KR102470504B1 - 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대비율(Contrast Ratio)을 향상시킬 수 있도록 한 화소에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 화소는 유기 발광 다이오드와; 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 제 2전원으로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 화소회로와; 초기화전원과 상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 사이에 접속되며, 게이트전극이 제어선에 접속되는 제 1트랜지스터와; 상기 화소회로와 상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 사이에 접속되는 제 2트랜지스터와; 상기 제 1전원과 상기 화소회로 사이에 접속되며, 게이트전극이 발광 제어선에 접속되는 제 3트랜지스터와; 상기 발광 제어선과 상기 제 2트랜지스터의 게이트전극 사이에 접속되는 커패시터를 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 대비율(Contrast Ratio)을 향상시킬 수 있도록 한 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결매체인 표시장치의 중요성이 부각되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시장치(Liquid Crystal Display Device) 및 유기전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 표시장치(Display Apparatus)의 사용이 증가하고 있다.
유기전계발광 표시장치는 주사선들 및 데이터선들에 의하여 구획된 영역에 위치되는 화소들과, 주사선들을 구동하기 위한 주사 구동부 및 데이터선들을 구동하기 위한 데이터 구동부를 구비한다.
주사 구동부는 주사선들로 주사신호를 공급하고, 이에 따라 화소들이 수평라인 단위로 선택된다. 데이터 구동부는 주사신호에 동기되도록 데이터신호를 공급한다. 그러면, 주사신호에 의하여 선택된 화소들로 데이터신호가 공급된다. 데이터신호를 공급받은 화소들은 제 1전원으로부터 유기 발광 다이오드를 경유하여 제 2전원으로 흐르는 전류량을 제어하면서 소정 휘도의 빛을 생성한다. 추가적으로, 화소들의 발광 시간은 발광 제어선으로부터 공급되는 발광 제어신호에 의하여 제어된다.
한편, 기술의 발달함에 따라 유기 발광 다이오드의 효율 증가하고, 이에 따라 유기 발광 다이오드는 낮은 전류에도 쉽게 발광한다. 이 경우, 소비전력을 낮추면서 고 휘도의 영상을 표현할 수 있는 장점이 있다. 하지만, 유기 발광 다이오드가 낮은 전류에도 쉽게 발광하는 경우 원하는 않는 시점에 유기 발광 다이오드가 발광되고, 이에 따라 대비율(Contrast ratio)이 낮아지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 대비율(Contrast Ratio)을 향상시킬 수 있도록 한 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 화소는 유기 발광 다이오드와; 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 제 2전원으로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 화소회로와; 초기화전원과 상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 사이에 접속되며, 게이트전극이 제어선에 접속되는 제 1트랜지스터와; 상기 화소회로와 상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 사이에 접속되는 제 2트랜지스터와; 상기 제 1전원과 상기 화소회로 사이에 접속되며, 게이트전극이 발광 제어선에 접속되는 제 3트랜지스터와; 상기 발광 제어선과 상기 제 2트랜지스터의 게이트전극 사이에 접속되는 커패시터를 구비한다.
실시 예에 의한, 상기 커패시터는 게이트전극이 상기 발광 제어선에 접속되며, 제 1전극 및 제 2전극이 상기 제 2트랜지스터의 게이트전극에 접속되는 트랜지스터로 형성된다.
실시 예에 의한, 상기 트랜지스터는 NMOS로 형성되고, 상기 제 1트랜지스터 내지 제 3트랜지스터는 PMOS로 형성된다.
실시 예에 의한, 상기 화소회로는 제 1전극이 상기 제 3트랜지스터에 접속되고 제 2전극이 상기 제 2트랜지스터에 접속되며, 게이트전극이 제 1노드에 접속되는 제 4트랜지스터와; 상기 제 1노드와 상기 제 4트랜지스터의 제 2전극 사이에 접속되며, 게이트전극이 현재 주사선에 접속되는 제 5트랜지스터와; 상기 제 1노드와 상기 초기화전원 사이에 접속되며, 게이트전극이 이전 주사선에 접속되는 제 6트랜지스터와; 데이터선과 상기 제 4트랜지스터의 제 1전극 사이에 접속되며, 게이트전극이 상기 현재 주사선에 접속되는 제 7트랜지스터와; 상기 제 1전원과 상기 제 1노드 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 구비한다.
실시 예에 의한, 상기 현재 주사선은 제 i(i는 자연수)주사선, 상기 이전 주사선은 제 i-1주사선이다.
실시 예에 의한, 상기 초기화전원은 상기 데이터선으로 공급되는 데이터신호보다 낮은 전압으로 설정된다.
본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는 주사선들로 주사신호를 공급하고, 발광 제어선들로 발광 제어신호를 공급하기 위한 주사 구동부와; 제어선들로 제어신호를 공급하기 위한 제어 구동부와; 데이터선들로 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 구동부와; 상기 주사선들 및 데이터선들에 의하여 구획된 영역에 위치되는 화소들을 구비하며; 제 i(i는 자연수)번째 수평라인에 위치된 화소는 유기 발광 다이오드와; 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 제 2전원으로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 화소회로와; 초기화전원과 상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 사이에 접속되며, 게이트전극이 제 i제어선에 접속되는 제 1트랜지스터와; 상기 화소회로와 상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 사이에 접속되는 제 2트랜지스터와; 상기 제 1전원과 상기 화소회로 사이에 접속되며, 게이트전극이 제 i발광 제어선에 접속되는 제 3트랜지스터와; 상기 제 i발광 제어선과 상기 제 2트랜지스터의 게이트전극 사이에 접속되는 커패시터를 구비한다.
실시 예에 의한, 상기 커패시터는 게이트전극이 상기 발광 제어선에 접속되며, 제 1전극 및 제 2전극이 상기 제 2트랜지스터의 게이트전극에 접속되는 트랜지스터로 형성된다.
실시 예에 의한, 상기 트랜지스터는 NMOS로 형성되고, 상기 제 1트랜지스터 내지 제 3트랜지스터는 PMOS로 형성된다.
실시 예에 의한, 상기 제어 구동부는 상기 제 i발광 제어선으로 공급되는 발광 제어신호와 적어도 일부기간 중첩되도록 상기 제 i제어선으로 하나 이상의 제어신호를 공급한다.
실시 예에 의한, 상기 제 i제어선으로 공급되는 제어신호는 상기 제 i발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급된 직후 공급된다.
실시 예에 의한, 상기 제 i제어선으로 공급되는 제어신호는 상기 제 i발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급되기 전에 공급된다.
실시 예에 의한, 상기 제 i제어선으로 공급되는 제어신호는 상기 화소회로로 공급되는 적어도 하나의 주사신호와 중첩되도록 공급된다.
실시 예에 의한, 상기 화소회로는 제 1전극이 상기 제 3트랜지스터에 접속되고 제 2전극이 상기 제 2트랜지스터에 접속되며, 게이트전극이 제 1노드에 접속되는 제 4트랜지스터와; 상기 제 1노드와 상기 제 4트랜지스터의 제 2전극 사이에 접속되며, 게이트전극이 제 i주사선에 접속되는 제 5트랜지스터와; 상기 제 1노드와 상기 초기화전원 사이에 접속되며, 게이트전극이 제 i-1주사선에 접속되는 제 6트랜지스터와; 데이터선과 상기 제 4트랜지스터의 제 1전극 사이에 접속되며, 게이트전극이 상기 제 i주사선에 접속되는 제 7트랜지스터와; 상기 제 1전원과 상기 제 1노드 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 구비한다.
실시 예에 의한, 상기 초기화전원은 상기 데이터신호보다 낮은 전압으로 설정된다.
본 발명의 실시예에 의한 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치에 의하면 발광 제어신호가 공급될 때 유기 발광 다이오드의 애노드전극의 상승전압을 최소화할 수 있고, 이에 따라 대비율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 화소회로의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4a는 도 3에 도시된 화소의 구동방법의 제 1실시예를 나타내는 파형도이다.
도 4b 및 도 4c는 도 3에 도시된 화소의 구동방법의 제 2실시예를 나타내는 파형도이다.
도 5는 도 4a의 구동파형에 의한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 도 3에 도시된 화소의 구동방법의 제 3실시예를 나타내는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 도 3에 도시된 화소의 구동방법의 제 4실시예를 나타내는 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.
즉, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
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(140)을 포함하는 화소부(130)와, 주사선들(S1 내지 Sn) 및 발광 제어선들(E1 내지 En)을 구동하기 위한 주사 구동부(110)와, 데이터선들(D1 내지 Dm)을 구동하기 위한 데이터 구동부(120)와, 제어선들(CL1 내지 CLn)을 구동하기 위한 제어 구동부(160)와, 주사 구동부(110), 데이터 구동부(120) 및 제어 구동부(160)를 제어하기 위한 타이밍 제어부(150)를 구비한다.
주사 구동부(110)는 타이밍 제어부(150)의 제어에 의하여 주사선들(S1 내지 Sn)로 주사신호를 공급하고, 발광 제어선들(E1 내지 En)로 발광 제어신호를 공급한다. 일례로, 주사 구동부(110)는 주사선들(S1 내지 Sn)로 주사신호를 순차적으로 공급하고, 발광 제어선들(E1 내지 En)로 발광 제어신호를 순차적으로 공급할 수 있다.
여기서, 발광 제어신호는 주사신호보다 넓은 폭으로 설정될 수 있다. 일례로, 발광 제어신호는 적어도 두 개의 주사신호와 중첩되도록 공급될 수 있다. 추가적으로, 발광 제어신호는 화소들(140)에 포함된 트랜지스터가 턴-오프될 수 있도록 게이트 오프 전압(예를 들면, 하이전압)으로 설정되고, 주사신호는 화소들(140)에 포함된 트랜지스터가 턴-온될 수 있도록 게이트 온 전압(예를 들면, 로우전압)으로 설정된다.
데이터 구동부(120)는 타이밍 제어부(150)의 제어에 대응하여 데이터선들(D1 내지 Dm)로 데이터신호를 공급한다. 데이터선들(D1 내지 Dm)로 공급된 데이터신호는 주사신호에 의하여 선택된 화소들(140)(수평라인 단위)로 공급된다.
제어 구동부(160)는 타이밍 제어부(150)의 제어에 대응하여 제어선들(CL1 내지 CLn)로 제어신호를 공급한다. 일례로, 제어 구동부(160)는 제어선들(CL1 내지 CLn)로 제어신호를 순차적으로 공급할 수 있다. 추가적으로, 제어신호는 화소들(140)에 포함된 트랜지스터가 턴-온될 수 있도록 게이트 온 전압으로 설정된다.
화소부(130)는 수평방향으로 형성되는 주사선들(S1 내지 Sn), 발광 제어선들(E1 내지 En) 및 제어선들(CL1 내지 CLn)과, 수직방향으로 형성되는 데이터선들(D1 내지 Dm)에 의하여 구획된 영역에 위치되는 화소들(140)을 구비한다. 화소들(140)은 주사신호에 의하여 수평라인 단위로 선택되면서 데이터선들(D1 내지 Dm)로부터의 데이터신호를 저장한다. 이후, 화소들(140) 각각은 데이터신호에 대응하여 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(미도시)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어하면서 소정 휘도의 빛을 생성한다.
타이밍 제어부(150)는 외부로부터 공급되는 신호들(미도시)에 대응하여 주사 구동부(110), 데이터 구동부(120) 및 제어 구동부(160)를 제어한다.
한편, 도 1에서는 화소들(140) 각각이 하나의 주사선과 접속되는 것으로 도시되었지만, 본원 발명이 이에 한정되지는 않는다. 일례로, 화소(140)의 구조에 대응하여 화소들(140)은 복수의 주사선들과 접속될 수 있다. 이 경우, 화소부(130)에는 도시되지 않는 더미 주사선들이 추가로 형성될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 실시예를 나타내는 도면이다. 도 2에서는 제 m데이터선(Dm)과 제 i주사선(Si)과 접속된 화소를 도시하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 화소(140)는 유기 발광 다이오드(OLED), 화소회로(142), 제 1트랜지스터(M1) 내지 제 3트랜지스터(M3), 커패시터(Dcap)를 구비한다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극은 제 2트래지스터(M2)를 경유하여 화소회로(142)에 접속되고, 캐소드전극은 제 2전원(ELVSS)에 접속된다. 이와 같은 유기 발광 다이오드(OLED)는 화소회로(142)로부터 공급되는 전류량에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성한다.
화소회로(142)는 데이터신호에 대응하여 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어한다. 일례로, 화소회로(142)는 제 i-1주사선(Si-1)으로 주사신호가 공급될 때 구동 트랜지스터의 게이트전극을 초기화하고, 제 i주사선(Si)으로 주사신호가 공급될 때 데이터선(Dm)으로부터의 데이터신호를 저장한다. 그리고, 화소회로(142)는 제 i발광 제어선(Ei)으로 발광 제어신호의 공급이 중단될 때 데이터신호에 대응하여 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어한다.
이와 같은 화소회로(142)는 현재 공지된 다양한 형태의 회로로 구현될 수 있다. 그리고, 유기 발광 다이오드(OLED)로 전류가 흐를 수 있도록 제 1전원(ELVDD)은 제 2전원(ELVSS)보다 높은 전압으로 설정된다.
제 1트랜지스터(M1)는 초기화전원(Vint)과 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극 사이에 접속된다. 그리고, 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극은 제 i제어선(CLi)에 접속된다. 이와 같은 제 1트랜지스터(M1)는 제 i제어선(CLi)으로 제어신호가 공급될 때 턴-온되어 초기화전원(Vint)의 전압을 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극으로 공급한다. 여기서, 초기화전원(Vint)은 데이터신호보다 낮은 전압으로 설정된다.
한편, 제 1트랜지스터(M1)는 화소(140)의 블랙 표현 능력을 향상시킨다. 다시 말하여, 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온되면 유기 발광 다이오드(OLED)의 기생 커패시터(미도시)가 방전된다. 그러면, 블랙 휘도 구현시 화소회로(142)로부터 공급되는 누설전류에 의하여 유기 발광 다이오드(OLED)가 발광하지 않고, 이에 따라 블랙 표현 능력이 향상된다.
추가적으로, 제어 구동부(160)는 제 i발광 제어선(Ei)으로 공급되는 발광 제어신호와 적어도 일부 기간 중첩되도록 제 i제어선(CLi)으로 하나 이상의 제어신호를 공급한다. 이와 관련하여 상세한 설명은 후술하기로 한다.
제 2트랜지스터(M2)는 화소회로(142)와 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극 사이에 접속된다. 그리고, 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극은 커패시터(Dcap)를 경유하여 제 i발광 제어선(Ei)에 접속된다. 이와 같은 제 2트랜지스터(M2)는 제 i발광 제어선(Ei)으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되고, 그 외의 경우에 턴-온된다.
제 3트랜지스터(M3)는 제 1전원(ELVDD)과 화소회로(142) 사이에 접속된다. 그리고, 제 3트랜지스터(M3)의 게이트전극은 제 i발광 제어선(Ei)에 접속된다. 이와 같은 제 3트랜지스터(M3)는 제 i발광 제어선(Ei)으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되고, 그 외의 경우에 턴-온된다.
커패시터(Dcap)는 제 i발광 제어선(Ei)과 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극 사이에 접속된다. 이와 같은 커패시터(Dcap)는 제 i발광 제어선(Ei)으로 발광 제어신호가 공급될 때 구동되도록 다이나믹 커패시터(Dynamic Capacitor)로 형성될 수 있다. 일례로, 커패시터(Dcap)는 게이트전극이 제 i발광 제어선(Ei)에 접속되고, 제 1전극 및 제 2전극이 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극에 접속되는 NMOS 트랜지스터로 형성될 수 있다.
즉, 커패시터(Dcap)는 PMOS로 형성된 제 1트랜지스터(M1) 내지 제 3트랜지스터(M3)와 상이하게 NMOS 트랜지스터로 형성된다. 이와 같은 커패시터(Dcap)는 커플링 커패시터의 역할을 수행하며, 제 i발광 제어선(Ei)으로 공급되는 발광 제어신호의 전압을 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극으로 전달한다.
상세히 설명하면, 제 3트랜지스터(M3)는 제 1전원(ELVDD)과 화소회로(142) 사이에 위치되기 때문에 화소회로(142)의 정상적 구동을 위하여 제 i발광 제어선(Ei)으로 발광 제어신호가 공급될 때 완전히 턴-오프되어야 한다. 따라서, 제 i발광 제어선(Ei)으로 공급되는 발광 제어신호는 높은 전압으로 설정된다.
한편, 제 i발광 제어선(Ei)으로 발광 제어신호가 공급될 때 제 2트랜지스터(M2)의 기생 커패시터(미도시)에 의하여 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극 전압이 상승하고, 이에 따라 유기 발광 다이오드(OLED)에서 불필요한 빛이 생성된다.(대비율 저하)
이와 같은 현상을 최소화하기 위하여 본원 발명에서는 제 i발광 제어선(Ei)과 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극 사이에 커패시터(Dcap)를 형성한다. 이 경우, 커패시터(Dcap)에 의하여 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극으로 전달된 전압은 제 i발광 제어선의 전압(즉, 발광 제어신호의 전압)보다 낮게 설정되고, 이에 따라 유기 발광 다이오드(OLED)에서 생성되는 빛의 양을 최소화하여 대비율을 향상시킬 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 화소회로의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본원 발명의 실시예에 의한 화소회로(142)는 제 4트랜지스터(M4) 내지 제 7트랜지스터(M7), 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다.
제 4트랜지스터(M4)(구동 트랜지스터)의 제 1전극은 제 3트랜지스터(M3)를 경유하여 제 1전원(ELVDD)에 접속되고, 제 2전극은 제 2트랜지스터(M2)를 경유하여 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극에 접속된다. 그리고, 제 4트랜지스터(M4)의 게이트전극은 제 1노드(N1)에 접속된다. 이와 같은 제 4트랜지스터(M4)는 제 1노드(N1)의 전압에 대응하여 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어한다.
제 5트랜지스터(M5)는 제 4트랜지스터(M4)의 제 2전극과 제 1노드(N1) 사이에 접속된다. 그리고, 제 5트랜지스터(M5)의 게이트전극은 제 i주사선(Si)에 접속된다. 이와 같은 제 5트랜지스터(M5)는 제 i주사선(Si)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 제 4트랜지스터(M4)의 제 2전극과 제 1노드(N1)를 전기적으로 접속시킨다. 따라서, 제 5트랜지스터(M5)가 턴-온될 때 제 4트랜지스터(M4)는 다이오드 형태로 접속된다.
제 6트랜지스터(M6)는 제 1노드(N1)와 초기화전원(Vint) 사이에 접속된다. 그리고, 제 6트랜지스터(M6)의 게이트전극은 제 i-1주사선(Si-1)에 접속된다. 이와 같은 제 6트랜지스터(M6)는 제 i-1주사선(Si-1)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 제 1노드(N1)로 초기화전원(Vint)의 전압을 공급한다.
제 7트랜지스터(M7)는 데이터선(Dm)과 제 4트랜지스터(M4)의 제 1전극 사이에 접속된다. 그리고, 제 7트랜지스터(M7)의 게이트전극은 제 i주사선(Si)에 접속된다. 이와 같은 제 7트랜지스터(M7)는 제 i주사선(Si)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터선(Dm)과 제 4트랜지스터(M4)의 제 1전극을 전기적으로 접속시킨다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제 1전원(ELVDD)과 제 1노드(N1) 사이에 접속된다. 이와 같은 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호 및 제 4트랜지스터(M4)의 문턱전압에 대응하는 전압을 저장한다.
도 4a는 도 3에 도시된 화소의 구동방법의 제 1실시예를 나타내는 파형도이다.
도 4a를 참조하면, 먼저 제 i발광 제어선(Ei)으로 발광 제어신호가 공급된다. 제 i발광 제어선(Ei)으로 발광 제어신호가 공급되면 제 2트랜지스터(M2) 및 제 3트랜지스터(M3)가 턴-오프된다.
이때, 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극으로 공급되는 발광 제어신호는 커패시터(Dcap)를 경유하여 공급되고, 이에 따라 제 i발광 제어선(Ei)의 전압보다 낮은 전압이 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극으로 공급된다. 그러면, 제 2트랜지스터(M2)의 기생 커패시터에 의한 유기 발광 다이오드(OLED)의 상승 전압을 최소화할 수 있고, 이에 따라 불필요한 발광을 방지할 수 있다.
제 3트랜지스터(M3)가 턴-오프되면 제 1전원(ELVDD)과 제 4트랜지스터(M4)의 제 1전극이 전기적으로 차단된다. 제 2트랜지스터(M2)가 턴-오프되면 제 4트랜지스터(M4)의 제 2전극과 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극이 전기적으로 차단된다. 따라서, 제 i발광 제어선(Ei)으로 발광 제어신호가 공급되는 기간 동안 화소(140)는 비발광 상태로 설정된다.
이후, 제 i-1주사선(Si-1)으로 주사신호가 공급된다. 제 i-1주사선(Si-1)으로 주사신호가 공급되면 제 6트랜지스터(M6)가 턴-온된다. 제 6트랜지스터(M6)가 턴-온되면 초기화전원(Vint)의 전압이 제 1노드(N1)로 공급된다.
제 i-1주사선(Si-1)으로 주사신호가 공급된 후 제 i주사선(Si)으로 주사신호가 공급된다. 제 i주사선(Si)으로 주사신호가 공급되면 제 5트랜지스터(M5) 및 제 7트랜지스터(M7)가 턴-온된다.
제 5트랜지스터(M5)가 턴-온되면 제 1노드(N1)와 제 4트랜지스터(M4)의 제 2전극이 전기적으로 접속된다. 즉, 제 5트랜지스터(M5)가 턴-온되면 제 4트랜지스터(M4)가 다이오드 형태로 접속된다.
제 7트랜지스터(M7)가 턴-온되면 데이터선(Dm)으로부터의 데이터신호가 제 4트랜지스터(M4)의 제 1전극으로 공급된다. 이때, 제 1노드(N1)가 초기화전원(Vint)의 전압으로 초기화되었기 때문에 제 4트랜지스터(M4)가 턴-온된다. 제 4트랜지스터(M4)가 턴-온되면 데이터신호의 전압으로부터 제 4트랜지스터(M4)의 절대치 문턱전압을 감한 전압이 제 1노드(N1)로 공급된다. 이때, 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호 및 제 4트랜지스터(M4)의 문턱전압에 대응되는 전압을 저장한다.
이후, 제 i제어선(CLi)으로 제어신호가 공급된다. 제 i제어선(CLi)으로 제어신호가 공급되면 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온된다. 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온되면 초기화전원(Vint)의 전압이 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극으로 공급되고, 이에 따라 유기 발광 다이오드(OLED)의 기생 커패시터가 방전된다.
제 i제어선(CLi)으로 제어신호가 공급된 후 제 i발광 제어선(Ei)으로 발광 제어신호의 공급이 중단된다. 제 i발광 제어선(Ei)으로 발광 제어신호의 공급이 중단되면 제 2트랜지스터(M2) 및 제 3트랜지스터(M3)가 턴-온된다. 제 3트랜지스터(M3)가 턴-온되면 제 1전원(ELVDD)과 제 4트랜지스터(M4)의 제 1전극이 전기적으로 접속된다. 제 2트랜지스터(M2)가 턴-온되면 제 4트랜지스터(M2)의 제 2전극과 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극이 전기적으로 접속된다.
이때, 제 4트랜지스터(M4)는 제 1노드(N1)의 전압에 대응하여 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어한다. 그러면, 유기 발광 다이오드(OLED)는 제 4트랜지스터(M4)로부터 공급되는 전류량에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성한다. 실제로, 화소들(140)은 상술한 과정을 반복하면서 데이터신호에 대응하는 휘도의 빛을 생성한다.
한편, 상술한 설명에서는 제 i주사선(Si)으로 주사신호가 공급된 후 제 i제어선(CLi)으로 제어신호가 공급되는 것으로 기재하였지만, 본원 발명이 이에 한정되지는 않는다. 일례로, 제 i제어선(CLi)으로 공급되는 제어신호는 제 i발광 제어선(Ei)으로 공급되는 발광 제어신호와 적어도 일부 중첩되도록 다양한 형태로 공급될 수 있다.
도 4b 및 도 4c는 도 3에 도시된 화소의 구동방법의 제 2실시예를 나타내는 파형도이다.
도 4b 및 도 4c를 참조하면, 본원 발명의 제 2실시예에서 제 i제어선(CLi)으로 공급되는 제어신호는 제 i주사선(Si)으로 공급되는 주사신호 또는 제 i-1주사선(Si-1)으로 공급되는 주사신호와 중첩되게 공급된다. 이 경우, 도 4a와 동일하게 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극이 초기화될 수 있다. 실제로, 도 4b 및 도 4c는 제 i제어선(CLi)으로 제어신호의 공급시점만 변경될 뿐 실질적인 동작과정은 도 4a와 동일하며, 이에 따라 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 도 4a의 구동파형에 의한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 도 5에서 본 발명은 커패시터(Dcap)가 추가된 경우(도 3의 화소)를 나타내며, 종래는 커패시터(Dcap)가 삭제된 경우를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 제 i발광 제어선(Ei)으로 발광 제어신호가 공급될 때 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극 전압이 상승한다. 이때, 커패시터(Dcap)의 영향으로 본원 발명의 경우, 종래보다 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극 상승전압이 낮게 설정된다.
이 경우, 유기 발광 다이오드(OLED)로 흐르는 전류량도 감소되고, 이에 따라 유기 발광 다이오드(OLED)의 발광 휘도를 최소화할 수 있다. 즉, 본원 발명에서는 커패시터(Dcap)를 이용하여 유기 발광 다이오드(OLED)의 발광을 억제할 수 있고, 이에 따라 대비율을 향상시킬 수 있다. 추가적으로, 본원 발명에서는 제 i발광 제어선(Ei)으로 발광 제어신호의 공급이 중단되는 시점에도 유기 발광 다이오드(OLED)의 전류가 안정적 상태를 유지한다.
도 6a 및 도 6b는 도 3에 도시된 화소의 구동방법의 제 3실시예를 나타내는 도면이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본원 발명의 제 3실시예에서 제 i제어선(CLi)으로는 복수의 제어신호가 공급된다. 일례로, 본 발명의 제 3실시에서 제 i제어선(CLi)으로는 2개의 제어신호가 공급될 수 있다.
여기서, 제 i제어선(CLi)으로 공급되는 복수의 제어신호는 제 i발광 제어선(Ei)으로 공급되는 발광 제어신호와 적어도 일부기간 중첩되도록 공급된다.
일례로, 제 i제어선(CLi)으로 공급되는 첫 번째 제어신호는 제 i-1주사선(Si-1)으로 주사신호가 공급되기 전에 공급된다. 그리고, 제 i제어선(CLi)으로 공급되는 두 번째 제어신호는 첫 번째 제어신호 이후에 제 i발광 제어선(Ei)으로 공급되는 발광 제어신호와 중첩되도록 공급된다.
제 i제어선(CLi)으로 공급되는 첫 번째 제어신호는 제 i발광 제어선(Ei)으로 공급되는 발광 제어신호에 의하여 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극 전압이 상승하는 것을 방지한다.
일례로, 도 6a와 같이 제 i발광 제어선(Ei)으로 발광 제어신호가 공급된 직후 제 i제어선(CLi)으로 첫 번째 제어신호가 공급되면 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극 전압은 초기화전원(Vint)의 전압으로 초기화된다. 즉, 제 i발광 제어선(Ei)으로 공급된 발광 제어신호에 의하여 상승된 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극의 전압을 초기화전원(Vint)의 전압으로 하강시키고, 이에 따라 유기 발광 다이오드(OLED)가 불필요하게 발광하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 6b와 같이 제 i발광 제어선(Ei)으로 공급되는 발광 제어신호가 공기되기 전에 제 i제어선(CLi)으로 첫 번째 제어신호를 공급할 수 있다. 그러면, 제 i발광 제어선(Ei)으로 발광 제어신호가 공급되는 시점에 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극으로 초기화전원(Vint)의 전압이 공급되고, 이에 따라 유기 발광 다이오드(OLED)가 불필요하게 발광하는 것을 방지할 수 있다.
제 i제어선(CLi)으로 공급되는 두 번째 제어신호가 공급되면 유기 발광 다이오드(OLED)이 애노드전극 전압이 초기화전원(Vint)의 전압으로 재설정된다. 제 i제어선(CLi)으로 공급되는 두 번째 제어신호는 동작의 안정성을 위하여 공급되며, 도 7a 및 도 7b와 같이 삭제될 수도 있다.
한편, 본원 발명에서 유기 발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터로부터 공급되는 전류량에 대응하여 적색, 녹색 및 청색을 포함한 다양한 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.
전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.
110 : 주사 구동부 120 : 데이터 구동부
130 : 화소부 140 : 화소
142 : 화소회로 150 : 타이밍 제어부
160 : 제어 구동부

Claims (15)

  1. 유기 발광 다이오드와;
    제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 제 2전원으로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 화소회로와;
    초기화전원과 상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 사이에 접속되며, 게이트전극이 제어선에 접속되는 제 1트랜지스터와;
    상기 화소회로와 상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 사이에 접속되는 제 2트랜지스터와;
    상기 제 1전원과 상기 화소회로 사이에 접속되며, 게이트전극이 발광 제어선에 접속되는 제 3트랜지스터와;
    상기 발광 제어선과 상기 제 2트랜지스터의 게이트전극 사이에 접속되는 커패시터를 구비하고,
    상기 화소회로는
    제 1전극이 상기 제 3트랜지스터에 접속되고 제 2전극이 상기 제 2트랜지스터에 접속되며, 게이트전극이 제 1노드에 접속되는 제 4트랜지스터와,
    상기 제 1노드와 상기 제 4트랜지스터의 제 2전극 사이에 접속되며, 게이트전극이 현재 주사선에 접속되는 제 5트랜지스터와,
    상기 제 1노드와 상기 초기화전원 사이에 접속되며, 게이트전극이 이전 주사선에 접속되는 제 6트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 화소.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 커패시터는 게이트전극이 상기 발광 제어선에 접속되며, 제 1전극 및 제 2전극이 상기 제 2트랜지스터의 게이트전극에 접속되는 트랜지스터로 형성되는 것을 특징으로 하는 화소.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 NMOS로 형성되고, 상기 제 1트랜지스터 내지 제 3트랜지스터는 PMOS로 형성되는 것을 특징으로 하는 화소.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 화소회로는
    데이터선과 상기 제 4트랜지스터의 제 1전극 사이에 접속되며, 게이트전극이 상기 현재 주사선에 접속되는 제 7트랜지스터와;
    상기 제 1전원과 상기 제 1노드 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화소.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 현재 주사선은 제 i(i는 자연수)주사선, 상기 이전 주사선은 제 i-1주사선인 것을 특징으로 하는 화소.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 초기화전원은 상기 데이터선으로 공급되는 데이터신호보다 낮은 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 화소.
  7. 주사선들로 주사신호를 공급하고, 발광 제어선들로 발광 제어신호를 공급하기 위한 주사 구동부와;
    제어선들로 제어신호를 공급하기 위한 제어 구동부와;
    데이터선들로 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 구동부와;
    상기 주사선들 및 데이터선들에 의하여 구획된 영역에 위치되는 화소들을 구비하며;
    제 i(i는 자연수)번째 수평라인에 위치된 화소는
    유기 발광 다이오드와;
    제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 제 2전원으로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 화소회로와;
    초기화전원과 상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 사이에 접속되며, 게이트전극이 제 i제어선에 접속되는 제 1트랜지스터와;
    상기 화소회로와 상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 사이에 접속되는 제 2트랜지스터와;
    상기 제 1전원과 상기 화소회로 사이에 접속되며, 게이트전극이 제 i발광 제어선에 접속되는 제 3트랜지스터와;
    상기 제 i발광 제어선과 상기 제 2트랜지스터의 게이트전극 사이에 접속되는 커패시터를 구비하고,
    상기 화소회로는
    제 1전극이 상기 제 3트랜지스터에 접속되고 제 2전극이 상기 제 2트랜지스터에 접속되며, 게이트전극이 제 1노드에 접속되는 제 4트랜지스터와,
    상기 제 1노드와 상기 제 4트랜지스터의 제 2전극 사이에 접속되며, 게이트전극이 현재 주사선에 접속되는 제 5트랜지스터와,
    상기 제 1노드와 상기 초기화전원 사이에 접속되며, 게이트전극이 이전 주사선에 접속되는 제 6트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 커패시터는 게이트전극이 상기 발광 제어선에 접속되며, 제 1전극 및 제 2전극이 상기 제 2트랜지스터의 게이트전극에 접속되는 트랜지스터로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 NMOS로 형성되고, 상기 제 1트랜지스터 내지 제 3트랜지스터는 PMOS로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제어 구동부는 상기 제 i발광 제어선으로 공급되는 발광 제어신호와 적어도 일부기간 중첩되도록 상기 제 i제어선으로 하나 이상의 제어신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 i제어선으로 공급되는 제어신호는 상기 제 i발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급된 직후 공급되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제 i제어선으로 공급되는 제어신호는 상기 제 i발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급되기 전에 공급되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 제 i제어선으로 공급되는 제어신호는 상기 화소회로로 공급되는 적어도 하나의 주사신호와 중첩되도록 공급되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  14. 제 7항에 있어서,
    상기 화소회로는
    데이터선과 상기 제 4트랜지스터의 제 1전극 사이에 접속되며, 게이트전극이 제 i주사선에 접속되는 제 7트랜지스터와;
    상기 제 1전원과 상기 제 1노드 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  15. 제 7항에 있어서,
    상기 초기화전원은 상기 데이터신호보다 낮은 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
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