KR101289065B1 - 유기전계 발광표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기발광다이오드(OLED) 패널을 구동할 때 하나의 데이터 라인에 여러개의 화소 구동회로를 연결하고, 이들의 구동전류를 동시에 공급하는 방식으로 화소를 구동하는 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 하나의 데이터라인에 공통으로 연결되어 각각의 유기발광다이오드를 구동시키는 복수 개의 화소 구동부와; 상기 데이터라인에 연결된 복수 개의 화소 구동부를 구동시키는데 필요한 전류를 한번에 공급하는 데이터 구동부에 의해 달성된다.

Description

유기전계 발광표시장치{PIXEL DRIVING CIRCUIT FOR ELECTRO LUMINESCENCE DISPLAY}

도 1은 종래 기술에 의한 유기전계 발광표시장치의 전류구동형 화소구동 회로도.

도 2는 도 1 각부의 파형도.

도 3은 본 발명에 의한 유기전계 발광표시장치의 화소구동 회로도.

도 4는 도 3 각부의 파형도.

도 5는 본 발명에 의한 유기전계 발광표시장치의 다른 화소구동 회로도.

고 6은 도 5 각부의 파형도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

31A,31B : 화소 구동부 32 : 데이터 구동부

본 발명은 유기발광다이오드(OLED) 패널의 구동기술에 관한 것으로, 특히 하나의 구동라인에 여러개의 화소 구동회로를 연결하고 이들을 동시에 구동시켜 충전시간을 단축할 수 있도록 한 유기전계 발광표시장치의 화소구동 회로에 관한 것이다.

일반적으로, 능동형 유기발광다이오드(AMOLED) 디스플레이를 위한 화소 구조는 구동 방식에 따라 크게 전압 기입 화소, 전류기입 화소, 디지털 구동 화소로 구분할 수 있다.

상기 전압 기입 화소 구조는 고속 기입이 가능하며 전압으로 기입하기 때문에 기존의 TFT-LCD 구동 드라이버 LSI와 거의 비슷하여 쉽게 드라이버 LSI의 구현이 용이하다는 장점이 있다. 그러나 전압 기입 방식은 화소 전원 전압의 IR drop으로 인한 패널의 상하간 휘도 차이가 있을 뿐 아니라 크로스토크 노이즈(crosstalk noise)가 발생한다는 단점이 있으며 TFT의 문턱전압의 불균일도는 어느 정도 보상이 가능하나 이동도의 보상이 어렵다는 문제점이 있다.

전류 기입 화소 구조는 전류로 기입하기 때문에 TFT의 특성 변화 보상이 용이하고 전원 전압의 IR drop도 보상되지만 낮은 계조의 전류 기입 시 기생 부하(parasitic load)가 큰 데이터 라인으로 인해 짧은 로우 라인 타임(row line time)안에 전류 기입이 어렵다는 문제점이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 유기전계 발광표시장치의 전류구동형 화소구동 회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 유기발광다이오드(OLED)를 구동시키는데 필요한 전류를 공급하는 구동 트랜지스터(T1) 및, 그 구동전류를 유기발광다이오드(OLED)에 전달하기 위한 스위칭 트랜지스터(T2)와, 게이트신호(GATE1)에 의해 구동되어 상기 구동 트랜지스터(T1)를 구동하는데 필요한 전압을 충전하는 스위칭 트랜지스터(T3),(T4) 및 스토리지 캐패시터(Cst)로 구성된 화소 구동부(11)와; 데이터라인(DL)을 통해 상기 화소 구동부(11)를 구동하는데 필요한 전류를 공급하는 데이터 구동부(12)로 구성된 것으로, 이의 작용을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

게이트라인(GL)을 구동하기 위한 게이트신호(GATE1)가 도 2에서와 같이 "로우"로 공급되고, 또 다른 게이트신호(GATE2)가 "하이"공급되면, 이 게이트신호(GATE1)에 의해 P채널 모스 트랜지스터(이하, "트랜지스터"라 칭함)(T3),(T4)가 턴온되고, 이 트랜지스터(T4)에 의해 구동 트랜지스터(T1)가 다이오드 형태로 된다. 이때, 상기 게이트신호(GATE2)에 의해 트랜지스터(T2)는 턴오프된다.

이때, 데이터 구동부(source driver IC)(12)에서 데이터 라인(DL)을 통해 흘려주는 목표 계조 전류 I가 상기 구동 트랜지스터(T1)에 흐르게 된다. 이때, 상기 구동 트랜지스터(T1)의 게이트-소스간 전압(Vgs)는 그 구동 트랜지스터(T1)의 문턱전압이나 이동도의 크기에 맞게 자동적으로 재 설정되어 상기 스토리지 캐패시터(Cst)에 저장된다.

이후, 다음의 게이트라인 주기에서는 상기 게이트신호(GATE1)가 "하이"로 공급되어 상기 트랜지스터(T3),(T4)가 턴오프되는 반면, 게이트신호(GATE2)가 "로우"로 공급되어 상기 트랜지스터(T2)가 턴온된다. 이때, 상기 스토리지 캐패시터(Cst)에 저장된 전압에 상응되게 상기 구동 트랜지스터(T1)가 구동되고, 이 구동 트랜지스터(T1)를 통해 공급되는 전류가 트랜지스터(T2)를 통해 유기발광다이오드(OLED)에 공급되어 유기발광다이오드(OLED)가 해당 공급전류에 상응되는 밝기로 발광된다.

결국, 상기와 같은 발광 제어과정에 의해 상기 구동 트랜지스터(T1)의 이동도나 문턱전압의 크기 변화에 관계없이 상기 유기발광다이오드(OLED)에 일정한 구동전류가 공급되는데, 이와 같은 점이 전류 구동형 OLED의 장점이다.

그러나, 종래 기술에 의한 화소구동 회로에 있어서는 낮은 계조를 표시할 때 전 류의 량이 매우 적고 데이터 라인을 구동시키기 위해 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다. 이와 같은 특성은 전류 구동형 OLED의 화질 저하를 초래하여 OLED의 적용 범위를 저해상도 소면적으로 국한시키게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 하나의 데이터 라인에 많은 개수의 화소 구동회로를 연결하여 이들을 동시에 구동시키고, 이에 필요한 전류를 데이터 구동부에서 공급할 수 있도록 하는 화소 구동회로를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하나의 데이터라인에 공통으로 연결되어 각각의 유기발광다이오드를 구동시키는 복수의 화소 구동부와; 상기 데이터라인에 연결된 복수의 화소 구동부를 구동시키는데 필요한 전류를 한번에 공급하는 데이터 구동부로 구성함을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 유기전계 발광표시장치의 화소구동 회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 하나의 데이터라인(DL)에 공통으로 연결되어 각각의 유기발광다이오드(OLED11),(OLED21)를 구동시키는 화소 구동부(31A),(31B)와; 상기 데이터라인(DL)에 연결된 화소 구동부(31A),(31B)를 구동시키는데 필요한 전류를 한번에 공급하는 데이터 구동부(32)로 구성하였다.

그리고, 상기 화소 구동부는 해당 유기발광다이오드를 구동시키는데 필요한 전 류를 공급하는 구동 트랜지스터 및, 그 구동전류를 유기발광다이오드에 전달하기 위한 스위칭 제1스위칭 트랜지스터와, 게이트신호에 의해 구동되어 상기 구동 트랜지스터를 구동하는데 필요한 전압을 충전하는 제2,3스위칭 트랜지스터 및 스토리지 캐패시터로 구성하였다.

이와 같이 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

통상의 화소 구동회로에서는 한 라인 주기에 하나의 게이트 라인을 구동시키게 되어 있지만, 도 3에서는 한 라인 주기에 두 개의 게이트 라인(GL1),(GL2)을 구동시키는 구조로 되어 있는 것을 알 수 있다.

이와 같은 화소 구동회로에서, 한 라인 시간에 두 개의 게이트 라인(GL1),(GL2)을 동시에 구동(precharging)시킨 후 통상의 방식대로 하나의 게이트라인을 구동시키는 구조이다.

상기 두 개의 게이트 라인(GL1),(GL2)을 동시에 구동시키는 동안(precharge)에는 데이터 구동부(32)가 데이터라인(DL)에 목표 전류의 2배인 2×I의 전류를 공급하게 되고, 이때 두 개의 화소에 해당되는 유기발광다이오드(OLED11),(OLED21)가 모두 점등되어 있으므로, 결과적으로 하나의 유기발광다이오드에 목표 전류인 1×I의 전류가 공급된다.

또한, 이에 상응되는 구동 트랜지스터(T11),(T21)의 게이트-소스 간의 전압(Vgs)이 상기 데이터라인(DL)에 인가되는데, 충전 전류가 통상의 경우에 비하여 2배 이므로 충전시간이 통상의 경우에 비하여 1/2로 줄어들게 된다. 즉, 충전시간 이 두배 빨라진다.

만약, 상기 트랜지스터 중에서 동시에 온된 두 개의 트랜지스터의 공정 변이로 인하여 턴온 저항값이 달라질 경우 하나의 유기발광다이오드에 1×I의 전류가 정확하게 흐르지 않게 되고, 데이터라인(DL)의 충전 전압도 원래 목표치보다 약간 달라지게 된다.

하지만, 게이트 라인(GL1),(GL2) 중에서 하나의 게이트 라인이 구동되는 동안에는 상기 데이터 구동부(32)의 출력 전류가 원래의 목표 전류치인 1×I로 재설정되고, 이때 데이터라인(DL)에 정확한 Vgs가 설정된다. 즉, 상기 목표 전류치인 1×I로 재설정되는 동안 충전 오차 전압이 보상된다.

한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예로서 하나의 데이터라인(DL)에 3 개의 화소 구동부(31A),(31B),(31C)를 연결하여 동시에 3개의 유기발광다이오드(OLED11),(OLED21),(OLED31)를 점등시키는 구조를 나타낸 것이다. 즉, 한 라인 주기에 세 개의 게이트 라인(GL1),(GL2),(GL3)을 동시에 구동시킨 후 원래대로 한 개의 게이트 라인을 구동시키는 구조이다.

상기 세 개의 게이트 라인(GL1),(GL2),(GL3)을 동시에 구동시키는 동안(precharge)에는 데이터 구동부(32)가 데이터라인(DL)에 목표 전류의 3배인 3×I의 전류를 공급하게 되고, 이때 세 개의 화소에 해당되는 유기발광다이오드(OLED11),(OLED21),(OLED31)가 모두 점등되어 있으므로, 결과적으로 하나의 유기발광다이오드에 목표 전류인 1×I의 전류가 공급된다.

또한, 이에 상응되는 구동 트랜지스터(T11),(T21),(T31)의 게이트-소스 간의 전 압(Vgs)이 상기 데이터라인(DL)에 인가되는데, 충전 전류가 통상의 경우에 비하여 3배 이므로 충전시간이 통상의 경우에 비하여 1/3로 줄어들게 된다. 즉, 충전시간이 세배 빨라진다.

만약, 상기 트랜지스터 중에서 동시에 온된 세 개의 트랜지스터의 공정 변이로 인하여 턴온 저항값이 달라질 경우 하나의 유기발광다이오드에 1×I의 전류가 정확하게 흐르지 않게 되고, 데이터라인(DL)의 충전 전압도 원래 목표치보다 약간 달라지게 된다.

하지만, 게이트 라인(GL1),(GL2),(GL3) 중에서 하나의 게이트 라인이 구동되는 동안에는 상기 데이터 구동부(32)의 출력 전류가 원래의 목표 전류치인 1×I로 재설정되고, 이때 데이터라인(DL)에 정확한 Vgs가 설정된다. 즉, 상기 데이터 구동부(32)가 상기 목표 전류치인 1×I로 재설정되는 동안 충전 오차 전압이 보상된다.

이상의 설명에서는 2개 또는 3개의 화소를 구동시키는 것에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니라 화소의 수를 임의로 확장할 수 있으며, 그 확장 정도는 데이터 구동부, 액정 패널, 데이터 라인의 부하 정도에 의해 결정된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 하나의 데이터 라인에 복수개의 화소 구동회로를 연결하여 이들을 동시에 구동시키고, 이때 구동에 필요한 전류를 데이터 구동부에서 공급함으로써, 충전시간이 대폭적으로 단축되는 효과가 있다. 이에 따라, 고해상도 대형 패널에 널리 적용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 복수의 유기발광 다이오드;

   복수의 데이터라인과 연결되며 상기 복수의 유기발광 다이오드를 구동시키는 복수의 화소 구동부; 및

   상기 각 데이터라인에 공통으로 연결된 상기 하나이상의 화소구동부의 개수에 비례하는 구동전류를 공급하는 데이터 구동부를 포함하고,

   상기 복수의 화소 구동부는,

   상기 유기발광다이오드를 구동시키는데 필요한 전류를 공급하는 구동 트랜지스터;

   상기 구동 트랜지스터와 유기발광 다이오드를 전기적으로 연결하는 제1 스위칭 트랜지스터;

   제1 전극에 전원전압이 인가되고, 제2 전극이 상기 구동트랜지스터의 게이트에 연결되어 상기 구동 트랜지스터를 구동하는데 필요한 전압을 충전하는 스토리지 캐패시터;

   게이트에 게이트 신호가 인가되고, 드레인이 게이트라인에 연결되는 제2 스위칭 트랜지스터;

   게이트에 게이트 신호가 인가되고, 드레인이 상기 제2 스위칭 트랜지스터의 소스에 연결되며, 소스가 상기 제2 전극에 연결되는 제3 스위칭 트랜지스터로 이루어지며,

   상기 제2 및 제3 스위칭 트랜지스터는 상기 스토리지 캐패시터에 상기 전압을 인가하고,

   상기 데이터 구동부는,

   하나의 라인기간 동안, 현재 구동라인에 해당하는 화소 구동부의 제2 및 제3 스위칭 트랜지스터를 턴-온하고, 동시에 하나이상의 다음 구동라인에 해당하는 화소 구동부의 제2 및 제3 스위칭 트랜지스터를 턴-온하여 캐패시터를 프리차징하는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광표시장치.
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