KR102042192B1 - 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시품질을 향상시킬 수 있도록 한 화소에 관한 것이다.
본 발명의 화소는 캐소드전극이 제 2전원과 접속되는 유기 발광 다이오드와; 데이터선과 제 1노드 사이에 접속되며, 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 1트랜지스터와; 상기 제 1노드와 제 3전원 사이에 접속되는 제 1커패시터와; 상기 제 1노드와 제 4전원 사이에 접속되는 제 2커패시터와; 상기 제 1노드로부터 공급되는 전압에 대응하여 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 상기 제 2전원으로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 화소회로를 구비한다.

Description

화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치{Pixel and Organic Light Emitting Display Device Using the same}
본 발명의 실시예는 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치에 관한 것으로, 특히 표시품질을 향상시킬 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 Device) 등이 있다.
평판 표시장치 중 유기전계발광 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 복수의 데이터선, 주사선들, 전원선들의 교차부에 매트릭스 형태로 배열되는 복수개의 화소를 구비한다. 화소들은 통상적으로 유기 발광 다이오드, 구동 트랜지스터를 포함하는 둘 이상의 트랜지스터 및 하나 이상의 커패시터로 이루어진다.
이와 같은 유기전계발광 표시장치는 소비전력이 적은 이점이 있지만 화소들 각각에 포함되는 구동 트랜지스터의 문턱전압 편차에 따라 유기 발광 다이오드로 흐르는 전류량이 변화되고, 이에 따라 표시 불균일을 초래하는 문제점이 있다. 즉, 화소들 각각에 구비되는 구동 트랜지스터의 제조 공정 변수에 따라 구동 트랜지스터의 특성이 변하게 된다. 실제로, 유기전계발광 표시장치의 모든 트랜지스터가 동일한 특성을 갖도록 제조하는 것은 현재 공정단계에서 불가능하며, 이에 따라 구동 트랜지스터의 문턱전압 편차가 발생한다.
이와 같은 문제점을 극복하기 위하여 화소들 각각에 복수의 트랜지스터 및 커패시터로 이루어지는 보상회로를 추가하는 방법이 제안되었다. 화소들 각각에 포함되는 보상회로는 1수평기간 동안 구동 트랜지스터의 문턱전압에 대응하는 전압을 충전하고, 이에 따라 구동 트랜지스터의 편차를 보상하게 된다.
한편, 최근 들어 화면 뭉게짐(motion blur) 현상 및/또는 3D 구현을 위하여 120Hz 이상의 구동 주파수로 구동하는 방법이 요구되고 있다. 하지만, 120Hz 이상의 고속 구동을 하는 경우 구동 트랜지스터의 문턱전압 충전기간이 짧아지고, 이에 따라 구동 트랜지스터의 문턱전압 보상이 불가능해지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 실시예의 목적은 표시품질을 향상시킬 수 있도록 한 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 화소는 캐소드전극이 제 2전원과 접속되는 유기 발광 다이오드와; 데이터선과 제 1노드 사이에 접속되며, 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 1트랜지스터와; 상기 제 1노드와 제 3전원 사이에 접속되는 제 1커패시터와; 상기 제 1노드와 제 4전원 사이에 접속되는 제 2커패시터와; 상기 제 1노드로부터 공급되는 전압에 대응하여 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 상기 제 2전원으로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 화소회로를 구비한다.
바람직하게, 상기 제 3전원은 상기 제 1전원과 동일한 전압, 상기 제 4전원은 상기 제 2전원과 동일한 전압으로 설정된다. 상기 화소회로는 상기 제 1노드와 제 3노드 사이에 접속되며, 상기 제 1트랜지스터와 턴-온기간이 중첩되지 않는 제 3트랜지스터와; 제 2노드에 인가된 전압에 대응하여 상기 제 3노드를 경유하여 접속되는 상기 제 1전원으로부터 제 4노드를 경유하여 접속된 상기 유기 발광 다이오드로의 전류량을 제어하기 위한 제 2트랜지스터와; 상기 2노드와 상기 제 4노드 사이에 접속되며, 상기 제 3트랜지스터와 동시에 턴-온 및 턴-오프되는 제 4트랜지스터와; 상기 제 2노드와 상기 제 1전원 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 구비한다. 상기 화소회로는 상기 제 2노드와 초기화전원 사이에 접속되며, 상기 제 1트랜지스터 및 제 3트랜지스터와 턴-온기간이 중첩되지 않는 제 5트랜지스터와; 상기 제 3노드와 상기 제 1전원 사이에 접속되며, 상기 제 5트랜지스터와 동시에 턴-온 및 턴-오프되는 제 6트랜지스터와; 상기 제 3노드와 상기 제 1전원 사이에 상기 제 6트랜지스터와 병렬로 접속되며, 상기 제 1트랜지스터와 턴-온기간이 중첩되는 제 7트랜지스터와; 상기 제 4노드와 상기 유기 발광 다이오드 사이에 접속되며, 상기 제 7트랜지스터와 동시에 턴-온 및 턴-오프되는 제 8트랜지스터를 더 구비한다.
본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는 주사선들 및 데이터선들에 의하여 구획된 영역에 위치되는 화소들과; 상기 주사선들을 구동하기 위한 주사 구동부와; 상기 데이터선들을 구동하기 위한 데이터 구동부를 구비하며; i(i는 자연수)번째 수평라인에 위치된 화소들 각각은 캐소드전극이 제 2전원과 접속되는 유기 발광 다이오드와; 특정 데이터선과 제 1노드 사이에 접속되며, 제 i주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 1트랜지스터와; 상기 제 1노드와 제 3전원 사이에 접속되는 제 1커패시터와; 상기 제 1노드와 제 4전원 사이에 접속되는 제 2커패시터와; 상기 제 1노드로부터 공급되는 전압에 대응하여 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 상기 제 2전원으로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 화소회로를 구비한다.
바람직하게, 상기 제 3전원은 상기 제 1전원과 동일한 전압, 상기 제 4전원은 상기 제 2전원과 동일한 전압으로 설정된다. 한 프레임의 제 1기간 동안 상기 화소들과 공통적으로 접속된 제 1제어선으로 제 1제어신호를 공급하고, 제 2기간 동안 상기 화소들과 공통적으로 접속된 제 2제어선으로 제 2제어신호를 공급하기 위한 제어 구동부를 더 구비한다. 상기 주사 구동부는 상기 한 프레임 기간 중 제 3기간 동안 주사선들로 주사신호를 순차적으로 공급하고, 상기 제 1기간 및 제 2기간 동안 상기 화소들과 공통적으로 접속된 발광 제어선으로 발광 제어신호를 공급하며; 상기 데이터 구동부는 상기 주사신호들과 동기되도록 상기 데이터선들로 데어터신호를 공급한다.
상기 화소회로는 상기 제 1노드와 제 3노드 사이에 접속되며, 상기 제 2제어신호가 공급될 때 턴-온되는 제 3트랜지스터와; 제 2노드에 인가된 전압에 대응하여 상기 제 3노드를 경유하여 접속되는 상기 제 1전원으로부터 제 4노드를 경유하여 접속된 상기 유기 발광 다이오드로의 전류량을 제어하기 위한 제 2트랜지스터와; 상기 2노드와 상기 제 4노드 사이에 접속되며, 상기 제 2제어신호가 공급될 때 턴-온되는 제 4트랜지스터와; 상기 제 2노드와 상기 제 1전원 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 구비한다. 상기 화소회로는 상기 제 2노드와 초기화전원 사이에 접속되며, 상기 제 1제어신호가 공급될 때 턴-온되는 제 5트랜지스터와; 상기 제 3노드와 상기 제 1전원 사이에 접속되며, 상기 제 1제어신호가 공급될 때 턴-온되는 제 6트랜지스터와; 상기 제 3노드와 상기 제 1전원 사이에 상기 제 6트랜지스터와 병렬로 접속되며, 상기 발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되며 그 외의 기간 동안 턴-온되는 제 7트랜지스터와; 상기 제 4노드와 상기 유기 발광 다이오드 사이에 접속되며, 상기 제 7트랜지스터와 동시에 턴-온 및 턴-오프되는 제 8트랜지스터를 더 구비한다. 상기 초기화전원은 상기 데이터신호보다 낮은 전압으로 설정된다.
본 발명의 실시예에 의한 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치에 의하면 한 프레임의 특정기간 동안 화소들의 문턱전압을 동시에 보상하고, 이에 따라 문턱전압 보상기간을 충분히 확보하여 표시품질을 향상시킬 수 있다. 이를 위하여, 본 발명의 실시예에서는 제 1커패시터 및 제 2커패시터를 이용하여 데이터신호를 1차 충전하고, 충전된 데이터신호를 동시에 화소회로로 공급한다.
한편, 본원 발명에서는 제 1전원을 이용하여 제 1커패시터를 형성하고, 제 2전원을 이용하여 제 2커패시터를 형성한다. 이 경우, 별도의 배선이 추가되지 않아 신뢰성이 향상되며, 제 1전원의 면적이 증가되어 소비전력이 감소되는 장점이 있다. 더불어, 제 1전원 및 제 2전원의 전압강하에 의하여 평균적으로 전압이 균일해지도록, 이에 따라 균일한 휘도의 영상을 표시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 의한 화소를 나타내는 도면이다.
도 3은 패널의 위치에 대응한 제 1전원 및 제 2전원의 전압강하 전압을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2a에 도시된 화소회로의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 화소의 구동방법의 실시예를 나타내는 파형도이다.
도 6은 도 5의 구동파형에 대응한 제 1전원 및 제 2전원의 전압변화를 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 6을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는 주사선들(S1 내지 Sn) 및 데이터선들(D1 내지 Dm)에 의하여 구획된 영역에 위치되는 화소들(142)을 포함하는 화소부(140)와, 주사선들(S1 내지 Sn) 및 화소들(142)과 공통적으로 접속된 발광 제어선(E)을 구동하기 위한 주사 구동부(110)와, 화소들(142)과 공통적으로 접속된 제 1제어선(CL1) 및 제 2제어선(CL2)을 구동하기 위한 제어 구동부(120)와, 데이터선들(D1 내지 Dm)을 구동하기 위한 데이터 구동부(130)와, 구동부들(110, 120, 130)을 제어하기 위한 타이밍 제어부(150)를 구비한다.
주사 구동부(110)는 한 프레임 기간 중 제 3기간 동안 주사선들(S1 내지 Sn)로 주사신호를 순차적으로 공급한다. 주사선들(S1 내지 Sn)로 주사신호가 순차적으로 공급되면 화소들(142)이 수평라인 단위로 선택된다. 또한, 주사 구동부(110)는 한 프레임 기간 중 제 3기간을 제외한 제 1기간 및 제 2기간 동안 발광 제어선(E)으로 발광 제어신호를 공급한다. 여기서, 주사신호는 화소들(142)에 포함된 트랜지스터가 턴-온될 수 있는 전압으로 설정되고, 발광 제어신호는 화소들(142)에 포함된 트랜지스터가 턴-오프될 수 있는 전압으로 설정된다. 따라서, 발광 제어선(E)으로 발광 제어신호가 공급되는 제 1기간 및 제 2기간 동안 화소들(142)은 비발광 상태로 설정된다.
데이터 구동부(130)는 주사신호와 동기되도록 데이터선들(D1 내지 Dm)로 데이터신호를 공급한다. 그러면, 주사신호에 의하여 선택된 화소들(142)로 데이터신호가 공급된다.
제어 구동부(120)는 한 프레임 기간 중 제 1기간 동안 제 1제어선(CL1)으로 제 1제어신호를 공급하고, 제 2기간 동안 제 2제어선(CL2)으로 제 2제어신호를 공급한다. 여기서, 제 1제어신호 및 제 2제어신호는 화소들(142)에 포함된 트랜지스터가 턴-온될 수 있는 전압으로 설정된다.
화소들(142)은 주사선들(S1 내지 Sn) 및 데이터선들(D1 내지 Dm)의 교차부에 위치된다. 이와 같은 화소들(142)은 한 프레임의 제 1기간 동안 초기화되고, 제 2기간 동안 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상한다. 그리고, 화소들(142)은 제 3기간 동안 발광하면서 데이터신호에 대응하는 전압을 충전한다.
여기서, 화소들(142)은 제 2기간 동안 동시에 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상한다. 이와 같은 화소들(142)에 동시에 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하는 경우 제 2기간을 충분히 확보할 수 있고, 이에 따라 안정적으로 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상할 수 있는 장점이 있다. 다시 말하여, 패널이 120Hz 이상의 고속 구동을 하는 경우에도 제 2기간의 시간을 충분히 확보하여 구동 트랜지스터의 문턱전압을 안정적으로 보상할 수 있다.
한편, 상술한 설명에서는 화소들(142) 각각이 주사선(S1 내지 Sn 중 어느 하나), 데이터선(D1 내지 Dm 중 어느 하나), 제 1제어선(CL1), 제 2제어선(CL2) 및 발광 제어선(E)과 접속된 것으로 도시되었지만 본원 발명이 이에 한정되지는 않는다. 실제로, 화소들(142) 각각에 포함된 화소회로의 구조에 대응하여 화소들(142)과 접속되는 신호선들이 변경될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 의한 화소를 나타내는 도면이다. 도 2a 및 도 2b에서는 설명의 편의성을 위하여 제 m데이터선(Dm) 및 제 n주사선(Sn)과 접속된 화소를 도시하기로 한다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 화소(142)는 제 1트랜지스터(M1), 제 1커패시터(C1), 제 2커패시터(C2), 화소회로(144) 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 구비한다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극은 화소회로(144)에 접속되고, 캐소드전극은 제 2전원(ELVSS)에 접속된다. 이와 같은 유기 발광 다이오드(OLED)는 화소회로(144)로부터 공급되는 전류량에 대응하여 소정 휘도로 발광한다.
화소회로(144)는 제 1커패시터(C1) 및 제 2커패시터(C2)로부터 공급되는 전압, 즉 데이터신호의 전압에 대응하여 소정의 전압을 충전한다. 그리고, 화소회로(144)는 충전된 전압에 대응하여 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어한다. 이와 같은 화소회로(144)는 현재 공지된 다양한 형태의 회로로 구현될 수 있다.
제 1트랜지스터(M1)의 제 1전극은 데이터선(Dm)에 접속되고, 제 2전극은 화소회로(144)와 연결된 제 1노드(N1)에 접속된다. 그리고, 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극은 주사선(Sn)에 접속된다. 이와 같은 제 1트랜지스터(M1)는 주사선(Sn)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온된다.
제 1커패시터(C1)는 제 1노드(N1)와 제 3전원(VDD) 사이에 접속된다. 이와 같은 제 1커패시터(C1)는 데이터신호에 대응하는 전압을 충전한다.
제 2커패시터(C2)는 제 1노드(N1)와 제 3전원(VDD)과 상이한 제 4전원(VSS) 사이에 접속된다. 이와 같은 제 2커패시터(C2)는 데이터신호에 대응하는 전압을 충전한다.
여기서, 제 3전원(VDD)은 제 1전원(ELVDD)으로 선택되고, 제 4전원(VSS)은 제 2전원(ELVSS)으로 선택될 수 있다. 제 3전원(VDD)이 제 1전원(ELVDD), 제 4전원(VSS)이 제 2전원(ELVSS)으로 선택되는 경우 소비전력을 낮춤과 아울러 표시품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
상세히 설명하면, 제 1전원(ELVDD) 및 제 2전원(ELVSS)은 화소들(142)과 각각 접속되는 전원이다. 따라서, 제 1커패시터(C1)가 제 1전원(ELVDD)에 의하여 형성되고, 제 2커패시터(C2)가 제 2전원(ELVSS)에 의하여 형성되는 경우 별도의 추가배선이 생략되어 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 화소들(142) 각각에 별도의 배선이 추가되지 않는 경우 제 1전원(ELVDD)의 면적이 늘어나고, 이에 따라 소비전력을 최소화할 수 있다.
추가적으로, 패널의 상측 및 하측 각각에서 제 1전원(ELVDD) 및 제 2전원(ELVSS)이 공급되는 경우 도 3에 도시된 바와 같이 전압강하에 의하여 패널의 위치마다 제 1전원(ELVDD) 및 제 2전원(ELVSS)의 전압이 상이해진다. 여기서, 제 1전원(ELVDD)은 패널의 상측 및 하측에서 중간으로 갈수록 전압이 하강되며, 제 2전원(ELVSS)은 패널의 상측 및 하측에서 중간으로 갈수록 전압이 상승된다. 다시 말하여, 양극성 전압인 제 1전원(ELVDD)은 전압강하에 의하여 전압이 하강되고, 부극성 전압인 제 2전원(ELVSS)은 전압강하에 의하여 전압이 상승된다.
한편, 본원 발명에서 제 1커패시터(C1)는 제 1전원(ELVDD)과 접속되도록 형성되며, 제 2커패시터(C2)는 제 2전원(ELVSS)과 접속되도록 형성된다. 이 경우, 제 1전원(ELVDD) 및 제 2전원(ELVSS)의 전압강하가 화소(140)의 위치와 무관하게 평균적으로 균일해지고, 이에 따라 화소(140)의 위치와 무관하게 균일한 휘도의 영상을 표시할 수 있다.
도 4는 도 2a에 도시된 화소회로의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 화소회로(144)는 제 2트랜지스터(M2) 내지 제 8트랜지스터(M8) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다.
제 2트랜지스터(M2)(즉, 구동 트랜지스터)의 제 1전극은 제 3노드(N3)에 접속되고, 제 2전극은 제 4노드(N4)에 접속된다. 그리고, 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극은 제 2노드(N2)에 접속된다. 이와 같은 제 2트랜지스터(M2)는 제 2노드(N2)에 인가된 전압에 대응하여 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어한다.
제 3트랜지스터(M3)의 제 1전극은 제 1노드(N1)에 접속되고, 제 2전극은 제 3노드(N3)에 접속된다. 그리고, 제 3트랜지스터(M3)의 게이트전극은 제 2제어선(CL2)에 접속된다. 이와 같은 제 3트랜지스터(M3)는 제 2제어선(CL2)으로 제 2제어신호가 공급될 때 턴-온되어 제 1노드(N1)와 제 3노드(N3)를 전기적으로 접속시킨다.
제 4트랜지스터(M4)의 제 1전극은 제 4노드(N4)에 접속되고, 제 2전극은 제 2노드(N2)에 접속된다. 그리고, 제 4트랜지스터(M4)의 게이트전극은 제 2제어선(CL2)에 접속된다. 이와 같은 제 4트랜지스터(M4)는 제 2제어선(CL2)으로 제 2제어신호가 공급될 때 턴-온되어 제 2노드(N1)와 제 4노드(N4)를 전기적으로 접속시킨다. 제 2노드(N2)와 제 4노드(N4)가 전기적으로 접속되면 제 2트랜지스터(M2)가 다이오드 형태로 접속된다.
제 5트랜지스터(M5)의 제 1전극은 제 2노드(N2)에 접속되고, 제 2전극은 초기화전원(Vint)에 접속된다. 그리고, 제 5트랜지스터(M5)의 게이트전극은 제 1제어선(CL1)에 접속된다. 이와 같은 제 5트랜지스터(M5)는 제 1제어선(CL1)으로 제 1제어신호가 공급될 때 턴-온되어 제 2노드(N2)로 초기화전원(Vint)의 전압을 공급한다. 여기서, 초기화전원(Vint)은 데이터신호보다 낮은 전압으로 설정된다.
제 6트랜지스터(M6)의 제 1전극은 제 1전원(ELVDD)에 접속되고, 제 2전극은 제 3노드(N3)에 접속된다. 그리고, 제 6트랜지스터(M6)의 게이트전극은 제 1제어선(CL1)에 접속된다. 이와 같은 제 6트랜지스터(M6)는 제 1제어선(CL1)으로 제 1제어신호가 공급될 때 턴-온되어 제 3노드(N3)로 제 1전원(ELVDD)의 전압을 공급한다.
제 7트랜지스터(M7)의 제 1전극은 제 1전원(ELVDD)에 접속되고, 제 2전극은 제 3노드(N3)에 접속된다. 그리고, 제 7트랜지스터(M7)의 게이트전극은 발광 제어선(E)에 접속된다. 이와 같은 제 7트랜지스터(M7)는 발광 제어선(E)으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되고, 발광 제어신호가 공급되지 않을 때 턴-온된다.
제 8트랜지스터(M8)의 제 1전극은 제 4노드(N4)에 접속되고, 제 2전극은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극에 접속된다. 그리고, 제 8트랜지스터(M8)의 게이트전극은 발광 제어선(E)에 접속된다. 이와 같은 제 8트랜지스터(M8)는 발광 제어선(E)으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되고, 발광 제어신호가 공급되지 않을 때 턴-온된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제 1전원(ELVDD)과 제 2노드(N2) 사이에 접속된다. 이와 같은 스토리지 커패시터(Cst)는 제 1커패시터(C1) 및 제 2커패시터(C2)에 충전된 전압에 대응하여 데이터신호 및 제 2트랜지스터(M2)의 문턱전압에 대응하는 전압을 충전한다.
도 5는 도 4에 도시된 화소의 구동방법의 실시예를 나타내는 파형도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 한 프레임 기간은 제 1기간(T1), 제 2기간(T2) 및 제 3기간(T3)으로 나누어진다. 제 1기간(T1)은 초기화기간으로서 제 2노드(N2)로 초기화전원(Vint)의 전압을 공급하는 기간이다. 제 2기간(T2)은 보상기간으로서 제 2트랜지스터(M2)의 문턱전압을 보상하는 기간이다. 제 3기간(T3)은 발광 및 데이터 기입기간으로서 제 1커패시터(C1) 및 제 2커패시터(C2)에 데이터신호에 대응되는 전압이 충전됨과 동시에 유기 발광 다이오드(OLED)가 소정 휘도의 빛을 생성하는 기간이다.
먼저, 제 1기간(T1) 및 제 2기간(T2) 동안 발광 제어선(E)으로 발광 제어신호가 공급되고, 제 3기간(T3) 동안 발광 제어신호가 공급되지 않는다. 제 1기간(T1) 및 제 2기간(T2) 동안 발광 제어선(E)으로 발광 제어신호가 공급되면 제 7트랜지스터(M7) 및 제 8트랜지스터(M8)가 턴-오프된다. 그러면, 제 2트랜지스터(M2)와 유기 발광 다이오드(OLED)의 전기적 접속이 차단되고, 이에 따라 제 1기간(T1) 및 제 2기간(T2) 동안 유기 발광 다이오드(OLED)는 비발광 상태로 설정된다.
제 1기간(T1) 동안 제 1제어선(CL1)으로 제 1제어신호가 공급된다. 제 1제어선(CL1)으로 제 1제어신호가 공급되면 제 5트랜지스터(M5) 및 제 6트랜지스터(M6)가 턴-온된다. 제 5트랜지스터(M5)가 턴-온되면 제 2노드(N2)로 초기화전원(Vint)의 전압이 공급된다. 제 6트랜지스터(M6)가 턴-온되면 제 3노드(N3)로 제 1전원(ELVDD)의 전압이 공급된다. 여기서, 초기화전원(Vint)은 데이터신호보다 낮은 전압으로 설정되기 때문에 제 1기간(T1) 동안 제 1트랜지스터(M1)는 온 바이어스 상태로 설정된다.
제 2기간(T2) 동안 제 2제어선(CL2)으로 제 2제어신호가 공급된다. 제 2제어선(CL2)으로 제 2제어신호가 공급되면 제 3트랜지스터(M3) 및 제 4트랜지스터(M4)가 턴-온된다.
제 4트랜지스터(M4)가 턴-온되면 제 2트랜지스터(M2)가 다이오드 형태로 접속된다. 제 3트랜지스터(M3)가 턴-온되면 제 1 및 제 2커패시터(C1, C2)에 저장된 데이터신호의 전압이 제 3노드(N3)로 공급된다. 이때, 제 2노드(N2)의 전압이 데이터신호보다 낮은 초기화전원(Vint)의 전압으로 초기화되었기 때문에 제 2트랜지스터(M2)가 턴-온된다. 제 2트랜지스터(M2)가 턴-온되면 제 3노드(N3)에 인가된 전압이 다이오드 형태로 접속된 제 2트랜지스터(M2)를 경유하여 제 2노드(N2)로 공급된다. 이때, 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호 및 제 2트랜지스터(M2)의 문턱전압에 대응하는 전압을 저장한다.
제 3기간(T3) 동안에는 발광 제어선(E)으로 발광 제어신호의 공급이 중단된다. 발광 제어선(E)으로 발광 제어신호의 공급이 중단되면 제 7트랜지스터(M7) 및 제 8트랜지스터(M8)가 턴-온된다. 제 7트랜지스터(M7)가 턴-온되면 제 1전원(ELVDD)과 제 3노드(N3)과 전기적으로 접속된다. 제 8트랜지스터(M8)가 턴-온되면 제 4노드(N4)가 유기 발광 다이오드(OLED)와 전기적으로 접속된다. 그러면, 제 2트랜지스터(M2)는 제 2노드(N2)에 인가된 전압에 대응하여 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어한다. 이때, 유기 발광 다이오드(OLED)는 자신에게 공급되는 전류량에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성한다.
한편, 제 3기간(T3) 동안 주사선들(S1 내지 Sn)로 주사신호가 순차적으로 공급된다. 주사선들(S1 내지 Sn)로 주사신호가 순차적으로 공급되면 수평라인 단위로 화소들(142) 각각에 포함된 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온된다. 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온되면 데이터선(D1 내지 Dm 중 어느 하나)으로부터의 데이터신호가 화소들(142) 각각에 포함된 제 1노드(N1)로 공급된다. 이 경우, 제 1 및 제 2커패시터(C1. C2)는 데이터신호에 대응하는 전압을 충전한다. 실제로, 본원 발명에서는 상술한 과정을 반복하면서 소정의 영상을 구현한다.
한편, 제 3기간(T3) 동안 화소들(142)이 발광하기 때문에 도 6에 도시된 바와 같이 전압강하에 의하여 제 1전원(ELVDD)의 전압이 하강함과 동시에 제 2전원(ELVSS)의 전압이 상승된다. 이 경우, 화소들(142) 각각은 제 1커패시터(C1)에 의하여 제 1노드(N1)의 전압이 상승되고, 제 2커패시터(C2)에 의하여 제 2노드(N2)의 전압이 하강된다. 따라서, 화소들(142) 각각에서 제 1노드(N1)의 전압은 제 1전원(ELVDD) 및 제 2전원(ELVSS)의 전압 변화에 대응하여 평균적으로 균일한 전압을 유지할 수 있다.
한편, 본원 발명에서는 설명의 편의성을 위하여 트랜지스터들을 피모스(PMOS)로 도시하였지만, 본원 발명이 이에 한정되지는 않는다. 다시 말하여, 트랜지스터들은 엔모스(NMOS)로 형성될 수도 있다.
또한, 본원 발명에서 유기 발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터로부터 공급되는 전류량에 대응하여 적색, 녹색 또는 청색의 광을 생성하지만, 본원 발명이 이에 한정되지는 않는다. 일례로, 유기 발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터로부터 공급되는 전류량에 대응하여 백색 광을 생성할 수도 있다. 이 경우, 별도의 컬러필터 등을 이용하여 컬러 영상을 구현한다.
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.
110 : 주사 구동부 120 : 제어 구동부
130 : 데이터 구동부 140 : 화소부
142 : 화소 144 : 화소회로
150 : 타이밍 제어부

Claims (11)

  1. 캐소드전극이 제 2전원과 접속되는 유기 발광 다이오드와;
    데이터선과 제 1노드 사이에 접속되며, 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 1트랜지스터와;
    상기 제 1노드와 제 3전원 사이에 접속되고, 상기 제 1트랜지스터가 턴-온되면, 데이터 신호와 상기 제 3전원 사이의 전압 차에 기초하여 제 1전하로 충전되는 제 1커패시터와;
    상기 제 1노드와 제 4전원 사이에 접속되고, 상기 제 1트랜지스터가 턴-온되면, 상기 데이터 신호와 상기 제 4전원 사이의 전압 차에 기초하여 제 2전하로 충전되는 제 2커패시터와;
    상기 제 1노드로부터 공급되는 전압에 대응하여 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 상기 제 2전원으로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 제 2트랜지스터를 포함하는 화소회로를 구비하되,
    상기 제 1 및 제 2커패시터가 상기 제 1 및 제 2전하로 충전될 때, 상기 제 1 및 제 2커패시터는 상기 제 2트랜지스터와 전기적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 화소.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 3전원은 상기 제 1전원과 동일한 전압, 상기 제 4전원은 상기 제 2전원과 동일한 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 화소.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2트랜지스터는 제 2노드에 인가된 전압에 대응하여 제 3노드를 경유하여 접속되는 상기 제 1전원으로부터 제 4노드를 경유하여 접속된 상기 유기 발광 다이오드로의 전류량을 제어하고,
    상기 화소회로는
    상기 제 1노드와 상기 제 3노드 사이에 접속되며, 상기 제 1트랜지스터와 턴-온기간이 중첩되지 않는 제 3트랜지스터와;
    상기 제 2노드와 상기 제 4노드 사이에 접속되며, 상기 제 3트랜지스터와 동시에 턴-온 및 턴-오프되는 제 4트랜지스터와;
    상기 제 2노드와 상기 제 1전원 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화소.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 화소회로는
    상기 제 2노드와 초기화전원 사이에 접속되며, 상기 제 1트랜지스터 및 제 3트랜지스터와 턴-온기간이 중첩되지 않는 제 5트랜지스터와;
    상기 제 3노드와 상기 제 1전원 사이에 접속되며, 상기 제 5트랜지스터와 동시에 턴-온 및 턴-오프되는 제 6트랜지스터와;
    상기 제 3노드와 상기 제 1전원 사이에 상기 제 6트랜지스터와 병렬로 접속되며, 상기 제 1트랜지스터와 턴-온기간이 중첩되는 제 7트랜지스터와;
    상기 제 4노드와 상기 유기 발광 다이오드 사이에 접속되며, 상기 제 7트랜지스터와 동시에 턴-온 및 턴-오프되는 제 8트랜지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화소.
  5. 주사선들 및 데이터선들에 의하여 구획된 영역에 위치되는 화소들과;
    상기 주사선들을 구동하기 위한 주사 구동부와;
    상기 데이터선들을 구동하기 위한 데이터 구동부를 구비하며;
    i(i는 자연수)번째 수평라인에 위치된 화소들 각각은
    캐소드전극이 제 2전원과 접속되는 유기 발광 다이오드와;
    특정 데이터선과 제 1노드 사이에 접속되며, 제 i주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 1트랜지스터와;
    상기 제 1노드와 제 3전원 사이에 접속되고, 상기 제 1트랜지스터가 턴-온되면, 데이터 신호와 상기 제 3전원 사이의 전압 차에 기초하여 제 1전하로 충전되는 제 1커패시터와;
    상기 제 1노드와 제 4전원 사이에 접속되고, 상기 제 1트랜지스터가 턴-온되면, 상기 데이터 신호와 상기 제 4전원 사이의 전압 차에 기초하여 제 2전하로 충전되는 제 2커패시터와;
    상기 제 1노드로부터 공급되는 전압에 대응하여 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 상기 제 2전원으로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 제 2트랜지스터를 포함하는 화소회로를 구비하되,
    상기 제 1 및 제 2커패시터가 상기 제 1 및 제 2전하로 충전될 때, 상기 제 1 및 제 2커패시터는 상기 제 2트랜지스터와 전기적으로 분리되 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 3전원은 상기 제 1전원과 동일한 전압, 상기 제 4전원은 상기 제 2전원과 동일한 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치
  7. 제 5항에 있어서,
    한 프레임의 제 1기간 동안 상기 화소들과 공통적으로 접속된 제 1제어선으로 제 1제어신호를 공급하고, 제 2기간 동안 상기 화소들과 공통적으로 접속된 제 2제어선으로 제 2제어신호를 공급하기 위한 제어 구동부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 주사 구동부는 상기 한 프레임 기간 중 제 3기간 동안 주사선들로 주사신호를 순차적으로 공급하고, 상기 제 1기간 및 제 2기간 동안 상기 화소들과 공통적으로 접속된 발광 제어선으로 발광 제어신호를 공급하며;
    상기 데이터 구동부는 상기 주사신호들과 동기되도록 상기 데이터선들로 데이터신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 2트랜지스터는 제 2노드에 인가된 전압에 대응하여 제 3노드를 경유하여 접속되는 상기 제 1전원으로부터 제 4노드를 경유하여 접속된 상기 유기 발광 다이오드로의 전류량을 제어하고,
    상기 화소회로는
    상기 제 1노드와 상기 제 3노드 사이에 접속되며, 상기 제 2제어신호가 공급될 때 턴-온되는 제 3트랜지스터와;
    상기 제 2노드와 상기 제 4노드 사이에 접속되며, 상기 제 2제어신호가 공급될 때 턴-온되는 제 4트랜지스터와;
    상기 제 2노드와 상기 제 1전원 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 화소회로는
    상기 제 2노드와 초기화전원 사이에 접속되며, 상기 제 1제어신호가 공급될 때 턴-온되는 제 5트랜지스터와;
    상기 제 3노드와 상기 제 1전원 사이에 접속되며, 상기 제 1제어신호가 공급될 때 턴-온되는 제 6트랜지스터와;
    상기 제 3노드와 상기 제 1전원 사이에 상기 제 6트랜지스터와 병렬로 접속되며, 상기 발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되며 그 외의 기간 동안 턴-온되는 제 7트랜지스터와;
    상기 제 4노드와 상기 유기 발광 다이오드 사이에 접속되며, 상기 제 7트랜지스터와 동시에 턴-온 및 턴-오프되는 제 8트랜지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 초기화전원은 상기 데이터신호보다 낮은 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
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