KR20060019757A - 발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광 표시장치에 관한 것으로, 발광소자, 상기 발광 소자에 구동전류를 공급하는 구동 트랜지스터, 데이터 신호를 상기 구동 트랜지스터에 선택적으로 전달하는 제 1 스위칭 트랜지스터, 초기화신호를 선택적으로 전달하는 제 2 스위칭 트랜지스터, 전달된 상기 초기화신호를 선택적으로 전달하고, 상기 구동 트랜지스터를 다이오드 연결을 하도록 하는 제 3 스위칭 트랜지스터, 상기 제 3 스위칭 트랜지스터로부터 상기 초기화신호를 전달받아 상기 초기화신호에 대응되는 제 1 전압을 저장한 후에, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극으로부터 상기 데이터신호를 전달받아 상기 데이터신호에 대응되는 제 2 전압을 저장하는 스토리지 캐패시터 및 선택적으로 화소전원을 상기 구동 트랜지스터에 전달하고 상기 구동전류를 상기 발광소자에 흐르도록 하는 차단부를 포함하는 화소를 제공하는 것이다.
따라서, 스위칭 트랜지스터를 통해 누설되는 전류의 양을 줄여 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 인가되는 전압의 변동을 줄여 표현되는 화상의 질을 더욱 높일 수 있게 된다.
문턱전압, OLED, 화소, 전압강하, 누설전류

Description

발광 표시장치{LIGHT EMITTING DISPLAY}
도 1은 종래 기술에 의한 발광 표시장치의 화소를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 발광 표시장치의 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 발광 표시장치에 채용된 화소를 나타내는 회로도이다.
도 4는 도 3의 화소의 동작을 나타내는 타이밍 도이다.
도 5는 본 발명에 따른 발광 표시장치와의 비교예의 구성도이다.
도 6은 도 5의 발광 표시장치에서 채용된 화소를 나타내는 회로도이다.
도 7은 도 6의 화소의 동작을 나타내는 타이밍 도이다.
도 8은 도 3과 도 6에 도시된 화소에서 게이트 전극의 전압 변화를 나타내는 도이다.
***도면의 주요부분에 대한 부호설명***
100: 화소부 110: 화소
200: 데이터 구동부 300: 주사 구동부
Vdd: 화소전원전압 Vinit: 초기화신호전압
Vth: 구동트랜지스터의 문턱전압 Vdata: 데이터신호의 전압
본 발명은 발광 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세히 설명하면, 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하고 휘도의 불균일을 개선하는 발광 표시장치에 관한 것이다.
근래에 음극선관과 비교하여 무게와 부피가 작은 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있으며 특히 발광효율, 휘도 및 시야각이 뛰어나며 응답속도가 빠른 발광 표시장치가 주목받고 있다.
발광소자는 빛을 발산하는 박막인 발광층이 캐소드 전극과 애노드 전극 사이에 위치하는 구조를 갖고 발광층에 전자 및 정공을 주입하여 이들을 재결합시킴으로써 여기자가 생성되며 여기자가 낮은 에너지로 떨어지면서 발광하는 특성을 가지고 있다.
이러한 발광소자는 발광층이 무기물 또는 유기물로 구성되며, 발광층의 종류에 따라 무기 발광소자와 유기 발광소자로 구분한다.
도 1은 종래 기술에 의한 발광 표시장치의 화소를 나타내는 회로도이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 화소는 유기 발광소자(Organic Light Emitting Device: 이하 OLED라 한다), 구동 트랜지스터(Thin Film Transistor:M2), 캐패시터(Cst) 및 스위칭 트랜지스터(M1)를 포함한다. 그리고, 주사선(Sn), 데이타선(Dm) 및 전원선(Vdd)이 화소에 연결된다. 그리고, 주사선(Sn)은 행 방향으로 형성되고, 데이터선(Dm) 및 전원선(Vdd)은 열 방향으로 형성된다. 여기서 n는 1에서 N 사이의 임의의 정수이고, m은 1에서 M 사이의 임의의 정수이다.
스위칭 트랜지스터(M1)는 소스 전극은 데이터선(Dm)에 연결되고 드레인 전극은 제 1 노드(A)에 연결되며 게이트 전극은 주사선(Sn)에 연결된다.
구동 트랜지스터(M2)는 소스 전극은 화소 전원선(Vdd)에 연결되고, 드레인 전극은 OLED에 연결되며, 게이트 전극은 제 1 노드(A)에 연결된다. 그리고, 게이트 전극에 입력되는 신호에 의해 OLED에 발광을 위한 전류를 공급한다. 구동 트랜지스터(M2)의 전류량은 스위칭 트랜지스터(M1)를 통해 인가되는 데이터 신호에 의해 제어된다.
캐패시터(Cst)는 제 1 전극은 구동 트랜지스터(M2)의 소스 전극에 연결되고, 제 2 전극은 제 1 노드(A)에 연결되어, 데이터 신호에 의하여 인가된 소스 전극과 게이트 전극 사이의 전압을 일정 기간 유지한다.
이와 같은 구성으로 인하여, 스위칭 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 인가되는 주사 신호에 의하여 스위칭 트랜지스터(M1)가 온 상태가 되면, 캐패시터(Cst)에 데이터 신호에 대응되는 전압이 충전되고, 캐패시터(Cst)에 충전된 전압이 구동 트랜지스터(M2)의 게이트 전극에 인가되어 구동 트랜지스터(M2)는 전류를 흐르게 하여 OLED가 발광하도록 한다.
이때, 구동 트랜지스터(M2)에 의해 OLED로 흐르는 전류는 다음의 수학식 1과 같다.
Figure 112004038990456-PAT00001
여기서 IOLED 는 OLED에 흐르는 전류, Vgs는 구동 트랜지스터(M2)의 소스와 게이트 사이의 전압, Vth는 구동 트랜지스터(M2)의 문턱전압, Vdd는 화소전원의 전압, Vdata는 데이터 신호 전압, β는 구동 트랜지스터(M2)의 이득계수(Gain factor)를 나타낸다.
상기의 수학식 1을 보면 OLED에 흐르는 전류 IOLED는 화소전원의 전압 크기와 구동 트랜지스터(M2)의 문턱전압의 크기에 따라 달라진다.
그런데, 발광 표시장치는 제조공정에서 구동 트랜지스터(M2)의 문턱전압의 편차가 발생하며, 이러한 구동 트랜지스터(M2)의 문턱전압의 편차에 따른 OLED에 흐르는 전류량의 불균일에 의해 휘도가 달라지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 구동 트랜지스터에 흐르는 전류가 구동 트랜지스터의 문턱전압에 관계 없이 흐르도록 하여, 구동 트랜지스터의 문턱전압의 차이가 보상되어 발광 표시장치의 휘도의 불균일을 방지하도록 하며 누설전류의 흐름을 줄여 화상의 질을 높이도록 하는 발광 표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서 본 발명의 제 1 측면은, 발광소자, 상기 발광 소자에 구동전류를 공급하는 구동 트랜지스터, 데이터 신호를 상기 구동 트랜지스터에 선택적으로 전달하는 제 1 스위칭 트랜지스터, 초기화신호를 선택적으로 전달하는 제 2 스위칭 트랜지스터, 전달된 상기 초기화신호를 선택적으로 전달하고, 상기 구동 트랜지스터를 다이오드 연결을 하도록 하는 제 3 스위칭 트랜지스터, 상기 제 3 스위칭 트랜지스터로부터 상기 초기화신호를 전달받아 상기 초기화신호에 대응되는 제 1 전압을 저장한 후에, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극으로부터 상기 데이터신호를 전달받아 상기 데이터신호에 대응되는 제 2 전압을 저장하는 스토리지 캐패시터 및 선택적으로 화소전원을 상기 구동 트랜지스터에 전달하고 상기 구동전류를 상기 발광소자에 흐르도록 하는 차단부를 포함하는 화소를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 측면은, 소스 전극과 드레인 전극은 데이터선과 제 1 노드에 연결되고, 게이트 전극은 제 2 주사선에 연결되는 제 1 스위칭 트랜지스터, 소스전극과 드레인 전극은 제 2 전원과 제 4 노드에 연결되고, 게이트 전극은 제 1 주사선에 연결되는 제 2 스위칭 트랜지스터, 소스전극과 드레인 전극은 상기 제 4 노드와 제 2 노드에 연결되며 게이트 전극은 제 3 주사선에 연결되는 제 3 스위칭 트랜지스터, 소스전극과 드레인 전극은 제 1 전원과 상기 제 1 노드에 연결되고 게이트 전극은 발광제어선에 연결되는 제 4 스위칭 트랜지스터, 소스전극과 드레인 전극은 제 3 노드와 발광소자에 연결되며 게이트 전극은 상기 발광 제어선에 연결되는 제 5 스위칭 트랜지스터, 제 1 전극은 상기 제 1 전원에 연결되고, 제 2 전극은 상기 제 2 노드에 연결되는 캐패시터 및 소스전극과 드레인 전극은 제 1 노드와 제 3 노드에 연결되고 게이트 전극은 제 2 노드에 연결되는 구동 트랜지스터를 포함하는 화소를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 3 측면은, 제 1 주사선, 제 2 주사선 및 제 3 주사선을 포함하는 주사선, 발광제어선, 데이터 신호를 전달하는 데이터선 및 상기 주사선, 상기 발광 제어선 및 상기 데이터선에 연결되는 복수의 화소를 포함하며, 상기 화소는 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 의한 발광 표시장치를 제공하는 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 발광 표시장치의 구성도이다. 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 발광 표시장치는 화소부(100), 데이터 구동부(200), 주사 구동부(300)를 포함한다.
화소부(100)는 N×M 개의 OLED를 포함하는 화소(110), 행방향으로 배열된 N 개의 제 1 주사선(S1.1,S1.2,...S1.N-1,S1.N), N 개의 제 2 주사선(S2.1,S2.2, ...S2.N-1,S2.N), N 개의 제 3 주사선(S3.1,S3.2, ...S3.N-1,S3.N) 및 N 개의 발광제어선(E1.1,E1.2, ...E1.n-1,E1.n)과, 열방향으로 배열된 M 개의 데이터선(D1, D2,....DM-1, DM), 화소전원을 공급하는 M 개의 화소전원선(Vdd) 및 보상전원을 공급하는 M 개의 초기화신호선(Vinit)을 포함한다. 화소전원선(Vdd)은 제 1 전원선(130)에 연결되어 외부에서 전원을 인가받도록 한다.
그리고, 제 1 주사선(S1.1,S1.2,...S1.N-1,S1.N), 제 2 주사선(S2.1,S2.2, ...S2.N-1,S2.N) 및 제 3 주사선(S3.1,S3.2, ...S3.N-1,S3.N)에 의해 전달되는 제 1 주사신호 내지 제 3 주사신호에 의해 데이터선(D1, D2,....DM-1, DM)에서 전달되는 데이터 신호가 화소(110)에 전달되어 화소(110)에 포함되어 있는 구동트랜지스터(미도시)에 의해 데이터신호에 대응되는 구동전류를 생성되고, 발광제어선(E1.1,E1.2, ...E1.n-1,E1.n)에 의해 전달되는 발광제어신호에 의해 구동 전류가 OLED에 전달되어 화상이 표현된다. 또한, 화소(110)에 연결되어 있는 초기화신호선(Vinit)을 통해 소정의 전압이 인가되면, 화소(110)에서 발생하는 누설전류가 줄어 들게 되어 화소의 콘트라스트가 좋아지게 된다.
데이터 구동부(200)는 데이터선(D1, D2,....DM-1, DM)과 연결되어 화소부 (100)에 데이터 신호를 전달한다.
주사 구동부(300)는 화소부(100)의 측면에 구성되며, 제 1 주사선(S1.1,S1.2,...S1.N-1,S1.N), 제 2 주사선(S2.1,S2.2, ...S2.N-1,S2.N) 및 제 3 주사선(S3.1,S3.2, ...S3.N-1,S3.N)에 연결되어 제 1 주사신호 내지 제 3 주사신호를 화소부(100)에 인가하며, 발광제어선(E1.1,E1.2, ...E1.n-1,E1.n)에 연결되어 제 1 발광제어신호를 화소부(100)에 인가한다.
제 1 주사신호 내지 제 3 주사신호와 발광 제어신호가 인가되면, 화소부(100)의 특정행이 순차적으로 선택되어, 선택된 행에는 데이터 구동부(200)에 의해 데이터 신호가 인가되어 특정행에 있는 화소(110)가 데이터 신호에 응답하여 발광하도록 한다.
도 3은 도 2에 도시된 발광 표시장치에 채용된 화소를 나타내는 회로도이다. 도 3을 참조하여 설명하면, 화소는 OLED와 주변회로를 포함한다. 주변회로는 제 1 스위칭 트랜지스터(M1), 제 2 스위칭 트랜지스터(M2), 제 3 스위칭 트랜지스터(M3), 제 4 스위칭 트랜지스터(M4), 제 5 스위칭 트랜지스터(M5), 구동 트랜지스터(M6) 및 스토리지 캐패시터(Cst)를 포함한다.
제 1 스위칭 트랜지스터 내지 제 5 스위칭 트랜지스터(M1 내지 M5)와 구동트랜지스터(M6)는 소스전극, 드레인 전극 및 게이트 전극을 구비하며 스토리지 캐패시터(Cst)는 제 1 전극과 제 2 전극을 구비한다.
제 1 스위칭 트랜지스터(M1)는 소스 전극은 데이터선(Dm)에 연결되고 드레인 전극은 제 1 노드(A)에 연결되며 게이트 전극은 제 2 주사선(S2.n)에 연결된다. 따라서, 제 2 주사선(S2.n)을 통해 전달되는 제 2 주사신호에 따라 데이터 신호를 제 1 노드(A)에 전달한다.
제 2 스위칭 트랜지스터(M2)는 소스 전극은 초기화신호선(Vinit)에 연결되고 드레인 전극은 제 4 노드(D)에 연결되며 게이트 전극은 제 1 주사선(S1.n)에 연결된다. 따라서, 제 1 주사선(S1.n)을 통해 전달되는 제 2 주사신호에 따라 초기화신호를 제 4 노드(D)에 전달한다.
제 3 스위칭 트랜지스터(M3)는 소스 전극은 제 4 노드(D)에 연결되고 드레인 전극은 제 2 노드(B)에 연결되며 게이트 전극은 제 3 주사선(S3.n)에 연결된다. 따라서, 제 3 주사선(S3.n)을 통해 전달되는 제 2 주사신호에 따라 제 4 노드(D)에 전달된 초기화신호를 제 2 노드(B)에 전달한다.
제 4 스위칭 트랜지스터(M4)는 화소전원을 선택적으로 제 1 노드(A)에 전달하며, 소스 전극은 화소전원선(Vdd)에 연결되고 드레인 전극은 제 1 노드(A)에 연결되며 게이트 전극은 발광 제어선(E1.n)에 연결된다. 따라서, 발광 제어선(E1.n)을 통해 전달되는 발광 제어신호에 따라 선택적으로 화소전원을 구동 트랜지스터(M6)에 전달한다.
제 5 스위칭 트랜지스터(M5)는 소스 전극은 제 3 노드(C)에 연결되고 드레인전극은 OLED에 연결되며, 게이트 전극은 발광 제어선(E1.n)에 연결된다. 따라서, 발광 제어선(E1.n)을 통해 전달되는 발광 제어신호에 따라 선택적으로 전류를 OLED에 전달한다.
따라서, 제 4 스위칭 트랜지스터(M4)와 제 5 스위칭 트랜지스터(M5)는 구동 트랜지스터(M6)에 인가되는 것을 선택적으로 차단하고 OLED에 흐르는 전류를 선택적으로 차단하는 차단부(115)의 역할을 수행한다.
구동 트랜지스터(M6)는 소스전극은 제 1 노드(A)에 연결되고 드레인 전극은 제 3 노드(C)에 연결되며 게이트 전극은 제 2 노드(B)에 연결된다. 그리고, 제 3 노드(C)는 제 4 노드(D)와 배선을 통해 연결된다. 그리고, 제 3 스위칭 트랜지스터(M3)의 동작에 의해 제 3 노드(C)와 제 4 노드(D)의 전위가 같아지면 구동 트랜지스터(M6)가 다이오드 결합을 하게 되어 제 1 노드에 전달된 데이터신호가 구동 트랜지스터(M6)를 통해 제 2 노드(B)에 도달하게 된다. 그리고, 제 4 스위칭 트랜지스터(M4)에 의해 화소전원이 제 1 노드(A)에 전달되면, 게이트 전극에 인가되는 전압에 대응하여 전류가 소스전극에서 드레인 전극을 통해 흐르도록 한다. 즉, 제 2 노드(B)의 전위에 의해 흐르는 전류량이 결정된다.
스토리지 캐패시터(Cst)는 제 1 전극은 화소전원선(Vdd)에 연결되고 제 2 전극은 제 2 노드(B)에 연결된다. 따라서, 제 2 스위칭 트랜지스터(M2)에 의해 초기화신호가 제 2 노드(B)에 연결되면 스토리지 캐패시터(Cst)에 전달되어 스토리지 캐패시터(Cst)는 초기화전압을 저장하고, 제 1 스위칭 트랜지스터(M1)와 제 3 스위칭 트랜지스터(M3)에 의해 데이터신호가 구동 트랜지스터(M6)에 전달되면 데이터신호에 대응하는 전압을 충전한다. 스토리지 캐패시터(Cst)는 저장된 전압을 제 2 노드(B)에 전달하여 구동 트랜지스터(M6)의 게이트 전극에 스토리지 캐패시터(Cst)에 저장된 전압이 인가되도록 한다.
도 4는 도 3의 화소의 동작을 나타내는 타이밍 도이다. 도 4를 참조하여 설명하면, 화소에는 제 1 주사신호(s1.n), 제 2 주사신호(s2.n), 제 3 주사신호(s3.n) 및 발광제어신호(e1.n)가 입력되어 화소가 동작한다. 그리고, 제 1 주사신호(s1.n), 제 2 주사신호(s2.n), 제 3 주사신호(s3.n) 및 발광제어신호(e1.n)는 주기적인 신호이며, 제 1 구간(T1), 제 2 구간(T2) 및 제 3 구간(T3)을 포함하며 제 3 구간(T3)은 한 프레임이 종료될 때까지 유지된다.
제 1 주사신호(s1.n)는 제 1 구간(T1)에서 로우상태를 유지하며 제 2 구간(T2)과 제 3 구간(T3)에서 하이 상태를 유지하고, 제 2 주사신호(s2.n)는 제 1 구간(T1)과 제 3 구간(T3)에서 하이 상태를 유지하며 제 2 구간(T2)에서 로우상태를 유지하고, 제 3 주사신호(s3.n)은 제 1 구간(T1)과 제 2 구간(T2)에서 로우상태를 유지하고 제 3 구간(T3)에서 하이상태를 유지한다. 그리고, 발광제어신호(e1.n)는 제 1 구간(T1)과 제 2 구간(T2)에서 하이 상태를 유지하며 제 3 구간(T3)에서 로우상태를 유지한다. 발광제어신호(e1.n)는 제 3 구간(T3)에서 소정의 시간이 경과한 후에 로우상태로 전환된다.
제 1 구간(T1)에서는 제 1 주사신호(s1.n)에 의해 제 2 스위칭 트랜지스터(M2)가 온 상태가 되고 제 3 주사신호(s3.n)에 의해 제 3 스위칭 트랜지스터(M3)가 온상태가 된다. 따라서, 초기화신호가 제 4 노드(D)를 통해 제 2 노드(B)에 전달되어 스토리지 캐패시터(Cst)가 초기화신호에 의해 초기화된다.
그리고, 제 2 구간(T2)에서는 제 2 주사신호(s2.n)에 의해 제 1 스위칭 트랜지스터(M1)가 온 상태가 되고 제 3 주사신호(s3.n)에 의해 제 3 스위칭 트랜지스터(M2)가 온 상태가 된다. 따라서, 데이터 신호가 제 1 스위칭 트랜지스터(M1)를 통해 제 1 노드(A)에 전달되며 제 3 스위칭 트랜지스터에 의해 제 2 노드(B)와 제 3 노드(C)의 전위가 동일해져 구동 트랜지스터(M6)가 다이오드 결합을 하게 되어 제 1 노드(A)에 전달된 데이터신호가 제 2 노드(B)로 전달된다.
따라서, 스토리지 캐패시터(Cst)에는 하기의 수학식 1에 해당하는 전압이 저장되어 구동 트랜지스터(M6)의 소스 전극과 게이트 전극 간에 수학식 1 에 해당하는 전압이 인가된다.
Figure 112004038990456-PAT00002
여기서 Vsg는 구동 트랜지스터(M6)의 소스와 게이트 전극 간의 전압, Vdd는 화소전원 전압, Vdata는 데이터 신호의 전압, Vth는 구동트랜지스터(M6)의 문턱전압을 나타낸다.
그리고, 제 3 구간(T3)에서 발광제어신호에 의해 제 4 스위칭 트랜지스터(M4)와 제 5 스위칭 트랜지스터(M5)가 온 상태가 되어 화소전원이 구동 트랜지스터(M6)에 인가된다. 이때, 구동 트랜지스터(M6)의 게이트 전극에 상기 수학식 1 에 해당하는 전압이 인가되어 구동 트랜지스터(M6)의 소스에서 드레인 전극 사이로 하기의 수학식 2에 해당하는 전류가 흐르게 된다.
Figure 112004038990456-PAT00003
여기서 IOLED는 OLED에 흐르는 전류, Vgs는 구동 트랜지스터(M6)의 게이트 전극에 인가되는 전압, Vdd는 화소전원의 전압, Vth는 구동 트랜지스터(M6)의 문턱전압, Vdata는 데이터신호의 전압을 나타낸다.
따라서, OLED에 흐르는 전류는 구동 트랜지스터(M6)의 문턱전압과 관계 없이 흐르게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 발광 표시장치와의 비교예의 구성도이다. 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 발광 표시장치는 화소부(100), 데이터 구동부(200), 주사 구동부(300)를 포함한다.
화소부(100)는 N×M 개의 OLED를 포함하는 화소(110), 행방향으로 배열된 N 개의 제 1 주사선(S1.1,S1.2,...S1.N-1,S1.N), N 개의 제 2 주사선(S2.1,S2.2, ...S2.N-1,S2.N), N 개의 발광제어선(E1.1,E1.2, ...E1.n-1,E1.n)과, 열방향으로 배열된 M 개의 데이터선(D1, D2,....Dm-1, Dm), 화소전원을 공급하는 M 개의 화소전원선(Vdd) 및 보상전원을 공급하는 M 개의 초기화신호선(Vinit)을 포함한다. 화소전원선(Vdd)은 제 1 전원선(130)에 연결되어 외부에서 전원을 인가받도록 한다.
그리고, 제 1 주사선(S1.1,S1.2,...S1.N-1,S1.N), 제 2 주사선(S2.1,S2.2, ...S2.N-1,S2.N)에 의해 전달되는 제 1 주사신호 및 제 2 주사신호에 의해 데이터선(D1, D2,....DM-1, DM)에서 전달되는 데이터 신호가 화소(110)에 전달되어 화소(110)에 포함되어 있는 구동 트랜지스터(미도시)에 의해 데이터신호에 대응되는 구동전류를 생성되고, 발광제어선(E1.1,E1.2, ...E1.n-1,E1.n)에 의해 전달되는 발광제어신호에 의해 구동 전류가 OLED에 전달되어 화상이 표현된다.
데이터 구동부(200)는 데이터선(D1, D2,....DM-1, DM)과 연결되어 화소부 (100)에 데이터 신호를 전달한다.
주사 구동부(300)는 화소부(100)의 측면에 구성되며, 제 1 주사선(S1.1,S1.2,...S1.N-1,S1.N)과 제 2 주사선(S2.1,S2.2, ...S2.N-1,S2.N)에 연결되어 제 1 주사신호 및 제 2 주사신호를 화소부(100)에 인가하며, 발광제어선(E1.1,E1.2, ...E1.n-1,E1.n)에 연결되어 발광제어신호를 화소부(100)에 인가한다.
제 1 주사신호, 제 2 주사신호 및 발광 제어신호가 인가되면, 화소부(100)의 특정행이 순차적으로 선택되어, 선택된 행에는 데이터 구동부(200)에 의해 데이터 신호가 인가되어 특정행에 있는 화소(110)가 데이터 신호에 응답하여 발광하도록 한다.
도 6은 도 5의 발광 표시장치에서 채용된 화소를 나타내는 회로도이다. 도 6을 참조하여 설명하면, 제 3 스위칭 트랜지스터(M3)의 소스전극이 제 3 노드(C)에 연결되어, 초기화신호가 제 2 스위칭 트랜지스터(M2)만을 통과하여 제 2 노드(B)에 연결된다. 그리고, 제 1 스위칭 트랜지스터(M1)와 제 3 스위칭 트랜지스터(M3)의 게이트 전극은 제 2 주사선(S1.n)에 연결되어 동일하게 동작한다.
도 7은 도 6의 화소의 동작을 나타내는 타이밍 도이다. 도 7을 참조하여 설명하면, 화소에는 제 1 주사신호(s1.n), 제 2 주사신호(s2.n) 및 발광제어신호(e1.n)가 입력되어 화소가 동작한다. 그리고, 제 1 주사신호(s1.n), 제 2 주사신호(s2.n) 및 발광제어신호(e1.n)는 주기적인 신호이며, 제 1 구간(T1), 제 2 구간(T2) 및 제 3 구간(T3)을 포함하며 제 3 구간(T3)은 한 프레임이 종료될 때까지 유지된다.
제 1 주사신호(s1.n)는 제 1 구간(T1)에서 로우상태를 유지하며 제 2 구간(T2)과 제 3 구간(T3)에서 하이 상태를 유지하며, 제 2 주사신호(s2.n)는 제 1 구간(T1)과 제 3 구간(T3)에서 하이 상태를 유지하고 제 2 구간(T2)에서 로우상태를 유지한다. 또한, 발광제어신호(e1.n)는 제 1 구간(T1)과 제 2 구간(T2)에서 하이 상태를 유지하며 제 3 구간(T3)에서 로우상태를 유지한다. 발광제어신호(e1.n)는 제 3 구간(T3)에서 소정의 시간이 경과한 후에 로우상태로 전환된다.
제 1 구간(T1)에서는 제 1 주사신호(s1.n)에 의해 제 2 스위칭 트랜지스터(M2)가 온 상태가 되어 초기화신호가 제 2 노드(B)에 전달된다. 따라서, 스토리지 캐패시터(Cst)에 초기화신호가 저장된다.
그리고, 제 2 구간(T2)에서는 제 2 주사신호(s2.n)에 의해 제 1 스위칭 트랜지스터(M1)와 제 3 스위칭 트랜지스터(M2)가 온 상태가 되어 데이터 신호가 제 1 스위칭 트랜지스터(M1)를 통해 제 1 노드(A)에 전달되며 제 3 스위칭 트랜지스터에 의해 제 2 노드(B)와 제 3 노드(C)의 전위가 동일해져 구동 트랜지스터(M6)가 다이오드 결합을 하게 되어 제 1 노드(A)에 전달된 데이터신호가 제 2 노드(B)로 전달된다.
따라서, 스토리지 캐패시터(Cst)에는 상기의 수학식 2에 해당하는 전압이 저장되어 구동 트랜지스터(M6)의 게이트 전극에 수학식 3에 해당하는 전압이 인가된다.
그리고, 제 3 구간(T3)에서 발광제어신호에 의해 제 4 스위칭 트랜지스터(M4)와 제 5 스위칭 트랜지스터(M5)가 온 상태가 되어 화소전원이 구동 트랜지스터(M6)에 인가된다. 이때, 구동 트랜지스터(M6)의 게이트 전극에 상기 수학식 1 에 해당하는 전압이 인가되어 구동 트랜지스터(M6)의 소스에서 드레인 전극 사이로 상기의 수학식 3에 해당하는 전류가 흐르게 된다.
따라서, OLED에 흐르는 전류는 화소전원과 구동 트랜지스터(M6)의 문턱전압과 관계 없이 흐르게 된다.
도 3의 화소와 도 6의 화소를 비교하면, 도 3과 도 6에 도시되어 있는 화소는 스토리지 캐패시터(Cst)에 저장되어 있는 전압이 제 2 스위칭 트랜지스터(M2)와 제 3 스위칭 트랜지스터(M3)를 통해 누설되어 구동 트랜지스터(M6)의 게이트 전극에 인가되는 전압이 시간이 지나면서 점차적으로 떨어지게 된다.
특히, 화소가 빛을 발광하지 않는 블랙계조신호는 하이신호이며, 구동 트랜지스터(M6)의 게이트 전극에 하이신호가 인가되면 구동 트랜지스터(M6)에서 전류를 흐르지 않게 하여 OLED가 발광하지 않게 된다. 하지만, 블랙계조신호에 대응되는 데이터신호가 입력되어도 누설전류에 의해 게이트 전극에 인가되는 전압이 낮아지게 되면 구동 트랜지스터(M6)에서 전류가 흐르게 된다. 따라서, 화면에서 어둡게 표시될 영역이 밝게 표시되는 문제점이 있다.
하지만, 초기화신호의 전압을 화소가 블랙계조인 경우의 제 3 노드(C) 전압과 동일한 전압으로 하게 되면, 도 3에 도시된 화소에서는 제 3 노드(C)의 전압과 초기화신호의 전압과 같아져 제 2 노드(B)에 인가되는 전압이 제 2 스위칭 트랜지스터(M2)를 통해 초기화신호선(Vinit)으로 누설되는 것을 막을 수 있게 된다.
따라서, 누설전류는 제 4 노드(D)에서 OLED 방향으로만 흐르게 되어 누설전류의 양을 줄일 수 있게 된다. 따라서, 스토리지 캐패시터(Cst)에 저장된 전압 강하의 폭이 줄어들게 된다.
그러나, 도 6에 도시된 화소에서는 초기화 신호의 전압을 화소가 블랙계조인 경우의 제 3 노드(C)의 전압과 동일한 전압으로 하게 되어도, 제 2 노드(B)의 전압과 초기화신호의 전압 및 제 3 노드(C)의 전압은 다른 크기를 갖게 되므로, 제 3 노드(C)로 누설전류가 흐르는 경로와 제 2 노드(B)에서 초기화신호선을 누설전류가 흐르는 경로가 존재하여 스토리지 캐패시터(Cst)에 저장되어 있는 전압이 도 3에 도시된 화소보다 빨리 빠져나가게 된다. 따라서, 도 3에 도시된 화소 보다 스토리지 캐패시터(Cst)에 저장된 전압의 강하폭이 더 커지게 된다.
도 8은 도 3과 도 6에 도시된 화소에서 게이트 전극의 전압 변화를 나타내는 도이다. 제 2 스위칭 트랜지스터(M2)와 제 3 스위칭 트랜지스터(M3)를 싱글 게이트 전극 및/또는 듀얼 게이트 전극을 이용한 경우로 분류하여 한 프레임 동안의 게이트 전극의 전압 변화를 나타낸다. 도 8의 식별번호는 하기의 표 1에 나타나 있는 경우이다.
제 2 스위칭 트랜지스터 제 3 스위칭 트랜지스터
1 도 6에 도시된 화소 듀얼 게이트 전극 듀얼 게이트 전극
2 듀얼 게이트 전극 싱글 게이트 전극
3 싱글 게이트 전극 듀얼 게이트전극
4 싱글 게이트 전극 싱글 게이트 전극
5 도 3에 도시된 화소 듀얼 게이트 전극 듀얼 게이트 전극
6 싱글 게이트 전극 싱글 게이트 전극
7 싱글 게이트 전극 듀얼 게이트 전극
8 싱글 게이트 전극 싱글 게이트 전극
도8을 참조하여 설명하면, 듀얼 게이트 전극을 이용한 트랜지스터를 사용하는 것이 싱글게이트 전극을 이용한 트랜지스터를 사용하는 것보다 누설전류의 양이 적게 나타난다. 또한, 도 3에 도시된 화소가 도 6에 도시된 화소보다 누설전류의 양이 적게 나타나게 되어 도 6의 화소에서 듀얼 게이트 전극을 사용한 경우와 도 3의 화소에서 싱글 게이트 전극를 사용한 경우에 비슷한 양의 누설전류가 흐르게 된다.
또한, 상기 화소의 제 1 주사선 내지 제 3 주사선과 발광제어선에 대한 연결관계는 상기 도 2 내지 도 8에 기술되어 있는 것에 한정되는 것이 아니며, 제 1 주사선 내지 제 3 주사선과 발광제어선의 연결관계는 당업자에게 자명한 범위 내에서 변형하는 것이 가능한다.
본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 단지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.
본 발명에 따른 발광 표시장치는, 구동 트랜지스터에 흐르는 전류가 구동 트랜지스터의 문턱전압에 관계 없이 흐르도록 하여 구동 트랜지스터의 문턱전압의 차이가 보상되어 휘도의 불균일을 방지할 수 있다.
그리고, 스위칭 트랜지스터를 통해 누설되는 전류의 양을 줄여 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 인가되는 전압의 변동을 줄여 표현되는 화상의 콘트라스트가 향상된다.

Claims (12)

  1. 발광소자;
    상기 발광 소자에 구동전류를 공급하는 구동 트랜지스터;
    데이터 신호를 상기 구동 트랜지스터에 선택적으로 전달하는 제 1 스위칭 트랜지스터;
    초기화신호를 선택적으로 전달하는 제 2 스위칭 트랜지스터;
    전달된 상기 초기화신호를 선택적으로 전달하고, 상기 구동 트랜지스터를 다이오드 연결을 하도록 하는 제 3 스위칭 트랜지스터;
    상기 제 3 스위칭 트랜지스터로부터 상기 초기화신호를 전달받아 상기 초기화신호에 대응되는 제 1 전압을 저장한 후에, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극으로부터 상기 데이터신호를 전달받아 상기 데이터신호에 대응되는 제 2 전압을 저장하는 스토리지 캐패시터; 및
    선택적으로 화소전원을 상기 구동 트랜지스터에 전달하고 상기 구동전류를 상기 발광소자에 흐르도록 하는 차단부를 포함하는 화소.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭 트랜지스터는 제 1 주사신호에 의해 동작하고 , 상기 제 2 주사신호는 제 2 주사신호에 의해 동작하며, 상기 제 3 스위칭 트랜지스터는 제 3 주사신호에 의해 동작하는 화소.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단부는 상기 화소전원을 선택적으로 차단하는 제 4 스위칭 트랜지스터와 상기 구동전류를 선택적으로 차단하는 제 5 스위칭 트랜지스터를 포함하는 화소.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전압은 상기 제 1 전원에서 상기 데이터신호 전압과 상기 구동 트랜지스터의 문턱전압의 합을 감산한 크기를 갖는 화소.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 스위칭 트랜지스터와 상기 제 3 스위칭 트랜지스터 중 적어도 하나는 듀얼 게이트 구조를 갖는 화소.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 초기화신호의 전압은, 상기 데이터신호가 블랙계조신호인 경우의 상기 구동 트랜지스터의 드레인전극의 전압을 갖는 화소.
  7. 소스 전극과 드레인 전극은 데이터선과 제 1 노드에 연결되고, 게이트 전극은 제 2 주사선에 연결되는 제 1 스위칭 트랜지스터;
    소스전극과 드레인 전극은 제 2 전원과 제 4 노드에 연결되고, 게이트 전극은 제 1 주사선에 연결되는 제 2 스위칭 트랜지스터;
    소스전극과 드레인 전극은 상기 제 4 노드와 제 2 노드에 연결되며 게이트 전극은 제 3 주사선에 연결되는 제 3 스위칭 트랜지스터;
    소스전극과 드레인 전극은 제 1 전원과 상기 제 1 노드에 연결되고 게이트 전극은 발광제어선에 연결되는 제 4 스위칭 트랜지스터;
    소스전극과 드레인 전극은 제 3 노드와 발광소자에 연결되며 게이트 전극은 상기 발광 제어선에 연결되는 제 5 스위칭 트랜지스터;
    제 1 전극은 상기 제 1 전원에 연결되고, 제 2 전극은 상기 제 2 노드에 연결되는 캐패시터; 및
    소스전극과 드레인 전극은 제 1 노드와 제 3 노드에 연결되고 게이트 전극은 제 2 노드에 연결되는 구동 트랜지스터를 포함하는 화소.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 상기 제 2 전원의 전압은, 데이터신호가 블랙계조신호인 경우의 상기 제 3 노드의 전압을 갖는 화소.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 스위칭 트랜지스터와 상기 제 3 스위칭 트랜지스터 중 적어도 하나는 듀얼 게이트 구조를 갖는 화소.
  10. 제 1 주사선, 제 2 주사선 및 제 3 주사선을 포함하는 주사선;
    발광제어선;
    데이터 신호를 전달하는 데이터선; 및
    상기 주사선, 상기 발광 제어선 및 상기 데이터선에 연결되는 복수의 화소를 포함하며,
    상기 화소는 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 의한 발광 표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 3 주사선과 연결되어 주사신호를 전달하는 주사구동부를 더 포함하는 발광 표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 데이터신호를 전달하는 데이터 구동부를 더 포함하는 발광 표시장치.
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