the transistor M1, that is, the node A of the capacitor Cvth, is the power supply voltage VDD and the threshold voltage Vth. Is the sum of. In addition, since the transistor M4 is turned on and the power supply VDD is applied to the node B of the capacitor Cvth, the voltage VCVth charged in the capacitor Cvth is expressed by
여기서, VCvth는 커패시터(Cvth)에 충전되는 전압을 의미하고, VCvthA는 커패시터(Cvth)의 노드(A)에 인가되는 전압, VCvthB는 커패시터(Cvth)의 노드(B)에 인가되는 전압을 의미한다.Here, VCvth means a voltage charged in the capacitor Cvth, VCvthA means a voltage applied to the node A of the capacitor Cvth, VCvthB means a voltage applied to the node B of the capacitor Cvth. .
또한, N타입의 채널을 갖는 트랜지스터(M2)는 발광제어선(EMIn)의 로우레벨의 신호에 응답하여 차단되어, 트랜지스터(M1)에 흐르는 전류가 유기EL 소자(OLED)로 흐르는 것을 방지하고, 현재 주사선(Sn)에는 하이 레벨의 신호가 인가되므로 트랜지스터(M5)는 차단된다.In addition, the transistor M2 having an N-type channel is blocked in response to the low level signal of the emission control line EMIn, thereby preventing the current flowing through the transistor M1 from flowing to the organic EL element OLED. Since a high level signal is applied to the current scan line Sn, the transistor M5 is cut off.
다음, 현재 주사선(Sn)에 로우 레벨의 주사 전압이 인가되면, 트랜지스터(M5)가 턴온되어 데이터 전압(Vdata)이 노드(B)에 인가된다. 또한, 커패시터(Cvth)에는 트랜지스터(M1)의 문턱 전압(Vth)에 해당되는 전압이 충전되어 있으므로, 트랜지스터(M1)의 게이트에는 데이터 전압(Vdata)과 트랜지스터(M1)의 문턱 전압(Vth)의 합에 대응되는 전압이 인가된다. 즉, 트랜지스터(M1)의 게이트-소스간 전압(Vgs)은 다음의 수학식 3과 같다. 이 때, 발광제어선(EMIn)은 로우레벨의 신호가 인가되어 트랜지스터(M2)는 차단된다. Next, when a low level scan voltage is applied to the current scan line Sn, the transistor M5 is turned on to apply the data voltage Vdata to the node B. In addition, since the capacitor Cvth is charged with a voltage corresponding to the threshold voltage Vth of the transistor M1, the gate of the transistor M1 is charged with the data voltage Vdata and the threshold voltage Vth of the transistor M1. The voltage corresponding to the sum is applied. That is, the gate-source voltage Vgs of the transistor M1 is expressed by
그 다음, 발광제어선(EMIn)의 하이레벨에 응답하여 트랜지스터(M2)가 온되어 트랜지스터(M1)의 게이트-소스 전압(VGS)에 대응하는 전류(IOLED)가 유기EL 소자(OLED)에 공급되어, 유기EL 소자(OLED)는 발광하게 된다. 전류(IOLED)는 수학식 4과 같다.Then, in response to the high level of the emission control line EMIn, the transistor M2 is turned on so that a current IOLED corresponding to the gate-source voltage VGS of the transistor M1 is supplied to the organic EL element OLED. Thus, the organic EL element OLED emits light. The current IOLED is shown in
여기서, 전류(IOLED)는 유기 EL 소자(OLED)에 흐르는 전류, Vgs는 트랜지스터(M1)의 소스와 게이트 사이의 전압, Vth는 트랜지스터(M1)의 문턱 전압, Vdata는 데이터 전압, β는 상수 값을 나타낸다.Here, the current IOLED is a current flowing through the organic EL element OLED, Vgs is a voltage between the source and gate of the transistor M1, Vth is a threshold voltage of the transistor M1, Vdata is a data voltage, and β is a constant value. Indicates.
수학식 4로부터 알 수 있는 바와 같이 전류(IOLED)는 구동 트랜지스터의 문턱전압과 상관없이 데이터전압(Vdata) 및 전원(VDD)에 따라 결정되므로 표시패널은 안정적으로 구동될 수 있다. As can be seen from
그러나, 이와 같은 도 4와 화소회로는 유기EL 소자(OLED)를 발광을 위하여 다수의 소자들 필요로 한다. 따라서 하나의 화소회로가 배치되는 화소영역에 다수의 소자가 배치되어야 하며 또한 일부 소자는 주사선 또는 데이터선에 접속되어야 하므로 배치 상의 어려움이 존재한다. 더욱이, 현재 주사선(Sn)의 선택신호에 응답하여 동작하는 트랜지스터(M5)와 직전 주사선(Sn-1)의 선택신호에 응답하여 동작하는 트랜지스터(M3 및 M4)를 포함하는 경우, 하나의 주사선이 스위칭 트랜지스터(M5)와, 트랜지스터들(M3, M4)이 연결되어야 하므로 더욱 배치상의 어려움이 존재한다. However, the pixel circuit of FIG. 4 and the like require the organic EL element OLED to emit light. Therefore, since a plurality of elements must be disposed in the pixel region in which one pixel circuit is disposed, and some elements must be connected to the scan line or the data line, there is a difficulty in arrangement. Furthermore, when the transistor M5 which operates in response to the selection signal of the current scan line Sn and the transistors M3 and M4 which operate in response to the selection signal of the previous scan line Sn-1, one scan line Since the switching transistor M5 and the transistors M3 and M4 have to be connected, there are more layout difficulties.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배치구조의 일 예를 보여주는 평면도이고, 도 6은 도 5의 Ⅰ~Ⅰ' 부분의 단면도이다. 도 5에서 부분들(Ⅰ-1 ~ Ⅰ-7) 각각은 도 6에서 부분들(Ⅰ-1 ~ Ⅰ-7)에 해당된다. 도 5 및 도 6에서는, 현재 화소(Pn)의 구성요소에 대하여 지시번호를 부여하고 직전 화소(Pk-1)의 구성요소의 지시번호는 현재 화소(Pk)의 구성요소의 지시번호와 동일한 번호에 (')를 추가하여 표시하였다.5 is a plan view showing an example of an arrangement according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view of the portion I ~ I 'of FIG. Each of parts I-1 to I-7 in FIG. 5 corresponds to parts I-1 to I-7 in FIG. 6. In FIG. 5 and FIG. 6, an instruction number is given to a component of the current pixel Pn, and an instruction number of a component of the immediately preceding pixel Pk-1 is the same as an instruction number of a component of the current pixel Pk. Indicated by adding (') to the mark.
도 5 및 도 6에서와 같이, 절연 기판(1) 위에 산화 규소 등으로 이루어진 차단층(10)이 형성되고, 차단층(10) 위에 반도체층인 다결정 규소층(poly silicon layer)(21, 22, 23, 24, 25, 26)이 형성된다. 5 and 6, a
다결정 규소층(21)은 '⊂'자 모양으로 현재 화소(Pn)의 트랜지스터(M5)의 소스영역, 드레인영역 및 채널영역을 포함하는 반도체층을 형성한다. 다결정 규소층(22)은 가로방향으로 형성되며 현재 화소(Pn)의 트랜지스터(M4)의 반도체층을 형성한다. 다결정 규소층(23)은 직사각형 형상으로 커패시터(Cst)의 일전극을 형성한다. 다결정 규소층(24)은 "└"자 형상의 넓은 다각형 모양으로 형성되며 커패시터(Cvth)의 일전극(A)이 된다. 다결정 규소층(25)은 "n"자 형상으로 다결정 규소층(24)와 연결되어 트랜지스터(M1) 및 트랜지스터(M3)의 반도체층을 형성한다. 다결정 규소층(26)은 세로 방향으로 뻗어 있으며 현재 화소(Pn)의 트랜지스터(M2)의 반도체층을 형성한다. The
이렇게 형성된 다결정 규소층(21, 22, 23, 24, 25, 26) 위에 게이트절연막(30)이 형성된다. The
게이트절연막(30) 위에 게이트 전극들(41, 42, 43, 44, 45, 46, 47)이 형성된다. 구체적으로, 현재 화소(Pn)의 발광제어선(EMIn)에 대응하는 게이트전극(41)은 가로 방향으로 뻗어 있으며 현재 화소의 트랜지스터(M2)의 게이트전극을 형성한 다. 제1 직전 주사선(Sn-1)에 대응하는 게이트전극(42)은 'ㅗ'자 모양으로 형성되어 직전 화소(Pn-1)의 스위칭 트랜지스터(M5)의 이중 게이트전극을 형성한다. 게이트전극(43)은 구동 트랜지스터(M1)의 게이트전극을 형성한다. 제2 직전 주사선(Sn-1)에 대응하는 게이트전극(44)은 'ㅜ'자 형상으로 형성되어 트랜지스터(M4)의 게이트전극을 형성한다. 특별히 도시하지는 않았지만, 게이트전극(42)과 게이트전극(44)은 주사구동부(200)의 출력선에 각각 연결될 수도 있고, 주사구동부(200)의 하나의 출력선에 게이트전극(42)과 게이트전극(44) 중 어느 하나가 연결되고 다른 하나는 주사구동부(200)의 출력선에 연결된 어느 하나로부터 분지되어 형성될 수도 있다.
다음 화소(Pn+1)의 발광제어선(EMIn+1)에 대응하는 게이트전극(45)은 가로 방향으로 뻗어 있으며 다음 화소(P+1)의 트랜지스터(M2)의 게이트전극을 형성한다. 제1 현재 주사선(Sn)에 대응하는 게이트전극(46)은 'ㅗ' 모양으로 형성되어 현재 화소(Pn)의 스위칭 트랜지스터(M5)의 이중 게이트전극을 형성한다. 게이트전극(47)은 커패시터(Cst) 및 커패시터(Cvth)가 직렬로 연결되는 노드(B)를 형성한다.The
이와 같은 게이트 전극(41, 42, 43, 44, 45, 46, 47) 위에 층간절연막(50)이 형성된다. 층간절연막(50) 위에는 콘택홀들(51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b, 54a, 55a, 55b, 56a, 56b, 57a, 57b)을 통하여 해당 전극들에 접촉되도록 데이터선(71), 전원선(72, 72') 및 전극들(73, 74, 75, 76)이 형성된다.The
데이터선(71)은 열방향으로 길게 뻗어 있으며 층간절연막(50) 및 게이트절연막(30)을 관통하는 접촉구(51a)를 통하여 다결정 규소층(21)에 연결되어 트랜지스 터(M2)의 드레인전극을 형성한다. The
전원선(72 및 72')은 데이터선(71)과 유사하게 열방향으로 길게 뻗어 있다. 또한, 전원선(72')은 층간절연막(50) 및 게이트절연막(30)을 관통하는 접촉구(52a)를 통하여 다결정 규소층(22)에 연결되어 트랜지스터(M4)의 소스전극을 형성하고, 전원선(72)은 층간절연막(50) 및 게이트절연막(30)을 관통하는 접촉구(53b)를 통하여 다결정 규소층(23)에 연결되어 커패시터(Cst)의 일전극을 형성한다. 또한 전원선(72)은 층간절연막(50) 및 게이트절연막(30)을 관통하는 접촉구(54a)를 통하여 트랜지스터(M1)의 소스전극을 형성한다. The
전극(73)은 열방향으로 길게 형성되며, 층간절연막(50) 및 게이트절연막(30)을 관통하는 접촉구(51b)를 통하여 다결정 규소층(21)에 연결되어 트랜지스터(M5)의 드레인전극을 형성하고, 접촉구(52b)를 통하여 다결정 규소층(22)에 연결되어 트랜지스터(M4)의 드레인 전극을 형성하며, 층간절연막(50)을 관통하는 접촉구(53a)를 통하여 게이트전극(47)에 연결되어 커패시터(Cst)의 일전극을 형성한다. 즉, 전극(73)은 트랜지스터(M5)의 드레인전극, 트랜지스터(M4)의 드레인전극, 커패시터(Cst) 및 커패시터(Cvth)가 전기적으로 연결되는 노드(B)가 된다.The
전극(74)은 작은 "└"자 형상을 형상되며, 층간절연막(50)을 관통하는 접촉구(55a 및 55b)를 통하여 게이트전극(43)에 연결되고 층간절연막(50) 및 게이트절연막(30)을 관통하는 접촉구(56b)를 통하여 다결정 규소층(24)와 연결되어 형성된 다결정 규소층(25)에 연결되어 트랜지스터(M3)의 드레인전극을 형성한다. 따라서 전극(74)은 트랜지스터(M1)의 게이트전극(43), 트랜지스터(M3)의 드레인전극(25) 및 커패시터(Cvth)의 일전극(24)이 연결되는 노드(A)가 된다.The
전극(75)은 굴곡(┏┛) 모양으로 형성되며, 층간절연막(50) 및 게이트절연막(30)을 관통하는 접촉구(56b)를 통하여 다결정 규소층(25)에 연결되어 트랜지스터(M1)의 드레인전극 및 트랜지스터(M3)의 소스전극을 형성하고, 접촉구(57a)를 통하여 다결정 규소층(26)에 연결되어 트랜지스터(M2)의 소스전극을 형성한다. 따라서 전극(75)은 트랜지스터(M1)의 드레인전극, 트랜지스터(M3)의 소스전극 및 트랜지스터(M2)의 소스전극이 연결되는 노드가 된다.The
전극(76)은 정사각형 모양으로 형성되며, 층간절연막(50) 및 게이트절연막(30)을 관통하는 접촉구(57b)를 통하여 다결정 규소층(26)에 연결되어 트랜지스터(M2)의 드레인전극을 형성하고 표시소자(OLED)의 애노드전극(85)에 연결된다. The
도 5에는 도시되지 않았지만, 데이터선(71), 전원선(72, 72') 및 전극들(73, 74, 75, 76) 위에는 평탄화막(80)이 형성되고, 이 평탄화막(80)상에 접촉구(57b)를 통하여 트랜지스터(M2)의 드레인과 연결되는 애노드전극(80)이 대략 전체 화소영역에 걸쳐 형성된다. 이 애노드전극(85) 상에 유기발광층(90) 등이 형성되어 유기EL 소자가 형성된다.Although not shown in FIG. 5, a
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 배치구조에서, 동일한 선택신호를 인가화는 주사선(42, 44)을 2개씩 마련함으로써, 서로 다른 선택신호에 의해 동작하는 화소 회로가 배치되는 화소영역에서 열방향으로 형성되는 배선의 수를 줄일 수 있다. 또한 이에 의해 화소영역을 보다 용이하게 배치시킬 수 있다.Thus, in the arrangement structure according to the embodiment of the present invention, by providing two
이상에서 본 발명의 실시예로서, 하나의 화소회로가 5개의 트랜지스터 및 2개의 커패시터를 포함하는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 5개의 트랜지스터 및 2개의 커패시터를 포함하는 화소회로뿐만 아니라, 하나의 화소회로가 2개 이상의 선택신호에 기초하여 동작하는 경우에는 모두 적용될 수 있다. 즉, 본 발명의 권리범위는 실시예와 같은 구조에 한정되는 것은 아니며, 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.As an embodiment of the present invention, the case in which one pixel circuit includes five transistors and two capacitors has been described. However, the present invention is not only a pixel circuit including five transistors and two capacitors, but also one pixel. All may be applied when the circuit is operated based on two or more selection signals. That is, the scope of the present invention is not limited to the same structure as the embodiment, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the claims also belong to the scope of the present invention.
본 발명에 따라, 서로 다른 선택신호에 의해 동작하는 화소에서 선택신호를 인가하는 주사선을 각각 2개씩 마련함으로써 열방향으로 형성되는 배선의 수를 줄일 수 있다. 특히, 화소회로가 다수의 소자들에 의해 구동되는 경우, 발광영역의 감소 없이 각 소자들을 보다 효율적이고 용이하게 화소 영역에 배치할 수 있다.According to the present invention, the number of wirings formed in the column direction can be reduced by providing two scanning lines for applying the selection signal in the pixels operated by different selection signals. In particular, when the pixel circuit is driven by a plurality of devices, each device may be disposed in the pixel area more efficiently and easily without reducing the light emitting area.
한편, 하나의 선택신호에 의해 동작하는 화소에서도, 화소영역이 열방향으로 길게 배치되는 경우, 동일한 선택신호를 전달하는 주사선을 복수개 형성함으로써 열방향으로 형성되는 주사선의 분지가지를 줄일 수 있다. 따라서 좁은 열방향의 폭만으로도 용이하게 구동용 소자들을 배치할 수 있다. On the other hand, even in a pixel operated by one selection signal, when the pixel region is arranged long in the column direction, branch branches of the scan lines formed in the column direction can be reduced by forming a plurality of scan lines that transmit the same selection signal. Therefore, the driving elements can be easily arranged even with a narrow width in the column direction.
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