KR101040813B1 - 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 발광 다이오드의 열화를 보상할 수 있도록 한 화소에 관한 것이다.
본 발명의 화소는 데이터신호에 대응하여 발광 또는 비발광되는 유기 발광 다이오드와; 캐소드전극이 제 2전원에 접속되며, 상기 데이터신호와 무관하게 비발광 상태로 설정되는 더미 유기 발광 다이오드와; 주사선 및 데이터선과 접속되며, 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 1트랜지스터와; 상기 데이터선으로 공급되는 상기 데이터신호에 대응되는 전압을 충전하기 위한 스토리지 커패시터와; 상기 스토리지 커패시터에 충전된 전압에 대응되는 전류를 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 상기 제 2전원으로 공급하기 위한 제 2트랜지스터와; 상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 및 상기 더미 유기 발광 다이오드 의 애노드전극 사이에 접속되는 보상부를 구비하며; 상기 보상부는 상기 유기 발광 다이오드와 상기 더미 유기 발광 다이오드 사이에 직렬로 접속되는 제 4트랜지스터 및 제 5트랜지스터와, 상기 제 4트랜지스터 및 제 5트랜지스터의 공통노드와 상기 제 2트랜지스터의 게이트전극 사이에 접속되는 피드백 커패시터를 구비한다.
Description
본 발명은 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치에 관한 것으로, 특히 유기 발광 다이오드의 열화를 보상할 수 있도록 한 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel) 및 유기전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display) 등이 있다.
평판 표시장치 중 유기전계발광 표시장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 다이오드를 이용하여 영상을 표시한다. 이러한, 유기전계발광 표시장치는 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비전력으로 구동되는 장점 이 있다.
도 1은 종래의 유기전계발광 표시장치의 화소를 나타내는 회로도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 유기전계발광 표시장치의 화소(4)는 유기 발광 다이오드(OLED)와, 데이터선(Dm) 및 주사선(Sn)에 접속되어 유기 발광 다이오드(OLED)를 제어하기 위한 화소회로(2)를 구비한다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극은 화소회로(2)에 접속되고, 캐소드전극은 제 2전원(ELVSS)에 접속된다. 이와 같은 유기 발광 다이오드(OLED)는 화소회로(2)로부터 공급되는 전류에 대응되어 소정 휘도의 빛을 생성한다.
화소회로(2)는 주사선(Sn)에 주사신호가 공급될 때 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호에 대응되어 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어한다. 이를 위해, 화소회로(2)는 제 1전원(ELVDD)과 유기 발광 다이오드(OLED) 사이에 접속된 제 2트랜지스터(M2)와, 제 2트랜지스터(M2), 데이터선(Dm) 및 주사선(Sn)의 사이에 접속된 제 1트랜지스터(M1)와, 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극과 제 1전극 사이에 접속된 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다.
제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극은 주사선(Sn)에 접속되고, 제 1전극은 데이터선(Dm)에 접속된다. 그리고, 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자에 접속된다. 여기서, 제 1전극은 소오스전극 및 드레인전극 중 어느 하나로 설정되고, 제 2전극은 제 1전극과 다른 전극으로 설정된다. 예를 들어, 제 1전극이 소오스전극으로 설정되면 제 2전극은 드레인전극으로 설정된다. 주사선(Sn) 및 데이터선(Dm)에 접속된 제 1트랜지스터(M1)는 주사선(Sn)으로부터 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터선(Dm)으로부터 공급되는 데이터신호를 스토리지 커패시터(Cst)로 공급한다. 이때, 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호에 대응되는 전압을 충전한다.
제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자에 접속되고, 제 1전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 다른측단자 및 제 1전원(ELVDD)에 접속된다. 그리고, 제 2트랜지스터(M2)의 제 2전극은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극에 접속된다. 이와 같은 제 2트랜지스터(M2)는 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압값에 대응하여 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어한다. 이때, 유기 발광 다이오드(OLED)는 제 2트랜지스터(M2)로부터 공급되는 전류량에 대응되는 빛을 생성한다.
하지만, 이와 같은 종래의 유기전계발광 표시장치는 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화에 따른 효율변화에 의하여 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 없는 문제점이 있다. 다시 말하여, 시간이 지남에 따라서 유기 발광 다이오드가 열화되고, 이에 따라 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 없다. 실제로, 유기 발광 다이오드가 열화 될수록 낮은 휘도의 빛이 생성된다.
따라서, 본 발명의 목적은 유기 발광 다이오드의 열화를 보상할 수 있도록 한 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 화소는 데이터신호에 대응하여 발광 또는 비발광되는 유기 발광 다이오드와; 캐소드전극이 제 2전원에 접속되며, 상기 데이터신호와 무관하게 비발광 상태로 설정되는 더미 유기 발광 다이오드와; 주사선 및 데이터선과 접속되며, 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 1트랜지스터와; 상기 데이터선으로 공급되는 상기 데이터신호에 대응되는 전압을 충전하기 위한 스토리지 커패시터와; 상기 스토리지 커패시터에 충전된 전압에 대응되는 전류를 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 상기 제 2전원으로 공급하기 위한 제 2트랜지스터와; 상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 및 상기 더미 유기 발광 다이오드 의 애노드전극 사이에 접속되는 보상부를 구비하며; 상기 보상부는 상기 유기 발광 다이오드와 상기 더미 유기 발광 다이오드 사이에 직렬로 접속되는 제 4트랜지스터 및 제 5트랜지스터와, 상기 제 4트랜지스터 및 제 5트랜지스터의 공통노드와 상기 제 2트랜지스터의 게이트전극 사이에 접속되는 피드백 커패시터를 구비한다.
본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는 주사선들 및 데이터선들과 접속되도록 위치되는 화소들과; 상기 주사선들로 주사신호를 순차적으로 공급하기 위한 주사 구동부와; 상기 데이터선들로 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 구동부를 구비하며; 상기 화소들 각각은 상기 데이터신호에 대응하여 발광 또는 비발광되는 유기 발광 다이오드와; 캐소드전극이 제 2전원에 접속되며, 상기 데이터신호와 무관하게 비발광 상태로 설정되는 더미 유기 발광 다이오드와; 상기 주사선 및 데이터선과 접속되며, 상기 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 1트랜지스터와; 상기 데이터선으로 공급되는 상기 데이터신호에 대응되는 전압을 충전하기 위한 스토리지 커패시터와; 상기 스토리지 커패시터에 충전된 전압에 대응되는 전류를 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 상기 제 2전원으로 공급하기 위한 제 2트랜지스터와; 상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 및 상기 더미 유기 발광 다이오드 의 애노드전극 사이에 접속되는 보상부를 구비하며; 상기 보상부는 상기 유기 발광 다이오드와 상기 더미 유기 발광 다이오드 사이에 직렬로 접속되는 제 4트랜지스터 및 제 5트랜지스터와, 상기 제 4트랜지스터 및 제 5트랜지스터의 공통노드와 상기 제 2트랜지스터의 게이트전극 사이에 접속되는 피드백 커패시터를 구비한다.
본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는 주사선들 및 데이터선들과 접속되도록 위치되는 화소들과; 상기 주사선들로 주사신호를 순차적으로 공급하기 위한 주사 구동부와; 상기 데이터선들로 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 구동부를 구비하며; 상기 화소들 각각은 상기 데이터신호에 대응하여 발광 또는 비발광되는 유기 발광 다이오드와; 캐소드전극이 제 2전원에 접속되며, 상기 데이터신호와 무관하게 비발광 상태로 설정되는 더미 유기 발광 다이오드와; 상기 주사선 및 데이터선과 접속되며, 상기 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 1트랜지스터와; 상기 데이터선으로 공급되는 상기 데이터신호에 대응되는 전압을 충전하기 위한 스토리지 커패시터와; 상기 스토리지 커패시터에 충전된 전압에 대응되는 전류를 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 상기 제 2전원으로 공급하기 위한 제 2트랜지스터와; 상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 및 상기 더미 유기 발광 다이오드 의 애노드전극 사이에 접속되는 보상부를 구비하며; 상기 보상부는 상기 유기 발광 다이오드와 상기 더미 유기 발광 다이오드 사이에 직렬로 접속되는 제 4트랜지스터 및 제 5트랜지스터와, 상기 제 4트랜지스터 및 제 5트랜지스터의 공통노드와 상기 제 2트랜지스터의 게이트전극 사이에 접속되는 피드백 커패시터를 구비한다.
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본 발명의 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치에 의하면 유기 발광 다이오드의 열화를 보상하여 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 있다. 특히, 본원 발명에서는 더미 유기 발광 다이오드를 이용하기 때문에 제 2전원의 전압강하와 무관하게 유기 발광 다이오드의 열화를 보상할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예가 첨부된 도 2 내지 도 6을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는 주사선들(S1 내지 Sn), 제 1제어선들(CL11 내지 CL1n), 제 2제어선들(CL21 내지 C2n), 발광 제어선들(E1 내지 En) 및 데이터선들(D1 내지 Dm)과 접속되도록 위치되는 화소들(240)을 포함하는 화소부(230)와, 주사선들(S1 내지 Sn), 제 1제어선들(CL11 내지 CL1n), 제 2제어선들(CL21 내지 C2n) 및 발광 제어선들(E1 내지 En)을 구동하기 위한 주사 구동부(210)와, 데이터선들(D1 내지 Dm)을 구동하기 위한 데이터 구동부(220)와, 주사 구동부(210) 및 데이터 구동부(220)를 제어하기 위한 타이밍 제어부(250)를 구비한다.
주사 구동부(210)는 타이밍 제어부(250)로부터 주사 구동제어신호(SCS)를 공급받는다. 주사 구동제어신호(SCS)를 공급받은 주사 구동부(210)는 주사신호를 생성하고, 생성된 주사신호를 주사선들(S1 내지 Sn)로 순차적으로 공급한다. 또한, 주사 구동부(210)는 주사 구동제어신호(SCS)에 응답하여 제 1제어신호 및 제 2제어신호를 생성하고, 생성된 제 1제어신호를 순차적으로 제 1제어선들(CL11 내지 CL1n)로 공급함과 동시에 제 2제어신호를 순차적으로 제 2제어선들(CL21 내지 CL2n)로 공급한다. 그리고, 주사 구동부(210)는 발광 제어신호를 생성하고, 생성된 발광 제어신호를 발광 제어선들(E1 내지 En)로 순차적으로 공급한다.
여기서, 발광 제어신호는 주사신호의 폭보다 넓은 폭으로 설정된다. 실제로, i(i는 자연수)번째 발광 제어선(Ei)으로 공급되는 발광 제어신호는 i번째 주사선(Si)으로 공급되는 주사신호와 중첩되도록 공급된다. 그리고, i번째 제 1제어선(CL1i)으로 공급되는 제 1제어신호는 발광 제어신호의 폭보다 넓은 폭으로 설정되고, i번째 발광 제어선(Ei)으로 공급되는 발광 제어신호와 중첩되도록 공급된다. 또한, i번째 제 2제어선(CL2i)으로 공급되는 제 2제어신호는 발광 제어신호의 폭과 동일한 폭으로 동시에 공급되며, 서로 반대 극성으로 설정된다.
한편, 제 1제어선들(CL11 내지 CL1n) 및 제 2제어선들(CL21 내지 CL2n)은 화소(240)의 구조에 대응하여 생략될 수 있다.
데이터 구동부(220)는 타이밍 제어부(250)로부터 데이터 구동제어신호(DCS)를 공급받는다. 데이터 구동제어신호(DCS)를 공급받은 데이터 구동부(220)는 데이터신호를 생성하고, 생성된 데이터신호를 주사신호와 동기되도록 데이터선들(D1 내지 Dm)로 공급한다.
타이밍 제어부(250)는 외부로부터 공급되는 동기신호들에 대응하여 데이터 구동제어신호(DCS) 및 주사 구동제어신호(SCS)를 생성한다. 타이밍 제어부(250)에서 생성된 데이터 구동제어신호(DCS)는 데이터 구동부(220)로 공급되고, 주사 구동제어신호(SCS)는 주사 구동부(210)로 공급된다. 그리고, 타이밍 제어부(250)는 외 부로부터 공급되는 데이터(Data)를 데이터 구동부(220)로 공급한다.
화소부(230)는 외부로부터 제 1전원(ELVDD) 및 제 2전원(ELVSS)을 공급받아 각각의 화소들(240)로 공급한다. 제 1전원(ELVDD) 및 제 2전원(ELVSS)을 공급받은 화소들(240) 각각은 데이터신호에 대응하는 빛을 생성한다. 화소들(240) 각각에는 보상부(미도시)가 설치되어 유기 발광 다이오드의 열화를 보상한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 화소를 나타내는 회로도이다. 도 3에서는 설명의 편의성을 위하여, 제 n주사선(Sn) 및 제 m데이터선(Dm)과 접속된 화소를 도시하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 화소(240)는 유기 발광 다이오드(OLED)와, 주사선(Sn) 및 데이터선(Dm)과 접속되는 제 1트랜지스터(M1)와, 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 대응하여 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어하기 위한 제 2트랜지스터(M2)와, 유기 발광 다이오드(OLED)와 제 2트랜지스터(M2) 사이에 위치되는 제 3트랜지스터(M3)과, 유기 발광 다이오드(OLED) 및 더미 유기 발광 다이오드(DOLED)에 접속되어 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화를 보상하기 위한 보상부(242)를 구비한다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극은 제 3트랜지스터(M3)에 접속되고, 캐소드전극은 제 2전원(ELVSS)에 접속된다. 이와 같은 유기 발광 다이오드(OLED)는 제 2트랜지스터(M2)로부터 제 3트랜지스터(M3)를 경유하여 공급되는 전류에 대응되어 소정 휘도의 빛을 생성한다.
더미 유기 발광 다이오드(DOLED)의 애노드전극은 보상부(242)에 접속되고, 캐소드전극은 제 2전원(ELVSS)에 접속된다. 이와 같은 더미 유기 발광 다이오드(OLED)는 비발광 상태로 설정된다.
더미 유기 발광 다이오드(DOLED)의 애노드전극은 보상부(242)에 접속되고, 캐소드전극은 제 2전원(ELVSS)에 접속된다. 이와 같은 더미 유기 발광 다이오드(OLED)는 비발광 상태로 설정된다.
제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극은 주사선(Sn)에 접속되고, 제 1전극은 데이터선(Dm)에 접속된다. 그리고, 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극은 제 2트랜지스터(M2)(구동 트랜지스터)의 게이트전극에 접속된다. 이와 같은 제 1트랜지스터(M1)는 주사선(Sn)으로 주사신호가 공급될 때 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호를 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극으로 공급한다.
제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극은 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극에 접속되고, 제 1전극은 제 1전원(ELVDD)에 접속된다. 그리고, 제 2트랜지스터(M2)의 제 2전극은 제 3트랜지스터(M3)의 제 1전극에 접속된다. 이와 같은 제 2트랜지스터(M2)는 자신의 게이트전극에 인가되는 전압에 대응하여 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어한다. 이를 위해, 제 1전원(ELVDD)의 전압값은 제 2전원(ELVSS)의 전압값보다 높게 설정된다.
제 3트랜지스터(M3)의 게이트전극은 발광 제어선(En)에 접속되고, 제 1전극은 제 2트랜지스터(M2)의 제 2전극에 접속된다. 그리고, 제 3트랜지스터(M3)의 제 2전극은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극에 접속된다. 이와 같은 제 3트랜지스터(M3)는 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되고, 그 외의 경우에 턴-온된다. 실제로, 제 3트랜지스터(M3)는 최소 주사신호가 공급되는 기간 동안 턴-오프되어 화소(240)를 비발광상태로 설정한다.
스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자는 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극에 접속되고, 다른측단자는 제 1전원(ELVDD)에 접속된다. 이와 같은 스토리지 커패시 터(Cst)는 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온되었을 때 데이터신호에 대응하는 전압을 충전한다.
보상부(242)는 더미 유기 발광 다이오드(DOLED)의 애노드전극 및 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극에 접속된다. 이와 같은 보상부(242)는 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화가 보상될 수 있도록 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극 전압을 제어한다.
도 4는 도 3에 도시된 보상부의 제 1실시예를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 보상부(242)는 유기 발광 다이오드(OLED) 및 더미 유기 발광 다이오드(DOLED) 사이에 직렬로 접속되는 제 4트랜지스터(M4) 및 제 5트랜지스터(M5)와, 제 4트랜지스터(M4) 및 제 5트랜지스터(M5)의 공통노드인 제 1노드(N1)와 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극 사이에 위치되는 피드백 커패시터(Cfb)를 구비한다.
제 4트랜지스터(M4)는 제 1노드(N1)와 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극 사이에 위치되며, 제 2제어선(CL2n)으로부터 공급되는 제 2제어신호에 의해 제어된다.
제 5트랜지스터(M5)는 제 1노드(N1)와 더미 유기 발광 다이오드(OLED) 사이에 위치되며, 제 1제어선(CL1n)으로부터 공급되는 제 1제어신호에 의해 제어된다. 이와 같은 제 4트랜지스터(M4) 및 제 5트랜지스터(M5)는 제 1노드(N1)로 소정의 전압을 공급하기 위하여 사용되는 것으로, 턴-온 시간이 중첩되지 않는다. 예를 들어, 제 4트랜지스터(M4) 및 제 5트랜지스터(M5)는 교번적으로 턴-온되면서 제 1노드(N1)의 전압을 제어한다.
피드백 커패시터(Cfb)는 제 1노드(N1)의 전압 변화량을 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극으로 전달한다.
도 5는 도 4에 도시된 화소의 구동방법을 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 결부하여 동작과정을 상세히 설명하면, 먼저 제 1주사선(CL1n)으로 제 1제어신호(하이전압)가 공급되어 제 5트랜지스터(M5)가 턴-오프된다. 제 5트랜지스터(M5)가 턴-오프되면 제 1노드(N1)와 더미 유기 발광 다이오드(DOLED)가 전기적으로 차단된다.
제 5트랜지스터(M5)가 턴-오프된 후 제 2주사선(CL2n)으로 제 2제어신호(로우전압)가 공급됨과 동시에 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호(하이전압)가 공급된다. 발광 제어신호가 공급되면 제 3트랜지스터(M3)가 턴-오프된다. 제 2제어신호가 공급되면 제 4트랜지스터(M4)가 턴-온되어 제 1노드(N1)로 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱전압(Vth1)이 공급된다. 즉, 제 3트랜지스터(M3)가 턴-오프되기 때문에 제 1노드(N1)로는 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱전압(Vth1)이 공급된다.
이후, 주사선(Sn)으로 주사신호가 공급되어 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온된다. 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온되면 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호에 대응되는 전압이 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된다. 스토리지 커패시터(Cst)에 데이터신호에 대응되는 전압이 충전된 후 주사신호의 공급이 중단되어 제 1트랜지스터(M1)가 턴-오프된다.
제 1트랜지스터(M1)가 턴-오프된 후 제 2제어신호 및 발광 제어신호의 공급 이 중단된다. 제 2제어신호의 공급이 중단되면 제 4트랜지스터가 턴-오프된다. 발광 제어신호의 공급이 중단되면 제 3트랜지스터(M3)가 턴-온된다.
이후, 제 1제어신호의 공급이 중단되어 제 5트랜지스터(M5)가 턴-온된다. 제 5트랜지스터(M5)가 턴-온되면 제 1노드(N1)의 전압값이 더미 유기 발광 다이오드(DOLED)의 문턱전압(Vth2)으로 하강된다.
이를 상세히 설명하면, 유기 발광 다이오드(OLED)는 데이터신호에 대응하여 발광하게 된다. 따라서, 유기 발광 다이오드(OLED)는 발광시간에 대응하여 열화가 진행된다. 유기 발광 다이오드(OLED)가 열화되는 경우 문턱전압(Vth1)이 상승한다.
한편, 더미 유기 발광 다이오드(DOLED)는 데이터신호와 무관하게 항상 비발광 상태를 유지한다. 따라서, 더미 유기 발광 다이오드(DOLED)는 열화되지 않고, 이에 따라 최초의 문턱전압(Vth2)을 유지한다. 이 경우, 더미 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱전압(Vth2)이 제 1노드(N1)로 공급되는 경우 제 1노드(N1)의 전압은 하강된다.
제 1노드(N1)의 전압이 하강하면 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극의 전압도 하강한다. 실제로, 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극의 전압 하강폭은 수학식 1에 의하여 결정된다.
수학식 1에서 ΔVM2_gate는 제 2트랜지스터(M2) 게이트전극의 전압 변화량을 의미하며 , ΔVN1은 제 1노드(N1)의 전압 변화량을 의미한다.
수학식 1을 참조하면, 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극은 제 1노드(N1)의 전압 변화량에 대응하여 변화된다. 즉, 제 1노드(N1)의 전압이 하강할 때 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극의 전압도 하강된다. 이후, 제 2트랜지스터(M2)는 자신의 게이트전극에 인가된 전압에 대응하는 전류를 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 공급한다. 그러면, 유기 발광 다이오드(OLED)에서는 전류에 대응하는 소정의 빛이 생성된다.
한편, 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱전압(Vth1)은 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화에 대응하여 시간이 지날수록 상승한다. 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱전압(Vth1)이 상승하면 제 1노드(N1)의 전압 하강폭이 커진다. 다시 말하여, 유기 발광 다이오드(OLED)가 열화될 수록 제 1노드(N1)로 공급되는 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱전압(Vth1)이 상승하고, 이에 따라 제 1노드(N1)의 전압 하강폭이 유기 발광 다이오드가 열화되지 않았을 때보다 크게 설정된다.
제 1노드(N1)의 전압 하강폭이 크게 설정되면 수학식 1과 같이 제 2트랜지스터(M2) 게이트전극의 전압 하강폭이 커진다. 그러면, 동일한 데이터신호에 대응하여 제 2트랜지스터(M2)에서 공급되는 전류량이 증가한다. 즉, 본 발명에서는 유기 발광 다이오드(OLED)가 열화될 수록 제 2트랜지스터(M2)에서 공급되는 전류량이 증가되고, 이에 따라 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화에 의한 휘도저하를 보상할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 제 2전원(ELVSS)과 접속된 더미 유기 발광 다이오드(DOLED)를 이용하기 때문에 제 2전원(ELVSS)의 전압강하와 무관하게 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극 전압을 제어할 수 있다. 실제로, 제 1노드(N1)의 전압 변화량은 수학식 2와 같이 설정된다.
수학식 2에서 ΔVN1은 제 1노드의 전압 변화량을 의미한다. 수학식 2를 참조하면, 제 1노드(N1)의 전압 변화량은 제 2전원(ELVSS)과 무관하게 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱전압(Vth1) 및 더미 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱전압(Vth2)에 의하여 결정된다. 따라서, 본 발명에서는 제 2전원(ELVSS)의 전압 강하와 무관하게 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화에 대응하는 전압만을 이용하여 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극 전압을 제어할 수 있다.
도 6은 도 3에 도시된 보상부의 제 2실시예를 나타내는 도면이다. 도 6에서 도 4와 동일한 구성에 대해서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 2실시예에 의한 보상부(242)는 더미 유기 발광 다이오드(DOLED)와 유기 발광 다이오드(OLED) 사이에 직렬로 접속되는 제 4트랜지스터(M4) 및 제 5트랜지스터(M5)와, 제 1노드(N1)와 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극 사이에 위치되는 피드백 커패시터(Cfb)를 구비한다.
제 4트랜지스터(M4)는 제 1노드(N1)와 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극 사이에 위치되며, 주사선(Sn)으로부터 공급되는 주사신호에 의해 제어된다.
제 5트랜지스터(M5)는 제 1노드(N1)와 더미 유기 발광 다이오드(DOLED) 사이에 위치되며, 발광 제어선(En)으로부터 공급되는 발광 제어신호에 의하여 제어된다.
이와같은 본 발명의 제 2실시예에 의한 보상부(242)는 도 4와 비교하여 제 1제어신(CL1n) 및 제 2제어선(CL2n)을 제거할 수 있다. 다시 말하여, 본 발명의 제 2실시예에 의한 보상부(242)는 주사선(Sn) 및 발광 제어선(En)과 접속되어 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화를 보상한다.
동작과정을 도 5에 도시된 주사신호 및 발광 제어신호를 이용하여 상세히 설명하면, 먼저 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급된다. 발광 제어신호가 공급되면 제 3트랜지스터(M3) 및 제 5트랜지스터(M5)가 턴-오프된다.
이후, 주사선(Sn)으로 주사신호가 공급되어 제 1트랜지스터(M1) 및 제 4트랜지스터(M4)가 턴-온된다. 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온되면 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호에 대응되는 전압이 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된다. 제 4트랜지스터(M4)가 턴-온되면 제 1노드(N1)로 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱전압(Vth1)이 공급된다. 스토리지 커패시터(Cst)에 데이터신호에 대응되는 전압이 충전된 이후에 주사신호가 공급이 중단되어 제 1트랜지스터(M1) 및 제 4트랜지스터(M4)가 턴-오프된다.
제 1트랜지스터(M1) 및 제 4트랜지스터(M4)가 턴-오프된 후 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호의 공급이 중단된다. 발광 제어신호의 공급이 중단되면 제 5트랜지스터(M5)가 턴-온되어 제 1노드(N1)의 전압이 더미 유기 발광 다이오드(DOLED)의 문턱전압(Vth2)으로 하강한다. 제 1노드(N1)의 전압이 더미 유기 발광 다이오드(DOLED)의 문턱전압(Vth2)으로 전압으로 하강하면 수학식 1과 같이 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극의 전압도 하강한다. 여기서, 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극 전압 하강폭이 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화에 대응하여 결정되기 때문에 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화를 보상할 수 있다.
한편, 본 발명에서 화소(240)의 구조는 도 4 및 도 6의 구조에 한정되지 않는다. 실제로, 본 발명의 보상부(242)는 현재 공지된 다양한 형태의 회로에 적용 할 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 화소를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 화소의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 보상부의 제 1실시예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 화소의 구동방법을 나타내는 파형도이다.
도 6은 도 3에 도시된 보상부의 제 2실시예를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 화소회로 4 : 화소
210 : 주사 구동부 220 : 데이터 구동부
230 : 화소부 240 : 화소
242 : 보상부 250 : 타이밍 제어부
Claims (16)
- 데이터신호에 대응하여 발광 또는 비발광되는 유기 발광 다이오드와;캐소드전극이 제 2전원에 접속되며, 상기 데이터신호와 무관하게 비발광 상태로 설정되는 더미 유기 발광 다이오드와;주사선 및 데이터선과 접속되며, 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 1트랜지스터와;상기 데이터선으로 공급되는 상기 데이터신호에 대응되는 전압을 충전하기 위한 스토리지 커패시터와;상기 스토리지 커패시터에 충전된 전압에 대응되는 전류를 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 상기 제 2전원으로 공급하기 위한 제 2트랜지스터와;상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 및 상기 더미 유기 발광 다이오드 의 애노드전극 사이에 접속되는 보상부를 구비하며;상기 보상부는상기 유기 발광 다이오드와 상기 더미 유기 발광 다이오드 사이에 직렬로 접속되는 제 4트랜지스터 및 제 5트랜지스터와,상기 제 4트랜지스터 및 제 5트랜지스터의 공통노드와 상기 제 2트랜지스터의 게이트전극 사이에 접속되는 피드백 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 화소.
- 제 1항에 있어서,상기 제 2트랜지스터와 상기 유기 발광 다이오드 사이에 접속되며, 적어도 상기 주사신호가 공급되는 기간 동안 턴-오프되는 제 3트랜지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화소.
- 제 2항에 있어서,상기 제 3트랜지스터는 상기 주사선과 나란하게 형성되는 발광 제어선과 접속되며, 상기 발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되고 그 외의 경우에 턴-온되는 것을 특징으로 하는 화소.
- 제 3항에 있어서,상기 발광 제어신호는 상기 주사신호보다 넓은 폭으로 상기 주사신호와 중첩되게 공급되는 것을 특징으로 하는 화소.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 제 4트랜지스터 및 제 5트랜지스터는 턴-온 시간이 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 화소.
- 제 6항에 있어서,상기 제 4트랜지스터는 상기 유기 발광 다이오드의 문턱전압이 상기 공통노드로 공급되도록 상기 스토리지 커패시터에 상기 데이터신호에 대응되는 전압이 충전되는 기간 동안 턴-온되고, 그 외의 기간동안 턴-오프되는 것을 특징으로 하는 화소.
- 제 7항에 있어서,상기 제 5트랜지스터는 상기 제 4트랜지스터의 턴-오프 기간에 턴-온되어 상기 더미 유기 발광 다이오드의 문턱전압을 상기 공통노드로 공급하는 것을 특징으로 하는 화소.
- 주사선들 및 데이터선들과 접속되도록 위치되는 화소들과;상기 주사선들로 주사신호를 순차적으로 공급하기 위한 주사 구동부와;상기 데이터선들로 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 구동부를 구비하며;상기 화소들 각각은상기 데이터신호에 대응하여 발광 또는 비발광되는 유기 발광 다이오드와;캐소드전극이 제 2전원에 접속되며, 상기 데이터신호와 무관하게 비발광 상태로 설정되는 더미 유기 발광 다이오드와;상기 주사선 및 데이터선과 접속되며, 상기 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 1트랜지스터와;상기 데이터선으로 공급되는 상기 데이터신호에 대응되는 전압을 충전하기 위한 스토리지 커패시터와;상기 스토리지 커패시터에 충전된 전압에 대응되는 전류를 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 상기 제 2전원으로 공급하기 위한 제 2트랜지스터와;상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 및 상기 더미 유기 발광 다이오드 의 애노드전극 사이에 접속되는 보상부를 구비하며;상기 보상부는상기 유기 발광 다이오드와 상기 더미 유기 발광 다이오드 사이에 직렬로 접속되는 제 4트랜지스터 및 제 5트랜지스터와,상기 제 4트랜지스터 및 제 5트랜지스터의 공통노드와 상기 제 2트랜지스터의 게이트전극 사이에 접속되는 피드백 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
- 제 9항에 있어서,상기 제 2트랜지스터와 상기 유기 발광 다이오드 사이에 접속되며, 적어도 상기 주사신호가 공급되는 기간 동안 턴-오프되는 제 3트랜지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
- 제 10항에 있어서,상기 제 3트랜지스터는 상기 주사선과 나란하게 형성되는 발광 제어선과 접속되며, 상기 발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되고 그 외의 경 우에 턴-온되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
- 제 11항에 있어서,상기 주사 구동부는 상기 발광 제어선으로 상기 주사신호보다 넓은 폭을 가지는 상기 발광 제어신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
- 삭제
- 제 9항에 있어서,상기 제 4트랜지스터 및 제 5트랜지스터는 턴-온 시간이 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
- 제 14항에 있어서,상기 제 4트랜지스터는 상기 유기 발광 다이오드의 문턱전압이 상기 공통노 드로 공급되도록 상기 스토리지 커패시터에 상기 데이터신호에 대응되는 전압이 충전되는 기간 동안 턴-온되고, 그 외의 기간동안 턴-오프되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
- 제 15항에 있어서,상기 제 5트랜지스터는 상기 제 4트랜지스터의 턴-오프 기간에 턴-온되어 상기 더미 유기 발광 다이오드의 문턱전압을 상기 공통노드로 공급하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
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