KR101331807B1 - Driving circuit for organic light emitting diode - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기전계발광다이오드(OLED)의 구동회로에서,OLED의 구동소자를 교번되게 구동시켜 그들의 열화를 회복할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은,프레임 주기로 데이터전압을 받아들여 충전하는 스위칭부와; 상기 스위칭부에서 출력되는 전압으로 이중 구조의 구동용 트랜지스터를 프레임 주기로 교번되게 구동시키는 구동제어부와; 상기 구동제어부의 제어에 의해 유기전계발광다이오드를 교번되게 구동시키는 한 쌍의 트랜지스터로 이루어진 OLED 구동부에 의해 달성된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for driving organic light emitting diodes (OLEDs) so as to recover their deterioration by alternately driving the OLEDs. The present invention, the switching unit for receiving and charging the data voltage at the frame period; A driving control unit for alternately driving the driving transistor of a dual structure in a frame period by the voltage output from the switching unit; It is achieved by an OLED driver consisting of a pair of transistors that alternately drive an organic light emitting diode under control of the drive controller.
Description
도 1은 종래 기술에 의한 OLED 구동회로도.1 is a OLED driving circuit diagram according to the prior art.
도 2의 (a)-(d)는 도 1 각부의 파형도. (A)-(d) is a waveform diagram of each part of FIG.
도 3은 종래 기술에 의한 또 다른 OLED 구동회로도.3 is another OLED driving circuit diagram according to the prior art.
도 4는 본 발명에 의한 유기전계발광다이오드 구동회로도.4 is an organic light emitting diode driving circuit diagram according to the present invention.
도 5의 (a)-(h)는 도 4 각부의 파형도.(A)-(h) is a waveform diagram of each part of FIG.
도 6의 (a),(b)는 구동용 트랜지스터의 누적 스트레스를 나타낸 그래프.6 (a) and 6 (b) are graphs showing the cumulative stress of the driving transistor.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 회로도.7 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.
도 8a는 구동용 트랜지스터의 정극성 바이어스 스트레스의 파형도.8A is a waveform diagram of a positive bias stress of a driving transistor.
도 8b는 구동용 트랜지스터의 부극성 바이어스 스트레스의 파형도.8B is a waveform diagram of negative bias stress of a driving transistor.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*** DESCRIPTION OF THE REFERENCE SYMBOLS
41 : 스위칭부 42 : 구동제어부41: switching unit 42: drive control unit
43 : OLED 구동부 OLED : 유기전계발광다이오드 43: OLED driving unit OLED: organic light emitting diode
본 발명은 유기전계발광다이오드(OLED)의 구동기술에 관한 것으로, 특히 OLED 소자의 구동에 따른 열화를 회복할 수 있도록 하여 신뢰성이 향상되도록 한 유기전계발광다이오드 구동회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 유기전계발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)전자와 정공의 재결합으로 형광물질을 발광시키는 자발광 소자이다. 이 OLED를 포함하는 유기전계발광 표시장치는 액정표시장치와 같이 별도의 광원을 필요로 하는 수동형 발광소자에 비하여 응답속도가 빠르고 직류구동전압이 낮고 초박막화가 가능하므로 벽걸이형이나 휴대용 평판표시장치로 각광을 받고 있다.In general, organic light emitting diodes (OLEDs) are self-luminous devices that emit fluorescent materials by recombination of electrons and holes. The organic light emitting display device including the OLED has a spotlight as a wall-mounted or portable flat panel display because the response speed is faster, the DC driving voltage is lower, and the ultra-thin film is possible than the passive light emitting device which requires a separate light source like the liquid crystal display device. Is getting.
이와 같은 OLED는 적색, 청색, 녹색의 서브픽셀들이 하나의 색을 표현하는 픽셀들을 이용하여 칼라를 구현하였다. 상기 OLED는 서브픽셀을 구동하는 방식에 따라 단순매트릭스형 유기전계발광다이오드(Passive Matrix OLED, PMOLED)와 박막트랜지스터(TFT)를 이용하여 구동하는 방식인 액티브 매트릭스형 유기전계발광다이오드(Active Matrix OLED, AMOLED)로 분류할 수 있다. Such an OLED implements color using pixels in which red, blue, and green subpixels express one color. The OLED is an active matrix organic light emitting diode (active matrix OLED), which is driven by using a simple matrix type organic light emitting diode (PMOLED) and a thin film transistor (TFT) according to a method of driving a subpixel. AMOLED).
또한, 상기 액티브 매트릭스형 유기전계발광다이오드(AMOLED)의 구동방법으로서 전류 구동방식과 전압 구동방식, 디지털 구동방식 등이 있다.In addition, a driving method of the active matrix organic light emitting diode (AMOLED) includes a current driving method, a voltage driving method, and a digital driving method.
도 1은 종래의 전압 구동방식을 이용한 OLED 구동회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 데이터전압(Vdata)에 따라 어드레스전압(Vaddress)을 전달하기 위한 박막트랜지스터(이하, '트랜지스터라 칭함)(T1)와; 상기 트랜지스터(T1)를 통해 공급되는 데이터전압(Vdata)에 의해 1 프레임 주기로 구동되어 유기전계발광다이오드(OLED)를 점 등시키는 구동용 트랜지스터(T2)로 구성된 것으로, 이의 작용을 첨부한 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.1 is a OLED driving circuit diagram using a conventional voltage driving method, as shown in FIG. 1, a thin film transistor (hereinafter referred to as a transistor) for transmitting an address voltage V address according to a data voltage V data (hereinafter referred to as a transistor) (T1). )Wow; It is composed of a driving transistor (T2) is driven in one frame period by the data voltage (V data ) supplied through the transistor (T1) to light the organic light emitting diode (OLED), the operation thereof is attached to Figure 2 Referring to the following.
라인 단위로 인가되는 도 2의 (a)와 같은 어드레스전압(Vaddress)이 스위칭용 트랜지스터(T1)의 게이트에 전달되어 그 트랜지스터(T1)가 턴온된다. 이에 따라, 도 2의 (b)와 같은 데이터전압(Vdata)이 상기 스위칭용 트랜지스터(T1)를 통해 구동용 트랜지스터(T2)의 게이트에 전달된다.An address voltage V address as shown in FIG. 2A applied on a line basis is transferred to the gate of the switching transistor T1, and the transistor T1 is turned on. Accordingly, the data voltage V data as shown in FIG. 2B is transferred to the gate of the driving transistor T2 through the switching transistor T1.
이에 의해, 상기 구동용 트랜지스터(T2)가 턴온되어 유기전계발광다이오드(OLED)가 점등된다. 이때, 상기 유기전계발광다이오드(OLED)의 밝기는 그 유기전계발광다이오드(OLED)에 흐르는 전류량(IOLED)에 비례하며, 이는 상기 구동용 트랜지스터(T2)의 게이트에 공급되는 상기 데이터전압(Vdata)에 의존한다. 즉, 도 2의 (b)-(d)에서와 같이 데이터전압(Vdata)이 높을수록 유기전계발광다이오드(OLED)에 흐르는 전압(VOLED)이 높고 전류량(IOLED)이 많은 것을 알 수 있다. As a result, the driving transistor T2 is turned on so that the organic light emitting diode OLED is turned on. In this case, the brightness of the organic light emitting diode OLED is proportional to the amount of current I OLED flowing in the organic light emitting diode OLED, which is supplied to the gate of the driving transistor T2. data ). That is, as shown in (b)-(d) of FIG. 2, as the data voltage V data is higher, the voltage V OLED flowing through the organic light emitting diode OLED is higher and the amount of current I OLED is higher. have.
또한, 상기 어드레스전압(Vaddress)이 '로우'로 공급되면, 이에 의해 상기 트랜지스터(T1)가 턴오프된다. 하지만, 바로 이전에 상기 구동용 트랜지스터(T2)의 게이트에 공급된 데이터전압(Vdata)이 1 프레임 동안 그 트랜지스터(T2)의 게이트단에 유지된다. 이에 따라, 상기 구동용 트랜지스터(T2)는 한 프레임 동안 온 상태를 유지하게 된다. In addition, when the address voltage V address is supplied as 'low', the transistor T1 is thereby turned off. However, the data voltage V data supplied to the gate of the driving transistor T2 just before is maintained at the gate terminal of the transistor T2 for one frame. Accordingly, the driving transistor T2 is kept in the on state for one frame.
도 3은 듀얼 트랜지스터 구조를 이용한 또 다른 종래의 OLED 구동회로도로서 이 의 구동원리는 도 1과 동일하다.3 is another conventional OLED driving circuit diagram using a dual transistor structure, the driving principle of which is the same as that of FIG.
이와 같이, 데이터전압이 1 프레임 주기로 OLED 구동용 트랜지스터의 게이트 전극에 인가되는데, 이에 따른 지속적인 바이어스 스트레스에 의해 그 OLED 구동용 트랜지스터의 특성이 변화되어 소자의 신뢰성을 저하시키는 요인이 된다. 이러한 특성 저하는 OLED에 흐르는 전류량을 변화시켜 궁극적으로 OLED 패널의 신뢰성을 저하시키는 문제점으로 대두되었다. As described above, the data voltage is applied to the gate electrode of the OLED driving transistor in one frame period, and the characteristic of the OLED driving transistor is changed by the continuous bias stress, which causes a factor of deteriorating the reliability of the device. This deterioration has been a problem that changes the amount of current flowing through the OLED and ultimately lowers the reliability of the OLED panel.
따라서, 본 발명의 목적은 비정질실리콘 트랜지스터를 이용한 OLED 구동회로에 있어서 이중 구조의 출력 트랜지스터를 마련하고 이들이 프레임 단위로 교대로 구동되도록 하여 OLED 소자의 구동에 따른 열화를 회복할 수 있게 하는 OLED 구동회로를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an OLED driving circuit using an amorphous silicon transistor and to provide an output transistor having a dual structure and to drive them alternately in units of frames, thereby recovering deterioration due to driving of the OLED device. In providing.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프레임 주기의 스캔펄스에 따라 데이터전압을 받아들여 충전하는 스위칭부와; 서로 상반된 위상의 콘트롤신호에 의해 제어되어, 상기 스위칭부에서 출력되는 전압으로 이중 구조의 구동용 트랜지스터를 교번되게 구동시키기 위한 제어기능을 수행하는 구동제어부와; 상기 구동제어부의 제어에 의해 유기전계발광다이오드를 교번되게 구동시키는 한 쌍의 트랜지스터로 이루어진 OLED 구동부로 구성함을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the switching unit for receiving and charging the data voltage in accordance with the scan pulse of the frame period; A driving control unit controlled by a control signal having a phase opposite to each other, and performing a control function for alternately driving the driving transistor having a dual structure with the voltage output from the switching unit; An OLED driver comprising a pair of transistors for alternately driving the organic light emitting diode under the control of the drive controller.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 의한 유기전계발광다이오드 구동회로의 일실시 구현 예시도로서 이에 도시한 바와 같이, 프레임 주기의 스캔펄스(SCAN)에 따라 구동되어 그때마다 데이터전압(Vdata)을 받아들여 충전하는 스위칭부(41)와; 서로 상반된 위상의 콘트롤신호(CTL_A),(CTL_B)에 의해 제어되어, 상기 스위칭부(41)에서 출력되는 전압으로 이중 구조의 구동용 트랜지스터를 교번되게 구동시키기 위한 제어기능을 수행하는 구동제어부(42)와; 상기 구동제어부(42)의 제어에 의해 유기전계발광다이오드(OLED)를 교번되게 구동시키는 한 쌍의 트랜지스터로 이루어진 OLED 구동부(43)로 구성하였다.4 is to accept the data voltage (V data), is driven in accordance with the scan signal (SCAN) of the frame period each time, as shown In a drawing illustrating an exemplary implementation of a organic light emitting diode drive circuit according to the present invention filled And switching
상기 스위칭부(41)는 프레임 주기의 스캔펄스(SCAN)에 따라 데이터전압(Vdata)을 받아들이는 트랜지스터(T11)와; 상기 트랜지스터(T11)를 통해 입력된 전압을 충전하는 콘덴서(CST)로 구성하였다.The
상기 구동제어부(42)는 서로 상반된 위상의 콘트롤신호(CTL_A),(CTL_B)에 의해 턴온되어 상기 스위칭부(41)의 출력전압을 유기전계발광다이오드(OLED)를 교번되게 구동시키는 한 쌍의 트랜지스터의 게이트에 각각 공급하는 트랜지스터(T12),(T13)와; 상기 콘트롤신호(CTL_A),(CTL_B)에 의해 턴온되어 상기 한 쌍의 트랜지스터 중 상대 트랜지스터를 리세트시키는 트랜지스터(T14),(T15)로 구성하였다.The
상기 OLED 구동부(43)는 상기 구동제어부(42)에 의해 한 프레임 주기로 서로 교번되게 동작하여 그때마다 유기전계발광다이오드(OLED)를 점등시키는 한 쌍의 트랜지스터(T16),(T17)로 구성하였다.The
이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 5 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to Figures 5 to 8 attached to the operation of the present invention configured as described above.
소정의 주기 예를 들어, 도 5의 (c)와 같이 프레임 주기로 입력되는 스캔펄스(SCAN)에 의해 스위칭용 박막트랜지스터(이하, '트랜지스터'라 칭함)(T11)가 턴온되고, 이때마다 도 5의 (d)와 같은 데이터전압(Vdata)이 그 스위칭용 트랜지스터(T11)를 콘덴서(CST)에 충전됨과 아울러 그 충전전압이 제어용 트랜지스터(T12),(T13)의 드레인에 공급된다.For example, a switching thin film transistor (hereinafter referred to as a transistor) T11 is turned on by a scan pulse SCAN input at a frame period as shown in FIG. The data voltage V data as shown in (d) is charged with the switching transistor T11 to the capacitor C ST , and the charging voltage is supplied to the drains of the control transistors T12 and T13.
그런데, 상기 제어용 트랜지스터(T12) 및 리세트용 트랜지스터(T14)의 게이트에 도 5의 (a)와 같은 콘트롤신호(CTL_A)가 공급되고, 이에 대응되는 또 다른 제어용 트랜지스터(T13) 및 리세트용 트랜지스터(T15)의 게이트에는 도 5의 (b)와 같은 콘트롤신호(CTL_B)가 공급된다.However, the control signal CTL_A as shown in FIG. 5A is supplied to the gates of the control transistor T12 and the reset transistor T14, and another control transistor T13 and a reset corresponding thereto are provided. The control signal CTL_B as shown in FIG. 5B is supplied to the gate of the transistor T15.
이에 따라, 상기 트랜지스터(T12),(T14)와 트랜스터(T13),(T15)가 상기 콘트롤신호(CTL_A),(CTL_B)에 의해 한 프레임 주기로 교번되게 턴온된다.Accordingly, the transistors T12, T14, and the transformers T13, T15 are alternately turned on in one frame period by the control signals CTL_A and CTL_B.
결국, 첫 번째 프레임에서는 상기 데이터전압(Vdata)이 상기 트랜지스터(T11)를 통해 상기 콘덴서(CST)에 충전되고, 그 충전된 전압이 구동용 트랜지스터(T16)의 게이트에 공급된다. 도 5의 (e)는 이때 상기 구동용 트랜지스터(T16)의 게이트에 공급되는 구동용 전압의 파형도이다. 이에 따라, 상기 구동용 트랜지스터(T16)가 한 프레임 동안 턴온 상태로 된다.As a result, in the first frame, the data voltage V data is charged to the capacitor C ST through the transistor T11, and the charged voltage is supplied to the gate of the driving transistor T16. FIG. 5E is a waveform diagram of the driving voltage supplied to the gate of the driving transistor T16 at this time. Accordingly, the driving transistor T16 is turned on for one frame.
따라서, 첫 번째 프레임동안 유기전계발광다이오드(OLED)가 상기 구동용 트랜지 스터(T16)에 의해 구동되어 도 5의 (f)와 같은 구동전류에 상응되는 밝기의 빛을 발하게 된다.Therefore, during the first frame, the organic light emitting diode OLED is driven by the driving transistor T16 to emit light having a brightness corresponding to the driving current as shown in FIG.
이와 마찬가지로, 두 번째 프레임에서는 상기 데이터전압(Vdata)이 상기 트랜지스터(T11)를 통해 상기 콘덴서(CST)에 충전되고, 그 충전된 전압이 구동용 트랜지스터(T17)의 게이트에 공급된다. 도 5의 (g)는 이때 상기 구동용 트랜지스터(T17)의 게이트에 공급되는 구동용 전압의 파형도이다. 이에 따라, 상기 구동용 트랜지스터(T17)가 한 프레임 동안 턴온 상태로 된다.Similarly, in the second frame, the data voltage V data is charged to the capacitor C ST through the transistor T11, and the charged voltage is supplied to the gate of the driving transistor T17. FIG. 5G is a waveform diagram of a driving voltage supplied to the gate of the driving transistor T17 at this time. Accordingly, the driving transistor T17 is turned on for one frame.
따라서, 두 번째 프레임동안 상기 유기전계발광다이오드(OLED)가 상기 구동용 트랜지스터(T17)에 의해 구동되어 도 5의 (h)와 같은 구동전류에 상응되는 밝기의 빛을 발하게 된다.Therefore, during the second frame, the organic light emitting diode OLED is driven by the driving transistor T17 to emit light having a brightness corresponding to the driving current as shown in FIG.
결과적으로, 상기 한쌍의 구동용 트랜지스터(T16),(T17)는 도 5의 (e),(g)의 파형도에서와 같이, 한 프레임 주기의 구동시간(Driving)과 회복시간(Recovery)을 교대로 가지게 된다.As a result, the pair of driving transistors T16 and T17 store driving time and recovery time of one frame period as shown in the waveform diagrams of FIGS. 5E and 5G. Take turns.
도 6의 (a),(b)는 상기 구동용 트랜지스터(T16),(T17)의 누적 스트레스를 나타낸 그래프로서, 스트레스가 한 프레임동안 상승되다가 다음 한 프레임에서 해소되는 동작이 반복적으로 이루어지고, 이러한 동작이 두 트랜지스터(T16),(T17)간에 서로 교번되게 이루어지는 것을 알 수 있다. 6 (a) and 6 (b) are graphs showing the cumulative stresses of the driving transistors T16 and T17. The stress is increased for one frame and then released in the next frame. It can be seen that this operation is alternated between the two transistors T16 and T17.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 리세트용 트랜지스터(T14),(T15)의 소스 단자를 별도의 부극성단자(Negative)에 연결하여 이들의 동 작 특성을 개선한 것이 도 4와 다른 점이다.FIG. 7 illustrates another embodiment of the present invention, in which source terminals of the reset transistors T14 and T15 are connected to separate negative terminals to improve their operation characteristics. The difference is that.
도 8은 상기 구동용 트랜지스터(T16),(T17)의 스트레스 파형도로서, (a)는 정극성 바이어스 스트레스의 파형도이고, (b)는 부극성 바이어스 스트레스의 파형도이다.Fig. 8 is a stress waveform diagram of the driving transistors T16 and T17, (a) is a waveform diagram of positive bias stress, and (b) is a waveform diagram of negative bias stress.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 비정질실리콘 트랜지스터를 이용한 OLED 구동회로에 있어서 이중 구조의 출력 트랜지스터를 마련하고 이들이 프레임 단위로 교대로 구동되도록 함으로써, OLED 소자의 구동에 따른 열화가 누적되지 않고 주기적으로 회복되어 제품의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention provides a double-output transistor in an OLED driving circuit using an amorphous silicon transistor and drives them alternately in units of frames so that deterioration due to driving of the OLED element does not accumulate periodically. Recovery to have the effect of ensuring the reliability of the product.
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