KR20060042426A - 유기전계발광 표시장치 및 구동방법 - Google Patents

유기전계발광 표시장치 및 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기전계발광 표시장치 및 구동방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 유기전계발광 표시장치는 다수의 컬럼라인과; 상기 다수의 컬럼라인과 교차하고 제1 스캔신호가 공급되는 다수의 제1 로우라인과; 상기 다수의 컬럼라인과 교차하고 상기 제1 스캔신호보다 늦은 제2 스캔신호가 공급되는 다수의 제2 로우라인과; 상기 컬럼라인과 상기 제1 및 제2의 로우라인에 의해 정의되는 화소영역들에 형성되는 유기발광소자들과; 고전위 전압원과 상기 유기발광소자 사이에 접속되어 상기 유기발광소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 스위치와; 상기 구동 스위치를 제어하는 적어도 두 개 이상의 스위치들을 구비하고, 상기 스위치 중 적어도 하나의 문턱전압은 상기 구동 스위치의 문턱전압과 상쇄된다.

Description

유기전계발광 표시장치 및 구동방법{Organic Light-emitting Display Devices And Driving Method there of}
도 1은 통상의 유기전계발광 표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 화소에의 셀 구동회로를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 셀 구동회로를 상세히 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 셀 구동회로를 구동하는 구동파형을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치의 구동회로를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 셀 구동장치를 구동하는 구동파형을 나타낸 도면이다.
도 9은 본 발명의 제3 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9의 셀 구동회로를 상세히 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10의 셀 구동회로를 구동하는 구동파형을 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 음극 4 : 전자 주입층
6 : 전자 수송층 8 : 발광층
10 : 정공 수송층 12 : 정공 주입층
14 : 양극 16 : EL 표시패널
본 발명은 유기전계발광 표시장치에 관한 것으로 특히, 화질 불균일 현상을 방지할 수 있는 유기전계발광 표시장치 및 구동방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel) 및 유기전계발광 표시장치(Electro-Luminescence : 이하, "EL"이라 함) 등이 있다.
여기서, EL 표시장치는 전자와 정공의 재결합으로 형광물질을 발광시키는 자발광소자로서, 재료 및 구조에 따라 무기 EL과 유기 EL로 대별된다. 이 EL 표시장치는 액정표시장치와 같이 별도의 광원을 필요로 하는 수동형 발광소자에 비하여 음극선관과 같은 빠른 응답속도를 가지는 장점을 갖고 있다.
도 1은 EL 표시장치의 발광원리를 설명하기 위한 일반적인 유기 EL 구조를 도시한 단면도이다. EL 표시장치 중 유기 EL은 음극(2)과 양극(14) 사이에 적층된 전자 주입층(4), 전자 수송층(6), 발광층(8), 정공 수송층(10), 정공 주입층(12)을 구비한다.
투명전극인 양극(14)과 금속전극인 음극(2) 사이에 전압을 인가하면, 음극(2)으로부터 발생된 전자는 전자 주입층(4) 및 전자 수송층(6)을 통해 발광층(8) 쪽으로 이동한다. 또한, 양극(14)으로부터 발생된 정공은 정공 주입층(12) 및 정공 수송층(10)을 통해 발광층(8) 쪽으로 이동한다. 이에 따라, 발광층(8)에서는 전자 수송층(6)과 정공 수송층(10)으로부터 공급되어진 전자와 정공이 충돌하여 재결합함에 의해 빛이 발생하게 되고, 이 빛은 투명전극인 양극(14)을 통해 외부로 방출되어 화상이 표시되게 한다.
이러한 유기 EL 소자를 이용하는 종래의 EL 표시장치는 도 2에 도시된 바와 같이 스캔 전극라인들(SL1 내지 SLn)과 데이터 전극라인들(DL1 내지 DLm)의 교차로 정의된 영역마다 배열되어진 화소셀들(PE)을 포함하는 EL 표시패널(16)과, 스캔 전극라인들(SL1 내지 SLn)을 구동하기 위한 스캔 드라이버(18)와, 데이터 전극라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(20)와, 데이터 드라이버(20) 및 스캔 드라이버(18) 각각의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어부(28)를 구비한다.
화소셀들(PE) 각각은 도 3에 도시된 바와 같이 공급 전압라인(VDD)과, 공급 전압라인(VDD)과 기저전압라인(GND) 사이에 접속된 발광셀(OLED)과, 데이터 전극라인(DL)과 스캔 전극라인(SL) 각각으로부터 공급되는 구동신호에 따라 발광셀(OLED)을 구동시키기 위한 발광셀 구동회로(30)를 구비한다.
발광셀 구동회로(30)는 공급 전압라인(VDD)과 발광셀(OLED) 사이에 접속된 구동 TFT(DT)와, 스캔 전극라인(SL)과 데이터 전극라인(DL) 및 구동 TFT(DT)에 접속된 스위칭 TFT(SW)와, 구동 TFT(DT)와 스위칭 TFT(SW) 사이인 제 1 노드(N1)와 공급 전압라인(VDD) 사이에 접속된 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 여기서, TFT는 P 타입 전자 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET, Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)이다.
구동 TFT(DT)의 게이트 단자는 스위칭 TFT(SW)의 드레인 단자에 접속되고, 소스 단자는 공급 전압라인(VDD)에 접속됨과 아울러 드레인 단자는 발광셀(OLED)에 접속된다. 스위칭 TFT(T1)의 게이트 단자는 스캔 전극라인(SL)에 접속되고, 소스 단자는 데이터 전극라인(DL)에 접속되고 드레인 단자는 구동 TFT(DT)의 게이트 단자에 접속된다.
타이밍 제어부(28)는 외부 시스템(예를 들면, 그래픽 카드)으로부터 공급되는 동기신호들을 이용하여 데이터 드라이버(20)를 제어하기 위한 데이터 제어신호 및 스캔 드라이버(18)를 제어하기 위한 스캔 제어신호를 생성한다. 또한, 타이밍 제어부(28)는 외부 시스템으로부터 공급되는 데이터 신호를 데이터 드라이버(20)에 공급한다.
스캔 드라이버(18)는 타이밍 제어부(28)로부터의 스캔 제어신호에 응답하여 스캔 펄스(SP)를 발생하고, 스캔 펄스(SP)를 스캔 전극라인들(SL1 내지 SLn)에 공급하여 스캔라인들(SL1 내지 SLn)을 순차적으로 구동한다.
데이터 드라이버(20)는 타이밍 제어부(28)로부터의 데이터 제어신호에 따라 수평기간(1H)마다 데이터 전압을 데이터 전극라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(20)는 데이터 전극라인들(DL1 내지 DLm)과 1대1 매칭(Matching)되는 DLm개의 출력채널들(21)을 가지게 된다.
이러한, 일반적인 EL 표시장치의 화소셀들(PE) 각각은 스캔 드라이버(18)로부터 스캔 전극라인(SL)에 로우(LOW) 상태의 스캔펄스(SP)가 입력되면 스위칭 TFT(SW)가 턴-온된다. 스위칭 TFT(SW)가 턴-온되면 스캔 전극라인(SL)에 공급되는 스캔펄스(SP)에 동기되도록 데이터 드라이버(20)로부터 데이터 전극라인(DL)에 공급되는 데이터 전압이 스위칭 TFT(SW)를 경유하여 제 1 노드(N1)에 공급된다. 이 제 1 노드(N1)에 공급되는 데이터 전압은 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된다. 이 스토리지 커패시터(Cst)는 스캔 전극라인(SL)에 공급되는 스캔펄스(SP)의 공급시간 동안 데이터 전극라인(DL)으로부터의 데이터 전압을 저장한다. 이러한, 스토리지 커패시터(Cst)는 저장된 데이터 전압을 1프레임 동안 홀딩(Holding) 시키게 된다. 즉, 스토리지 커패시터(Cst)는 스캔 전극라인(SL)에 공급되는 스캔펄스(SP)가 오프되면 저장된 데이터 전압을 구동 TFT(DT)에 공급하여 구동 TFT(DT)를 턴-온시키게 된다. 이에 따라, 발광셀(OLED)은 공급 전압라인(VDD)과 기저전압(GND)간의 전압차에 의해 턴-온되어 구동 TFT(DT)를 경유하여 공급 전압라인(VDD)으로부터 공급되는 전류량에 비례하여 발광하게 된다.
이와 같은 구조의 종래의 EL 표시장치는 폴리 실리콘 TFT(Poly Silicon TFT) 결정화 공정과정에서 레이저의 출력 파워 불안정으로 인하여 패널 내부와 패널간에 소자 특성이 불균일하게 형성된다. 이러한 소자의 불균일 특성은 동일한 데이터 전압에 대하여 구동 TFT(DT)의 출력전류가 변화하는 현상을 유발하게 되는데 종래의 EL 표시장치가 가지는 화소구조는 패널 내부와 패널 간에 구동 TFT(DT)의 특성 불균일로 인하여 발생되는 화질 불균일을 보상할 수 없는 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 화질 불균일을 보상하여 화질을 개선할 수 있는 유기전계발광 표시장치 및 구동방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 유기전계발광 표시장치는 다수의 컬럼라인과; 상기 다수의 컬럼라인과 교차하고 제1 스캔신호가 공급되는 다수의 제1 로우라인과; 상기 다수의 컬럼라인과 교차하고 상기 제1 스캔신호보다 늦은 제2 스캔신호가 공급되는 다수의 제2 로우라인과; 상기 컬럼라인과 상기 제1 및 제2의 로우라인에 의해 정의되는 화소영역들에 형성되는 유기발광소자들과; 고전위 전압원과 상기 유기발광소자 사이에 접속되어 상기 유기발광소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 스위치와; 상기 구동 스위치를 제어하는 적어도 두 개 이상의 스위치들을 구비하고, 상기 스위치 중 적어도 하나의 문턱전압은 상기 구동 스 위치의 문턱전압과 상쇄된다.
상기 제1 및 제2 스캔 신호는 하나의 구동회로로 구동되며 역위상이다.
상기 스위치들은 상기 고전위 전압원과 상기 구동스위치의 게이트 단 사이에 접속되고 제1 스캔신호를 공급받는 제1 스위치와; 기준전압원과 컬럼라인 사이에 접속되고 제2 스캔신호를 공급받는 제2 스위치와; 제2 스위치와 컬럼라인 사이에 접속되고 제1 스캔신호를 공급받는 제3 스위치와; 상기 제2 스위치와 제3 스위치사이에 접속되고 게이트 단과 드레인 단이 연결된 제3 스위치와; 상기 제2 스위치의 드레인 단과 상기 구동 스위치 게이트 단 사이에 접속되는 커패시터를 구비한다.
상기 기준전압원은 하이 레벨이 상기 컬럼라인에 공급되는 데이터전압의 최대값과 제4 스위치의 문턱전압보다 크게 형성되는 펄스신호이다.
상기 제4 스위치의 소자 특성은 상기 구동 스위치의 소자 특성과 동일하게 형성된다.
유기전계발광 표시장치는 다수의 컬럼라인과; 상기 다수의 컬럼라인과 교차하고 제1 스캔신호가 공급되는 다수의 제1 로우라인과; 상기 다수의 컬럼라인과 교차하고 상기 제1 스캔신호보다 늦은 제2 스캔신호가 공급되는 다수의 제2 로우라인과; 상기 다수의 컬럼라인과 교차하고 상기 제1 스캔신호 및 제2 스캔신호가 공급되는 기간을 제외한 기간에 제3 스캔신호가 공급되는 다수의 제3 라인과; 상기 컬럼라인과 상기 제1 및 제2 로우라인과 제3 라인에 의해 정의되는 화소영역들에 형성되는 유기발광소자들과; 고전위 전압원과 상기 유기발광소자 사이에 접속되어 상기 유기발광소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 스위치와; 상기 구동 스위치를 제 어하는 적어도 두 개 이상의 스위치들을 구비하고, 상기 스위치 중 적어도 하나의 문턱전압은 상기 구동 스위치의 문턱전압과 상쇄된다.
상기 제1 스캔신호는 전단 로우라인으로부터 공급된다.
상기 스위치들은 상기 고전위 전압원과 상기 구동스위치의 게이트 단 사이에 접속되고 제2 스캔신호를 공급받는 제1 스위치와; 상기 제1 스위치와 병렬로 접속되고 제1 스캔신호를 공급받는 제2 스위치와; 제1 스위치의 드레인 단과 제2 스위치의 드레인 단 사이에 접속되는 커패시터와; 기준전압원과 컬럼라인 사이에 접속되고 제3 스캔신호를 공급받는 제3 스위치와; 제3 스위치와 컬럼라인 사이에 접속되고 제2 스캔신호를 공급받는 제4 스위치와; 상기 제3 스위치와 제4 스위치 사이에 접속되고 게이트 단과 드레인 단이 연결된 제5 스위치를 구비한다.
상기 기준전압원은 상기 제2 스위치의 드레인 단에 형성되는 전압을 초기화하는 직류레벨 신호이다.
상기 제5 스위치의 소자 특성은 상기 구동 스위치의 소자 특성과 동일하다.
유기전계발광 표시장치는 다수의 컬럼라인과; 상기 다수의 컬럼라인과 교차하고 제1 스캔신호가 공급되는 다수의 제1 로우라인과; 상기 컬럼라인과 상기 제1 로우라인에 의해 정의되는 화소영역들에 형성되는 유기발광소자들과; 고전위 전압원과 상기 유기발광소자 사이에 접속되어 상기 유기발광소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 스위치와; 상기 구동 스위치를 제어하는 적어도 두 개 이상의 스위치들을 구비하고, 상기 스위치 중 적어도 하나의 문턱전압은 상기 구동 스위치의 문턱전압과 상쇄된다.
상기 스위치들은 상기 고전위 전압원과 상기 구동스위치의 게이트 단 사이에 접속디고 제1 스캔신호를 공급받는 제1 스위치와; 기준전압원과 컬럼라인 사이에 접속되고 제1 스캔신호를 공급받는 제2 스위치와; 제2 스위치와 컬럼라인 사이에 접속되고 제1 스캔신호를 공급받는 제3 스위치와; 상기 제2 스위치와 제3 스위치사이에 접속되고 게이트 단과 드레인 단이 연결된 제4 스위치와; 상기 제2 스위치의 드레인 단과 상기 구동 스위치 게이트 단 사이에 접속되는 커패시터를 구비한다.
상기 제3 스위치를 제외한 스위치는 P 타입으로 형성되며 상기 제3 스위치는 N 타입으로 형성된다.
상기 기준전압원은 하이 레벨이 상기 컬럼라인에 공급되는 데이터전압의 최대값과 제4 스위치의 문턱전압보다 크게 형성되는 펄스신호이다.
상기 제4 스위치의 소자 특성은 상기 구동 스위치의 소자 특성과 동일하다.
유기전계발광 표시장치는 구동 스위치의 제어에 따른 전류신호를 입력받아 화상을 표시하는 표시패널의 구동방법에 있어서, 상기 전류신호를 발생하기 위한 기준전압을 발생하는 단계와, 상기 구동 스위치의 문턱전압을 보상하는 단계와; 상기 기준전압을 이용하여 데이터에 대응되는 상기 전류신호를 발생하고 상기 표시패널에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치의 데이터 구동방법.
상기 구동 스위치의 문턱전압을 보상하는 단계는 상기 구동 스위치의 문턱전압과 동일한 문턱전압을 가지는 스위치를 이용하여 상기 구동 스위치의 문턱전압을 상쇄된다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하 도 4 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기전계발광 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기전계발광 표시장치는 화상이 구현되는 화소(EL)와, 화소(EL)에 접속되어 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동회로(72)와, 스캔신호를 공급하는 스캔 구동회로(73)과, 기준전압을 공급하는 공급라인과 고전위 전압(VDD)을 공급하는 공급라인을 구비한다. 여기서 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기전계발광 표시장치는 제1 및 제2 선택신호(Sel1, Sel2)가 공급되는 두개의 스캔라인을 구비하게 된다.
도 5는 도 4의 셀 구동회로를 상세히 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 셀 구동회로는 고전위 전압원(VDD)과 기저전압원(GND) 사이에 접속된 발광 셀(OLED)과, 고전위 전압원(VDD)과 발광 셀(OLED) 사이에 접속된 구동 TFT(DT)와, 구동 TFT(DT)의 소오스 단과 구동 TFT(DT1)의 게이트 단 사이에 접속된 제1 TFT(PT11)와, 별도의 구동 회로를 구성하여 공급되는 기준전압원(Vref)과, 기준전압원(Vref)과 데이터 구동부(Data) 사이에 접속된 제2 TFT(PT12)와, 제2 TFT(PT12)와 데이터 구동부(Data) 사이에 접속된 제3 TFT(PT13)와, 제3 TFT(PT13)와 데이터 구동부(Data) 사이에 접속된 제4 TFT(PT14) 와, 제1 TFT(PT11)의 드레인 단과 구동 TFT(DT1)의 게이트 단 사이의 제1 노드(N11)와, 제2 TFT(PT12)와 제3 TFT(PT13) 사이의 제2 노드(N12)와, 제1 노드(N11)와 제2 노드(N12) 사이에 접속된 커패시터(Cs1)와, 제4 TFT(PT14)의 게이트 단 및 제1 TFT(PT11)의 게이트 단에 각각 제1 선택신호(Sel)를 공급하는 제1 선택신호라인과, 제2 TFT(PT12)의 게이트 단에 제2 선택신호(EM)를 공급하는 제2 선택신호라인을 구비한다. 여기서, 제4 TFT(PT14)는 다이오드 결합형태의 TFT 소자이며, 제1 선택신호(Sel) 및 제2 선택신호(EM)는 동일한 구동회로로 구성되어 공급되며 제1 선택신호(Sel)와 제2 선택신호(EM)는 위상차를 가지게 된다. 이 위상차는 바람직하게 180°로 형성된다. 또한, 기준전압원(Vref)의 신호는 펄스(Pulse) 형태를 가지며 기준전압원(Vref)의 하이 레벨은 데이터 구동부(Data)로부터 공급되는 데이터 전압의 최대값과 제3 TFT(PT13)의 문턱 전압보다 큰 값으로 설정된다. 그리고 데이터 전압(Vdata)은 비디오 데이터에 대응되는 데이터 구동부(Data)의 출력값이다. 제1 내지 제4 TFT(PT11 내지 PT14)는 P 타입 스위치소자로 형성된다.
이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 셀 구동회로의 동작을 도 6을 참조하여 상세히 살펴보기로 하자.
도 6을 참조하면, A 구간에서는 기준전압원(Vref) 및 1 선택신호(Sel)는 하이 레벨을 가지며, 제2 선택신호(EM)는 로우 레벨을 가지게 된다. 따라서, 제2 선택신호(EM)가 공급되는 제2 TFT(PT12)는 턴-온되어 기준전압원(Vref)의 하이 레벨(Vref_high)이 제2 노드(N12)로 공급된다.
B 구간에서는 기준전압원(Vref) 및 제2 선택신호(EM)가 하이 레벨을 가지게 되며, 제1 선택신호(Sel)는 로우 레벨을 가지게 된다. 따라서, 제1 선택신호(Sel)가 공급되는 제4 TFT(PT14)와 제1 TFT(PT11)가 턴-온되게 된다. 제1 TFT(PT11)가 턴-온 됨으로써 제1 노드(N11)는 고전위 전압원(VDD)에 의해 충전된다. 한편, 제4 TFT(PT14)가 턴-온됨에 따라, 제2 노드(N12)는 게이트 단과 드레인 단이 서로 연결된 제3 TFT(PT13)의 문턱전압(Vth13) 만큼 상승되게 된다. 이에 따라, 제2 노드(N12)는 기준전압원(Vref)의 하이레벨(Vref_high)값과 제3 TFT(PT13)의 문턱전압(Vth13)이 더해진 값을 가지게 되며, 기준전압원(Vref)의 하이레벨(Vref_high)은 데이터 전압의 최대값으로 설정되어 있으므로 데이터전압(Vdata) + 제3 문턱전압(Vth13) 전압값을 가지게 된다. 결과적으로, 커패시터(Cs1)의 양단에 걸리는 전압은 제1 노드(N11) 및 제2 노드(N12)의 전압차가 됨으로 커패시터 전압은 수학식 1을 만족하게 된다.
Vcs1 = VDD - (Vdata + Vth13)
여기서, Vcs1는 커패시터 전압,VDD는 고전위전압, Vdata는 데이터전압, Vth13는 제3 문턱전압을 지시한다.
C 구간에서는 기준전압원(Vref)과 제2 선택신호(EM)가 로우 레벨을 가지게 되며, 제1 선택신호(Sel)은 하이 레벨을 가지게 된다. 따라서, 제2 노드(N12)에는 기준전압원(Vref)의 로우 레벨(Vref_low)이 공급되고, 제1 노드(N11)의 전압(Vn11)은 커패시터 전압(Vcs1) = 제1 노드 전압(Vn11) - 제2 노드 전압(Vn12)와 같은 관계를 가지게 됨으로 수학식 2를 만족하게 된다.
Vn11 = Vref_low + Vcs1
여기서, Vn11은 제1 노드(N11)의 전압, Vref_low는 기준전압원(Vref)의 로우 레벨, Vcs1는 커패시터 전압을 지시한다.
한편, 구동 TFT(DT1)의 문턱전압은 소오스 단과 게이트 단의 전압차 즉, 제1 노드(N11)와 고전위전압(VDD)의 차가 됨으로 수학식 3을 만족하게 된다.
Vth(DT1) = VDD - Vn11
여기서, Vth(DT1)는 구동 TFT(DT1)의 문턱전압, VDD는 고전위전압, Vn11은 제1 노드 전압을 지시한다.
결과적으로, 발광 셀(OLED)에 흐르는 전류(I_OLED)는 다음과 같은 수학식 4을 만족하게 된다.
I_OLED=K’(Vgs-Vth(DT1))2 =K’(VDD-(Vref_low+VDD-Vdata-Vth13)-Vth(DT1))2
=K’(Vdata - Vref_low + Vth13 - Vth(DT1))2
여기서, VDD는 고전위 전압원의 전압레벨, Vref_low는 기준전압원(Vref)의 로우 레벨, Vdata는 데이터 전압 및 기준전압원(Vref)의 하이 레벨, Vth13는 제3 TFT(PT13)의 문턱전압, Vth(DT1)는 구동 TFT(DT1)의 문턱전압을 지시한다.
이러한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 셀 구동회로는 제3 TFT(PT13)와 구동 TFT(DT1)의 설계시 서로간의 이격이 좁기 때문에 제3 TFT(PT13)의 소자특성과 구동 TFT(DT1)의 소자특성을 설계적으로 동일하게 형성할 수 있다. 따라서, 셀 구동회로의 최종 전류값은 Vdata-Vref_low값이 된다. 결과적으로, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 셀 구동회로는 구동 TFT(DT1)의 문턱전압을 보상할 수 있는 제3 TFT(PT13)의 문턱전압을 제공함으로써 구동 TFT(DT1)의 특성에 관계없이 발광 셀(OLED)를 구동할 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 셀 구동회로는 구동전류의 최종 전류값이 고전위 전압원(VDD)에 영향을 받지 않게 됨으로, 고전위전압(VDD)의 공급라인에 의한 IR 드롭(Drop)을 보상할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 셀 구동회로를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 셀 구동회로는 고전위 전압원(VDD)과 기저전압원(GND) 사이에 접속된 발광 셀(OLED)과, 고전위 전압원(VDD)과 발광 셀(OLED) 사이에 접속된 구동 TFT(DT2)와, 구동 TFT(DT2)의 소오스 단과 구동 TFT(DT2)의 게이트 단 사이에 접속된 제1 TFT(PT21)와, 별도의 구동 회로를 구성하여 공급되는 기준전압원(Vref)과, 기준전압원(Vref)과 데이터 구동부(Data) 사이에 접속된 N 타입의 제2 TFT(NT22)와, 제2 TFT(NT22)와 데이터 구동부(Data) 사이에 접속된 제3 TFT(PT23)와, 제3 TFT(PT23)와 데이터 구동부(Data) 사이에 접속된 제4 TFT(PT24)와, 제1 TFT(PT21)의 드레인 단과 구동 TFT(DT2)의 게이트 단 사이의 제1 노드(N21)와, 제2 TFT(NT22)와 제3 TFT(PT23) 사이의 제2 노드(N22)와, 제1 노드(N21)와 제2 노드(N22) 사이에 접속된 커패시터(Cs2)와, 제4 TFT(PT24)의 게이트 단 및 제1 TFT(PT21)의 게이트 단에 각각 제1 선택신호(Sel)를 공급하는 제1 선택신호라인을 구비한다. 여기서, 제4 TFT(PT24)는 다이오드 결합형태의 TFT 소자이며, 제1 선택신호(Sel)와 기준전압원(Vref)은 별도의 구동회로를 구비한다. 기준전압원(Vref)의 신호는 펄스(Pulse) 형태를 가지며 기준전압원(Vref)의 하이 레벨은 데이터 구동부(Data)로부터 공급되는 데이터 전압의 최대값과 제3 TFT(PT23)의 문턱 전압보다 큰 값으로 설정된다. 제2 TFT(PT22)를 제외한 제1 내지 제4 TFT(PT21 내지 PT24)는 P 타입 스위치소자로 형성된다.
이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 셀 구동회로는 본 발명의 제1 실시 예와 비교하여 제2 TFT(NT22)의 특성을 N 타입으로 대체한 것을 제외하고 동일한 구성을 구비한다. 이러한 본 발명의 제2 실시 예에 다른 셀 구동회로는 제2 TFT(NT22)의 특성이 N 타입으로 대체함으로서 제2 선택신호 및 제2 선택신호라인을 제거할 수 있으며, 제2 TFT(NT22)의 게이트 단은 제1 선택신호(Sel) 및 제1 선택신호라인을 이용하여 구동할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 셀 구동회로는 도 8에 도시된 바와 같이 별도로 구성되는 두개의 구동회로 즉, 기준전압원(Vref)과 제1 선택신호(Sel)에 의하여 구동되며, 구동 방식은 본 발명의 제1 실시 예에서 제2 선택신호(EM)에 의해 구동되는 제2 TFT(PT22)와, 본 발명의 제2 실시 예에서 제1 선택신호(Sel)에 의해 구동되는 제2 TFT(NT22)가 동일하게 구동되게 된다. 따라서, 본 발명의 제2 실시 예에서 최종 전류값은 본 발명의 제1 실시 예에서의 최종 전류값(I_OLED)와 동일한 값을 가지게 되고, 결과적으로 본 발명의 제2 실시 예는 본 발명의 제1 실시 예와 동일한 효과를 가질 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 유기전계발광 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 유기전계발광 표시장치는 화상이 구현되는 화소(EL)와, 화소(EL)에 접속되어 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동회로(72)와, 스캔신호를 공급하는 스캔 구동회로(73)과, 기준전압(Vref)을 공급하는 공급라인과, 고전위 전압(VDD)을 공급하는 공급라인을 구비한다. 여기서 본 발명의 제3 실시 예에 따른 유기전계발광 표시장치는 제1 및 제2 선택신호(Sel1, Sel2)가 공급되는 두개의 스캔라인을 구비하고, 전단 게이트의 선택신호를 이용하여 구동 스위치(DT3)의 게이트 전압을 초기화 한다.
도 10은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 셀 구동회로를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 셀 구동회로는 고전위 전압원(VDD)과 기저전압원(GND) 사이에 접속된 발광 셀(OLED)과, 고전위 전압원(VDD)과 발광 셀(OLED) 사이에 접속된 구동 TFT(DT3)와, 고전위 전압원(VDD)과 구동 TFT(DT3)의 게이트 단 사이에 각각 병렬로 접속된 제1 TFT(PT31) 및 제2 TFT(PT32)와, 직류레벨로 구동되는 기준전압원(Vref)과, 기준전압원(Vref)과 데이터 구동부(Data) 사이에 접속된 제3 TFT(PT33)와, 제3 TFT(PT33)과 데이터 구동부(Data) 사이에 접속된 제4 TFT(PT34)와, 제4 TFT(PT34)와 데이터 구동부(Data) 사이에 접속된 제5 TFT(PT35)와, 제1 TFT(PT31)의 드레인 단과 구동 TFT(DT3)의 게이트 단으로 형성된 제1 노드(N31)와, 제3 TFT(PT33)의 드레인 단과 제2 TFT(PT32)의 드레인 단 및 제4 TFT(PT34)의 소오스 단으로 형성된 제2 노드(N32)와, 제1 노드(N31)와 제2 노드(N32)사이에 접속된 커패시터(Cs3)와, 제2 TFT(PT32)의 게이트 단에 접속되어 제1 선택신호(Sel1)를 공급하는 제1 선택신호라인과, 제1 TFT(PT31)와 제5 TFT(PT35)의 게이트 단에 접속되어 제2 선택신호(Sel2)를 공급하는 제2 선택신호라인과, 제3 TFT(PT33)의 게이트 단에 접속되어 제3 선택신호(EM)를 공급하는 제3 선택신호라인을 구비한다. 여기서, 제5 TFT(PT35)는 다이오드 결합형태의 TFT 소자이며, 제2 선택신호(Sel2)는 전단 게이트의 선택신호를 사용할 수 있으며, 별도의 구동회로를 구성하여 공급될 수 있다. 또한, 제1 TFT(PT31)와 제5 TFT(PT35)는 설계적으로 동일한 특성을 가지도록 형성한다. 그리고 데이터 전압(Vdata)은 비디오 데이터에 대응되는 데이터 구동부(Data)의 출력값이다. 제1 내지 제5 TFT(PT31 내지 PT35)는 P 타입 스위치소자로 형성된다.
이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 셀 구동회로의 동작을 도 11에 도시된 구동파형을 참조하여 상세히 살펴보기로 하자.
도 11을 참조하면, A 기간에서는 제1 선택신호(Sel1)의 로우 레벨이 제2 TFT(PT2)의 게이트 단에 공급됨에 따라 제2 TFT(PT2)가 턴-온되게 된다. 따라서, 고전위 전압원(VDD)의 전압이 제2 노드(N32)를 충전시키게 된다.
B 기간에서는 제2 선택신호(Sel2)의 로우 레벨이 제1 TFT(PT1) 및 제5 TFT(PT5)의 게이트 단에 각각 공급되어 제1 TFT(PT1) 및 제5 TFT(PT5)가 턴-온된다. 여기서, 제5 TFT(PT5)의 드레인 단에는 데이터 구동부(Data)로부터의 데이터 전압(Vdata)이 공급됨에 따라 제2 노드(N32)와 제4 TFT(PT4) 및 제5 TFT(PT5)는 전 류 패스가 형성됨으로써 제2 노드(N32)의 전압이 데이터 전압(Vdata) 및 제4 TFT(PT4)의 문턱전압의 합으로 형성되게 된다. 한편, 제1 TFT(PT1)가 턴-온 됨에따라 제1 노드(N31)는 고전위 전압원(VDD)에 의해 충전된다. 따라서, 커패시터(Cs3)에 걸리는 전압은 다음 수학식 5를 만족하게 된다.
Vcs3 = VDD - (Vdata + Vth5)
여기서, Vcs3은 커패시터 양단에 걸리는 전압, VDD는 고전위 전압원의 전압, Vdata는 데이터 전압, Vth5는 제5 TFT(PT5)의 문턱전압을 지시한다.
C 기간에서는 제2 선택신호(Sel2)가 하이 레벨로 천이되고, 제3 선택신호(EM)가 로우 레벨로 천이됨으로서, 제2 TFT(PT2)는 턴-오프되고 제3 TFT(PT3)는 턴-온된다. 제3 TFT(PT3)가 턴-온됨에 따라 기준전압원(Vref)의 전압이 제2 노드(N32)를 충전하게 된다. 한편, 제1 노드(N31)의 전압은 제2 노드(N32)의 전압과 커패시터(Vcs3)의 전압의 합이 됨으로 수학식 6을 만족하게 된다.
Vn31 = Vref + Vcs
여기서, Vn31은 제1 노드에 걸리는 전압, Vref는 제2 노드의 전압 및 기준전압원의 전압, Vcs는 커패시터에 걸리는 전압을 지시한다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 셀 구동회로에서는 제1 TFT(PT1)와 제4 TFT(PT4)의 소자 특성을 설계적으로 동일하게 설계하게 됨으로 발광 셀(I_OLED)에 흐르는 전류는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 셀 구동회로와 동일한 값을 가지게 된다. 따라서, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 셀 구동회로는 구동 TFT(DT3)의 소자특성 및 고전위 전압원(VDD)의 공급라인에 의한 IR 드롭에 관계없이 일정한 값을 유지하게 된다. 또한, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 셀 구동회로는 제2 TFT(PT2)를 이용하여 제2 노드(N32)의 전압을 초기화 하게 됨으로 기준전압원(Vref)을 직류레벨로 구동할 수 있게 된다. 이에 따라, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 셀 구동회로는 기준전압원(Vref)을 직류레벨로 구동함으로써 구동회로를 단순화할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 셀 구동회로는 구동 TFT 소자의 특성 및 고전위 전압원의 공급라인에 의한 전력 소모와 관계없이 발광 셀을 구동함으로써 발광 셀에 공급되는 구동전류를 일정하게 유지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 셀 구동회로는 종래의 EL 표시장치에서 발생하는 줄무늬 현상을 방지할 수 있을 뿐만아니라 셀을 안정적으로 구동할 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (17)

  1. 다수의 컬럼라인과;
    상기 다수의 컬럼라인과 교차하고 제1 스캔신호가 공급되는 다수의 제1 로우라인과;
    상기 다수의 컬럼라인과 교차하고 상기 제1 스캔신호보다 늦은 제2 스캔신호가 공급되는 다수의 제2 로우라인과;
    상기 컬럼라인과 상기 제1 및 제2의 로우라인에 의해 정의되는 화소영역들에 형성되는 유기발광소자들과;
    고전위 전압원과 상기 유기발광소자 사이에 접속되어 상기 유기발광소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 스위치와;
    상기 구동 스위치를 제어하는 적어도 두 개 이상의 스위치들을 구비하고,
    상기 스위치 중 적어도 하나의 문턱전압은 상기 구동 스위치의 문턱전압과 상쇄되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스캔 신호는 하나의 구동회로로 구동되며 역위상인 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치들은
    상기 고전위 전압원과 상기 구동스위치의 게이트 단 사이에 접속되고 제1 스캔신호를 공급받는 제1 스위치와;
    기준전압원과 컬럼라인 사이에 접속되고 제2 스캔신호를 공급받는 제2 스위치와;
    제2 스위치와 컬럼라인 사이에 접속되고 제1 스캔신호를 공급받는 제3 스위치와;
    상기 제2 스위치와 제3 스위치사이에 접속되고 게이트 단과 드레인 단이 연결된 제3 스위치와;
    상기 제2 스위치의 드레인 단과 상기 구동 스위치 게이트 단 사이에 접속되는 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기준전압원은
    하이 레벨이 상기 컬럼라인에 공급되는 데이터전압의 최대값과 제4 스위치의 문턱전압보다 크게 형성되는 펄스신호인 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제4 스위치의 소자 특성은 상기 구동 스위치의 소자 특성과 동일한 것 을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  6. 다수의 컬럼라인과;
    상기 다수의 컬럼라인과 교차하고 제1 스캔신호가 공급되는 다수의 제1 로우라인과;
    상기 다수의 컬럼라인과 교차하고 상기 제1 스캔신호보다 늦은 제2 스캔신호가 공급되는 다수의 제2 로우라인과;
    상기 다수의 컬럼라인과 교차하고 상기 제1 스캔신호 및 제2 스캔신호가 공급되는 기간을 제외한 기간에 제3 스캔신호가 공급되는 다수의 제3 라인과;
    상기 컬럼라인과 상기 제1 및 제2 로우라인과 제3 라인에 의해 정의되는 화소영역들에 형성되는 유기발광소자들과;
    고전위 전압원과 상기 유기발광소자 사이에 접속되어 상기 유기발광소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 스위치와;
    상기 구동 스위치를 제어하는 적어도 두 개 이상의 스위치들을 구비하고,
    상기 스위치 중 적어도 하나의 문턱전압은 상기 구동 스위치의 문턱전압과 상쇄되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 스캔신호는
    전단 로우라인으로부터 공급되는 것을 특징으로 유기전계발광 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치들은
    상기 고전위 전압원과 상기 구동스위치의 게이트 단 사이에 접속되고 제2 스캔신호를 공급받는 제1 스위치와;
    상기 제1 스위치와 병렬로 접속되고 제1 스캔신호를 공급받는 제2 스위치와;
    제1 스위치의 드레인 단과 제2 스위치의 드레인 단 사이에 접속되는 커패시터와;
    기준전압원과 컬럼라인 사이에 접속되고 제3 스캔신호를 공급받는 제3 스위치와;
    제3 스위치와 컬럼라인 사이에 접속되고 제2 스캔신호를 공급받는 제4 스위치와;
    상기 제3 스위치와 제4 스위치 사이에 접속되고 게이트 단과 드레인 단이 연결된 제5 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기준전압원은
    상기 제2 스위치의 드레인 단에 형성되는 전압을 초기화하는 직류레벨 신호인 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제5 스위치의 소자 특성은 상기 구동 스위치의 소자 특성과 동일한 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  11. 다수의 컬럼라인과;
    상기 다수의 컬럼라인과 교차하고 제1 스캔신호가 공급되는 다수의 제1 로우라인과;
    상기 컬럼라인과 상기 제1 로우라인에 의해 정의되는 화소영역들에 형성되는 유기발광소자들과;
    고전위 전압원과 상기 유기발광소자 사이에 접속되어 상기 유기발광소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 스위치와;
    상기 구동 스위치를 제어하는 적어도 두 개 이상의 스위치들을 구비하고,
    상기 스위치 중 적어도 하나의 문턱전압은 상기 구동 스위치의 문턱전압과 상쇄되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 스위치들은
    상기 고전위 전압원과 상기 구동스위치의 게이트 단 사이에 접속되고 제1 스캔신호를 공급받는 제1 스위치와;
    기준전압원과 컬럼라인 사이에 접속되고 제1 스캔신호를 공급받는 제2 스위 치와;
    제2 스위치와 컬럼라인 사이에 접속되고 제1 스캔신호를 공급받는 제3 스위치와;
    상기 제2 스위치와 제3 스위치사이에 접속되고 게이트 단과 드레인 단이 연결된 제4 스위치와;
    상기 제2 스위치의 드레인 단과 상기 구동 스위치 게이트 단 사이에 접속되는 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제3 스위치를 제외한 스위치는 P 타입으로 형성되며
    상기 제3 스위치는 N 타입으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 기준전압원은
    하이 레벨이 상기 컬럼라인에 공급되는 데이터전압의 최대값과 제4 스위치의 문턱전압보다 크게 형성되는 펄스신호인 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제4 스위치의 소자 특성은 상기 구동 스위치의 소자 특성과 동일한 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  16. 구동 스위치의 제어에 따른 전류신호를 입력받아 화상을 표시하는 유기전계발광 표시장치의 구동방법에 있어서,
    상기 전류신호를 발생하기 위한 기준전압을 발생하는 단계와,
    상기 구동 스위치의 문턱전압을 보상하는 단계와;
    상기 기준전압을 이용하여 데이터에 대응되는 상기 전류신호를 발생하고 상기 표시패널에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치의 구동방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 구동 스위치의 문턱전압을 보상하는 단계는
    상기 구동 스위치의 문턱전압과 동일한 문턱전압을 가지는 스위치를 이용하여 상기 구동 스위치의 문턱전압을 상쇄하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치의 구동방법.
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