KR102603492B1 - 전원 전압의 강하와 구동트랜지스터 문턱전압 보상이 가능한 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로 및 스트레처블 표시 장치 - Google Patents

전원 전압의 강하와 구동트랜지스터 문턱전압 보상이 가능한 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로 및 스트레처블 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 인가되는 전원으로 공급되는 전류에 의해 소정의 휘도로 발광하는 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로에 있어서, 주사 신호의 라인이 되는 제1 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 데이터 전압을 제공하는 데이터 라인에 일 전극이 연결되며, 구동 트랜지스터(TD)에 타 전극이 연결된 제1 스위칭 트랜지스터(T1); 주사 신호의 제1 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 일 전극이 유기 발광 다이오드 소자와 연결되며, 타 전극은 상기 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극에 연결된 제2 스위칭 트랜지스터(T2); 주사 신호의 제1 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 전원 전압(ELVDD)단에 드레인 전극이 연결되며, 하기의 제4 스위칭 트랜지스터(T4)에 소스 전극이 연결된 제3 스위칭 트랜지스터(T3); 다음 화소의 주사 신호의 라인이 되는 제2 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 일 전극이 상기 제3 스위칭 트랜지스터(T3)와 연결되고 타 전극은 직류 전원 Vo에 연결되는 제4 스위칭 트랜지스터(T4); 상기 구동 트랜지스터(TD)에 공급되는 데이터 전압에 대응되는 전압을 저장하는 제1 커패시터(Cst); 및 상기 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극과 상기 제4 스위칭 트랜지스터(T4)가 연결되는 라인에 마련되어 스트레칭을 보상하는 제2 커패시터(Cs);를 포함하여, 상기 제2 커패시터(Cs)가 스트레칭 커패시터이며, 패널의 길이 또는 면적 연신에 따라 커패시턴스가 변화하는 것을 일 특징으로 한다.

Description

전원 전압의 강하와 구동트랜지스터 문턱전압 보상이 가능한 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로 및 스트레처블 표시 장치{STRETCHABLE DISPLAY AND STRETCH COMENSATION PIXEL CIRCUIT OF AN ACTIVE OLED CAPABEL OF COMPENSATING FOR SUPPLY VOLTAGE DROP AND DRIVING TRANSISTOR THRESHOLD VOLTAGE}
본 발명은 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로 및 이를 포함한 스트레처블 표시 장치에 관한 것으로, 전원 전압의 강하와 구동트랜지스터 문턱전압 보상이 가능한 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로 및 스트레처블 표시 장치에 관한 것이다.
디스플레이 패널을 이용한 장치의 형태 변화 중 신축성을 이용해 패널의 면적이 가변 가능한 스트레처블 표시 장치 기술은 가장 발전한 디스플레이 형태 변화 기술로써 관심이 높아지고 있다. 스트레처블 기술이 적용된 디스플레이 패널은 면적이 변화하는 경우, 패널 내부 또는 구동 회로와 연결된 전극 배선의 면적 역시 변화된다.
이에, 스트레처블 표시 장치는 패널을 구성하는 전극 배선의 저항 및 정전 용량이 증가되고 화소 내부를 구성하는 박막 트랜지스터의 문턱 전압과 전자 이동도와 같은 전기적 특성의 변화가 발생된다. 또한, 디스플레이 패널의 면적이 변화하는 경우, 패널을 구성하는 능동 유기 발광 다이오드에 공급되는 전압의 전압 강하가 발생되어 전류의 변화를 유발할 수 있다.
그 결과, 스트레처블 표시 장치에서는 스트레처블 표시 패널의 면적이 변화할 때 디스플레이 패널의 휘도 불균형이 발생되는 문제점이 있다. 따라서, 유연하거나 혹은 신축성 있는 재료를 이용한 대면적의 디스플레이 기판에서 면적의 변화가 발생했을 때 나타나는 휘도의 불균형을 보상해줄 수 있는 보상 회로의 구성이 요구된다.
관련 종래기술로, 본 출원인의 등록특허 제2009748호는 능동형 유기 발광 다이오드의 화소 회로를 개시한다. 본 출원인은 디스플레이 화면의 면적이 증가하여 평균 휘도가 감소하게 되면 동시에 구동 트랜지스터의 게이트 전압을 증가시켜 유기발광 다이오드(OLED)에 흐르는 전류가 증가하도록 하여 스트레칭에 의한 디스플레이 휘도감소를 자동 보상할 수 있는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로를 제시하였다.
그러나, 본 출원인의 선행특허는 스트레칭 보상은 고려하나 전원의 전압 강하와 구동트랜지스터의 문턱 전압의 보상까지는 고려되지 않은 한계가 있다. 이에 본 출원인은 전원 전압의 강하와 구동트랜지스터의 문턱전압 보상을 포함하여 스트레칭 보상이 가능한 화소 회로를 고안하게 되었다.
한국등록특허 제2009748호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 유기 발광 다이오드 (OLED)소자, 6개의 스위칭 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, TE1, TE2), 구동 트랜지스터(TD), 및 2개의 커패시터(Cst, Cs)를 포함하여 화소 회로를 구성함으로써, 디스플레이 화면 면적의 증가로 인한 트랜지스터 소자 특성의 열화뿐만 아니라 배선 저항의 증가에 의해 발생하는 휘도 감소를 자동으로 보상할 수 있는 보상 화소 회로를 제공하며, 기본적인 구동 트랜지스터의 문턱 전압 보상 기능도 유지할 수 있는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 회로를 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 인가되는 전원으로 공급되는 전류에 의해 소정의 휘도로 발광하는 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로에 있어서, 주사 신호의 라인이 되는 제1 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 데이터 전압을 제공하는 데이터 라인에 일 전극이 연결되며, 구동 트랜지스터(TD)에 타 전극이 연결된 제1 스위칭 트랜지스터(T1); 주사 신호의 제1 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 일 전극이 유기 발광 다이오드 소자와 연결되며, 타 전극은 상기 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극에 연결된 제2 스위칭 트랜지스터(T2); 주사 신호의 제1 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 전원 전압(ELVDD)단에 드레인 전극이 연결되며, 하기의 제4 스위칭 트랜지스터(T4)에 소스 전극이 연결된 제3 스위칭 트랜지스터(T3); 다음 화소의 주사 신호의 라인이 되는 제2 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 일 전극이 상기 제3 스위칭 트랜지스터(T3)와 연결되고 타 전극은 직류 전원 Vo에 연결되는 제4 스위칭 트랜지스터(T4); 상기 구동 트랜지스터(TD)에 공급되는 데이터 전압에 대응되는 전압을 저장하는 제1 커패시터(Cst); 및 상기 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극과 상기 제4 스위칭 트랜지스터(T4)가 연결되는 라인에 마련되어 스트레칭을 보상하는 제2 커패시터(Cs);를 포함하여, 상기 제2 커패시터(Cs)가 스트레칭 커패시터이며, 패널의 길이 또는 면적 연신에 따라 커패시턴스가 변화하는 것을 일 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제4 스위칭 트랜지스터(T4)는, 게이트 전극과 드레인 전극이 서로 연결되어 단방향성의 전류가 흐를 수 있는 다이오드로 기능할 수 있다.
바람직하게, 상기 제4 스위칭 트랜지스터(T4)는, 고정 전원 전압(Vo)단에 일 전극이 연결되고, 상기 제2 커패시터(Cs)에 타 전극이 연결되며, 상기 제2 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되어, 상기 제2 커패시터(Cs)에 전압이 충전되는 통로 기능을 수행할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 커패시터(Cst)는, 상기 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극에 일단이 연결되고, 전원 전압(ELVDD)단에 타단이 연결될 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 커패시터(Cs)는, 상기 제3 스위칭 트랜지스터(T3)의 전극에 일단이 연결되고, 상기 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극에 타단이 연결될 수 있다.
바람직하게, 상기 구동 트랜지스터(TD)의 소스 전극에 일단이 연결되고, 전원 전압(ELVDD)단에 타단이 연결된 제5 스위칭 트랜지스터(TE1)를 더 포함하고, 상기 스위칭 트랜지스터(TE2)는 유기 발광 다이오드 소자와 일단이 연결되고, 상기 구동 트랜지스터(TD)의 드레인 전극에 타단이 연결된 제6 스위칭 트랜지스터(TE2)이며, 상기 제5, 6 스위칭 트랜지스터(TE1, TE2)는 상기 구동 트랜지스터(TD)에 흐르는 전류를 온/오프 제어할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 스위칭 트랜지스터(T1)는, 게이트 전극을 통해 상기 제1 스캔 신호 라인으로부터 공급되는 스캔 펄스에 따라 턴온 되며, 상기 데이터 라인으로부터 전송되는 데이터 전압을 상기 구동 트랜지스터(TD)의 소스 전극과 상기 제1, 2 커패시터(Cst, Cs)에 인가할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 스위칭 트랜지스터(T1)는, 상기 데이터 라인으로부터 전송되는 데이터 전압을 상기 구동 트랜지스터(TD)의 소스 전극에 인가하여 전압이 상기 구동 트랜지스터(TD)와 상기 제2 스위칭 트랜지스터(T2)를 거쳐서 상기 제1, 2 커패시터(Cst, Cs)에 충전되는 동안 상기 구동 트랜지스터(TD)의 문턱 전압 보상이 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 스위칭 트랜지스터(T1)는, 상기 제1 스캔 신호 라인으로부터 들어오는 펄스에 의해 동작하며, 드레인 전극은 상기 데이터 라인에 연결되어 밝기를 결정하는 데이터 신호에 연결되고, 소스 전극은 AMOLED인 상기 유기 발광 다이오드 소자에 흐르는 전류를 제어하는 상기 구동 트랜지스터의 한 전극에 연결되어, 상기 제2 스위칭 트랜지스터(T2)를 통해 게이트 전극과 상기 제1, 2 커패시터(Cst, Cs)에 연결될 수 있다.
바람직하게, 상기 구동 트랜지스터(TD)는, 상기 제1 스위칭 트랜지스터(T1)로부터 공급되는 데이터 전압에 따라 전류가 제어되어, 상기 유기 발광 다이오드 소자로 흐르는 전류를 제어할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 커패시터(Cst)는, 상기 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극으로 공급된 데이터 전압에 대응되는 전압을 저장하고, 저장된 전압으로 상기 구동 트랜지스터(TD)를 턴온 시킬 수 있다.
바람직하게, 상기 유기 발광 다이오드 소자는, 상기 구동 트랜지스터(TD)의 드레인 전극에 전기적으로 접속되어 전원 전압(ELVDD)단으로부터 공급되는 전류에 의해서 발광할 수 있다.
바람직하게, 상기 제3 스위칭 트랜지스터(T3)는, 상기 제1 스캔 신호 라인과 연결되어, 소스 전극으로 인가되는 전원 전압으로 상기 제2 커패시터(Cs)를 충전시킬 수 있다.
바람직하게, 상기 제3 스위칭 트랜지스터(T3)는, 충전용 트랜지스터로서 소스 전극이 상기 제2 커패시터(Cs)와 상기 제4 스위칭 트랜지스터(T4)의 일 전극이 연결된 노드에 연결되며, 소스 전극이 전원 전압(ELVDD)단과 연결될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 커패시터(Cst)는 저장용량 커패시터일 수 있다.
바람직하게, 상기 제4 스위칭 트랜지스터(T4)는, 일 전극이 상기 제2 스캔 신호라인 또는 고정 전원 전압(Vo) 에 연결되어, 게이트에 인가된 펄스 전압이나 혹은 제2 스캔 라인에 연결되어 제2 스캔 전압에 맞추어 턴온되며, 타 전극이 제3 스위칭 트랜지스터(T3)의 드레인 전극과 제2 커패시터(Cs)에 연결되어 스캔 펄스전압이 제 2커패시터에 충전된다.
바람직하게, 상기 제4 스위칭 트랜지스터(T4)는, 일 전극이 상기 제2 스캔 신호 라인에 연결되고, 타 전극이 상기 제2 커패시터(Cs)에 연결되며, 게이트 전극이 상기 제2 스캔 신호 라인에 연결될 수 있다.
바람직하게, 상기 제4 스위칭 트랜지스터(T4)는, 게이트 전극이 상기 제2 스캔 신호 라인에 연결되고, 일 전극이 상기 제2 커패시터(Cs)에 연결되며, 타 전극이 상기 제2 스캔 신호 라인에 연결될 수 있다.
또한, 본 발명은 스트레처블 표시 장치에 있어서, 인가되는 전원으로 공급되는 전류에 의해 소정의 휘도로 발광하는 유기 발광 다이오드 소자; 전원 전압의 전원 라인 및 주사 신호의 신호 라인 역할을 하는 제1 스캔 신호 라인; 다음 화소의 주사 신호의 신호 라인 역할을 하는 제2 스캔 신호 라인; 상기 유기발광 다이오드 소자의 발광을 위한 데이터 전압을 제공하는 데이터 라인; 상기 제1 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 상기 데이터 라인에 드레인 전극이 연결되며, 구동 트랜지스터(TD)에 소스 전극이 연결된 제1 스위칭 트랜지스터(T1); 상기 제1 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 일 전극이 유기 발광 다이오드 소자와 연결된 스위칭 트랜지스터(TE2)에 연결되며, 타 전극은 상기 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극에 연결된 제2 스위칭 트랜지스터(T2); 상기 제1 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 전원 전압(ELVDD)단에 소스 전극이 연결되며, 하기의 제4 스위칭 트랜지스터(T4)에 드레인 전극이 연결된 제3 스위칭 트랜지스터(T3); 펄스 전원 또는 다음 화소의 주사 신호의 라인이 되는 제2 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 일 전극이 상기 제3 스위칭 트랜지스터(T3)와 연결되고 타 전극은 고정 전압이나 펄스 전원에 연결된 제4 스위칭 트랜지스터(T4); 상기 구동 트랜지스터(TD)에 공급되는 데이터 전압에 대응되는 전압을 저장하는 제1 커패시터(Cst); 및 상기 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극과 상기 제4 스위칭 트랜지스터(T4)와 연결되어 스트레칭을 보상하는 제2 커패시터(Cs);를 포함하여, 상기 제2 커패시터(Cs)가 스트레칭 커패시터이며, 패널의 길이 또는 면적 연신에 따라 커패시턴스가 변화하는 것을 다른 특징으로 한다.
본 발명에 따른 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로 발명의 목적은 유기 발광 다이오드(OLED) 소자, 6개의 스위칭 트랜지스터 (T1, T2, T3, T4 TE1, TE2) 구동 트랜지스터(TD) 및 2개의 커패시터(CST, CS)를 포함하여 화소 회로를 구성함으로써, 디스플레이 화면의 면적이 비례하여 구동 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압이 변화하며 유기 발광 다이오드 (OLED)에 흐르는 전류를 증가시킬 수 있도록 하여 스트레칭에 의한 휘도 감소를 자동으로 보상할 수 있는 효과가 있으며 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상할 수 있으며 전원전압의 변동에 의한 휘도 변화를 보상할 수 있다.
본 발명은 생체의학적 혹은 자동차, 사물의 인터넷 및 웨어러블 전자 제품과 같은 미래 디스플레이 애플리케이션에 유용하게 적용될 수 있으며, 신체에 부작하거나 창문의 커튼 등 스트레처블 디스플레이가 사용될 때 부분적으로 늘어나서 휘도의 변화가 생길 수 있는데 이를 보상하여 면적이 늘어나더라도 휘도가 균일한 스트레처블 디스플레이를 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 유기 발광 다이오드 (AMOLED; Active Matrix Organic Light Emitting Diode)의 스트레칭 보상 화소 회로도이고, 도 1b는 도 1의 화소 회로의 동작 타이밍도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 Writing 구간에서 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로도 및 동작 타이밍도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 Compensation 구간에서 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로도 및 동작 타이밍도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 Emitting 구간에서 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로도 및 동작 타이밍도이다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다. 제 1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석 되어서는 안된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “ 직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, “포함하다” 또는 “구비하다.”, “가지가” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품들 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다.
일반적으로, P채널의 경우 전압이 높은 쪽이 소스 전극, 전압이 낮은 쪽은 드레인 전극이다. 이하의 본 명세서에서 전압의 크기 관계가 바뀌게 되는 트랜지스터는 소스와 드레인의 명명이 뒤바뀔 수 있으므로, 일 전극과 타 전극으로 소스와 드레인의 관계를 표현하였다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 유기 발광 다이오드 (AMOLED; Active Matrix Organic Light Emitting Diode)의 스트레칭 보상 화소 회로도이고, 도 1b는 도 1의 화소 회로의 동작 타이밍도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로는, 유기발광 다이오드(OLED) 소자, 스위칭 트랜지스터 (T1, T2, T3, T4, TE1, TE2), 구동 트랜지스터(TD), 및 커패시터(CST, CS)를 포함할 수 있다.
여기서 도 1에서 상기 스위칭 트랜지스터 (T1, T2, T3, T4, TE1, TE2)와 상기 구동 트랜지스터 (TD) 는 P-타입의 MOSFET이나 박막트랜지스터로 구현된 예를 나타내고 있으나, 본 발명은 이에 한정된 것은 아니며, N-타입의 MOSFET이나 박막트랜지스터로 구현되는 것도 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로는, 인가되는 전원 전압(ELVDD)으로 공급되는 전류에 의해 소정의 휘도로 발광하는 유기 발광 다이오드 소자; 전원 전압의 전원 라인 및 주사 신호의 신호 라인 역할을 하는 제1 스캔 신호 라인(SCAN(n)); 다른 주사 신호의 신호 라인 역할을 하는 제2 스캔 신호 라인(SCAN(n+1)); 상기 유기 발광 다이오드 소자의 발광을 위한 데이터 전압을 제공하는 데이터 라인(DATA); 및 이와 연결되는 제 1 스위칭 트랜지스터(T1); 게이트 전극은 제1 커패시터(Cst)의 한 전극에 연결되며 드레인 전극에 상기 전원 전압이(VDD) 이 TE1을 통해 인가되는 구동 트랜지스터(TD); 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극과 전원(ELVDD)단 사이에 접속되는 제1 커패시터(CST); 제1 커패시터(CST)에 직렬로 연결되는 제3 스위칭 트랜지스터(T3)와 구동 트랜지스터(TD)의 게이트에 연결되는 스트레칭 보상용 제2 커패시터(CS); 제2 스캔 신호 라인(SCAN(n+1))에 한 전극이 연결되며 다른 한 전극은 제2 커패시터(Cs)에 연결되며, 게이트 전극은 SCAN(n+1)에 연결되거나 혹은 펄스 전원에 연결되는 제4 스위칭 트랜지스터(T4)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 스위칭 트랜지스터(T1)는 게이트 전극을 통해 제1 스캔 신호 라인(SCAN(n))으로부터 공급되는 데이터 펄스에 따라 턴온 되어, 데이터 라인 (DATA)으로부터 전송되는 데이터 전압(VDATA)을 구동 트랜지스터(TD)의 소스 전극과 제1, 2 커패시터 (CST, CS)에 제2 스위칭 트랜지스터(T2)를 거쳐 인가할 수 있으며 이 때 구동 트랜지스터(TD)의 문턱전압 보상이 이루어질 수 있다.
제1 스위칭 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제1 스캔 신호 라인 (SCAN(n))과 연결될 수 있다. 제1 스위칭 트랜지스터(T1)의 드레인 전극은 데이터 라인(DATA)과 연결될 수 있다.
즉, 제1 스위칭 트랜지스터(T1)은 제1 스캔 신호 라인(SCAN(n))으로부터 들어오는 신호에 의해 동작하며, 그 드레인 전극은 데이터 라인(DATA)에 연결되어 밝기를 결정하는 데이터 신호에 연결되고, 다른 전극인 소스 전극은 유기 발광 다이오드 소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터(T2) 의 게이트 전극과 제1, 2 커패시터 (CST, CS)에 제2 스위칭 트랜지스터(T2)를 통해 연결된다.
구동 트랜지스터(TD)는 공급되는 데이터 전압 (VDATA)에 따라 스위칭 되어, 전원 전압(VDD)에 의해 유기 발광 다이오드 소자로 흐르는 전류 (IOLED)를 제어할 수 있다.
구동 트랜지스터 (TD)는 그 한 전극이 TE2을 통해 유기 발광 다이오드 소자에 연결되고, 유기 발광 다이오드의 다른 한 전극은 고정 전압에 연결된다.
제1 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극과 전원 전압(ELVDD) 사이에 접속되어, 구동 트랜지스터 (TD)의 게이트 전극에 공급되는 데이터 전압(VDATA)에 대응되는 전압을 저장하고, 저장된 전압으로 구동 트랜지스터(TD)를 턴 온 시킬 수 있다. 이 때, 제 1 커패시터 (CST)는 저장용량 커패시터 일 수 있다.
유기 발광 다이오드(OLED) 소자는 구동 트랜지스터 (TD)의 소스 전극에 전기적으로 접속되어, 전원 전압 (VDD)으로부터 공급되는 전류에 의해서 발광할 수 있다.
보상용 제2 커패시터(Cs)는 제3 스위칭 트랜지스터(T3)의 소스 및 구동 트랜지스터(TD)의 게이트(Node P)와 제4 스위칭 트랜지스터(T4) 사이에 연결되며, 제1 커패시터(Cst)에 직렬로 연결된다.
보상용 제2 커패시터(Cs)는 Stretching 커패시터이며, 디스플레이 패널의 길이 또는 면적 연신에 따라 전기용량이 변화하게 된다.
제3 스위칭 트랜지스터(T3)는 제1 스캔 신호 라인(SCAN(n))과 연결되어 제2 커패시터(Cs)에 전원 전압(VDD)을 충전시키는 역할을 한다.
제4 스위칭 트랜지스터(T4)의 일 전극(어느 한 전극)은 제3 스위칭 트랜지스터(T3)에 연결되며, 타 전극(다른 전극)은 후단인 제2 스캔 라인에 연결되어 제2 스캔 신호 라인 (SCAN(n+1))이 인가되어 제2 커패시터(Cs)에 전압이 충전되는 통로 역할을 한다. 이 때 T4 게이트 전극은 제2 스캔 신호라인에 연결되어 사용하거나 별도의 펄스 원에 연결하여 사용할 수 있다.
한편, 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로는 단일 회로로서 화소의 Array를 고려하여 개발되었으며, 총 3가지의 구간 (Writing, Compensation, Emission)으로 나뉘어 회로가 구동된다.
도 2a 및 도 2b의 제 1 구간인 Writing 구간 (①)에서와 같이, 제1 스캔 신호 라인(SCAN(n))의 펄스가 인가됨에 따라 데이터 라인(DATA)으로부터 데이터 펄스(Data Pulse)가 인가되는 한편, 제1 스캔 신호 라인 (SCAN(n))으로부터 스캔 펄스의 인가에 따라서, 제1 스위칭 트랜지스터(T1)가 턴온 된다. 이후, 데이터 전압이 구동 트랜지스터(TD)와 제2 스위칭 트랜지스터(T2)를 거쳐 제1, 2 커패시터 (Cst, Cs)에 의해 Node P에 저장되며 문턱 전압 보상이 이루어진다. 이 때, 제3 스위칭 트랜지스터(T3)는 소스 전극에 인가되는 전원 전압(ELVDD)을 제2 커패시터(Cs)에 충전시키는 역할을 한다. 구동 트랜지스터(TD) 또한 턴온 되고, TE1, TE2의 게이트에는 오프 전압이 공급되어 TE1과 TE2가 오프 되어 유기 발광 다이오드 (OLED)에는 전류가 흐르지 않는다.
도 3a 및 도 3b는 각각 Compensation 구간에서 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로도 및 동작 타이밍도이다.
도 3a 및 도 3b의 제 2 구간인 Compensation 구간 (②)에서와 같이, 제2 스캔 신호 라인(SCAN(n+1))으로부터 스캔 펄스가 인가되면서 제4 스위칭 트랜지스터(T4) 가 해당 구간 동안 on 상태를 유기하게 된다. 제4 스위칭 트랜지스터 (T4)를 통해 들어온 제2 스캔 신호 라인 (SCAN(n+1))의 전압은 제2 커패시터 (Cs)에 충전이 되며, 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 (Node P)의 전압이 감소하여 구동 트랜지스터(TD)의 구동 능력을 증가시키게 된다.
도 4a 및 도 4b는 각각 Emission 구간에서 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로도 및 동작 타이밍도이다.
도 3a 및 도 3b의 제 2 구간인 Emission 구간(③)에서와 같이, 스캔 신호 라인이 모두 Low상태가 되어 구동 트랜지스터(TD)를 제외한 모든 TFT가 off 상태가 된다. Node P에 저장된 전압으로 구동 트랜지스터 (TD)가 on 상태가 되며 TE1과 TE2도 온상태가 되어 유기 발광 다이오드 (OLED)에 전류가 흐르게 된다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.

Claims (19)

  1. 인가되는 전원으로 공급되는 전류에 의해 소정의 휘도로 발광하는 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로에 있어서,
    주사 신호의 라인이 되는 제1 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 데이터 전압을 제공하는 데이터 라인에 일 전극이 연결되며, 구동 트랜지스터(TD)에 타 전극이 연결된 제1 스위칭 트랜지스터(T1);
    주사 신호의 제1 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 일 전극이 유기 발광 다이오드 소자와 연결된 스위칭 트랜지스터(TE2)에 연결되며, 타 전극은 상기 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극에 연결된 제2 스위칭 트랜지스터(T2);
    주사 신호의 제1 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 전원 전압(ELVDD)단에 일 전극이 연결되며, 하기의 제4 스위칭 트랜지스터(T4)에 타 전극이 연결된 제3 스위칭 트랜지스터(T3);
    펄스 전원 또는 다음 화소의 주사 신호의 라인이 되는 제2 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 일 전극이 상기 제3 스위칭 트랜지스터(T3)와 연결되고 타 전극은 고정 전압 또는 상기 제2 스캔 신호 라인에 연결된 제4 스위칭 트랜지스터(T4);
    상기 구동 트랜지스터(TD)에 공급되는 데이터 전압에 대응되는 전압을 저장하는 제1 커패시터(Cst); 및
    상기 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극과 상기 제4 스위칭 트랜지스터(T4)가 연결되는 라인에 마련되어 스트레칭을 보상하는 제2 커패시터(Cs);를 포함하여,
    상기 제2 커패시터(Cs)가 스트레칭 커패시터이며, 패널의 길이 또는 면적 연신에 따라 커패시턴스가 변화하는 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제4 스위칭 트랜지스터(T4)는,
    게이트 전극과 드레인 전극이 서로 연결되어 단방향성의 전류가 흐를 수 있는 다이오드로 기능하는 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제4 스위칭 트랜지스터(T4)는,
    펄스 전원에 게이트 전극이 연결되고, 상기 제2 커패시터(Cs)에 일 전극이 연결되며, 상기 제2 스캔 신호 라인에 타 전극이 연결되어,
    상기 제2 커패시터(Cs)에 전압이 충전되는 통로 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 커패시터(Cst)는,
    상기 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극에 일단이 연결되고, 전원 전압(ELVDD)단에 타단이 연결된 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 커패시터(Cs)는,
    상기 제3 스위칭 트랜지스터(T3)의 드레인 전극에 일단이 연결되고, 상기 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극에 타단이 연결된 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터(TD)의 소스 전극에 일단이 연결되고, 전원 전압(ELVDD)단에 타단이 연결된 제5 스위칭 트랜지스터(TE1)를 더 포함하고,
    상기 스위칭 트랜지스터(TE2)는 유기 발광 다이오드 소자와 일단이 연결되고, 상기 구동 트랜지스터(TD)의 드레인 전극에 타단이 연결된 제6 스위칭 트랜지스터(TE2)이며,
    상기 제5, 6 스위칭 트랜지스터(TE1, TE2)는 상기 구동 트랜지스터(TD)에 흐르는 전류를 온/오프 제어하는 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 트랜지스터(T1)는,
    게이트 전극을 통해 상기 제1 스캔 신호 라인으로부터 공급되는 스캔 펄스에 따라 턴온 되며, 상기 데이터 라인으로부터 전송되는 데이터 전압을 상기 구동 트랜지스터(TD)의 소스 전극과 상기 제1, 2 커패시터(Cst, Cs)에 공급하는 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 트랜지스터(T1)는,
    상기 데이터 라인으로부터 전송되는 데이터 전압을 상기 구동 트랜지스터(TD)의 소스 전극에 인가하여 전압이 상기 구동 트랜지스터(TD)와 상기 제2 스위칭 트랜지스터(T2)를 거쳐서 상기 제1, 2 커패시터(Cst, Cs)에 충전되는 동안 상기 구동 트랜지스터(TD)의 문턱 전압 보상이 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 트랜지스터(T1)는,
    상기 제1 스캔 신호 라인으로부터 들어오는 펄스에 의해 동작하며, 드레인 전극은 상기 데이터 라인에 연결되어 밝기를 결정하는 데이터 신호에 연결되고, 소스 전극은 AMOLED인 상기 유기 발광 다이오드 소자에 흐르는 전류를 제어하는 상기 구동 트랜지스터의 한 전극에 연결되어, 상기 제2 스위칭 트랜지스터(T2)를 통해 게이트 전극과 상기 제1, 2 커패시터(Cst, Cs)에 연결된 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터(TD)는,
    상기 제1 스위칭 트랜지스터(T1)로부터 공급되는 데이터 전압에 따라 전류가 제어되어, 상기 유기 발광 다이오드 소자로 흐르는 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 커패시터(Cst)는,
    상기 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극으로 공급된 데이터 전압에 대응되는 전압을 저장하고, 저장된 전압으로 상기 구동 트랜지스터(TD)를 턴온 시키는 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 발광 다이오드 소자는,
    상기 구동 트랜지스터(TD)의 소스 전극에 전기적으로 접속되어 전원 전압(ELVDD)단으로부터 공급되는 전류에 의해서 발광하는 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 스위칭 트랜지스터(T3)는,
    상기 제1 스캔 신호 라인과 연결되어, 드레인으로 인가되는 전원 전압으로 상기 제2 커패시터(Cs)를 충전시키는 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 스위칭 트랜지스터(T3)는,
    충전용 트랜지스터로서 일 전극이 상기 제2 커패시터(Cs)와 상기 제4 스위칭 트랜지스터(T4)의 타 전극이 연결된 노드에 연결되며, 타 전극이 전원 전압(ELVDD)단과 연결된 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 커패시터(Cst)는 저장용량 커패시터인 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제4 스위칭 트랜지스터(T4)는,
    일 전극이 상기 제2 스캔 신호라인에 연결되어, 게이트에 인가된 전압 펄스에 맞추어 턴온되며, 타 전극이 제3 스위칭 트랜지스터(T3)의 소스와 제2 커패시터(Cs)에 연결된 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제4 스위칭 트랜지스터(T4)는,
    게이트 전극이 상기 제2 스캔 신호 라인에 연결되고, 일 전극이 상기 제2 커패시터(Cs)에 연결되며, 타 전극이 고정 전원 전압(Vo)단에 연결된 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제4 스위칭 트랜지스터(T4)는,
    게이트 전극이 상기 제2 스캔 신호 라인에 연결되고, 일 전극이 상기 제2 커패시터(Cs)에 연결되며, 타 전극이 상기 제2 스캔 신호 라인에 연결된 것을 특징으로 하는 능동형 유기 발광 다이오드의 스트레칭 보상 화소 회로.
  19. 인가되는 전원으로 공급되는 전류에 의해 소정의 휘도로 발광하는 유기 발광 다이오드 소자;
    전원 전압의 전원 라인 및 주사 신호의 신호 라인 역할을 하는 제1 스캔 신호 라인;
    다음 화소의 주사 신호의 신호 라인 역할을 하는 제2 스캔 신호 라인;
    상기 유기발광 다이오드 소자의 발광을 위한 데이터 전압을 제공하는 데이터 라인;
    상기 제1 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 상기 데이터 라인에 드레인 전극이 연결되며, 구동 트랜지스터(TD)에 소스 전극이 연결된 제1 스위칭 트랜지스터(T1);
    상기 제1 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 일 전극이 유기 발광 다이오드 소자와 연결된 스위칭 트랜지스터(TE2)에 연결되며, 타 전극은 상기 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극에 연결된 제2 스위칭 트랜지스터(T2);
    상기 제1 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 전원 전압(ELVDD)단에 일 전극이 연결되며, 하기의 제4 스위칭 트랜지스터(T4)에 타 전극이 연결된 제3 스위칭 트랜지스터(T3);
    펄스 전원 또는 다음 화소의 주사 신호의 라인이 되는 제2 스캔 신호 라인에 게이트 전극이 연결되고, 일 전극이 상기 제3 스위칭 트랜지스터(T3)와 연결된 제4 스위칭 트랜지스터(T4);
    상기 구동 트랜지스터(TD)에 공급되는 데이터 전압에 대응되는 전압을 저장하는 제1 커패시터(Cst); 및
    상기 구동 트랜지스터(TD)의 게이트 전극과 상기 제4 스위칭 트랜지스터(T4)와 연결되어 스트레칭을 보상하는 제2 커패시터(Cs);를 포함하여,
    상기 제2 커패시터(Cs)가 스트레칭 커패시터이며, 패널의 길이 또는 면적 연신에 따라 커패시턴스가 변화하는 것을 특징으로 하는 스트레처블 표시 장치.
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