KR100611661B1 - 데이터 전류를 선택적으로 기입하기 위한 유기 전계 발광장치 및 유기 전계 발광 장치의 동작 방법 - Google Patents

Abstract

유기 전계 발광 장치 및 유기 전계 발광 장치의 동작 방법이 개시된다. 유기 전계 발광 장치는 서로 인접한 2개의 화소 그룹들과 각각의 화소 그룹을 구동하기 위한 2개의 주사 구동부들을 가진다. 각각의 주사 구동부에 의해 선택된 화소 그룹에 데이터 전류를 인가하기 위해 데이터 구동부와 화소 어레이부 사이에는 데이터 라인 선택부가 구비된다. 제1 화소 그룹에 데이터 전류가 인가되는 경우, 제2 화소 그룹에 데이터 전류의 인가는 차단되고, 제2 화소 그룹에 데이터 전류가 인가되는 경우, 제1 화소 그룹에 데이터 전류의 인가는 차단된다.

Description

데이터 전류를 선택적으로 기입하기 위한 유기 전계 발광 장치 및 유기 전계 발광 장치의 동작 방법{Organic Electroluminescence Display of selectively programming data current and Operating Method of the Organic Electroluminescence Display}

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 유기 전계 발광 장치를 도시한 블록도 및 타이밍도이다.

도 2는 종래 기술에 따라 화소의 개구율을 개선하기 위한 유기 전계 발광 장치의 블록도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 전계 발광 장치를 도시한 블록도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전류 기입형 화소 구동 회로를 도시한 회로도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 3의 유기 전계 발광 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

301 : 화소 어레이부 3011 : 제1 화소 그룹

3013 : 제2 화소 그룹 303 : 제1 주사 구동부

305 : 제2 주사 구동부 307 : 데이터 구동부

309 : 데이터 라인 선택부

본 발명은 유기 전계 발광 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2개의 화소 그룹을 2개의 주사 구동부를 이용하여 구동하고, 데이터 구동부의 데이터 전류를 데이터 라인 선택부를 이용하여 소정의 화소에 인가하는 유기 전계 발광 장치에 관한 것이다.

유기 전계 발광 장치는 구동 방법에 따라 수동 매트릭스형 및 능동 매트릭스형으로 나누어진다.

수동 매트릭스형은 양극의 데이터선과 음극의 데이터선이 서로 교차되는 부분에 유기 전계 발광 소자을 배치하며, 순차 펄스 구동(line by line scanning) 방식으로 구동한다. 유기 전계 발광 소자는 빠른 응답시간을 가지며, 전압이나 전류 등의 정보를 저장하지 않기 때문에, 구동 펄스가 제거되는 경우 유기 전계 발광 소자는 발광 상태로부터 이탈된다. 따라서, 발광시, 수동 매트릭스형에서의 유기 전계 발광 소자는 높은 휘도를 가지고 발광하여야 한다.

능동 매트릭스형은 하나의 유기 전계 발광 소자당 하나 이상의 트랜지스터를 사용하여 각 소자별로 온/오프를 조절한다. 또한, 능동 매트릭스형은 커패시터를 사용하여 정보를 저장하므로 수동 매트릭스형에 비해 소비전력이 작아진다.

상기 능동 매트릭스형은 각각의 화소에 인가되는 데이터의 종류에 따라 전압 기입형과 전류 기입형으로 나누어진다.

전압 기입형은 화소에 인가되는 데이터 전압을 커패시터에 저장하고, 상기 데이터 전압에 상응하는 전류를 유기 전계 발광 소자에 인가하는 것이다.

전류 기입형은 화소에 인가되는 데이터 전류를 전압의 형태로 커패시터에 저장하고, 데이터 전류와 실질적으로 동일한 전류를 유기 전계 발광 소자에 인가하는 것이다.

또한, 능동 매트릭스형은 각각의 수평 라인에 배치된 화소들을 선택하기 위한 주사 구동부 및 선택된 화소들에 데이터를 인가하기 위한 데이터 구동부를 요구한다. 특히, 전류 기입형의 경우, 데이터 전류를 선택된 화소들에 인가하기 위해 다수의 전류원이 구비된 데이터 구동부가 요구된다. 다수의 전류원을 구비한 데이터 구동부의 각각의 출력 단자는 각각의 데이터 라인에 연결된다.

다만, 데이터 전류가 인가되는 데이터 라인의 수가 데이터 구동부의 출력 단자의 수보다 많은 경우, 다수의 데이터 구동부가 구비되어야 한다. 다수의 데이터 구동부를 구비하여 데이터 라인과 데이터 구동부의 출력 단자를 1:1 연결할 수 있겠으나, 데이터 구동부와 데이터 라인 사이에 데이터 라인 선택부를 구비하고, 데이터 라인 선택부의 스위칭 동작을 통해 데이터 라인을 선택적으로 엑세스한다. 2개의 데이터 구동부들을 구비하여 데이터 라인들을 엑세스하는 경우, 각각의 데이 터 구동부들의 가지는 특성의 편차로 인해 균일한 데이터 전류가 보장되지 않기 때문이다.

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 유기 전계 발광 장치를 도시한 블록도 및 타이밍도이다.

도 1a를 참조하면, 종래 기술에 따른 유기 전계 발광 장치는 화소 어레이부(101), 제1 주사 구동부(103), 제2 주사 구동부(105), 데이터 구동부(107) 및 데이터 라인 선택부(109)를 가진다.

화소 어레이부(101)는 다수의 화소들로 구성된다. 각각의 화소들에는 발광 제어 신호 emit[1,2,...,m]이 인가되고, 제1 주사 신호 select1[1,2,...m] 또는 제2 주사 신호 select2[1,2,...,m]가 화소들에 인가된다. 발광 제어 신호는 발광 제어 신호 라인을 통해 제1 주사 구동부(103)로부터 각각의 행에 배치된 화소들에 입력되고, 제1 주사 신호 select1[1,2,...,m]은 제1 주사 구동부(103)로부터 홀수열에 배치된 화소들에 입력된다. 또한, 제2 주사 신호 select2[1,2,...,m]은 제2 주사 구동부(105)로부터 짝수열에 배치된 화소들에 입력된다. 또한, 데이터 전류의 프로그램을 위해 각각의 열마다 하나의 데이터 라인이 구비된다. 따라서, 상기 화소 어레이부가 n개의 열로 구성된 경우, 상기 데이터 라인의 수는 n개가 된다.

제1 주사 구동부(103)는 제1 주사 신호 select1[1,2,...,m]을 통해 한 행의 화소들을 선택한다. 화소들의 선택은 화소의 스위칭 트랜지스터를 턴-온시키는 동작을 지칭한다. 또한, 제1 주사 신호 select1[1,2,...,m]은 홀수열에 배치된 화소들을 선택하는데 사용된다. 제1 주사 구동부(103)는 발광 제어 신호 emit[1,2,...,m]을 화소 어레이부(101)에 인가하여 데이터가 프로그램된 화소들의 발광을 제어한다.

제2 주사 구동부(105)는 제2 주사 신호 select2[1,2,...,m]를 통해 한 행의 화소들을 선택한다. 즉, 제2 주사 신호 select2[1,2,...,m]은 짝수열에 배치된 화소들을 선택하는데 사용된다.

데이터 구동부(107)는 제1 주사 신호 select1[1,2,...,m] 및 제2 주사 신호 select2[1,2,...,m]의 입력에 따라 선택된 화소들에 데이터 전류를 인가하는데 사용된다. 상기 데이터 전류는 제1 주사 구동부(103) 및 제2 주사 구동부(105)의 주사 신호들에 동기되어 선택된 화소로 입력된다.

상기 데이터 라인 선택부(109)는 다수의 스위칭 소자들로 구성된다. 각각의 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 제어하는 제어 신호 s1 또는 s2는 상호 상보적인 레벨을 가지고 스위칭 소자들을 제어한다. 즉, 제어 신호 s1이 로우 레벨인 경우, 제어 신호 s2는 하이 레벨이 된다. 스위칭 소자가 로우 레벨에서 턴-온되는 특성을 가지고 제어 신호 s1이 로우 레벨을 가지는 경우, 상기 데이터 구동부(107)의 출력단자는 홀수열의 데이터 라인에 전기적으로 연결된다. 또한, 제어신호 s2가 로우 레벨이고, 제어신호 s1이 하이 레벨인 경우, 데이터 구동부(107)의 출력단자는 짝수열의 데이터 라인에 전기적으로 연결된다.

도 1b를 참조하여, 종래 기술에 따른 상기 도 1a의 유기 전계 발광 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 제1 주사 구동부(103)로부터 제1 발광 제어 신호 emit[1]이 화소 어레 이부(101)의 제1행에 배치된 화소들에 인가된다. 상기 제1 발광 제어 신호 emit[1]의 인가에 의해 상기 제1행의 화소들은 데이터 전류가 인가되더라도 발광 동작이 차단되는 상태가 된다. 제어 신호 s1이 로우 레벨로 천이되면, 홀수열에 배치된 화소들에 연결된 데이터 라인들은 데이터 구동부(107)의 출력 단자들에 연결된다.

계속해서, 제1 주사신호 select1[1]이 로우 레벨로 천이된다. 로우 레벨을 가지는 제1 주사신호 select1[1]에 의해 제1행의 홀수열에 배치된 화소들은 선택된다. 즉, 선택된 제1행의 홀수열에 배치된 화소들은 데이터 전류의 기입이 가능한 상태가 된다. 따라서, 데이터 구동부로부터 제1행의 홀수열에 배치된 화소들에는 데이터 전류가 인가된다. 데이터 전류의 인가에 따라 선택된 각각의 화소의 커패시터에는 데이터 전류에 상응하는 전압이 저장된다.

또한, 제1 발광 제어 신호 emit[1]이 하이 레벨인 상태에서, 로우 레벨로 천이된 제어 신호 s2에 의해 짝수열에 배치된 데이터 라인들은 데이터 구동부(107)의 출력 단자들에 전기적으로 연결된다. 제1 주사 신호 select1[1]이 하이 레벨로 천이되고, 제2 주사 신호 select2[1]이 로우 레벨로 천이 되면, 제1행의 짝수열에 배치된 화소들은 선택된다. 로우 레벨로 천이된 제어신호 s2에 의해 제1행의 짝수열에 배치된 화소들에는 데이터 전류가 인가된다.

제1행의 홀수열에 배치된 화소들에 대한 프로그래밍 및 제1행의 짝수열에 배치된 화소들에 대한 프로그래밍 동작이 완료되면, 제1 발광 제어 신호 emit[1]은 로우 레벨로 천이되고, 제1행에 배치된 화소들은 소정의 프로그램된 데이터 전류에 따라 발광 동작을 개시하게 된다.

상술한 동작은 제2행에 배치된 화소로부터 최종행에 배치된 화소들에 대해 순차적으로 수행된다.

상술한 종래 기술은 다소의 문제점을 가지고 있다.

즉, 하나의 화소당 적어도 4개의 신호 라인들, 즉 하나의 발광 제어 라인, 2개의 주사 라인들 및 하나의 데이터 라인이 배치되어야 한다. 일반적으로, 하나의 화소는 발광 동작을 담당하는 유기 전계 발광 소자, 상기 유기 전계 발광 소자의 동작을 제어하기 위한 다수의 박막 트랜지스터, 전원 라인들 및 상기 박막 트랜지스터의 동작을 제어하기 위한 다수의 신호라인들로 구성된다. 신호라인들이 다수개인 경우, 하나의 화소당 유기 전계 발광 소자가 차지하는 면적비인 개구율이 낮아진다. 따라서, 개구율(aperture ratio)을 향상시키기 위해 신호 라인들 또는 전원 라인들이 효과적으로 배치되거나, 신호 라인들이 수가 감소되어야 한다.

또한, 종래 기술에 따르면, 하나의 주사 구동부가 짝수 또는 홀수열에 배치된 모든 화소들을 선택하기 위해 주사 라인은 화소 어레이부의 행을 가로질러 배치된다. 즉, n개의 열로 구성된 화소 어레이부에서 n/2개의 화소들을 선택하기 위해 주사 라인은 n개의 화소 전체를 가로지르도록 구성된다. 따라서, 주사 구동부로부터 멀리 위치한 화소에 주사 신호가 인가될 경우, 주사 라인이 가지는 부하 효과(loading effect)에 의해 주사 신호의 왜곡 또는 지연이 발생한다. 주사 신호의 왜곡 또는 지연은 상기 주사 신호에 의해 선택되고, 전류 데이터가 기입되는 화소의 오동작을 유발하는 원인이 된다.

도 2는 종래 기술에 따라 화소의 개구율을 개선하기 위한 유기 전계 발광 장 치의 블록도이다.

도 2를 참조하면, 유기 전계 발광 장치는 화소 어레이부(201), 주사 구동부(203), 데이터 구동부(205) 및 데이터 라인 선택부(207)를 구비한다. 상기 도 2에 도시된 유기 전계 발광 장치는 하나의 주사 구동부(203)를 구비하고, 화소 어레이부(201)의 각 행에 배치된 화소들을 선택하여, 발광을 제어한다.

데이터 라인 선택부(207)는 다수의 스위칭 소자로 구성되고, 홀수열에 배치된 데이터 라인 또는 짝수열에 배치된 데이터 라인을 선택하고, 선택된 데이터 라인에 데이터 전류를 공급한다.

상기 도 2에 도시된 유기 전계 발광 장치의 경우, 주사 라인의 길이가 길어지고, 길어진 주사 라인에 의해 로딩 효과를 회피할 수 없게 된다. 로딩 효과에 따라, 주사 라인을 통해 선택되어야하는 화소가 선택되지 않아, 상기 화소에 데이터 전류가 기입되지 않아 블랙 패턴이 발생하는 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 목적은 화소의 개구율을 향상시키고, 주사 라인의 로딩 효과에 기인한 블랙 패턴의 문제를 개선하기 위한 유기 전계 발광 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제2 목적은 화소의 개구율을 향상시키고, 주사 라인의 로딩 효과에 기인한 블랙 패턴의 문제를 개선하기 위한 유기 전계 발광 장치의 작동 방법을 제공하는데 있다.

상기 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수의 화소를 가지고, 상호 인접한 적어도 2개의 화소 그룹으로 구성된 화소 어레이부; 제1 주사 라인을 통해 제1 주사 신호를 상기 화소 어레이부의 제1 화소 그룹에 인가하기 위한 제1 주사 구동부; 제2 주사 라인을 통해 제2 주사 신호를 상기 제1 화소 그룹에 인접한 제2 화소 그룹에 인가하기 위한 제2 주사 구동부; 상기 제1 주사 신호 또는 상기 제2 주사 신호에 의해 선택된 상기 화소 어레이부의 화소에 데이터 신호를 인가하기 위한 데이터 구동부; 및 스위칭 동작에 따라 상기 데이터 신호를 상기 제1 화소 그룹 또는 제2 화소 그룹에 선택적으로 전달하기 위한 데이터 라인 선택부를 포함하는 유기 전계발광 장치를 제공한다.

상기 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 화소 어레이부의 제1 화소 그룹의 데이터 라인에 데이터 전류를 인가하는 단계; 상기 제1 화소 그룹의 제1행의 화소에 상기 데이터 전류를 프로그램하는 단계; 상기 제1 화소 그룹에 인접한 제2 화소 그룹의 데이터 라인에 데이터 전류를 인가하는 단계; 상기 제2 화소 그룹의 제1행의 화소에 상기 데이터 전류를 프로그램하는 단계; 및 상기 제1 화소 그룹 및 제2 화소 그룹의 제1행에 배치된 화소를 발광시키는 단계를 포함하는 유기 전계 발광 장치의 동작 방법을 제공한다.

또한 본 발명의 상기 제2 목적은, 화소 어레이부의 제1 화소 그룹의 제1행 화소 및 상기 제1 화소 그룹에 인접한 제2 화소 그룹의 제1행 화소들 각각에 데이터 전류를 프로그램하는 단계; 및 상기 데이터 전류가 프로그램된 제1행의 화소들을 발광시키는 단계를 포함하는 유기 전계 발광 장치의 동작 방법의 제공을 통해서 도 달성될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시예

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 전계 발광 장치를 도시한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 유기 전계 발광 장치는 화소 어레이부(301), 제1 주사 구동부(303), 제2 주사 구동부(305), 데이터 구동부(307) 및 데이터 라인 선택부(309)를 가진다.

상기 화소 어레이부(301)는 제1 화소 그룹(3011) 및 제2 화소 그룹(3013)으로 구성된다. 하나의 화소 그룹을 구성하는 화소들은 유기 전계 발광 소자 및 발광 동작을 제어하기 위한 트랜지스터들 및 커패시터로 이루어진다. 화소의 발광 동작을 제어하기 위해, 각각의 화소는 주사 라인, 발광 제어 라인 및 데이터 라인에 연결된다.

상기 제1 화소 그룹(3011)의 화소들은 제1 주사 라인들을 통해 제1 주사 구동부(303)와 연결되고, 다수의 발광 제어 라인들을 통해 제1 주사 구동부(303)와 연결된다. 또한, 하나의 열에 배치된 다수의 화소들은 하나의 데이터 라인에 공통으로 연결된다.

상기 제2 화소 그룹(3013)의 화소들은 제2 주사 라인들을 통해 제2 주사 구 동부(305)와 연결되고, 다수의 발광 제어 라인들을 통해 제1 주사 구동부(303)와 연결된다. 또한, 하나의 열에 배치된 다수의 화소들은 하나의 데이터 라인에 공통으로 연결된다.

상기 제1 화소 그룹(3011) 및 제2 화소 그룹(3013)은 상호 인접하여 배치된다. 상기 화소 어레이부가 n개의 열을 가지는 경우, 바람직하게는 상기 제1 화소 그룹은 첫 번째 열부터 n/2번째 열까지 배치된 화소들로 구성되고, 상기 제2 화소 그룹은 (n/2)+1번째 열부터 n번째 열까지 배치된 화소들로 구성된다.

제1 주사 구동부(303)는 제1 주사 라인들을 통해 제1 주사 신호 select1[1,2,...,m]을 상기 제1 화소 그룹(3011)의 화소들에 공급한다. 또한, 상기 제1 주사 구동부(303)는 발광 제어 라인들을 통해 발광 제어 신호 emit[1,2,...,m]을 제1 화소 그룹(3011) 및 제2 화소 그룹(3013)에 공급한다.

제2 주사 구동부(305)는 제2 주사 라인들을 통해 제2 주사 신호 select2[1,2,...,m]을 상기 제2 화소 그룹(3013)의 화소들에 공급한다.

상기 데이터 구동부(307)는 상기 데이터 라인 선택부(309)의 제어에 따라 데이터 라인에 데이터 전류를 인가한다.

상기 데이터 라인 선택부(309)는 다수의 스위칭 소자들을 가진다. 데이터 라인 선택부(309)는 2개의 스위칭 제어 신호들 s1 및 s2에 따라 온/오프 동작을 수행한다. 데이터 라인 선택부(309)는 스위칭 제어 신호 s1에 따라 온/오프 동작을 수행하는 제1 스위칭 그룹(3091)과 스위칭 제어 신호 s2에 따라 온/오프 동작을 수행하는 제2 스위칭 그룹(3093)으로 구성된다.

스위칭 제어 신호 s1이 활성화되는 경우, 제1 스위칭 그룹(3091)내의 스위칭 소자들은 턴온되고, 제1 화소 그룹(3011)에 연결된 데이터 라인들이 상기 데이터 구동부(307)의 출력 단자들에 연결된다. 스위칭 제어 신호 s2가 활성화된 경우, 제2 스위칭 그룹(3093)내의 스위칭 소자들은 턴온되고, 제2 화소 그룹(3013)에 연결된 데이터 라인들이 상기 데이터 구동부(307)의 출력 단자들에 연결된다.

또한, 데이터 구동부(307)로부터 출력되는 데이터 전류는 손실없이 데이터 라인들에 인가되어야 하므로, 상기 스위칭 소자는 아날로그 스위치임이 바람직하다.

또한, 상기 데이터 라인 선택부(309)는 제1 화소 그룹(3011)의 데이터 라인 및 제2 화소 그룹(3013)의 데이터 라인을 상호 상보적으로 선택하기 위해 다수의 아날로그 디멀티플렉서로 구성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전류 기입형 화소 구동 회로를 도시한 회로도이다.

도 4를 참조하면, 상기 전류 기입형 화소 구동 회로는 4개의 트랜지스터들 M1, M2, M3 및 M4, 프로그램 커패시터 Cst 및 유기 전계발광 소자 OLED를 가진다.

구동 트랜지스터 M1은 화소의 발광 동작시, 데이터 라인 data[n]을 통해 싱크(sink)되는 데이터 전류와 동일한 전류를 트랜지스터 M4로 공급한다. 데이터 전류와 동일한 전류를 발생하기 위해 구동 트랜지스터 M1의 게이트는 프로그램 커패시터 Cst의 일측 단자 및 트랜지스터 M2에 연결된다. 또한, 구동 트랜지스터 M1은 ELVdd에 연결되고, 트랜지스터 M3 및 트랜지스터 M4에 연결된다.

스위칭 트랜지스터 M2는 주사 신호 select[m]에 따라 턴-온되고, 데이터 라인과 프로그램 커패시터 Cst 사이에 전압 경로를 형성하는 스위칭 트랜지스터이다. 또한, 스위칭 트랜지스터 M2는 구동 트랜지스터 M1의 게이트에 소정의 바이어스 전압을 인가하여, 데이터 전류에 상응하는 구동 트랜지스터 M1의 Vgs를 형성한다.

트랜지스터 M3는 주사 신호 select[m]에 따라 턴-온되고, 데이터 전류 프로그램시, 구동 트랜지스터 M1로부터 공급되는 전류를 데이터 라인 data[n]으로 공급하는 역할을 수행한다.

발광 제어 트랜지스터 M4는 발광 제어 신호 emit[m]에 따라 턴-온되고, 발광 동작시, 구동 트랜지스터 M1으로부터 공급되는 전류를 유기 전계 발광 소자 OLED에 공급하는 역할을 수행한다..

상기 전류 기입형 화소 회로의 동작은 데이터 전류에 상응하는 전압 Vgs를 프로그램 커패시터 Cst에 저장하고, 발광 제어 트랜지스터 M3을 턴-온시켜 데이터 전류와 실질적으로 동일한 전류를 유기 전계 발광 소자 OLED에 공급하는 것이다.

먼저, 발광 제어 신호 emit[m]이 하이 레벨로 천이되면, 발광 제어 트랜지스터 M4는 턴-오프 상태가 된다. 따라서, 유기 전계 발광 소자의 발광 동작은 차단된다.

발광 제어 트랜지스터 M4가 오프된 상태에서, 주사 신호 select[m]이 로우 레벨로 천이되는 경우, 스위칭 트랜지스터 M2 및 트랜지스터 M3은 턴-온된다. 로우 레벨의 주사 신호 select[m]에 의해 화소는 선택되고 데이터의 프로그램 동작이 시작된다.

로우 레벨의 주사 신호 select[m]에 의해 상기 트랜지스터들 M2 및 M3은 턴-온된다. 상기 트랜지스터들 M2 및 M3이 턴-온된 상태에서, 데이터 라인 data[n]을 통해 데이터 전류 Idata가 싱크되면, ELVdd, 구동 트랜지스터 M1 및 트랜지스터 M3로 구성된 전류 경로가 형성된다. 또한, 데이터 전류 Idata가 싱크되는 경우, 스위칭 트랜지스터 M2는 트라이오드 영역에서 동작한다. 즉, 프로그램 커패시터 Cst 및 구동 트랜지스터 M1의 게이트로는 DC전류가 실질적으로 흐르지 않고 구동 트랜지스터 M1을 턴-온시키기 위한 바이어스 전압만이 구동 트랜지스터 M1의 게이트 단자로 공급된다.

또한, ELVdd로부터 Idata를 데이터 라인 data[n]에 공급하기 위해 상기 구동 트랜지스터 M1은 포화 영역에서 동작됨이 바람직하다. 구동 트랜지스터 M1이 포화 영역에서동작하는 경우, 구동 트랜지스터 M1을 통해 흐르는 전류인 Idata는 다음의 [수학식 1]로 구해진다.

상기 [수학식 1]에서 K는 비례 상수이며, Vgs는 구동 트랜지스터 M1의 게이트와 소스간의 전압차이다. 또한, Vth는 구동 트랜지스터 M1의 문턱 전압을 나타낸다.

데이터 전류 Idata가 구동 트랜지스터 M1 및 트랜지스터 M3를 통해 흐르는 동안, 데이터 전류 Idata에 상응하는 구동 트랜지스터 M1의 Vgs는 프로그램 커패시 터 Cst에 저장된다.

계속해서, 주사 신호 select[m]이 하이 레벨로 천이되는 경우, 트랜지스터들 M2 및 M3는 턴-오프 상태가 되고, 프로그램 커패시터 Cst는 Vgs의 전압차를 유지하게 된다.

이어서, 발광 제어 신호 emit[m]이 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이되는 경우, 발광 제어 트랜지스터 M4는 턴-온된다. 상기 발광 제어 트랜지스터 M4의 턴-온에 의해 구동 트랜지스터 M1은 포화영역에서 동작하게 되고, 프로그램 커패시터 Cst에 저장된 전압 Vgs에 상응하는 전류인 Idata는 트랜지스터 M4로 흐르게 된다. 데이터 전류 Idata는 발광 제어 트랜지스터 M4를 통해 유기 전계 발광 소자 OLED로 공급되고, 유기 전계 발광 소자는 데이터 전류 Idata에 상응하는 휘도를 가지고 발광하게 된다.

상술한 바대로 본 발명에 따른 화소는 전류 기입형 화소 구동 회로를 가지며, 전류 기입형 화소 구동 회로의 구성은 다양하게 변경될 수 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 3의 유기 전계 발광 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.

도 5를 참조하면, 하나의 프레임 주기 동안 m개의 발광 제어 신호가 화소 어레이부(301)에 인가되고, 제1 주사 신호 select1[1,2,...,m]은 제1 화소 그룹(3011)에 인가되며, 제2 주사 신호 select2[1,2,...,m]은 제2 화소 그룹(3013)에 인가된다.

먼저, 제1 발광 제어 신호 emit[1]이 제1 발광 제어 라인을 통해 제1 화소 그룹(3011) 및 제2 화소 그룹(3013)의 제1 행의 화소들에 인가된다. 제1 발광 제어 신호 emit[1]이 하이 레벨로 상승하는 경우, 제1 화소 그룹(3011) 및 제2 화소 그룹(3013)의 제1 행에 배치된 화소들의 발광 제어 트랜지스터들은 턴-오프 상태가 된다.

또한, 스위칭 제어 신호 s1은 로우 레벨로 천이되고, 스위칭 제어 신호 s2가 하이 레벨로 천이되는 경우, 제1 화소 그룹(3011)의 데이터 라인들에 데이터 구동부(307)의 출력 단자들이 연결된다. 따라서, 제1 화소 그룹(3011)의 데이터 라인들에는 데이터 전류들이 인가된다.

제1 주사 신호 select1[1]이 로우 레벨로 천이되는 경우, 제1 화소 그룹(3011)의 제1행의 화소들은 선택되고, 제1 행의 화소들 각각에는 데이터 전류가 프로그램된다.

계속해서, 제1 주사 신호 select1[1]이 하이 레벨로 천이되고, 스위칭 제어 신호 s1와 상보적으로 동작하는 스위칭 제어 신호 s2가 로우 레벨로 천이되면, 제2 화소 그룹(3013)의 데이터 라인들은 데이터 구동부(307)의 출력 단자들에 연결되고, 데이터 전류는 제2 화소 그룹(3013)의 데이터 라인으로 인가된다.

제1 발광 제어 신호 emit[1]이 하이 레벨이고, 스위칭 제어 신호 s2가 로우 레벨인 상태에서 제2 주사 신호 select2[1]은 로우 레벨로 천이된다. 로우 레벨을 가지는 제2 주사 신호 select2[1]은 제2 주사 구동부(305)로부터 제2 화소 그룹(3013)의 제1행에 배치된 화소들에 인가된다. 따라서, 제2 화소 그룹(3013)의 제1행의 화소들에는 데이터 전류의 프로그램 동작이 개시된다. 데이터 전류의 프로그 램에 따라 상기 제2 화소 그룹(3013)의 제1행 화소들 각각에는 데이터 전류에 상응하는 구동 트랜지스터의 Vgs값이 프로그램 커패시터에 저장된다.

이어서, 제2 주사 신호 select2[1]이 하이 레벨로 천이되고, 제1 발광 제어 신호 emit[1]이 로우 레벨로 천이되면, 제1 화소 그룹(3011) 및 제2 화소 그룹(3013)의 제1 행에 배치된 화소들은 프로그램된 데이터 전류에 따라 발광을 개시한다.

상기 제1 행에 배치된 화소들의 발광 개시와 동시에 또는 순차적으로 제2 발광 제어 신호 emit[2]는 하이 레벨로 천이된다. 또한, 발광 제어 신호 s1은 로우 레벨로 천이되고, 발광 제어 신호 s2는 하이 레벨로 천이된다. 로우 레벨을 가지는 발광 제어 신호 s1에 의해 제1 화소 그룹(3011)의 데이터 라인들은 상기 데이터 구동부(307)의 출력단에 연결된다.

계속해서, 제1 주사 구동부(303)로부터 출력되는 제1 주사 신호 select1[2]는 로우 레벨로 천이되고, 제1 화소 그룹(3011)의 제2행에 배치된 화소들에 데이터 전류가 인가된다. 따라서 제1 화소 그룹(3011)의 제2행에 배치된 화소들에 데이터 전류는 프로그램되고, 각각의 화소의 프로그램 커패시터는 데이터 전류에 상응하는 Vgs값을 저장한다.

제1 화소 그룹(3011)의 제2행에 배치된 화소들이 선택되고, 데이터 전류가 프로그램된 후, 제2 화소 그룹(3013)의 제2행에 배치된 화소들이 선택된다. 상기 제2 화소 그룹(3013)의 제2행에 대한 선택을 위해 스위칭 제어 신호 s1은 하이 레벨로 천이되고, 스위칭 제어 신호 s2는 로우 레벨로 천이된다. 따라서, 제2 화소 그룹(3013)의 데이터 라인들은 데이터 구동부(307)의 출력 단자들과 연결된다. 계속해서, 제2 주사 구동부(305)로부터 인가되는 제2 주사 신호 select2[2]가 로우 레벨로 천이된다. 로우 레벨을 가지는 제2 주사 신호 select2[2]에 의해 데이터 전류는 제2 화소 그룹(3013)의 제2행에 배치된 화소에 인가된다.

이어서, 제2 발광 제어 신호 emit[2]가 로우 레벨로 천이되면, 제1 화소 그룹(3011) 및 제2 화소 그룹(3013)의 제2 행에 배치된 화소들은 발광을 개시한다.

상술한 화소 그룹의 데이터 라인의 선택, 제1 화소 그룹에 대한 프로그래밍 ,제2 화소 그룹에 대한 프로그래밍 및 제1 화소 그룹과 제2 화소 그룹의 프로그램된 화소의 발광 동작은 각각의 행들에 대해 순차적으로 수행된다.

즉, 제1행, 제2행, 제3행, ... 및 제m행에 이르기까지 상술한 동작은 순차적으로 수행된다.

또한, 상기 도 5에서는 하나의 프레임 주기 동안 화소 어레이부의 행들이 순차적으로 발광되는 순차 구동 방식(Progressive Scanning Type)을 설명하였으나, 본 발명은 기술적 사상은 비월 주사 방식(Interlacing Scanning Type)에도 적용된다. 즉, 제1 화소 그룹(3011) 및 제2 화소 그룹(3013)의 제1행에 대한 데이터 전류의 프로그래밍 및 발광이 수행되고, 제1 화소 그룹 및 제2 화소 그룹의 제3행에 대한 데이터 전류의 프로그램 및 발광이 수행되는 방식에도 본 발명의 기술적 사상은 적용된다.

따라서, 상술한 바에 따르면, 유기 전계 발광 장치는 서로 인접하는 2개의 화소 그룹을 가진다. 제1 화소 그룹(3011)은 제1 주사 구동부(303)에 의해 제어되 며, 제2 화소 그룹(3013)은 제2 주사 구동부(305)에 의해 제어된다. 또한, 유기 전계 발광 장치는 데이터 라인 선택부(309)를 구비하여, 제1 화소 그룹(3011)의 데이터 라인 및 제2 화소 그룹(3013)의 데이터 라인을 상호 배타적으로 선택한다. 따라서, 각각의 화소 그룹은 상호 분할 구동된다. 따라서, 각각의 주사 구동부로부터 출력되는 주사 신호를 전달하는 주사 라인의 길이는 종래에 비해 절반으로 감소된다. 따라서, 주사 라인 및 상기 주사 라인에 연결된 화소들이 가지는 임피던스에 기인한 라인 로딩 효과를 상당히 줄일 수 있다. 로딩 효과의 감소에 의해 주사 신호의 지연은 방지되며, 지연되고 감쇠되어 전달된 주사 신호에 기인한 화소의 블랙 패턴 현상은 감소된다.

또한, 제1 주사 신호를 전송하는 제1 주사 라인은 제1 화소 그룹(3011)을 횡단하고, 제2 주사 신호를 전송하는 제2 주사 라인은 제2 화소 그룹(3013)만을 횡단하므로, 하나의 화소는 하나의 주사 라인을 구비한다. 따라서, 종래에 비해 각각의 화소에 배치되는 주사 라인의 수가 감소되므로 화소의 개구율은 향상된다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 화소 어레이부를 2개의 화소 그룹으로 분리하고, 상호 배타적으로 구동하므로 화소의 개구율을 향상시킬 수 있다. 또한, 주사 라인의 길이가 절반으로 감소되므로, 로딩 효과가 방지되며, 로딩 효과에 따른 블랙 패턴의 문제를 개선할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영 역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

1. 다수의 화소를 가지고, 상호 인접한 적어도 2개의 화소 그룹으로 구성된 화소 어레이부;

   제1 주사 라인을 통해 제1 주사 신호를 상기 화소 어레이부의 제1 화소 그룹에 인가하기 위한 제1 주사 구동부;

   제2 주사 라인을 통해 제2 주사 신호를 상기 제1 화소 그룹에 인접한 제2 화소 그룹에 인가하기 위한 제2 주사 구동부;

   상기 제1 주사 신호 또는 상기 제2 주사 신호에 의해 선택된 화소에 데이터 전류를 인가하기 위한 데이터 구동부; 및

   스위칭 동작에 따라 상기 데이터 전류를 데이터 라인을 통해 상기 제1 화소 그룹 또는 제2 화소 그룹에 선택적으로 전달하기 위한 데이터 라인 선택부를 포함하는 유기 전계 발광 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 주사 구동부는 상기 화소 어레이부에 발광 제어 신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 화소 어레이부의 각각의 화소는 전류 기입형인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1 주사 신호와 상기 제2 주사 신호는 순차적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 데이터 라인 선택부는,

   적어도 하나의 스위칭 제어 신호에 따라, 상기 데이터 구동부를 상기 제1 화소 그룹의 데이터 라인 또는 상기 제2 화소 그룹의 데이터 라인에 선택적으로 연결하기 위해 디멀티플렉서를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 데이터 라인 선택부는,

   상기 데이터 구동부를 상기 제1 화소 그룹의 데이터 라인에 연결하기 위한 제1 스위칭 그룹; 및

   상기 데이터 구동부를 상기 제2 화소 그룹의 데이터 라인에 연결하기 위한 제2 스위칭 그룹을 가지는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1 화소 그룹은 상기 화소 어레이부가 절반으로 분할된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 제2 화소 그룹은 상기 화소 어레이부의 중심선으로부터 상기 제1 화소 그룹과 대향하여 위치하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
9. 화소 어레이부의 제1 화소 그룹의 데이터 라인에 데이터 전류를 인가하는 단계;

   상기 제1 화소 그룹의 제1행의 화소에 상기 데이터 전류를 프로그램하는 단계;

   상기 제1 화소 그룹에 인접한 제2 화소 그룹의 데이터 라인에 데이터 전류를 인가하는 단계;

   상기 제2 화소 그룹의 제1행의 화소에 상기 데이터 전류를 프로그램하는 단계; 및

   상기 제1 화소 그룹 및 제2 화소 그룹의 제1행에 배치된 화소를 발광시키는 단계를 포함하는 유기 전계 발광 장치의 동작 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 제1 화소 그룹의 제1행의 화소에 상기 데이터 전류를 프로그램하는 단계 이전에,

    상기 제1 화소 그룹 및 제2 화소 그룹의 제1행의 화소들의 발광을 차단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치의 동작 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 제1 화소 그룹의 제1행의 화소에 상기 데이터 전류를 프로그램하는 단계는,

    상기 제1 화소 그룹의 제1행의 화소에 제1 주사 신호를 인가하는 단계; 및

    상기 제1 주사 신호가 인가되는 상기 제1 화소 그룹의 제1행의 화소에 상기 데이터 전류를 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치의 동작 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 제2 화소 그룹의 제1행의 화소에 상기 데이터 전류를 프로그램하는 단계는,

    상기 제2 화소 그룹의 제1행의 화소에 제2 주사 신호를 인가하는 단계; 및

    상기 제2 주사 신호가 인가되는 상기 제2 화소 그룹의 제1행의 화소에 상기 데이터 전류를 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치의 동작 방법.
13. 화소 어레이부의 제1 화소 그룹의 제1행 화소 및 상기 제1 화소 그룹에 인접한 제2 화소 그룹의 제1행 화소들 각각에 데이터 전류를 프로그램하는 단계; 및

    상기 데이터 전류가 프로그램된 제1행의 화소들을 발광시키는 단계를 포함하는 유기 전계 발광 장치의 동작 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 데이터 전류의 프로그램 및 화소들의 발광은 각각의 행마다 최종행까지 순차적으로 수행되는 순차 구동 방식인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치의 동작 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 제1 화소 그룹 및 제2 화소 그룹의 제1행의 화소들 각각에 상기 데이터 전류를 프로그램하는 단계는,

    상기 제1 화소 그룹 및 제2 화소 그룹의 제1행의 화소들의 발광을 차단하는 단계;

    상기 제1 화소 그룹의 제1행의 데이터 라인에 상기 데이터 전류를 인가하는 단계;

    상기 제1 화소 그룹의 제1행에 배치된 화소에 상기 데이터 전류를 프로그램하는 단계;

    상기 제2 화소 그룹의 제1행의 데이터 라인에 상기 데이터 전류를 인가하는 단계; 및

    상기 제2 화소 그룹의 제1행에 배치된 화소에 상기 데이터 전류를 프로그램하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치의 동작 방법.
16. 제13항에 있어서, 상기 데이터 전류의 프로그램 및 화소들의 발광은,

    홀수행에 대해 최종행까지 순차적으로 수행된 후, 짝수행에 대해 순차적으로 수행되거나,

    짝수행에 대해 최종행까지 순차적으로 수행된 후, 홀수행에 대해 순차적으로 수행되는 비월 주사 방식인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치의 동작 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 제1 화소 그룹 및 제2 화소 그룹의 제1행의 화소들 각각에 상기 데이터 전류를 프로그램하는 단계는,

    상기 제1 화소 그룹 및 제2 화소 그룹의 제1행의 화소들의 발광을 차단하는 단계;

    상기 제1 화소 그룹의 제1행의 데이터 라인에 상기 데이터 전류를 인가하는 단계;

    상기 제1 화소 그룹의 제1행에 배치된 화소에 상기 데이터 전류를 프로그램하는 단계;

    상기 제2 화소 그룹의 제1행의 데이터 라인에 상기 데이터 전류를 인가하는 단계; 및

    상기 제2 화소 그룹의 제1행에 배치된 화소에 상기 데이터 전류를 프로그램하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치의 동작 방법.

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