상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유기 전계발광 표시장치는 다수의 데이터선, 다수의 주사선 및 다수의 발광제어선이 교차하는 영역에 형성된 다수의 화소들을 가지고, 소정의 영상을 디스플레이 하는 화소부; 상기 다수의 주사선에 연결되고, 상기 다수의 화소들을 활성화시키기 위한 선택신호를 인가하는 주사 구동부; 상기 다수의 데이터선에 연결되고, 상기 활성화된 화소들에 데이터신호를 인가하는 데이터 구동부; 및 상기 다수의 발광제어선에 연결되고, 상기 데이터신호를 인가받은 화소들에 발광제어신호를 인가하는 발광제어 구동부를 포함하며,
상기 발광제어 구동부는 개시 펄스, 제 1 클럭신호 및 상기 제 1 클럭신호와 다른 주기를 가지는 제 2 클럭신호의 제어에 따라, 상기 제 1 클럭신호의 한 주기 동안 제 1 발광제어신호를 출력하기 위한 제 1 시프트 레지스터; 및 상기 제 1 시프트 레지스터로부터 전달되는 입력 신호, 상기 제 1 클럭신호 및 상기 제 2 클럭신호의 제어에 따라, 상기 제 2 클럭신호의 한 주기 동안 제 2 발광제어신호를 출력하기 위한 제 2 시프트 레지스터를 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 시프트 레지스터는 상기 발광제어선들에 대응하는 수만큼 반복적으로 직렬 연결되고, 상기 제 1 클럭신호는 상기 제 2 클럭신호 보다 작은 듀티비를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적은 개시 펄스, 일정 클럭 주기를 가지는 제 1 클럭신호 및 상기 제 1 클럭신호와 다른 클럭 주기를 가지는 제 2 클럭신호의 제어에 따라, 상기 제 1 클럭신호의 한 주기 동안 제 1 신호를 출력하기 위한 제 1 시프트 레지스터; 및 상기 제 1 시프트 레지스터와 연결되는 라인으로부터 전달되는 개시 신호, 상기 제 1 클럭신호 및 상기 제 2 클럭신호의 제어에 따라, 상기 제 2 클럭신호의 한 주기 동안 제 2 신호를 출력하기 위한 제 2 시프트 레지스터를 포함하며, 상기 제 1 클럭신호는 상기 제 2 클럭신호 보다 작은 듀티비를 가지는 것을 특징으로 하는 시프트 레지스터에 의해서도 달성된다.
여기서, 상기 제 1 클럭신호는 상기 제 2 클럭신호 보다 일정시간 지연되어 하이레벨 상태로 변화하고 상기 제 2 클럭신호 보다 일정시간 먼저 로우레벨 상태로 변화하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제 1 시프트 레지스터는 상기 제 1 클럭신호의 상승에지에서 입력신호를 샘플링하기 위한 제 1 샘플링회로; 상기 제 1 클럭신호의 하강에지에서 상기 입력신호를 홀딩하기 위한 제 1 홀딩회로; 상기 제 1 홀딩회로의 출력신호를 반전하기 위한 제 1 인버터; 및 상기 제 1 샘플링회로의 출력신호와 상기 제 1 인버터의 출력신호를 입력받아 논리 연산하여 상기 제 1 신호를 출력하기 위한 제 1 낸드게이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 시프트 레지스터는 상기 제 2 클럭신호의 하강에지에서 입력신호를 샘플링하기 위한 제 2 샘플링회로; 상기 제 2 클럭신호의 상승에지에서 상기 입력신호를 홀딩하기 위한 제 2 홀딩회로; 상기 제 2 샘플링회로의 출력신호를 반전하기 위한 제 2 인버터; 및 상기 제 2 홀딩회로의 출력신호와 상기 제 2 인버터의 출력신호를 입력받아 논리 연산하여 상기 제 2 신호를 출력하기 위한 제 2 낸드게이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 시프트 레지스터 및 이를 포함하는 유기 전계발광 표시장치에 따르면, 듀티비가 다르고, 독립적으로 인가되는 제 1 클럭신호(CL1)와 제 2 클럭신호(CL2)가 동시에 천이되거나 겹치는 구간이 없기 때문에 두 신호(CL1, CL2)간의 스큐(skew)나 슬롭(slop)에 무관한 특성을 가지게 된다. 따라서, 외부 환경의 변화에 따른 여러 노이즈(noise)에 대해 보다 내성이 강한 시프트 레지스터를 제공한다. 또한, 양의 전원전압과 음의 전원전압 사이에 트랜지스터가 3 스택(stack) 구조로써, 종래의 4 스택(stack) 구조보다 저 전력구현이 가능하므로 소비전력이 감소되는 효과가 있다. 따라서, 본 발명의 시프트 레지스터는 저 전력에서 구동되며, 외부 노이즈에 안정적으로 동작한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한 다.
실시예 1
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시프트 레지스터를 나타낸 회로구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시프트 레지스터는 다수개의 시프트 레지스터 중 기본적인 제 1 시프트 레지스터(100)와 제 2 시프트 레지스터(200)로 구성된다. 본 발명이 속하는 분야의 기술자(당업자)는 이와 같은 제 1 및 제 2 시프트 레지스터(100, 200)와 동일한 회로를 필요한 수만큼 반복적으로 직렬 연결하여 원하는 출력신호를 용이하게 생성할 수 있음은 자명하다. 따라서, 본 발명의 실시예는 기본적인 2개의 시프트 레지스터(100, 200)를 예를 들어 설명하기로 한다.
먼저, 제 1 시프트 레지스터(100)는 제 1 샘플링회로(110)와 제 1 홀딩회로(120), 제 1 인버터(130) 및 제 1 낸드 게이트(140)로 구성된다. 제 1 시프트 레지스터(100)는 개시 펄스(SP), 제 1 클럭신호(CL1) 및 제 2 클럭신호(CL2)를 인가받아 제 1 출력신호(SR1)를 발생한다.
제 1 샘플링회로(110)는 3개의 트랜지스터(MP11, MN12, MN13)로 구성되며, 개시 펄스(SP), 제 1 클럭신호(CL1) 및 제 2 클럭신호(CL2)를 인가받아 제 1 샘플링신호(A)를 출력한다. 상기 3개의 트랜지스터(MP11, MN12, MN13)는 직렬로 연결된다.
상세히 설명하면, 트랜지스터(MP11)는 양의 전원전압 라인(VDD)에 소스 단자 가 연결되고, 게이트 단자로 인가되는 제 2 클럭신호(CL2)의 레벨상태에 따라 온/오프 동작을 수행한다. 상기 트랜지스터(MP11)는 P형 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect transistor : 이하, 'MOS 트랜지스터'라고 한다.)이다.
트랜지스터(MN12)는 음의 전원전압 라인(VSS)에 소스 단자가 연결되고, 게이트 단자로 인가되는 개시 펄스(SP)의 레벨상태에 따라 온/오프 동작을 수행한다. 상기 트랜지스터(MN12)는 N형 MOS 트랜지스터이다.
트랜지스터(MN13)는 상기 트랜지스터(MP11)와 트랜지스터(MN12) 사이에 연결되고, 게이트 단자로 인가되는 제 1 클럭신호(CL1)의 레벨상태에 따라 온/오프 동작을 수행한다. 상기 트랜지스터(MN13)는 N형 MOS 트랜지스터이다.
위와 같이 구성된 제 1 샘플링회로(110)는 개시 펄스(SP), 제 1 클럭신호(CL1) 및 제 2 클럭신호(CL2) 각각의 레벨상태에 따라 각 트랜지스터들(MP11, MN12, MN13)이 온/오프 동작을 수행하여 제 1 샘플링신호(A)를 출력한다.
다음으로, 제 1 홀딩회로(120)는 3개의 트랜지스터(MP12, MP13, MN11)로 구성되며, 상기 제 1 샘플링신호(A) 및 제 1 클럭신호(CL1)를 인가받아 제 1 홀딩신호(B)를 출력한다. 상기 3개의 트랜지스터(MP12, MP13, MN11)는 직렬로 연결된다.
상세히 설명하면, 트랜지스터(MP12)는 양의 전원전압 라인(VDD)에 소스 단자가 연결되고, 게이트 단자로 인가되는 상기 제 1 샘플링신호(A)의 레벨상태에 따라 온/오프 동작을 수행한다. 상기 트랜지스터(MP12)는 P형 MOS 트랜지스터이다.
트랜지스터(MN11)는 음의 전원전압 라인(VSS)에 소스 단자가 연결되고, 게이 트 단자로 인가되는 제 1 클럭신호(CL1)의 레벨상태에 따라 온/오프 동작을 수행한다. 상기 트랜지스터(MN11)는 N형 MOS 트랜지스터이다.
트랜지스터(MP13)는 상기 트랜지스터(MP12)와 트랜지스터(MN11) 사이에 연결되고, 게이트 단자로 인가되는 제 1 클럭신호(CL1)의 레벨상태에 따라 온/오프 동작을 수행한다. 상기 트랜지스터(MP13)는 P형 MOS 트랜지스터이다. 상기 트랜지스터(MN11)의 게이트 단자와 상기 트랜지스터(MP13)는 게이트 단자는 연결되어 제 1 클럭신호(CL1)를 공통으로 인가 받는다. 따라서, 상기 트랜지스터(MN11)와 상기 트랜지스터(MP13)는 상보적으로 온/오프 동작을 수행한다.
위와 같이 구성된 제 1 홀딩회로(120)는 제 1 샘플링신호(A) 및 제 1 클럭신호(CL1)의 레벨상태에 따라 각 트랜지스터들(MP12, MP13, MN11)이 온/오프 동작을 수행하여 제 1 홀딩신호(B)를 출력한다.
제 1 인버터(130)는 상기 제 1 홀딩회로(120)의 제 1 홀딩신호(B)를 인가받아 반전된 제 1 홀딩신호(/B)를 출력한다. 상기 반전된 제 1 홀딩신호(/B)는 후술할 제 2 시프트 레지스터(200)의 입력신호가 된다.
제 1 낸드게이트(140)는 상기 제 1 샘플링회로(110)의 제 1 샘플링신호(A)와 인버터(130)에 의해 반전된 제 1 홀딩신호(/B)를 입력받아 제 1 출력신호(SR1)를 출력한다. 즉, 제 1 출력신호(SR1)는 제 1 샘플링신호(A) 및 반전된 제 1 홀딩신호(/B)가 모두 하이레벨인 경우에만 로우레벨 상태이고, 그 이외의 레벨상태에서는 하이레벨 상태가 된다.
제 2 시프트 레지스터(200)는 제 2 샘플링회로(210)와 제 2 홀딩회로(220), 제 2 인버터(230) 및 제 2 낸드 게이트(240)로 구성된다. 제 2 시프트 레지스터(200)는 상기 제 1 인버터(130)에 의해 반전된 제 1 홀딩신호(/B), 제 1 클럭신호(CL1) 및 제 2 클럭신호(CL2)를 인가받아 제 2 출력신호(SR2)를 발생한다.
제 2 샘플링회로(210)는 3개의 트랜지스터(MN21, MP22, MP23)로 구성되며, 제 1 출력신호(SR1), 제 1 클럭신호(CL1) 및 제 2 클럭신호(CL2)를 인가받아 제 2 샘플링신호(C)를 출력한다. 상기 3개의 트랜지스터(MN21, MP22, MP23)는 직렬로 연결된다.
상세히 설명하면, 트랜지스터(MN21)는 음의 전원전압 라인(VSS)에 소스 단자가 연결되고, 게이트 단자로 인가되는 제 1 클럭신호(CL1)의 레벨상태에 따라 온/오프 동작을 수행한다. 상기 트랜지스터(MN21)는 N형 MOS 트랜지스터이다.
트랜지스터(MP22)는 양의 전원전압 라인(VDD)에 소스 단자가 연결되고, 게이트 단자로 인가되는 상기 제 1 인버터에 의해 반전된 제 1 홀딩신호(/B)의 레벨상태에 따라 온/오프 동작을 수행한다. 상기 트랜지스터(MP22)는 P형 MOS 트랜지스터이다.
트랜지스터(MP23)는 상기 트랜지스터(MN21)와 트랜지스터(MP22) 사이에 연결되고, 게이트 단자로 인가되는 제 2 클럭신호(CL2)의 레벨상태에 따라 온/오프 동작을 수행한다. 상기 트랜지스터(MP23)는 P형 MOS 트랜지스터이다.
위와 같이 구성된 제 2 샘플링회로(210)는 반전된 제 1 홀딩신호(/B), 제 1 클럭신호(CL1) 및 제 2 클럭신호(CL2) 각각의 레벨상태에 따라 각 트랜지스터들(MN21, MP22, MP23)이 온/오프 동작을 수행하여 제 2 샘플링신호(C)를 출력한다.
다음으로, 제 2 홀딩회로(220)는 3개의 트랜지스터(MN22, MN23, MP21)로 구성되며, 상기 제 2 샘플링신호(C) 및 제 2 클럭신호(CL2)를 인가받아 제 2 홀딩신호(D)를 출력한다. 상기 3개의 트랜지스터(MN22, MN23, MP21)는 직렬로 연결된다.
상세히 설명하면, 트랜지스터(MN22)는 음의 전원전압 라인(VSS)에 소스 단자가 연결되고, 게이트 단자로 인가되는 상기 제 2 샘플링신호(C)의 레벨상태에 따라 온/오프 동작을 수행한다. 상기 트랜지스터(MN22)는 N형 MOS 트랜지스터이다.
트랜지스터(MP21)는 양의 전원전압 라인(VDD)에 소스 단자가 연결되고, 게이트 단자로 인가되는 제 2 클럭신호(CL1)의 레벨상태에 따라 온/오프 동작을 수행한다. 상기 트랜지스터(MP21)는 P형 MOS 트랜지스터이다.
트랜지스터(MN23)는 상기 트랜지스터(MN22)와 트랜지스터(MP21) 사이에 연결되고, 게이트 단자로 인가되는 제 2 클럭신호(CL2)의 레벨상태에 따라 온/오프 동작을 수행한다. 상기 트랜지스터(MN23)는 N형 MOS 트랜지스터이다. 상기 트랜지스터(MP21)의 게이트 단자와 상기 트랜지스터(MN23)의 게이트 단자는 연결되어 제 2 클럭신호(CL2)를 공통으로 인가 받는다. 따라서, 상기 트랜지스터(MP21)와 상기 트랜지스터(MN23)는 상보적으로 온/오프 동작을 수행한다.
위와 같이 구성된 제 2 홀딩회로(220)는 제 2 샘플링신호(C) 및 제 2 클럭신호(CL1)의 레벨상태에 따라 각 트랜지스터들(MN22, MN23, MP21)이 온/오프 동작을 수행하여 제 2 홀딩신호(D)를 출력한다.
제 2 인버터(230)는 상기 제 2 샘플링회로(210)의 제 2 샘플링신호(C)를 인가받아 반전된 제 2 샘플링신호(/C)를 출력한다. 상기 반전된 제 2 샘플링신호(/C) 는 다음단의 제 3 시프트 레지스터(미도시)의 입력신호가 된다.
제 2 낸드게이트(240)는 상기 제 2 홀딩회로(220)의 제 2 홀딩신호(D)와 반전된 제 2 샘플링신호(/C)를 입력받아 논리 조합되어 제 2 출력신호(SR2)를 출력한다. 즉, 제 2 출력신호(SR2)는 제 2 홀딩신호(D) 및 반전된 제 2 샘플링신호(/C)가 모두 하이레벨인 경우에만 로우레벨 상태이고, 그 이외의 레벨상태에서는 하이레벨 상태가 된다.
이하, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시프트 레지스터의 동작을 도 6의 타이밍도를 참조하여 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시프트 레지스터의 동작에 따른 입출력되는 신호들의 타이밍도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 개시 펄스(SP), 제 1 클럭신호(CL1) 및 제 2 클럭신호(CL2)가 제 1 시프트 레지스터(100)의 제 1 샘플링회로(110)와 제 1 홀딩회로(120)에 인가된다.
제 1 클럭신호(CL1)와 제 2 클럭신호(CL2)는 종래의 클럭신호들(CLK, CLKB)과는 다른 독립된 신호들로서, 레벨상태가 천이되는 타임이 다르기 때문에 기본적으로 두 신호(Cl1, CL2)간의 스큐(skew)나 슬롭(slop)이 발생하여도 종래의 시프트 레지스터와 같이 오동작 되는 문제점은 발생하지 않는다.
또한, 제 1 클럭신호(CL1)는 하이레벨구간이 제 2 클럭신호(CL2)의 하이레벨구간에 포함된다. 즉, 제 1 클럭신호(CL1)의 하이레벨로의 천이시간이 상기 제 2 클럭신호(CL2) 보다 일정시간(TD) 지연되고, 로우레벨로의 천이시간이 상기 제 2 클럭신호(CL2) 보다 상기 일정시간 먼저 천이된다. 이를 다르게 설명하면, 제 1 클럭신호(CL1)는 제 2 클럭신호(CL2)보다 작은 듀티비를 가진다. 이와 같이 일정시간(TD)을 둔 이유는 각 클럭신호(CL1, CL2)간에 스큐(skew)나 슬롭(slop)이 발생하더라도 본 발명의 실시예에 따른 시프트 레지스터의 동작에 문제가 발생되지 않게 하기 위함이다. 상기 일정시간(TD)의 최소시간은 실질적으로 1[㎲] 내지 2[㎲]이다. 왜냐하면, 상기 일정시간(TD)의 최소시간이 1[㎲] 내지 2[㎲] 이하일 경우 스큐(skew)나 슬롭(slop)의 발생에 따라 본 발명에 따른 시프트 레지스터는 오동작을 하는 문제가 발생되기 때문이다.
먼저, 하이레벨의 개시 펄스(SP), 하이레벨의 제 1 클럭신호(CL1) 및 하이레벨의 제 2 클럭신호(CL2)가 제 1 샘플링회로(110)에 인가되면, 트랜지스터(MN12)와 트랜지스터(MN13)는 턴-온되고, 트랜지스터(MP11)는 턴-오프된다. 따라서, 제 1 샘플링회로(110)는 음의 전원전압(VSS)에 해당하는 로우레벨의 제 1 샘플링신호(A)를 제 2 낸드 게이트(140)로 출력한다. 즉, 제 1 샘플링회로(110)는 제 1 클럭신호(CL1)의 라이징 에지(riging edge)에서 입력신호를 샘플링하고, 제 2 클럭신호(CL2)의 폴링에지(falling edge)까지 유지된다.
다음, 로우레벨의 제 1 샘플링신호(SR1)와 로우레벨의 제 1 클럭신호(CL1)가 제 1 홀딩회로(120)에 인가되면, 트랜지스터(MP12)와 트랜지스터(MP13)는 턴-온되고, 트랜지스터(MN11)는 턴-오프된다. 따라서, 제 1 홀딩회로(120)는 양의 전원전압(VDD)에 해당하는 하이레벨의 제 1 홀딩신호(B)를 출력한다. 즉, 제 1 홀딩회로(120)는 제 1 클럭신호(CL1)의 폴링 에지(falling edge)에서 입력신호를 홀딩한다. 이와 같은 제 1 홀딩신호(B)는 제 1 클럭신호(CL1)의 라이징 에지(riging edge)까지 유지된다. 이와 같은 제 1 홀딩신호(B)는 제 1 인버터를 거처 반전되어 제 1 낸드 게이트(140)로 인가된다.
따라서, 제 1 낸드 게이트(140)는 제 1 샘플링신호(A)와 반전된 제 1 홀딩신호(/B)를 입력받아 제 1 클럭신호(CL1)의 라이징 에지(riging edge)에서 다음 라이징 에지(riging edge)까지 한 주기 동안 하이레벨의 제 1 출력신호(SR1)를 출력한다.
다음으로, 반전된 제 1 홀딩신호(/B), 제 1 클럭신호(CL1) 및 제 2 클럭신호(CL2)가 제 2 시프트 레지스터(200)의 제 2 샘플링회로(210) 및 제 2 홀딩회로(220)에 인가된다.
먼저, 로우레벨의 반전된 제 1 홀딩신호(/B), 로우레벨의 제 1 클럭신호(CL1) 및 로우레벨의 제 2 클럭신호(CL2)가 제 2 샘플링회로(210)에 인가되면, 트랜지스터(MP22)와 트랜지스터(MP23)는 턴-온되고, 트랜지스터(MN21)는 턴-오프된다. 따라서, 제 2 샘플링회로(210)는 양의 전원전압(VDD)에 해당하는 하이레벨의 제 2 샘플링신호(C)를 제 2 인버터(230)로 인가한다. 즉, 제 2 샘플링회로(110)는 제 2 클럭신호(CL2)의 폴링 에지(falling edge)에서 입력신호를 샘플링하고, 제 1 클럭신호(CL1)의 라이징 에지(rising edge)까지 유지된다.
다음, 하이레벨의 제 2 샘플링신호(C)와 하이레벨의 제 2 클럭신호(CL2)가 제 2 홀딩회로(220)에 인가되면, 트랜지스터(MN22)와 트랜지스터(MN23)는 턴-온되고, 트랜지스터(MP21)는 턴-오프된다. 따라서, 제 2 홀딩회로(220)는 음의 전원전 압(VSS)에 해당하는 로우레벨의 제 2 홀딩신호(D)를 제 2 낸드 게이트(240)로 인가한다. 즉, 제 2 홀딩회로(220)는 제 2 클럭신호(CL2)의 라이징 에지(rising edge)에서 입력신호를 홀딩하여 제 2 클럭신호(CL2)의 폴링 에지(falling edge)까지 유지한다.
따라서, 제 2 낸드 게이트(240)는 제 2 홀딩신호(D)와 반전된 제 2 샘플링신호(/C)를 입력받아 제 2 클럭신호(CL1)의 폴링 에지(falling edge)에서 다음 폴링 에지(falling edge)까지 한 주기동안 하이레벨의 제 2 출력신호(SR2)를 출력한다.
이와 같은 동작을 수행하는 본 발명의 실시예에 따른 시프트 레지스터는 상기 제 1 및 제 2 시프트 레지스터(100,200)를 반복적으로 직렬연결하고, 독립적으로 인가되는 2개의 클럭신호(CL1, CL2)의 상태에 따라 일정구간 만큼 시프트(shift) 된 출력신호들(SR1,SR2,...SRn)을 생성할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시프트 레지스터는 종래의 시프트 레지스터와는 다르게 제 1 클럭신호(CL1)와 제 2 클럭신호(CL2)가 동시에 천이되거나 겹치는 구간이 없기 때문에 두 신호(CL1, CL2)간의 스큐(skew)나 슬롭(slop)에 무관한 특성을 가지게 된다. 즉, 제 1 클럭신호(CL1)와 제 2 클럭신호(CL2)의 듀티비를 달리하여 지연 시간차(TD)를 활용하여 구현하였기 때문에 기본적으로 스큐(skew)에 의한 문제점은 발생하지 않는다. 또한, 슬롭(slop)이 커지게 되어도 순차적인 로직 동작이 동시에 온 되어서 오동작하는 문제도 발생하지 않는다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시프트 레지스터는 양의 전원전압과 음의 전원전압 사이에 트랜지스터의 스택(stack)이 3개인 3 스택(stack)구조를 가짐 으로써, 트랜지스터들의 온 저항에 따른 전압강하가 적어지기 때문에 종래의 4 스택(stack) 구조보다 적은 전원전압을 사용할 수 있어 저 전력구현이 가능하므로 소비전력이 감소되는 효과가 있다.
상기와 같은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시프트 레지스터는 다양한 응용분야에 사용되고 있다. 특히, 평판표시장치에서 표시패널에 주사신호 또는 발광제어신호를 인가하는 주사 구동부 또는 발광제어 구동부에 사용된다.
이하, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시프트 레지스터가 대표적으로 이용되는 유기 전계발광 표시장치에 대하여 설명한다.
제 2 실시예
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계발광 표시장치를 나타낸 블록도이다.
도 7을 참조하면, 유기 전계발광 표시장치는 화소부(300), 주사 구동부(400), 발광제어 구동부(500) 및 데이터 구동부(600)로 구성된다.
화소부(300)는 다수의 데이터선(D1-Dm)과 다수의 주사선(S1-Sn) 및 다수의 발광제어선(E1-En)이 교차하는 영역에 형성된 다수의 화소들(P11-Pnm)을 가지고 있다.
주사 구동부(400)는 상기 다수의 주사선(S1-Sn)에 순차적으로 선택신호를 인가하여 상기 다수의 화소들(P11-Pnm)을 활성화 시킨다.
발광제어 구동부(500)는 상기 다수의 발광제어선(E1-En)에 순차적으로 발광제어신호를 인가하여 상기 다수의 화소들(P11-Pnm))의 발광시간을 제어한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 시프트 레지스터는 제 2 실시예에서는 유기 전계발광 표시장치의 발광제어 구동부(500)로서의 역할을 수행하며, 상기 다수의 화소들(P11-Pnm)에 연결된 발광제어선(E1-En)에 각 시프트 레지스터(SR1-SRn)들이 종으로 연결되어 발광제어 신호를 인가한다.
이하, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계발광 표시장치에서는 제 1 실시예에 따른 시프트 레지스터(SR1-SRn)를 발광제어 구동부(500)로 지칭하여 설명하기로 한다.
상기 화소부(300)와 주사 구동부(400) 및 발광제어 구동부(500)는 저온폴리실리콘(LTPS)방식의 폴리실리콘으로 형성된 박막 트랜지스터를 이용하여 동일한 표시패널 상에 형성된다.
상기 데이터 구동부(600)는 상기 다수의 데이터선(D1-Dm)에 상기 선택신호 및 발광제어 신호와 동기 되어 선택된 화소들(P11-Pnm)에 해당하는 데이터 신호를 인가한다.
이하에서는, 상기 화소부(300)에 형성되어 있는 대표적인 화소회로와 타이밍도를 참조하여 동작을 설명하기로 한다. 이때, 발광제어신호는 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시프트 레지스터에서 출력되는 신호이다.
도 8은 도 7에 도시된 화소들 중 대표적인 화소를 나타낸 회로도이며, 도 9는 도 7의 화소회로를 동작시키는 신호들의 타이밍도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 화소회로는 유기발광소자(OLED)와 상기 유기발광소자(OLED)를 구동하기 위 한 화소구동회로로 구성된다.
화소구동회로는 제 1 내지 제 6 트랜지스터(M31-M36)와 하나의 캐패시터(Cst)로 이루어진다.
제 2 트랜지스터(M32)는 게이트에 해당하는 스캔라인(Sn)에 선택신호가 인가되고 소스에 데이터라인(Dm)이 연결되어 데이터신호가 인가되며, 드레인이 상기 제 1 트랜지스터(M31)의 소스에 연결된다.
제 1 트랜지스터(M31)는 게이트가 상기 캐패시터(Cst)의 일측단자에 연결되고, 드레인이 상기 유기발광소자(OLED)의 일측단자에 연결된다. 제 3 트랜지스터(M33)는 상기 제 1 트랜지스터(M31)의 게이트와 드레인에 각각 드레인과 소스가 연결되고 게이트에 현재 선택신호가 인가된다.
캐패시터(Cst)의 타측에는 해당하는 전원전압라인(Vdd)으로부터 전원전압이 제공된다. 제 5 트랜지스터(M35)는 발광제어신호가 게이트에 인가되고, 소스에 상기 전원전압라인(Vdd)으로부터 전원전압이 인가되며, 드레인이 상기 제 2 트랜지스터(M22)의 드레인에 연결된다.
제 6 트랜지스터(M36)는 발광제어신호가 게이트에 인가되고, 소스가 상기 제 1 트랜지스터(M31)의 드레인에 연결되고, 드레인이 상기 유기발광소자(OLED)의 일단에 연결된다. 제 4 트랜지스터(M34)는 게이트에 이전 선택신호가 인가되고 소스가 상기 캐패시터(Cst)의 일측단자에 연결되며 드레인이 상기 초기전압라인(Vinit)에 연결되어 초기전압이 인가된다.
유기발광소자(OLED)는 화소전극, 대향전극 및 상기 화소전극과 상기 대향전 극 사이에 개재된 유기발광층을 구비한다.
도 8의 구성을 갖는 화소의 동작을 도 9의 타이밍도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 이전 스캔라인(Sn-1)의 선택신호가 로우레벨이고 현재 스캔라인(Sn)과 발광제어라인(En)의 신호가 하이레벨인 초기화구간에서, 로우레벨의 이전 스캔라인(Sn-1)의 선택신호에 의해 제 4 트랜지스터(M34)가 턴온되고, 하이레벨의 현재 스캔라인(Sn)과 발광제어라인(En)의 선택신호 및 발광제어신호에 의해 제 1 내지 제 3 트랜지스터(M31-M33)와 제 5 및 제 6 트랜지스터(M35,M36)가 턴오프된다. 따라서, 캐패시터(Cst)에 저장되어 있던 데이터 즉, 제 1 트랜지스터(M31)의 게이트전압은 초기화된다.
다음, 데이터 프로그램 구간에는, 이전 스캔라인(Sn-1)의 선택신호가 하이레벨이고 현재 스캔라인(Sn)의 선택신호가 로우레벨이며 발광제어라인(En)의 발광제어신호가 하이레벨인 프로그램구간에서, 제 4 트랜지스터(M34)는 턴오프되고, 로우레벨의 현재 스캔라인(Sn)의 선택신호에 의해 제 3 트랜지스터(M33)가 턴온되어 제 1 트랜지스터(M31)는 다이오드 연결된다.
이때, 현재 스캔라인(Sn)의 선택신호에 의해 제 2 트랜지스터(M32)도 턴온되고, 발광제어라인(Em)의 발광제어신호에 의해 제 5 및 제 6 트랜지스터(M35, M36)가 턴오프된다. 즉, 상기 제 1 트랜지스터(M31)는 다이오드 연결되어 있으므로 제 1 트랜지스터(M31)의 게이트전압에는 Vdata-VthM31 이 인가되고, 상기 게이트전압이 캐패시터(Cst)에 저장되어 프로그램동작이 완료된다.
마지막으로, 발광 구간에는 이전 스캔라인(Sn-1)의 선택신호가 하이레벨이고, 현재 스캔라인(Sn)의 선택신호가 하이레벨로 된 다음 발광제어라인(En)의 발광제어신호가 로우레벨로 되는 발광구간에서, 로우레벨의 발광제어라인(En)의 발광제어신호에 의해 제 5 및 제 6 트랜지스터(M35,M36)가 턴온되고, 하이레벨의 이전 스캔라인(Sn-1)의 선택신호에 의해 제 4 트랜지스터(M34)가 턴오프되며, 하이레벨의 현재 스캔라인(Sn)의 선택신호에 의해 제 3 트랜지스터(M33)와 제 2 트랜지스터(M32)가 턴오프된다. 따라서, 제 1 트랜지스터(M31)의 게이트에 인가되는 전압레벨의 데이터신호에 대응하여 발생되는 구동전류가 제 1 트랜지스터(M31)를 통해 유기발광소자(OLED)로 흘러 유기발광소자(OLED)는 발광을 하게 된다.
상기 유기발광소자(OLED)로 흐르는 전류는 아래 [수학식1]과 같다.
[수학식1]
IOLED = k(Vgs-VthM31)2 =K{Vdd-(Vdata-VthM31)-VthM31}2= k(Vdd-Vdata)2
상기 [수학식1]에 나타난 바와 같이, 구동 트랜지스터(M31)의 문턱전압은 보상되어 균일한 휘도의 빛을 발광할 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 시프트 레지스터는 상술한 화소회로에 발광제어신호를 인가하는 역할을 수행한다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계발광 표시장치는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시프트 레지스터를 사용하여 발광제어신호를 인가함으로써, 스 큐(skew) 및 슬롭(slop)에 의한 문제점은 발생하지 않아 발광제어신호의 왜곡에 의한 오동작 문제가 발생하지 않는다.
또한, 본 발명의 시프트 레지스터는 양의 전원전압과 음의 전원전압 사이에 트랜지스터의 스택(stack)이 3개인 3 스택(stack) 구조로써, 트랜지스터의 온 저항에 따른 전압강하가 적어지기 때문에 종래의 4 스택(stack) 구조보다 적은 전원전압을 사용할 수 있어 저 전력구현이 가능한 유기 전계발광 표시장치를 구현함으로써 소비전력이 감소되는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.