KR100602363B1 - 발광제어구동부 및 그를 이용한 발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광제어구동부 및 그를 이용한 발광 표시장치에 관한 것으로, 제 1 내지 제 3 주사신호를 입력받아 동작하는 발광제어신호발생회로를 복수 개 포함하며, 상기 발광제어신호발생회로는, 상기 제 1 주사신호 및 상기 제 2 주사신호 중 적어도 하나의 주사신호에 따라 제 1 전압을 출력단에 전달하는 제 1 스위칭소자, 게이트-소스간 전압에 따라 제 2 전압을 출력단에 전달하는 제 2 스위칭소자, 상기 제 1 주사신호 및 상기 제 2 주사신호 중 적어도 하나의 주사신호에 따라 상기 제 2 스위칭소자의 게이트와 소스의 전압을 같게 하는 제 3 스위칭소자; 및 상기 제 3 주사신호에 따라 상기 제 2 스위칭소자를 선택적으로 온상태가 되도록 하며, 상기 제 2 스위칭소자의 게이트 소스 간의 전압을 유지하는 캐패시터를 구비하는 발광제어구동부를 제공하는 것이다.
따라서, 트랜지스터의 문턱전압을 보상하여 휘도의 불균일을 방지하고 발광제어신호발생회로를 통해 주사신호를 이용하여 발광제어신호를 생성하도록 하며, 발광제어신호발생회로에 의해 소비전력을 감소시키고 발광제어신호발생회로의 출력이 풀스윙하도록 하여 원하는 발광제어신호의 전압레벨을 만들수 있게 된다.
발광제어, 정적전류, 소비전력

Description

발광제어구동부 및 그를 이용한 발광 표시장치{EMISSION DRIVER AND LIGHT EMITTING DISPLAY FOR USING THE SAME}
도 1은 종래 기술에 의한 발광 표시장치에 일부분을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 발광 표시장치의 제 1 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 발광표시장치에서 채용한 주사구동부의 일부를 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 발광제어구동부에서 채용한 발광제어신호발생회로의 제 1 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 5는 도 4의 발광제어신호발생회로의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 6는 본 발명에 따른 발광 표시장치에서 채용한 화소의 제 1 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 7은 도 6에 도시된 화소의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 8은 본 발명에 따른 발광제어구동부에서 채용한 발광제어신호발생회로의 제 2 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 9는 도 8의 발광제어신호발생회로의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 10는 본 발명에 따른 발광 표시장치에서 채용한 화소의 제 2 실시예를 나 타내는 회로도이다.
도 11은 도 10에 도시된 화소의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
***도면의 주요부분에 대한 부호 설명***
100: 화상표시부 110: 화소
200: 데이터구동부 300: 주사구동부
301: 시프트레지스터 310: 발광제어구동부
본 발명은 발광제어구동부 및 그를 이용한 발광 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세히 설명하면, 주사신호를 입력받아 발광제어신호를 출력하도록 하는 발광제어신호발생회로를 이용하는 발광제어구동부 및 그를 이용한 발광 표시장치에 관한 것이다.
발광소자는 빛을 발산하는 박막인 발광층이 캐소드 전극과 애노드 전극 사이에 위치하는 구조를 갖고 발광층에 전자 및 정공을 주입하여 이들을 재결합시킴으로써 여기자가 생성되며 여기자가 낮은 에너지로 떨어지면서 발광하는 특성을 가지고 있다.
이러한 발광소자는 발광층이 무기물 또는 유기물로 구성되며, 발광층의 종류에 따라 무기 발광소자와 유기 발광소자로 구분한다.
도 1은 종래 기술에 의한 발광 표시장치에 일부분을 나타내는 구성도이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 화소는 발광소자(OLED) 및 화소회로를 포함한다. 화소회로는 제 1 트랜지스터(M1), 제 2 트랜지스터(M2) 및 캐패시터(Cst)를 포함한다. 그리고, 제 1 트랜지스터(M1) 및 제 2 트랜지스터(M2)는 각각 게이트, 소스 및 드레인을 가지며 캐패시터(Cst)는 제 1 전극과 제 2 전극을 가진다.
제 1 트랜지스터(M1)는 소스가 전원 공급선(Vdd)에 연결되어 화소전원을 전달받고 드레인이 발광소자(OLED)의 애노드전극에 연결되며 게이트가 제 1 노드(A)와 연결된다. 제 1 노드(A)는 제 2 트랜지스터(M2)의 드레인과 연결된다. 제 1 트랜지스터(M1)는 데이터 신호에 대응되는 전류를 발광소자(OLED)에 공급하는 기능을 수행한다.
제 2 트랜지스터(M2)는 소스가 데이터선(D1)에 연결되고 드레인이 제 1 노드(A)와 연결되며 게이트는 제 1 주사선(S1)과 연결된다. 그리고, 게이트에 인가되는 주사신호에 따라 데이터 신호를 제 1 노드(A)에 전달한다.
캐패시터(Cst)는 제 1 전극이 전원공급선(Vdd)에 연결되고 제 2 전극이 제 1 노드(A)에 연결된다. 그리고, 데이터 신호에 대응하여 소정의 전압을 저장하며, 저장된 전압에 의해 한 프레임의 시간 동안 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트-소스간의 전압을 유지하여 제 1 트랜지스터(M1)의 동작을 한 프레임의 시간 동안 유지시킨다.
상기와 같이 구성된 화소는 캐패시터(Cst)에 저장된 전압이 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트에 전달되어 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트-소스간의 전압에 전달된 전압에 대응하여 발광소자에 전류를 흐르도록 한다. 캐패시터(Cst)에 의해 제 1 트랜지스터의 게이트-소스간 전압과 발광소자에 흐르는 전류는 하기의 수학식 1에 해당한다.
Figure 112005001220363-pat00001
Figure 112005001220363-pat00002
여기서, Vgs는 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트-소스간 전압, Vdd는 화소전원의 전압, Vdata는 데이터 신호의 전압, Vth는 제 1 트랜지스터(M1)의 문턱전압, β는 제 1 트랜지스터(M1)의 이득계수(gain factor)에 해당한다.
하지만 이러한 화소는 상기 수학식 1 에 나타나 있는 것과 같이 발광소자(OLED)로 흐르는 전류가 제 1 트랜지스터의 문턱전압에 대응되어 흐르게 된다. 따라서, 발광표시장치의 제조공정상에 발생하는 제 1 트랜지스터(M1)의 문턱전압의 불균일에 따른 휘도의 불균일이 발생하게 되며, 발광표시장치의 화면 품위가 떨어지게 된다.
따라서, 본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 트랜지스터의 문턱전압을 보상하여 휘도의 불균일을 보상하며, 주사신호에 의해 발광제어신호를 생성하고 저전력을 소비하는 발광제어신호발 생회로에 의해 발광제어신호를 생성하여 소비전력이 적은 발광제어구동부 및 그를 이용한 발광표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서 본 발명의 제 1 측면은, 제 1 내지 제 3 주사신호를 입력받아 동작하는 발광제어신호발생회로를 복수 개 포함하며, 상기 발광제어신호발생회로는, 상기 제 1 주사신호 및 상기 제 2 주사신호 중 적어도 하나의 주사신호에 따라 제 1 전압을 출력단에 전달하는 제 1 스위칭소자, 게이트-소스간 전압에 따라 제 2 전압을 출력단에 전달하는 제 2 스위칭소자, 상기 제 1 주사신호 및 상기 제 2 주사신호 중 적어도 하나의 주사신호에 따라 상기 제 2 스위칭소자의 게이트와 소스의 전압을 같게 하는 제 3 스위칭소자; 및 상기 제 3 주사신호에 따라 상기 제 2 스위칭소자를 선택적으로 온상태가 되도록 하며, 상기 제 2 스위칭소자의 게이트 소스 간의 전압을 유지하는 캐패시터를 구비하는 발광제어구동부를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 측면은, 제 1 전극은 제 1 전원에 연결되고 제 2 전극은 발광제어신호를 출력하는 출력단에 연결되며, 제 1 게이트는 제 1 주사신호를 전달하는 제 1 주사선에 연결되고 제 2 게이트는 제 2 주사신호를 전달하는 제 2 주사선에 연결되는 제 1 스위칭소자, 제 1 전극은 상기 출력단에 연결되고 제 2 전극은 제 2 전원에 연결되며 게이트는 제 1 노드에 연결되는 제 2 스위칭소자, 제 1 전극은 상기 제 1 스위칭소자의 제 2 전극에 연결되며 제 2 전극은 상기 제 1 노드에 연결되는 제 3 스위칭소자, 제 1 전극은 상기 제 1 노드에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 2 전원에 연결되며 게이트는 제 3 주사신호를 전달하는 제 3 주사선에 연결되는 제 4 스위칭소자 및 상기 제 1 노드와 상기 출력단 사이에 연결되는 캐패시터를 포함하는 발광제어구동부를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 3 측면은, 복수의 주사신호를 출력하는 시프트레지스터 및 상기 시프트레지스터에서 출력하는 상기 복수의 주사신호를 입력받아 발광제어신호를 생성하는 발광제어구동부를 포함하며, 상기 발광제어구동부는 상기 제 1 또는 제 2 측면에 의한 것인 주사구동부를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 4 측면은, 복수의 화소를 포함하며 화상표시부, 상기 화상표시부에 데이터신호를 전달하는 데이터구동부 및 상기 화상표시부에 주사신호와 발광제어신호를 전달하는 주사구동부를 포함하며, 상기 주사구동부는 상기 제 3 측면에 의한 발광제어구동부를 포함하는 화상표시장치를 제공하는 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 발광 표시장치의 제 1 실시예를 나타내는 구성도이다. 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 발광 표시장치는 화상을 표현하는 화상표시부(100), 데이터신호를 전달하는 데이터구동부(200), 주사신호를 전달하는 주사구동부(300)를 포함한다.
화상표시부(100)는 발광소자와 화소회로로 이루어지는 복수의 화소(110), 행방향으로 배열된 복수의 주사선(S1,S2,...Sn-1,Sn), 복수의 발광제어선(E1, E2.....En-1,En), 열방향으로 배열된 복수의 데이터선(D1, D2,....Dm-1, Dm) 및 화소전원을 공급하는 복수의 화소전원선(미도시)을 포함한다.
그리고, 화상표시부(100)는 주사선(S1,S2,...Sn-1,Sn)에서 전달되는 주사신호와 데이터선(D1, D2,....Dm-1, Dm)에서 전달되는 데이터 신호가 화소회로에 전달되며 화소회로는 데이터신호에 대응되는 전류를 생성하며 생성된 전류는 발광제어선(E1, E2.....En-1,En)에 의해 전달되는 발광제어신호에 의해 발광소자(OLED)에 전달하도록 한다.
데이터 구동부(200)는 데이터선(D1, D2,....Dm-1, Dm)과 연결되어 화상표시부(100)에 데이터 신호를 전달한다.
주사 구동부(300)는 화상표시부(100)의 측면에 구성되며, 복수의 주사선(S1,S2,...Sn-1,Sn)과 복수의 발광제어선(E1, E2.....En-1,En)에 연결되어 주사신호와 발광제어신호를 화상표시부(100)에 전달하며 데이터신호가 주사신호에 의해 선택된 화소(110)에 전달되도록 하도록 하고 화소(110)가 발광제어신호에 의해 발광하도록 한다.
이러한, 주사구동부(300)는 주사신호를 생성하는 시프트레지스터와 주사신호를 입력받아 발광제어신호를 생성하는 발광제어구동부(310)를 포함하며, 발광제어구동부(310)는 복수의 발광제어신호발생회로를 포함하여 하나의 발광제어신호발생회로는 3 개의 주사신호를 입력받아 하나의 발광제어신호를 출력한다.
도 3은 본 발명에 따른 발광표시장치에서 채용한 주사구동부의 일부를 나타 내는 구성도이다. 도 3을 참조하여 설명하면, 주사구동부(300)는 주사신호를 출력하는 시프트 레지스터(301)와 주사신호를 입력받아 발광제어신호를 출력하는 발광제어구동부(310)를 포함한다.
시프트 레지스터(301)는 스타트 펄스를 입력받아 순차적으로 스타트 펄스를 시프트하여 펄스신호를 순차적으로 출력하며 이러한 펄스신호를 이용하여 주사신호를 생성하며, 시프트 레지스터(301)는 NAND게이트, NOR 게이트 등의 논리게이트를 이용하여 출력되는 복수의 펄스신호를 논리연산하여 주사신호로 사용할 수 있다.
발광제어구동부(310)는 복수의 발광제어신호발생회로를 포함하며, 하나의 발광제어신호발생회로는 3개의 주사신호를 전달받아 하나의 발광제어신호를 생성하며, 3 개의 주사신호는 연속된 3 개의 주사신호를 사용할 수 있다.
위에서 아래 방향으로 순서대로 제 1 내지 제 6 발광제어신호발생회로(311 내지 316)라 칭하여 설명하면 다음과 같다.
제 1 내지 제 3 주사신호(s1 내지 s3)는 제 1 발광제어신호발생회로(311)에 입력되어 제 1 발광제어신호(e1)를 출력하고 제 2 내지 제 4 주사신호(s2 내지 s4)는 제 2 발광제어신호발생회로(312)에 입력되어 제 2 발광제어신호(e2)를 출력한다. 그리고, 제 3 내지 제 5 주사신호(s3 내지 s5)는 제 3 발광제어신호발생회로(313)에 입력되어 제 3 발광제어신호(e3)를 출력한다. 이러한 방식으로 제 4 발광제어신호발생회로 내지 제 6 발광제어신호발생회로(314 내지 316)는 제 4 내지 제 6 발광제어신호(e4 내지 e6)를 출력한다.
그리고, 제 1 내지 제 6 주사신호(s1 내지 s6)는 별도의 라인을 통해 발광제 어신호발생회로를 거치지 않고 화상표시부(100)에 입력되도록 하여 제 1 내지 제 6 주사신호(s1 내지 s6)에 의해 화상표시부(100)의 각 행이 순차적으로 선택되도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 발광제어구동부에서 채용한 발광제어신호발생회로의 제 1 실시예를 나타내는 회로도이다. 도 4를 참조하여 설명하면, 발광제어신호발생회로는 제 1 전원(Vpos)과 출력단(N2) 사이에 접속된 제 1 스위칭소자(SW1), 출력단(N2)과 제 2 전원(Vneg) 사이에 접속된 제 2 스위칭소자(SW2), 제 1 전극이 출력단(N2)에 접속되고 제 2 전극이 제 2 스위칭소자(SW2)의 게이트전극에 연결된 제 1 노드(N1)에 접속된 캐피시터(C)와, 제 1 노드(N1)와 출력단(N2) 및 제 1 스위칭소자(SW1)의 게이트전극에 접속된 제 3 스위칭소자(SW3)와, 제 1 노드(N1)와 제 2 전원(Vneg) 사이에 접속된 제 4 스위칭소자(SW4)를 구비한다. 여기서, 제 1 전원(Vpos)의 전압레벨은 제 2 전원(Vneg)의 전압레벨보다 높다. 또한, 제 1 내지 제 4 스위칭소자(SW1 내지 SW4)는 PMOS 트랜지스터이며, 제 1 및 제 3 스위칭소자(SW1, SW3)는 각각 두 개의 트랜지스터가 결합되어 구현되어 있는 트랜스미션 게이트(Transmission Gate)구조를 갖는 트랜지스터로 구현되어 각각 하나의 소스와 하나의 드레인과 두 개의 제 1 게이트와 제 2 게이트를 구비한다. 그리고, 제 2 및 제 4 스위칭소자(SW2, SW4)는 하나의 트랜지스터로 구현된다.
제 1 스위칭소자(SW1)의 소스는 제 1 전원(Vpos)에 접속되고, 드레인은 출력단(N2)에 접속된다. 제 1 스위칭소자(SW1)의 제 1 게이트전극에는 제 1 주사신호 (sn)가 전달되고 제 2 게이트전극에는 제 2 주사신호(sn-1)가 전달된다. 이러한, 제 1 트랜지스터(M1)는 제 1 또는 제 2 주사신호(sn 또는 sn-1)에 따라 제 1 전압을 출력단(N2)으로 공급하는 제 1 패스를 형성한다.
제 2 스위칭소자(SW2)의 게이트는 제 1 노드(N1)에 접속되고, 소스는 출력단(N2)에 접속되며 드레인은 제 2 전원(Vneg)에 접속된다. 이러한, 제 2 스위칭소자(SW2)는 제 1 노드(N1), 즉 게이트의 전압에 따라 제 2 전원(Vneg)을 출력단(N2)에 공급하는 제 2 패스를 형성한다. 이때, 제 1 전원(Vpos)의 전압레벨은 제 2 전원(Vneg)의 전압레벨보다 높다.
제 3 스위칭소자(SW3)의 소스은 출력단(N2)에 접속되고 드레인은 제 1 노드(N1)에 접속되며 제 3 스위칭소자(SW3)의 제 1 게이트에는 제 1 주사신호(sn)가 전달되고 제 2 게이트에는 제 2 주사신호(sn-1)가 전달된다. 이러한, 제 3 스위칭소자(SW3)는 제 1 또는 제 2 주사신호(sn 또는 sn-1)에 따라 제 1 스위칭소자(SW1)를 경유하여 공급되는 제 1 전원(Vpos)을 제 1 노드(N1)에 공급한다. 이에 따라, 제 3 스위칭소자(SW3)는 로우 레벨의 제 1 또는 제 2 주사신호(sn 또는 sn-1)에 의해 온상태가 되어 제 2 스위칭소자(SW2)의 게이트-소스간의 전압이 동일하게 하여 제 2 스위칭소자(SW2)를 통해 형성되는 제 2 패스를 차단하는 역할을 한다.
제 4 스위칭소자(SW4)의 소스는 제 1 노드(N1)에 접속되고 드레인은 제 2 전원(Vneg)에 접속되며 게이트에는 제 3 주사신호(sn+1)가 전달된다. 이러한, 제 4 스위칭소자(SW4)는 제 3 주사신호(sn+1)에 따라 제 2 전압이 제 1 노드(N1)에 공급한다.
캐피시터(C)는 출력단(N2)에 접속되는 제 1 전극과 제 1 노드(N1)에 접속되는 제 2 전극을 가진다. 이러한, 캐피시터(C)는 제 4 스위칭소자(SW4)의 스위칭동작에 따라 제 2 스위칭소자(SW2)의 게이트-소스간의 전압을 저장한 후, 제 2 스위칭소자(SW2)의 게이트-소스간의 전압에 따라 제 2 스위칭소자(SW2)를 스위칭시키는 역할을 한다. 이러한, 캐피시터(C)는 제 4 스위칭소자(SW4)의 스위칭동작에 따라 제 2 스위칭소자(SW2)의 온(On) 상태를 유지시켜 제 2 패스가 지속적으로 유지되도록 한다.
도 5는 도 4의 발광제어신호발생회로의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 도 5를 참조하여 설명하면, 발광제어신호발생회로(310)에 입력되는 신호를 주사구동부(300)의 시프트레지스터(301)에서 출력되는 주사신호를 이용하며, 제 1 내지 제 3 주사신호(sn-1, sn, sn+1)를 입력받아 하나의 발광제어신호를 출력한다. 제 1 주사신호(sn)은 하나의 행을 선택하여 데이터신호가 전달되도록 하는 주사신호이고, 제 2 주사신호(sn-1)은 제 1 주사신호(sn) 보다 한 행 앞선 행에 입력되는 주사신호이며, 제 3 주사신호(sn+1)은 제 1 주사신호(sn)보다 한 행 뒤에 있는 행에 입력되는 주사신호이다.
제 1 및 제 3 주사신호(sn,sn+1)가 하이 상태로 입력되고 제 2 주사신호(sn)가 로우상태로 입력되는 제 1 구간(T1)과 제 1 주사신호(sn)는 하이 상태로 입력되고 제 2 및 제 3 주사신호(sn-1,sn+1)가 로우상태로 입력되는 제 2 구간(T2)에서는 제 1 스위칭소자(SW1)와 제 3 스위칭소자(SW3)는 온상태가 되고 제 4 스위칭소자 (SW4)는 오프 상태가 된다. 따라서, 제 1 전원(Vpos)이 제 1 스위칭소자(SW1)를 통해 출력단에 전달되고 제 1 스위칭소자(SW1)와 제 3 스위칭소자(SW3)를 통해 제 1 노드(N1)에 전달된다. 따라서, 제 1 구간(T1)에서 출력단(N2)에는 제 1 전원(Vpos)의 전압레벨이 출력된다.
또한, 제 3 스위칭소자(SW3)에 의해 제 2 스위칭소자(SW2)에 소스와 게이트에 각각 제 1 전원(Vpos)이 전달되어 제 2 스위칭소자(SW2)의 게이트-소스간의 전압차이는 제로(0)가 되어 제 2 스위칭소자(SW2)의 소스와 드레인 간의 패스가 차단되며 출력단(N2)과 제 2 스위칭소자(SW2)를 통해 제 2 전원(Vneg)으로 정적전류(Static Current)가 흐르지 못하게 된다.
따라서, 출력단(N2)에서 제 1 전원(Vpos)의 전압레벨을 출력하는 동안 제 3 스위칭소자(SW3)를 이용하여 제 2 스위칭소자(SW2)의 게이트-소스간의 전압레벨의 차이를 제로(0)로 하여 정적전류 패스를 차단함으로써 소비전력을 감소시킨다.
이어서, 제 3 구간(T2)에서 제 1 및 제 2 주사신호(sn,sn-1)가 하이 상태가 되고 제 3 주사신호(sn+1)가 로우상태가 되면, 제 1 및 제 3 스위칭소자(SW1,SW3)는 오프 상태가 되고 제 4 스위칭소자(SW4)는 온상태가 된다.
제 4 스위칭소자(SW4)가 온상태가 됨에 따라 제 1 노드(N1)의 전압이 강하하여, 캐피시터(C)의 제 2 단자와 제 1 단자 사이, 즉 제 2 스위칭소자(SW2)의 소스와 게이트 사이에는 제 2 스위칭소자(SW2)의 문턱전압의 절대값(|Vth|) 이상의 전압이 인가된다. 이와 같이 동작하여, 제 2 스위칭소자(SW2)는 온상태가 된다.
그 후, 제 1 노드(N1)의 전압이 계속 강하하여 제 4 스위칭소자(SW4)의 소스 와 게이트 사이의 전압이 제 4 스위칭소자(SW4)의 문턱전압의 절대값 이하가 되면, 제 4 스위칭소자(SW4)는 오프상태가 된다.
제 4 스위칭소자(SW4)가 오프상태가 되면, 캐피시터(C)의 제 1 단자는 플로팅(floating) 상태가 되어 캐피시터(C)에 저장된 전압은 일정하게 유지된다. 따라서, 캐피시터(C)의 제 2 단자와 제 1 단자 사이에 저장된 전압은 제 2 스위칭소자(SW2)의 문턱전압의 절대값(|Vth|) 이상의 전압을 유지하게 되므로, 출력단(N2)의 전압이 제 2 전원(Vneg)의 전압레벨에 도달하도록 제 2 스위칭소자(SW2)가 온 상태를 유지하도록 하여 풀-다운(Full-Down)이 되도록 한다.
또한, 제 1 전원(Vpos)의 전압레벨은 하이 상태의 발광제어신호(en)의 전압레벨이 되며, 제 2 전원(Vneg)의 전압레벨은 로우 상태의 발광제어신호(en)의 전압레벨이 된다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 발광제어신호발생회로는 제 3 스위칭소자(SW3)를 이용하여 제 1 전원(Vpos)의 전압레벨을 출력하는 동안에 제 2 스위칭소자(SW2)의 정적전류 패스를 차단하여 전류손실을 감소시킴과 아울러 캐피시터(C)를 이용하여 제 2 스위칭소자(SW2)의 온 상태를 유지시켜 풀-다운되는 제 2 전원(Vneg)의 전압레벨을 출력하게 된다.
결과적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 발광제어신호발생회로는 풀 스윙(Full Swing)되는 제 1 전원의 전압레벨과 제 2 전원의 전압레벨의 출력이 가능함과 아울러 PMOS 트랜지스터의 정적전류에 의한 전류손실을 줄여 소비전력이 감소된다.
또한, 발광제어신호발생회로에 의해 출력되는 발광제어신호는 제 1 전원의 전압레벨과 제 2 전원의 전압레벨 사이를 풀스윙하게 되어 화상표시부(100)에서 발광제어신호를 입력받아 정확한 동작을 할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 발광 표시장치에서 채용한 화소의 제 1 실시예를 나타내는 회로도이다. 도 6을 참조하여 설명하면, 화소는 발광소자(OLED)와 화소회로를 포함하며, 각 화소회로는 제 1 트랜지스터 내지 제 5 트랜지스터(M1 내지 M5)와 제 1 캐패시터(Cst) 및 제 2 캐패시터(Cvth)를 포함한다.
제 1 내지 제 5 트랜지스터(M1 내지 M5)는 소스, 드레인 및 게이트를 구비하며 제 1 내지 제 5 트랜지스터(M1 내지 M5) P 모스(MOS) 형태의 트랜지스터로 구현되되며, 각각의 트랜지스터의 소스와 드레인은 물리적인 차이가 없어 제 1 전극과 제 2 전극으로 칭할 수 있다. 또한, 제 1 캐패시터(Cst)와 제 2 캐패시터(Cvth)는 제 1 전극과 제 2 전극을 구비한다.
제 1 트랜지스터(M1)는 소스는 화소전원선(Vdd)에 연결되어 화소전원을 전달받고 드레인은 제 1 노드(A)에 연결되며 게이트는 제 2 노드(B)에 연결되어 게이트에 인가되는 전압에 따라 소스에서 드레인방향으로 흐르는 전류의 전류량이 결정된다.
제 2 트랜지스터(M2)는 소스는 데이터선(Dm)에 연결되고 드레인은 제 3 노드(C)에 연결되며 게이트는 제 1 주사선(Sn)에 연결되어 제 1 주사선(Sn)을 통해 전달되는 제 1 주사신호(sn)에 의해 온오프 동작을 수행하여 데이터 신호를 선택적으 로 제 3 노드(C)에 전달한다.
제 3 트랜지스터(M3)는 소스는 제 1 노드(A)에 연결되고 드레인은 제 2 노드(B)에 연결되며 게이트는 제 2 주사선(Sn-1)에 연결되어 제 2 주사선(Sn-1)을 통해 전달되는 제 2 주사신호(sn-1)에 의해 온오프 동작을 수행하여 선택적으로 제 1 노드(A)와 제 2 노드(B)의 전위를 같게하여 제 1 트랜지스터(M1)가 선택적으로 다이오드 연결이 되도록 한다.
제 4 트랜지스터(M4)는 소스는 화소전원선(Vdd)에 연결되고 드레인은 제 3 노드(C)에 연결되며 게이트는 제 2 주사선(Sn-1)에 연결되어 제 2 주사신호(sn-1)에 따라 선택적으로 화소전원을 제 3 노드(C)에 전달한다.
제 5 트랜지스터(M5)는 소스는 제 1 노드(A)에 연결되고 드레인은 제 4 노드(D)에 연결되며 게이트는 발광제어선(En)에 연결되어 발광제어선(En)을 통해 전달받은 발광제어신호(en)에 의해 온오프 동작을 수행하여 제 1 노드(A)에 흐르는 전류를 발광소자(OLED)로 흐르도록 한다.
제 1 캐패시터(Cst)는 제 1 전극은 화소전원선(Vdd)에 연결되고 제 2 전극은 제 3 노드(C)에 연결되어 제 4 트랜지스터(M4)에 의해 선택적으로 화소전원선(Vdd)과 제 3 노드(C)의 전압의 차이만큼의 전압값을 저장한다.
제 2 캐패시터(Cvth)는 제 1 전극은 제 3 노드(C)에 연결되고 제 2 전극은 제 2 노드(B)에 연결되어 제 3 노드(C)와 제 2 노드(B)의 전압의 차이만큼의 전압을 저장한다.
도 7은 도 6에 도시된 화소의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 도 7을 참조하여 설명하면, 화소는 제 1 및 제 2 주사신호(sn, sn-1), 데이터신호 및 발광제어신호(en)에 의해 동작한다. 제 1 및 제 2 주사신호(sn, sn-1)와 발광제어신호(en)는 주기적인 신호이다. 그리고, 발광제어신호(en)의 하이 상태의 전압레벨은 발광제어신호발생회로에 의해 제 1 전원(Vpos)의 전압레벨에 해당되게 되고 로우 상태의 전압레벨은 제 2 전원(Vneg)의 전압레벨에 해당하게 된다.
먼저 제 2 주사신호(sn-1)에 의해 제 3 트랜지스터(M3)와 제 4 트랜지스터(M4)가 온상태가 되어 제 1 트랜지스터(M1)는 다이오드 연결되고 화소전원(Vdd)은 제 2 캐패시터(Cvth)의 제 1 전극에 전달된다. 이때, 제 2 노드(B)에는 화소전원과 제 1 트랜지스터(M1)의 문턱전압의 차이에 해당하는 전압이 인가되어 제 2 캐패시터(Cvth)에는 제 1 트랜지스터(M1)의 문턱전압에 해당하는 전압이 저장된다.
그리고, 제 1 주사신호(sn)에 의해 제 2 트랜지스터(M2)가 온상태가 되면 데이터신호가 제 3 노드(C)로 전달되어 제 1 캐패시터(Cst)의 제 1 전극에는 화소전원이 전달되고 제 2 전극에는 데이터신호가 전달되어 제 1 캐패시터(Cst)에는 화소전원과 데이터신호(Vdd-Vdata)의 차이에 해당하는 전압이 저장된다.
따라서, 직렬로 연결되어 있는 제 1 캐패시터(Cst)와 제 2 캐패시터(Cvth)에 의해 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트 소스간에는 하기의 수학식 2에 해당하는 전압이 인가된다.
Figure 112005001220363-pat00003
여기서, Vgs는 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트 소스간의 전압, Vdd는 화소전원의 전압, Vdata는 데이터신호의 전압, Vth는 제 1 트랜지스터(M1)의 문턱전압에 해당한다.
따라서, 제 1 트랜지스터(M1)의 소스에서 드레인으로 흐르는 전류는 하기의 수학식 3에 해당한다.
Figure 112005001220363-pat00004
여기서, Vgs는 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트 소스간의 전압, Vdd는 화소전원의 전압, Vdata는 데이터신호의 전압, Vth는 제 1 트랜지스터(M1)의 문턱전압, β는 제 1 트랜지스터(M1)의 이득계수(gain factor)에 해당한다.
따라서, 제 1 트랜지스터(M1)의 소스에서 드레인으로 흐르는 전류는 제 1 트랜지스터(M1)의 문턱전압과 관계없이 흐르게 된다. 따라서, 제 1 노드(A)로 문턱전압이 보상된 전류가 흐르게 된다.
그리고, 발광제어신호(en)에 의해 제 5 트랜지스터(M5)가 온상태가 되어 제 1 노드(A)에 흐르는 전류는 발광소자(OLED)로 흐르게 된다. 이때, 발광제어신호(en)는 제 1 전압레벨(Vpos)과 제 2 전압레벨(Vneg) 사이를 풀스윙하게 되므로 제 5 트랜지스터(M5)가 정확한 동작을 하여 발광소자(OLED)가 정확하게 발광하게 된다.
한편 본 발명에 따른 발광제어구동부에서 채용한 발광제어신호발생회로를 도 8에 도시되어 있는 것과 같이 N 모스 형태의 트랜지스터로 구현하며, 도 9에 도시된 것과 같이 신호를 입력하면 발광제어신호발생회로가 제 1 전압레벨과 제 2 전압레벨 사이를 풀스윙하는 발광제어신호를 출력하는 것이 가능하게 된다.
또한, 화상표시부(100)의 각 화소를 도 10에 도시되어 있는 것과 같이 N 모스 형태의 트랜지스터로 구현하면, 도 11에 도시되어 있는 것과 같은 신호를 입력하면, 화소(110)가 동작하여 문턱전압이 보상된 전류에 의해 발광하게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 단지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.
본 발명에 따른 발광제어구동부 및 발광 표시장치는 발광제어신호발생회로를 통해 주사신호를 이용하여 발광제어신호를 생성하도록 하며, 발광제어신호발생회로의 출력이 풀스윙을 하도록 하여 원하는 발광제어신호의 전압레벨을 만들수 있게 된다. 따라서, 간단하게 발광제어신호를 형성할 수 있다. 그리고, 발광제어구동부를 P 모스 트랜지스터 또는 N 모스 트랜지스터 중 한가지 종류만으로 구현할 수 있다.
또한, 발광제어구동부에서 저전력을 소비하는 발광제어신호발생회로를 구현하여 발광표시장치의 소비전력을 작게 구현한다.

Claims (15)

  1. 제 1 내지 제 3 주사신호를 입력받아 동작하는 발광제어신호발생회로를 복수 개 포함하며, 상기 발광제어신호발생회로는,
    상기 제 1 주사신호 및 상기 제 2 주사신호 중 적어도 하나의 주사신호에 따라 제 1 전압을 출력단에 전달하는 제 1 스위칭소자;
    게이트-소스간 전압에 따라 제 2 전압을 출력단에 전달하는 제 2 스위칭소자;
    상기 제 1 주사신호 및 상기 제 2 주사신호 중 적어도 하나의 주사신호에 따라 상기 제 2 스위칭소자의 게이트와 소스의 전압을 같게 하는 제 3 스위칭소자; 및
    상기 제 3 주사신호에 따라 상기 제 2 스위칭소자를 선택적으로 온상태가 되도록 하며, 상기 제 2 스위칭소자의 게이트 소스 간의 전압을 유지하는 캐패시터를 구비하는 발광제어구동부.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 주사신호에 따라 상기 제 2 스위칭소자를 선택적으로 온상태가 되도록 하는 제 4 스위칭소자를 포함하는 발광제어구동부.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 3 주사신호에 의해 상기 제 1 스위칭소자와 제 3 스위칭소자가 온상태가 된 후에 제 4 스위칭소자가 온상태가 되도록 하는 발광제어구동부.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 4 스위칭소자는 전부 P 모스 트랜지스터로 구현되거나 또는 전부 N 모스 트랜지스터로 구현되는 발광제어구동부.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 캐패시터는 상기 제 4 스위칭소자 온상태가 되면 상기 제 2 스위칭소자의 게이트-소스간의 전압을 저장하고, 상기 저장된 전압에 의해 상기 제 2 스위칭소자가 온상태를 유지하도록 하는 발광제어구동부.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭소자와 상기 제 3 스위칭소자는 트랜스미션 게이트를 갖는 발광제어구동부.
  7. 제 1 전극은 제 1 전원에 연결되고 제 2 전극은 발광제어신호를 출력하는 출력단에 연결되며, 제 1 게이트는 제 1 주사신호를 전달하는 제 1 주사선에 연결되고 제 2 게이트는 제 2 주사신호를 전달하는 제 2 주사선에 연결되는 제 1 스위칭소자;
    제 1 전극은 상기 출력단에 연결되고 제 2 전극은 제 2 전원에 연결되며 게이트는 제 1 노드에 연결되는 제 2 스위칭소자;
    제 1 전극은 상기 제 1 스위칭소자의 제 2 전극에 연결되며 제 2 전극은 상기 제 1 노드에 연결되는 제 3 스위칭소자;
    제 1 전극은 상기 제 1 노드에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 2 전원에 연결되며 게이트는 제 3 주사신호를 전달하는 제 3 주사선에 연결되는 제 4 스위칭소자; 및
    상기 제 1 노드와 상기 출력단 사이에 연결되는 캐패시터를 포함하는 발광제어구동부.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 주사신호는 상기 제 1 주사신호보다 한 행 앞선 행에 입력되는 주 사신호이고, 상기 제 3 주사신호는 상기 제 1 주사신호보다 한 행 뒤진 행에 입력되는 주사신호인 발광제어구동부.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭소자와 상기 제 3 스위칭소자가 온상태가 되고, 상기 제 4 스위칭소자가 오프상태일 때, 상기 제 1 전원이 상기 출력단으로 출력되는 발광제어구동부.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭소자와 상기 제 3 스위칭소자가 오프상태가 되고, 상기 제 4 스위칭소자가 온 상태이면 상기 캐패시터는 상기 제 2 트랜지스터를 도통시키는 전압을 저장하며, 상기 출력단은 상기 제 2 전원을 출력하는 발광제어구동부.
  11. 복수의 주사신호를 출력하는 시프트레지스터; 및
    상기 시프트레지스터에서 출력하는 상기 복수의 주사신호를 입력받아 발광제어신호를 생성하는 발광제어구동부를 포함하며,
    상기 발광제어구동부는 상기 제 1 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 의한 것인 주사구동부.
  12. 복수의 화소를 포함하며 화상표시부;
    상기 화상표시부에 데이터신호를 전달하는 데이터구동부; 및
    상기 화상표시부에 주사신호와 발광제어신호를 전달하는 주사구동부를 포함하며,
    상기 주사구동부는 상기 제 11 항에 의한 발광제어구동부를 포함하는 화상표시장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 화소는
    발광소자;
    데이터신호에 대응되는 제 1 전압에 따라 상기 화소전원에 의해 전류를 생성하는 제 1 트랜지스터;
    제 1 주사신호에 대응하여 상기 제 1 트랜지스터에 상기 데이터신호를 전달하는 제 2 트랜지스터;
    상기 제 1 전압을 일정시간 동안 저장하는 제 1 캐패시터;
    상기 제 2 트랜지스터의 문턱전압을 일정시간 동안 저장하는 제 2 캐패시터;
    제 2 주사신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터가 다이오드 연결되도록 하는 상기 제 3 트랜지스터;
    상기 제 2 주사신호에 따라 상기 화소전원을 상기 제 2 캐패시터의 제 1 전극에 전달하는 제 4 트랜지스터; 및
    발광제어신호에 따라 상기 전류를 상기 발광소자에 전달하는 제 5 트랜지스터를 포함하는 발광 표시장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 발광소자는 유기발광소자인 화상표시장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 화소는 P 모스 트랜지스터 또는 N 모스 트랜지스터 중 어느 하나의 트랜지스터로 구현되는 화상표시장치.
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