KR101142644B1 - 유기전계발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 있도록 한 유기전계발광 표시장치에 관한 것이다
본 발명의 유기전계발광 표시장치는 주사선들 및 발광 제어선들을 구동하기 위한 주사 구동부와; 데이터선들을 구동하기 위한 데이터 구동부와; 상기 주사선들 및 데이터선들의 교차부에 위치되는 화소들을 포함하는 화소부와; 제 1전원과 접속되며 수직라인 단위로 상기 화소들과 접속되는 제 1전원선들과; 상기 주사선들과 나란하게 수평라인 단위로 형성되며, 상기 화소들과 접속되는 수평 전원선들과; 상기 수평 전원선들과 접속되며, 상기 제 1전원과 동일한 전압을 가지는 제 2전원과 접속되는 제 2전원선을 구비하며; 상기 화소들 각각은 상기 제 2전원과 데이터신호에 대응하는 전압을 충전하고, 충전된 전압에 대응하여 상기 제 1전원으로부터 흐르는 전류량을 제어한다.

Description

유기전계발광 표시장치{Organic Light Emitting Display Device}
본 발명은 유기전계발광 표시장치에 관한 것으로, 특히 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 있도록 한 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 유기 전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device) 등이 있다.
평판 표시장치 중 유기 전계발광 표시장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 다이오드를 이용하여 영상을 표시하는 것으로, 이는 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비전력으로 구동되는 장점이 있다.
유기전계발광 표시장치는 데이터선들 및 주사선들의 교차부에 위치되는 화소들과, 데이터선들로 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 구동부와, 주사선들로 주사신호를 공급하기 위한 주사 구동부를 구비한다.
주사 구동부는 주사선들로 주사신호를 순차적으로 공급한다. 데이터 구동부는 주사신호와 동기되도록 데이터선들로 데이터신호를 공급한다.
화소들은 주사선으로 주사신호가 공급될 때 선택되어 데이터선으로부터 데이터신호를 공급받는다. 데이터신호를 공급받은 화소는 스토리지 커패시터에 데이터신호와 제 1전원의 차에 대응하는 전압을 충전한다. 이후, 화소는 스토리지 커패시터에 충전된 전압에 대응하는 전류를 제 1전원으로부터 유기 발광 다이오드를 경유하여 제 2전원으로 공급하면서 소정 휘도의 빛을 생성한다.
하지만, 종래의 화소에서는 제 1전원의 전압강하에 의하여 스토리지 커패시터에 원하는 전압이 충전되지 못하고, 이에 따라 원하는 휘도의 영상을 표시하지 못하는 문제점이 있다. 상세히 설명하면, 제 1전원은 유기 발광 다이오드로 소정의 전류를 공급하는 전원으로, 유기 발광 다이오드로 공급되는 전류량에 대응하여 소정이 전압강하가 발생된다. 이 경우, 제 1전원과 데이터신호의 차전압에 대응하는 전압을 충전하는 스토리지 커패시터에 원하는 전압이 충전되지 못하는 문제점이 발생한다.
또한, 종래에는 스토리지 커패시터의 일측단자로 데이터신호가 공급될 때 스토리지 커패시터의 타측단자에 접속된 제 1전원의 전압이 일시적으로 변화되고, 이에 따라 화질이 저하되는 문제점이 발생한다. 특히, 이와 같은 문제는 수평라인 단위로 다수의 스토리지 커패시터가 형성된 고해상도 및 대형패널에서 더욱 심각하게 나타난다.
따라서, 본 발명의 목적은 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 있도록 한 유기전계발광 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는 주사선들 및 발광 제어선들을 구동하기 위한 주사 구동부와; 데이터선들을 구동하기 위한 데이터 구동부와; 상기 주사선들 및 데이터선들의 교차부에 위치되는 화소들을 포함하는 화소부와; 제 1전원과 접속되며 수직라인 단위로 상기 화소들과 접속되는 제 1전원선들과; 상기 주사선들과 나란하게 수평라인 단위로 형성되며, 상기 화소들과 접속되는 수평 전원선들과; 상기 수평 전원선들과 접속되며, 상기 제 1전원과 동일한 전압을 가지는 제 2전원과 접속되는 제 2전원선을 구비하며; 상기 화소들 각각은 상기 제 2전원과 데이터신호에 대응하는 전압을 충전하고, 충전된 전압에 대응하여 상기 제 1전원으로부터 흐르는 전류량을 제어한다.
바람직하게, 상기 수평 전원선들 각각과 상기 제 2전원선 사이에 접속되는 저항을 더 구비한다. 상기 주사 구동부는 상기 주사선들로 주사신호를 순차적으로 공급하고, 상기 발광 제어선들로 발광 제어신호를 순차적으로 공급한다. 제 i(i는 자연수)발광 제어선으로 공급되는 발광 제어신호는 제 i주사선으로 공급되는 주사신호와 중첩된다. 상기 주사 구동부는 상기 발광 제어선들과 나란하게 형성되는 반전 발광 제어선들로 상기 발광 제어신호를 반전하여 생성된 반전 발광 제어신호를 공급한다. 상기 수평 전원선들 각각과 상기 제 2전원선 사이에 접속되는 제 1스위칭소자를 더 구비한다.
상기 제 1스위칭소자는 상기 화소들 각각에 포함된 스토리지 커패시터가 충전되는 기간 동안 턴-온되고, 그 외의 경우에 턴-오프된다. 제 i(i는 자연수)수평라인에 위치된 상기 제 1스위칭소자는 제 i반전 발광 제어선으로 반전 발광 제어신호가 공급될 때 턴-온되고, 그 외의 경우에 턴-오프된다. 제 i(i는 자연수)번째 수평라인에 위치되는 화소들 각각은 유기 발광 다이오드와; 상기 유기 발광 다이오드로 공급되는 전류량을 제어하는 화소회로와; 상기 화소회로와 상기 제 1전원선 사이의 공통노드인 제 1노드와 제 i수평 전원선 사이에 접속되며, 제 i발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되는 제 1트랜지스터와; 일측단자가 상기 화소회로에 접속되고, 다른측단자가 상기 제 i수평 전원선 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 구비한다.
상기 제 1트랜지스터는 상기 스토리지 커패시터가 충전되는 기간 동안 턴-오프되고, 그 외의 경우에 턴-온된다. 상기 화소는 상기 제 1노드와 상기 화소회로 사이에 접속되며, 상기 제 i발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되는 제 2트랜지스터를 더 구비한다. 상기 제 2전원선은 상기 수평 전원선 및 제 1전원선보다 낮은 배선저항을 갖는다. 상기 제 2전원과 접속되며 상기 데이터선들과 나란하게 상기 화소부 영역에 형성되는 하나 이상의 제 3전원선을 구비한다. 상기 수평 전원선들 각각과 상기 제 3전원선 사이에 접속되는 제 2스위칭소자를 더 구비한다. i(i는 자연수)번째 수평라인에 위치된 상기 제 2스위칭소자는 제 i주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온된다. 상기 수평 전원선들 각각과 상기 제 3전원선 사이에 접속되는 제 3스위칭소자를 더 구비한다. i(i는 자연수)번째 수평라인에 위치된 상기 제 3스위칭소자는 제 i-1주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온된다.
본 발명의 유기전계발광 표시장치는 유기 발광 다이오드로 전류를 공급하는 제 1전원과 무관하게 제 2전원과 데이터신호를 이용하여 스토리지 커패시터에 전압을 충전한다. 이 경우, 스토리지 커패시터에 원하는 전압을 충전할 수 있고, 이에 따라 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본원 발명에서는 수평 전원선과 접속되도록 제 3전원선을 추가로 형성하고, 제 3전원선을 이용하여 제 2전원을 수평 전원선으로 추가로 공급하여 제 2전원의 전압이 변동되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 화소의 구동방법을 나타내는 파형도이다.
도 4는 도 1에 도시된 화소의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 화소의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 화소의 구동방법을 나타내는 파형도이다.
도 7은 본 발명의 제 2실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 화소의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 3실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 화소의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 4실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 12는 도 11에 도시된 화소의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 5실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예가 첨부된 도 1 내지 도 13을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는 주사선들(S1 내지 Sn) 및 데이터선들(D1 내지 Dm)의 교차부에 위치되는 화소들(140)을 포함하는 화소부(130)와, 주사선들(S1 내지 Sn), 발광 제어선들(E1 내지 En) 및 반전 발광 제어선들(/E1 내지 /En)을 구동하기 위한 주사 구동부(110)와, 데이터선들(D1 내지 Dm)을 구동하기 위한 데이터 구동부(120)와, 주사 구동부(110) 및 데이터 구동부(120)를 제어하기 위한 타이밍 제어부(150)를 구비한다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는 데이터선들(D1 내지 Dm)과 나란하게 수직라인 마다 형성되어 화소들(140)과 접속되는 제 1전원선들(160)과, 주사선들(S1 내지 Sn)과 나란하게 수평라인 마다 형성되어 화소들(140)과 접속되는 수평 전원선들(170)과, 화소부(130)의 외부에 제 2전원(ELVDD2)과 접속되도록 형성되는 제 2전원선(180)과, 수평 전원선들(170) 각각과 제 2전원선(180) 사이에 형성되는 제 1스위칭소자(SW1)들을 구비한다.
주사 구동부(110)는 주사선들(S1 내지 Sn)로 주사신호를 순차적으로 공급하고, 발광 제어선들(E1 내지 En)로 발광 제어신호를 순차적으로 공급한다. 또한, 주사 구동부(110)는 반전 발광 제어선들(/E1 내지 /En)로 반전 발광 제어신호를 순차적으로 공급한다.
주사신호는 화소(140)에 포함되는 트랜지스터들이 턴-온될 수 있는 전압(예를 들면, 로우레벨)으로 설정된다. 발광 제어신호는 화소(140)에 포함되는 트랜지스터가 턴-오프될 수 있는 전압(예를 들면, 하이레벨)으로 설정된다. 반전 발광 제어신호는 인버터 등을 이용하여 발광 제어신호의 극성을 반전한 신호로 트랜지스터가 턴-온될 수 있는 전압으로 설정된다.
한편, 본원 발명에서 발광 제어신호 및 주사신호의 폭 등은 화소(140)의 구조에 의하여 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, i(i는 자연수)번째 발광 제어선(Ei)으로 공급되는 발광 제어신호는 i번째 주사선(Si)으로 공급되는 주사신호와 중첩되게 공급될 수 있다. 여기서, i번째 반전 발광 제어선(/Ei)으로 공급되는 반전 발광 제어신호는 i번째 발광 제어선(Ei)으로 공급되는 발광 제어신호를 반전하여 생성된다. 따라서, i번째 반전 발광 제어선(/Ei)으로 공급되는 반전 발광 제어신호는 극성만 반전될 뿐 i번째 발광 제어선(Ei)으로 공급되는 발광 제어신호와 동일한 공급시점 및 폭으로 설정된다.
데이터 구동부(120)는 주사신호가 공급될 때 데이터선들(D1 내지 Dm)로 데이터신호를 공급한다.
타이밍 제어부(150)는 주사 구동부(110) 및 데이터 구동부(120)를 제어한다. 또한, 타이밍 제어부(150)는 외부로부터 공급되는 데이터를 재정렬하여 데이터 구동부(120)로 전달한다.
제 1전원선들(160)은 수직라인 단위로 화소들(140)과 접속되도록 형성된다. 이와 같은 제 1전원선들(160)은 제 1전원(ELVDD1)과 접속되며, 제 1전원(ELVDD1)의 전압을 화소들(140)로 공급한다. 제 1전원(ELVDD1)은 화소들(140) 각각에 포함되는 유기 발광 다이오드로 소정의 전류를 공급한다.
제 2전원선(180)은 화소부(130)의 외부에 형성되며 제 2전원(ELVDD2)과 접속된다. 제 2전원(ELVDD2)은 제 1전원(ELVDD1)과 동일한 전압으로 설정된다. 이와 같은 제 2전원(ELVDD2)은 화소들(140) 각각에 포함되는 스토리지 커패시터에 충전되는 전압을 제어한다.
수평 전원선들(170)은 수평라인 단위로 화소들(140)과 접속된다. 이와 같은 수평 전원선들(170)은 제 1스위칭소자(SW1)가 턴-온되었을 때 제 2전원(ELVDD2)의 전압을 공급받는다.
제 1스위칭소자(SW1)는 수평 전원선(170) 각각과 제 2전원선(180) 사이에 형성된다. 이와 같은 제 1스위칭소자(SW1)는 반전 발광 제어신호가 공급될 때 턴-온되어 수평 전원선(170)과 제 2전원선(180)을 전기적으로 접속시킨다.
화소부(130)는 주사선들(S1 내지 Sn) 및 데이터선들(D1 내지 Dm)의 교차부에 위치되는 화소들(140)을 구비한다. 화소들(140)은 데이터신호와 제 2전원(ELVDD2)의 전압차에 대응하는 전압을 충전하고, 충전된 전압에 대응하여 제 1전원(ELVDD1)으로부터 유기 발광 다이오드를 경유하여 제 3전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어한다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 화소(140)는 유기 발광 다이오드(OLED)와, 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어하는 화소회로(142)와, 화소회로(142)와 수평 전원선(170) 사이에 접속되는 제 1트랜지스터(M1) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극은 화소회로(142)에 접속되고, 캐소드전극은 제 3전원(ELVSS)에 접속되다. 이와 같은 유기 발광 다이오드(OLED)는 화소회로(142)로부터 공급되는 전류에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성한다.
제 1트랜지스터(M1)의 제 1전극은 제 1전원선(160)과 화소회로(142)의 공통단자인 제 1노드(N1)에 접속되고, 제 2전극은 수평 전원선(170)에 접속된다. 그리고, 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극은 발광 제어선(En)에 접속된다. 이와 같은 제 1트랜지스터(M1)는 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되고, 그 외의 경우에 턴-온된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 수평 전원선(170)과 화소회로(142) 사이에 접속된다. 이와 같은 스토리지 커패시터(Cst)는 화소회로(142)로부터 공급되는 데이터신호와 수평 전원선(170)으로부터 공급되는 제 2전원(ELVDD2)에 대응하는 전압을 충전한다.
화소회로(142)는 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 대응하여 제 1전원(ELVDD1)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 3전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어한다. 이를 위하여, 화소회로(142)는 제 3트랜지스터(M3) 및 제 4트랜지스터(M4)를 구비한다.
제 3트랜지스터(M3)(또는 구동 트랜지스터)의 제 1전극은 제 1노드(N1)에 접속되고, 제 2전극은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극에 접속된다. 그리고, 제 3트랜지스터(M3)의 게이트전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자에 접속된다. 이와 같은 제 3트랜지스터(M3)는 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 대응하여 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어한다.
제 4트랜지스터(M4)의 제 1전극은 데이터선(Dm)에 접속되고, 제 2전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자에 접속된다. 그리고, 제 4트랜지스터(M4)의 게이트전극은 주사선(Sn)에 접속된다. 이와 같은 제 4트랜지스터(M4)는 주사선(Sn)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터선(Dm)과 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자를 전기적으로 접속시킨다.
한편, 본원 발명에서 화소회로(142)는 현지 공지된 다양한 형태의 회로로 구현될 수 있다. 즉, 본원 발명에서 화소회로(142)는 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 대응하여 유기 발광 다이오드(OLED)로 전류를 공급할 수 있는 다양한 형태의 회로로 구현 가능한다.
도 3은 도 2에 도시된 화소의 구동방법을 나타내는 파형도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급되고, 반전 발광 제어선(/En)으로 반전 발광 제어신호가 공급된다.
발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급되면 제 1트랜지스터(M1)가 턴-오프된다. 반전 발광 제어선(/En)으로 반전 발광 제어신호가 공급되면 제 1스위칭소자(SW1)가 턴-온된다. 제 1스위칭소자(SW1)가 턴-온되면 제 2전원선(180)과 수평 전원선(170)이 전기적으로 접속된다. 이 경우, 수평 전원선(170)으로 제 2전원(ELVDD2)의 전압이 공급된다.
이후, 주사선(Sn)으로 주사신호가 공급되어 제 4트랜지스터(M4)가 턴-온된다. 제 4트랜지스터(M4)가 턴-온되면 데이터선(Dm)으로부터의 데이터신호가 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자로 공급된다. 이때, 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호 및 제 2전원(ELVDD2)의 차에 대응하는 전압을 충전한다. 여기서, 제 2전원(ELVDD2)은 유기 발광 다이오드(OLED)로 전류를 공급하지 않고, 이에 따라 스토리지 커패시터(Cst)에는 원하는 전압이 충전된다.
스토리지 커패시터(Cst)에 전압이 충전된 이후에 주사선(Sn)으로 주사신호의 공급이 중단되어 제 4트랜지스터(M4)가 턴-오프된다. 제 4트랜지스터(M4)가 턴-오프된 이후에 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호의 공급이 중단되고, 반전 발광 제어선(/En)으로 반전 발광 제어신호의 공급이 중단된다.
반전 발광 제어선(/En)으로 발광 제어신호의 공급이 중단되면 제 1스위칭소자(SW1)가 턴-오프된다. 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호의 공급이 중단되면 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온된다. 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온되면 수평 전원선(170)과 제 1전원선(160)이 전기적으로 접속되고, 이에 따라 수평 전원선(170)으로 제 1전원(ELVDD1)의 전압이 공급된다.
수평 전원선(170)으로 제 1전원(ELVDD1)의 전압이 공급될 때 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자는 플로팅 상태로 설정되기 때문에 수평 전원선(170)으로 공급되는 제 1전원(ELVDD1)의 전압과 무관하게 스토리지 커패시터(Cst)는 이전 기간에 충전된 전압을 유지한다. 이때, 제 3트랜지스터(M3)는 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 대응하여 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어한다.
이와 같은 본원 발명에서 스토리지 커패시터(Cst)에 충전되는 전압은 유기 발광 다이오드(OLED)로 전류를 공급하는 제 1전원(ELVDD1)과 무관하게 결정된다. 즉, 본원 발명에서는 제 2전원(ELVDD2)을 이용하여 스토리지 커패시터(Cst)에 전압을 충전하고, 이에 따라 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 있는 장점이 있다.
도 4는 도 2에 도시된 화소의 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 도 4를 설명할 때 도 2와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 할당함과 아울러 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 화소(140)는 제 1노드(N1)와 제 3트랜지스터(M3)의 제 1전극 사이에 접속되는 제 2트랜지스터(M2)를 구비한다. 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극은 발광 제어선(En)에 접속된다. 이와 같은 제 2트랜지스터(M2)는 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되고, 그 외의 기간 동안 턴-온된다. 즉, 제 2트랜지스터(M2)는 스토리지 커패시터(Cst)에 전압이 충전되는 기간 동안 제 1노드(N1)와 제 3트랜지스터(M3)의 제 1전극의 전기적 접속을 차단하여 불필요한 전류가 유기 발광 다이오드(OLED)로 흐르는 것을 방지한다.
도 5는 도 2에 도시된 화소의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 도 5를 설명할 때 도 4와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 할당함과 아울러 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 화소회로(142')는 제 3트랜지스터(M3')의 문턱전압을 보상하기 위하여 5개의 트랜지스터를(M3 내지 M7)를 구비한다.
제 3트랜지스터(M3')의 제 1전극은 제 2트랜지스터(M2)의 제 2전극에 접속되고, 제 2전극은 제 7트랜지스터(M7)의 제 1전극에 접속된다. 그리고, 제 3트랜지스터(M3')의 게이트전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자에 접속된다. 이와 같은 제 3트랜지스터(M3')는 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 대응하는 전류를 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급한다.
제 4트랜지스터(M4')의 제 1전극은 데이터선(Dm)에 접속되고, 제 2전극은 제 3트랜지스터(M3')의 제 1전극에 접속된다. 그리고, 제 4트랜지스터(M4')의 게이트전극은 주사선(Sn)에 접속된다. 이와 같은 제 4트랜지스터(M4')는 주사선(Sn)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터선(Dm)과 제 3트랜지스터(M3')의 제 1전극을 전기적으로 접속시킨다.
제 5트랜지스터(M5)의 제 1전극은 제 3트랜지스터(M3')이 제 2전극에 접속되고, 제 2전극은 제 3트랜지스터(M3')의 게이트전극에 접속된다. 그리고, 제 5트랜지스터(M5)의 게이트전극은 주사선(Sn)에 접속된다. 이와 같은 제 5트랜지스터(M5)는 주사선(Sn)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 제 3트랜지스터(M3)를 다이오드 형태로 접속시킨다.
제 6트랜지스터(M6)의 제 1전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자에 접속되고, 제 2전극은 초기전원(Vint)에 접속된다. 그리고, 제 6트랜지스터(M6)의 게이트전극은 제 n-1주사선(Sn-1)에 접속된다. 이와 같은 제 6트랜지스터(M6)는 제 n-1주사선(Sn-1)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 초기전원(Vint)의 전압을 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자로 공급한다. 여기서, 초기전원(Vint)의 전압은 데이터신호의 전압보다 낮은 전압으로 설정된다.
제 7트랜지스터(M7)의 제 1전극은 제 3트랜지스터(M3')의 제 2전극에 접속되고, 제 2전극은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극에 접속된다. 그리고, 제 7트랜지스터(M7)의 게이트전극은 발광 제어선(En)에 접속된다. 이와 같은 제 7트랜지스터(M7)는 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되고, 그 외의 기간동안 턴-온된다.
도 6은 도 5에 도시된 화소의 구동방법을 나타내는 파형도이다.
도 6을 참조하면, 먼저 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급되고, 반전 발광 제어선(/En)으로 반전 발광 제어신호가 공급된다. 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급되면 제 1트랜지스터(M1), 제 2트랜지스터(M2) 및 제 7트랜지스터(M7)가 턴-오프된다. 반전 발광 제어선(/En)으로 반전 발광 제어신호가 공급되면 제 1스위칭소자(SW1)가 턴-온된다. 제 1스위칭소자(SW1)가 턴-온되면 제 2전원선(180)과 수평 전원선(170)이 전기적으로 접속된다. 이 경우, 수평 전원선(170)으로는 제 2전원(ELVDD2)의 전압이 공급된다.
이후, 제 n-1주사선(Sn-1)으로 주사신호가 공급되어 제 6트랜지스터(M6)가 턴-온된다. 제 6트랜지스터(M6)가 턴-온되면 초기전원(Vint)의 전압이 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자 및 제 3트랜지스터(M3')의 게이트전극으로 공급되어 초기화된다.
스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자 및 제 3트랜지스터(M3')의 게이트전극으로 초기전원(Vint)이 공급된 이후에 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급되어 제 4트랜지스터(M4') 및 제 5트랜지스터(M5)가 턴-온된다. 제 4트랜지스터(M4)가 턴-온되면 데이터선(Dm)으로부터의 데이터신호가 제 3트랜지스터(M3')의 제 1전극으로 공급된다. 이때, 제 3트랜지스터(M3')의 게이트전극이 초기전원(Vint)의 전압이 초기화되었기 때문에 데이터신호는 다이오드 형태의 제 3트랜지스터(M3')를 경유하여 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자로 공급된다. 이 경우, 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호의 전압에서 제 3트랜지스터(M3')의 절대치 문턱전압을 감한 전압과 제 2전원(ELVDD2)의 차에 대응하는 전압을 충전한다.
스토리지 커패시터(Cst)에 전압이 충전된 이후에 주사선(Sn)으로 주사신호의 공급이 중단되어 제 4트랜지스터(M4') 및 제 5트랜지스터(M5)가 턴-오프된다. 또한, 제 4트랜지스터(M4') 및 제 5트랜지스터(M5)가 턴-오프된 후 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호의 공급이 중단되고, 반전 발광 제어선(/En)으로 반전 발광 제어신호의 공급이 중단된다.
반전 발광 제어선(/En)으로 발광 제어신호의 공급이 중단되면 제 1스위칭소자(SW1)가 턴-오프된다. 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호의 공급이 중단되면 제 1트랜지스터(M1), 제 2트랜지스터(M2) 및 제 7트랜지스터(M7)가 턴-온된다. 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온되면 수평 전원선(170)과 제 1전원선(160)이 전기적으로 접속되고, 이에 따라 수평 전원선(170)으로 제 1전원(ELVDD1)의 전압이 공급된다. 제 2트랜지스터(M2)가 턴-온되면 제 3트랜지스터(M3)의 제 1전극이 제 1전원선(160)과 접속된다.
수평 전원선(170)으로 제 1전원(ELVDD1)의 전압이 공급될 때 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자는 플로팅 상태로 설정되기 때문에 수평 전원선(170)으로 공급되는 제 1전원(ELVDD1)의 전압과 무관하게 스토리지 커패시터(Cst)는 이전 기간에 충전된 전압을 유지한다. 이때, 제 3트랜지스터(M3)는 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 대응하여 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어한다.
도 7은 본 발명의 제 2실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다. 도 7을 설명할 때 도 1과 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면부호를 할당함과 아울러 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 본원 발명의 제 2실시예에 의한 유기전계발광 표시장치에서는 제 2전원선(180) 및 수평 전원선(170)이 직접적으로 접속된다. 다시 말하여, 제 2전원선(180) 및 수평 전원선(170) 사이에서 제 1스위칭소자(SW1)가 제거된다. 이 경우, 도 8에 도시된 바와 같이 화소(140)는 수평 전원선(170)을 경유하여 제 2전원선(180)으로부터 제 2전원(ELVDD2)을 공급받는다.
제 2전원선(180)은 수평 전원선(170) 및 제 1전원선(160)보다 낮은 배선저항을 갖도록 형성된다. 예를 들어, 제 2전원선(180)은 수평 전원선(170) 및 제 1전원선(160)보다 넓은 폭 및/또는 두께를 가지도록 형성된다. 실제로, 제 2전원선(180)은 화소부(130)의 외곽에 형성되기 때문에 배선의 폭 및 두께를 자유롭게 조절할 수 있다. 제 2전원선(180)이 낮은 배선저항을 갖도록 형성되면 제 2전원(ELVDD2)의 전압강하가 최소화되고, 이에 따라 스토리지 커패시터(Cst)에 원하는 전압을 충전할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 3실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다. 도 9를 설명할 때 도 1과 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면부호를 할당함과 아울러 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9를 참조하면, 본원 발명의 제 3실시예에 의한 유기전계발광 표시장치에서는 수평 전원선(170) 각각과 제 2전원선(180) 사이에 저항(R)이 형성된다. 다시 말하여, 본원 발명의 제 3실시예에서는 도 1에 도시된 제 1스위칭소자(SW1)가 제거되고, 저항(R)이 추가된다. 이 경우, 도 10에 도시된 바와 같이 화소(140)는 수평 전원선(170) 및 저항(R)을 경유하여 제 2전원선(180)과 접속된다.
수평 전원선(170)과 제 2전원선(180) 사이에 저항(R)이 형성되면 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류는 대부분 제 1전원선(160)을 경유하여 제 1전원(ELVDD1)으로부터 공급된다.
유기 발광 다이오드(OLED)로 흐르는 대부분의 전류가 제 1전원(ELVDD1)으로부터 공급되기 때문에 제 2전원(ELVDD2)의 전압강하는 최소화된다. 따라서, 제 2전원(ELVDD2)과 데이터신호에 대응하는 전압을 충전하는 스토리지 커패시터(Cst)에는 원하는 전압이 충전되고, 이에 따라 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제 4실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다. 도 11을 설명할 때 도 1과 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 할당함과 아울러 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제 4실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는 화소부(130)의 내부에 데이터선(Dm)과 나란하게 형성되는 하나 이상의 제 3전원선(190)과, 수평 전원선(170) 각각과 제 3전원선(190) 사이에 접속되는 제 2스위칭소자(SW2)를 더 구비한다.
제 3전원선(190)은 제 2전원(ELVDD2)과 접속된다. 수평라인 마다 형성되는 제 2스위칭소자(SW2)는 자신과 동일한 수평라인에 위치된 주사선(S1 내지 Sn 중 어느 하나)으로부터 주사신호가 공급될 때 턴-온된다. 즉, i번째 수평라인에 위치된 제 2스위칭소자(SW2)는 제 i주사선(Si)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 제 3전원선(190)과 제 i수평 전원선(170)을 전기적으로 접속한다.
이와 같은 본 발명의 제 4실시예에서 제 3전원선(190) 및 제 2스위칭소자(SW2)는 수평 전원선(170)이 안정적으로 제 2전원(ELVDD2)의 전압을 유지하도록 제어한다. 상세히 설명하면, 제 i주사선(Si)으로 주사신호가 공급되는 경우 제 i수평라인에 위치된 화소들(140) 각각으로 데이터신호의 전압이 공급된다. 이때, 제 i수평라인에 위치된 수평 전원선(170)은 제 2전원(ELVDD2)의 전압으로부터 소정전압으로 변화된다. 예를 들어, 화소들(140) 각각에 포함된 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자의 전압이 초기전원(Vint)의 전압에서 데이터신호의 전압으로 변화되는 경우 수평 전원선(170)의 전압은 제 2전원(ELVDD2)보다 높은 전압으로 상승된다.
여기서, 제 2전원선(180) 및 수평 전원선(170)의 저항이 낮다면 비정상적으로 상승된 수평 전원선(170)의 전압은 빠른 시간안에 제 2전원(ELVDD2)의 전압으로 복귀한다. 하지만, 대형 및 고해상도로 갈수록 제 2전원선(180) 및 수평 전원선(170)의 배선저항이 증가됨과 아울러 수평 전원선(170)과 접속되는 스토리지 커패시터(Cst)의 수가 증가하기 때문에 수평 전원선(170)의 전압 회복속도가 느려지는 문제점이 발생한다.
따라서, 본원 발명에서는 화소부(130) 내부에 하나 이상 형성되는 제 3전원선(190)을 이용하여 수평 전원선(170)으로 제 2전원(ELVDD2)의 전압을 추가적으로 공급하고, 이에 따라 수평 전원선(170)의 전압을 제 2전원(ELVDD2)의 전압으로 유지할 수 있다. 다시 말하여, 제 i주사선(Si)으로 주사신호가 공급될 때 제 i수평라인에 위치된 제 2스위칭소자(SW2)가 턴-온되고, 이에 따라 안정적으로 수평 전원선(170)의 전압을 제 2전원(ELVDD2)으로 유지할 수 있다.
도 12는 도 11에 도시된 화소의 실시예를 나타내는 도면이다. 도 12를 설명할 때 도 2와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 할당함과 아울러 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 화소(140)는 유기 발광 다이오드(OLED)와, 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어하는 화소회로(142)와, 화소회로(142)와 수평 전원선(170) 사이에 접속되는 제 1트랜지스터(M1) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다.
수평 전원선(170)은 제 1스위칭소자(SW1)를 경유하여 제 2전원선(180)과 접속되고, 제 2스위칭소자(SW2)를 경유하여 제 3전원선(190)과 접속된다. 여기서, 제 1스위칭소자(SW1) 및 제 2스위칭소자(SW2)의 턴-온 시간은 중첩된다.
도 3 및 도 12를 결부하여 동작과정을 상세히 설명하면, 먼저 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급되고, 반전 발광 제어선(/En)으로 반전 발광 제어신호가 공급된다.
발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급되면 제 1트랜지스터(M1)가 턴-오프된다. 반전 발광 제어선(/En)으로 반전 발광 제어신호가 공급되면 제 1스위칭소자(SW1)가 턴-온된다. 제 1스위칭소자(SW1)가 턴-온되면 제 2전원선(180)과 수평 전원선(170)이 전기적으로 접속된다. 이 경우, 수평 전원선(170)으로 제 2전원(ELVDD2)의 전압이 공급된다.
이후, 주사선(Sn)으로 주사신호가 공급되어 제 4트랜지스터(M4) 및 제 2스위칭소자(SW2)가 턴-온된다. 제 2스위칭소자(SW2)가 턴-온되면 수평 전원선(170)과 제 3전원선(190)이 접속되고, 이에 따라 수평 전원선(170)으로 제 2전원(ELVDD2)의 전압이 추가적으로 공급된다.
제 4트랜지스터(M4)가 턴-온되면 데이터선(Dm)으로부터의 데이터신호가 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자로 공급된다. 여기서, 수평 전원선(170)과 제 3전원선(190)이 추가적으로 접속되기 때문에 수평 전원선(170)의 전압은 안정적으로 제 2전원(ELVDD2)의 전압으로 유지된다. 데이터신호가 공급되면 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호 및 제 2전원(ELVDD2)의 차에 대응하는 전압을 충전한다.
스토리지 커패시터(Cst)에 전압이 충전된 이후에 주사선(Sn)으로 주사신호의 공급이 중단되어 제 4트랜지스터(M4) 및 제 2스위칭소자(SW2)가 턴-오프된다. 또한, 제 4트랜지스터(M4)가 턴-오프된 이후에 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호의 공급이 중단되고, 반전 발광 제어선(/En)으로 반전 발광 제어신호의 공급이 중단된다.
반전 발광 제어선(/En)으로 발광 제어신호의 공급이 중단되면 제 1스위칭소자(SW1)가 턴-오프된다. 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호의 공급이 중단되면 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온된다. 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온되면 수평 전원선(170)과 제 1전원선(160)이 전기적으로 접속되고, 이에 따라 수평 전원선(170)으로 제 1전원(ELVDD1)의 전압이 공급한다.
수평 전원선(170)으로 제 1전원(ELVDD1)의 전압이 공급될 때 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자는 플로팅 상태로 설정되기 때문에 수평 전원선(170)으로 공급되는 제 1전원(ELVDD1)의 전압과 무관하게 스토리지 커패시터(Cst)는 이전 기간에 충전된 전압을 유지한다. 이때, 제 3트랜지스터(M3)는 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 대응하여 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어한다.
한편, 도 11에서는 수평라인마다 하나의 제 2스위칭소자(SW2)가 형성되는 것으로 도시되었지만 본원 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 5에 도시된 화소에서는 제 n-1주사선(Sn-1)으로 주사신호가 공급될 때 초기화전원(Vint)에 의하여 수평 전원선(170)의 전압이 하강될 수 있다.
이에 따라, 본원 발명에서는 도 13에 도시된 바와 같이 수평 전원선(170) 각각과 제 3전원선(190) 사이에 접속되는 제 3스위칭소자(SW3)를 더 구비할 수 있다. i번째 수평라인에 위치된 제 3스위칭소자(SW3)는 제 i-1주사선(Si-1)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 제 3전원선(190)과 수평 전원선(170)을 전기적으로 접속한다. 이 경우, 초기화전원(Vint)과 무관하게 수평 전원선(170)의 전압을 안정적으로 제 2전원(ELVDD2)으로 유지할 수 있다.
110 : 주사 구동부 120 : 데이터 구동부
130 : 화소부 140 : 화소
142 : 화소회로 150 : 타이밍 제어부
160,170,180,190 : 전원선

Claims (18)

  1. 주사선들 및 발광 제어선들을 구동하기 위한 주사 구동부와;
    데이터선들을 구동하기 위한 데이터 구동부와;
    상기 주사선들 및 데이터선들의 교차부에 위치되는 화소들을 포함하는 화소부와;
    제 1전원과 접속되며 수직라인 단위로 상기 화소들과 접속되는 제 1전원선들과;
    상기 주사선들과 나란하게 수평라인 단위로 형성되며, 상기 화소들과 접속되는 수평 전원선들과;
    상기 수평 전원선들과 접속되며, 상기 제 1전원과 동일한 전압을 가지는 제 2전원과 접속되는 제 2전원선을 구비하며;
    상기 화소들 각각은 상기 제 2전원과 데이터신호에 대응하는 전압을 충전하고, 충전된 전압에 대응하여 상기 제 1전원으로부터 흐르는 전류량을 제어하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수평 전원선들 각각과 상기 제 2전원선 사이에 접속되는 저항을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 주사 구동부는 상기 주사선들로 주사신호를 순차적으로 공급하고, 상기 발광 제어선들로 발광 제어신호를 순차적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    제 i(i는 자연수)발광 제어선으로 공급되는 발광 제어신호는 제 i주사선으로 공급되는 주사신호와 중첩되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 주사 구동부는 상기 발광 제어선들과 나란하게 형성되는 반전 발광 제어선들로 상기 발광 제어신호를 반전하여 생성된 반전 발광 제어신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 수평 전원선들 각각과 상기 제 2전원선 사이에 접속되는 제 1스위칭소자를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1스위칭소자는 상기 화소들 각각에 포함된 스토리지 커패시터가 충전되는 기간 동안 턴-온되고, 그 외의 경우에 턴-오프되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    제 i(i는 자연수)수평라인에 위치된 상기 제 1스위칭소자는 제 i반전 발광 제어선으로 반전 발광 제어신호가 공급될 때 턴-온되고, 그 외의 경우에 턴-오프되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  9. 제 4항에 있어서,
    제 i(i는 자연수)번째 수평라인에 위치되는 화소들 각각은
    유기 발광 다이오드와;
    상기 유기 발광 다이오드로 공급되는 전류량을 제어하는 화소회로와;
    상기 화소회로와 상기 제 1전원선 사이의 공통노드인 제 1노드와 제 i수평 전원선 사이에 접속되며, 제 i발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되는 제 1트랜지스터와;
    일측단자가 상기 화소회로에 접속되고, 다른측단자가 상기 제 i수평 전원선 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 1트랜지스터는 상기 스토리지 커패시터가 충전되는 기간 동안 턴-오프되고, 그 외의 경우에 턴-온되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 화소는 상기 제 1노드와 상기 화소회로 사이에 접속되며, 상기 제 i발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되는 제 2트랜지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 화소회로는
    상기 제 1노드와 상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 사이에 접속되며, 게이트전극이 상기 스토리지 커패시터의 일측단자에 접속되는 제 3트랜지스터와;
    상기 데이터선과 상기 스토리지 커패시터의 일측단자 사이에 접속되며, 제 i주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 4트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2전원선은 상기 수평 전원선 및 제 1전원선보다 낮은 배선저항을 갖는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2전원과 접속되며 상기 데이터선들과 나란하게 상기 화소부 영역에 형성되는 하나 이상의 제 3전원선을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 수평 전원선들 각각과 상기 제 3전원선 사이에 접속되는 제 2스위칭소자를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    i(i는 자연수)번째 수평라인에 위치된 상기 제 2스위칭소자는 제 i주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 수평 전원선들 각각과 상기 제 3전원선 사이에 접속되는 제 3스위칭소자를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    i(i는 자연수)번째 수평라인에 위치된 상기 제 3스위칭소자는 제 i-1주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
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