KR20060093054A - 유기 ｅｌ 표시 장치 및 그 장치의 구동방법 - Google Patents

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KR20060093054A
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타카토시 오노다
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후지 덴키 홀딩스 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 목적은, 발광에 기여하지 않는 충방전을 방지하여, 전력소비를 감소시키는 유기 EL 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 유기 EL 표시 장치는 복수의 제1 전극 소자(32), 제1 전극을 가로지르는 복수의 제2 전극 소자(34)와, 상기 제1 및 제2 전극 소자에 의해 끼워지는 유기 발광층과, 제1 전극 소자를 통하여 발광전류를 통과시키는 제2 구동 유닛(20)과, 제2 전극 소자를 접지에 연결하여 발광 전류를 통과시키며, 제2 전원(44)에 접속하여 발광 전류를 흐르지 않게 하는 제2 구동 유닛(40)을 포함한다. 제2 전원의 전압은 제1 구동 유닛으로부터의 발광 전류의 출력의 전압 파형에 동기하여 변화하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기 ＥＬ 표시 장치 및 그 장치의 구동방법{ORGANIC EL DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE DEVICE}
도 1은, 본 발명에 따르는 일실시예의 유기 EL 표시 장치의 구조 일부를 나타내는 회로도로서, 선택된 기간 동안의 중간단계에서의 스위치 상태를 나타낸다.
도 2는, 본 발명에 따르는 일실시예의 유기 EL 표시 장치의 구조 일부를 나타내는 회로도로서, 도 1의 상태 이후의 스위치의 상태를 나타낸다.
도 3은, 본 발명에 따르는 일실시예의 유기 EL 표시 장치의 구조 일부를 나타내는 회로도로서, 도 2의 상태 이후의 스위치 상태를 나타낸다.
도 4는, 본 발명에 따르는 일실시예의 유기 EL 표시 장치의 구조 일부를 나타내는 회로도로서, 도 3의 상태 이후의 스위치 상태를 나타낸다.
도 5는, 본 발명에 따르는 일실시예의 유기 EL 표시 장치의 전압 파형을 나타내는 타이밍도이다.
도 6은, 본 발명에 따르는 일실시예의 유기 EL 표시 장치의 구조를 나타낸다.
도 7은, 본 발명에 따르는 일실시예의 유기 EL 표시 장치의 구조를 나타낸다.
도 8은, 통상적인 패시브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치의 전극 구조의 일예 를 나타낸다.
도 9는, 비교예로서 유기 EL 표시 장치의 구조 일부를 나타내는 회로도이며, 선택된 기간 동안의 중간 단계의 스위치 상태를 나타낸다.
도 10은, 비교예로서의 유기 EL 표시 장치의 구조 일부를 나타내는 회로도로서, 도 9의 상태 이후의 스위치의 상태를 나타낸다.
도 11은, 비교예인 유기 EL 표시 장치의 구조 일부를 나타내는 회로도로서, 도 10의 상태 이후의 스위치의 상태를 나타낸다.
도 12는, 비교예인 유기 EL 표시 장치의 구조 일부를 나타내는 회로도로서, 도 11의 상태 이후의 스위치의 상태를 나타낸다.
* 부호의 설명
10 유기 EL 표시 장치
20 제1 구동 유닛
22, 42 스위치
24 디스플레이 전류원
26, 46 접지
30 발광 소자
32 데이터 전극 소자
34 스캐닝 전극 소자
40 제2 구동 유닛
44 가변 전압 전원
52, 54 전압 파형 제어수단
본 출원은 일본 출원 제2005-041670호의 우선권 주장 출원으로서, 상기 개시 내용은 본원 명세서에 참조로서 병합된다.
본원 발명은 유기 EL 표시 장치와 상기 장치의 구동 방법에 관한 것으로서, 특히 휘도를 증강시키며 전력 소비를 저감시킬 수 있는 패시브 매트릭스형(passive matrix type) 유기 EL 표시 장치와 이러한 장치를 구동하는 방법에 관한 것이다.
유기 EL 표시 장치는 자기 발광성이므로 시인성이 높고 저전압 구동능력을 가진다. 따라서, 실용화를 위한 연구가 활발하게 행해지고 있다. 유기 EL 표시 장치의 화소 각각을 구성하는 공지된 유기 EL 발광 소자는 투명 기판상에 형성된 투명 도전성 막(conductive film)의 애노드와, 정공수송층(hole transport layer) 및 발광층으로 구성되는 유기층(2층 구조의 유기층)을 포함한다. 다른 공지된 구조에서는, 유기층은 3개의 층으로 구성된다: 정공수송층, 발광층 및 전자수송층.
유기 EL 발광 소자의 발광 메카니즘은 이하와 같다고 생각된다. 캐소드로부터 주입된 전자와 애노드로부터 주입된 정공이 발광층의 형광 색소 분자 내에서 여기자(exciton)를 생성한다. 여기자의 복사 재결합 과정 동안 발광이 일어난다. 발생된 빛은 투명 도전막의 애노드와 투명 기판을 통하여 방사된다.
도 8에 나타낸 바와 같은 패시브 매트릭스형(단순 매트릭스형) 표시 장치는 유기 EL 발광소자를 이용하는 표시 장치중의 하나이다. 패시브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치는 투명 기판상에 복수의 애노드 소자와, 애노드 소자에 수직인 복수의 캐소드 소자와, 이들 전극 소자 사이에 끼워지는 유기 발광층을 포함하는 유기층을 구비한다. 각 화소는 애노드 소자와 캐소드 소자의 교차점에서 형성된다. 복수개의 화소가 배열되어 표시 영역을 형성한다. 애노드와 캐소드 소자는 표시 영역으로부터 기판의 주변으로 연장하여 형성된다. 상기 연장된 부분은 드라이버 회로에 연결되는 접속부이다. 이들 접속부는 외부 드라이버 회로에 접속되어 유기 EL 표시 장치를 구성한다. 최근, 유기 EL 발광 장치의 빠른 발광 응답 속도를 이용하는 고정밀 컬러의 패시브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치에 대한 연구가 진행되고 있다. 유기 EL 디스플레이는 풀 컬러 디스플레이(full color display)나 동영상 표시라고 하는 고품질 표시를 정보기기의 다양한 응용 분야에서 저비용으로 달성하도록 기대가 높아지고 있다.
상술한 바와 같이, 유기 EL 발광 장치는 전류 주입에 의한 발광을 이용하는 장치이며, 액정 표시 장치와 같은 전계 구동형 장치에서보다 더 큰 전류를 제어하는 드라이버 회로와, 큰 전류를 흐르게 하는 애노드와 캐소드를 필요로 한다. 패시브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치의 전극에 있어서, 애노드는 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 납 산화물 또는 주석 산화물과 같은 투명 도전성 금속 산화물로 만들어지며, 캐소드는 알루미늄 합금 또는 마그네슘 합금과 같은 낮은 일함수 금속으로 만들어진다.
특허 문헌 1(일본 특허 공개 평09-232074호)은 패시브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치의 구동과 관련된 전력 소비를 감소시키기 위한 기술을 개시하고 있다.
표시 영역 내에 X x Y 화소를 가지는 패시브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치는, 애노드와 캐소드를 합쳐 X+Y 개의 전극에 의해 표시 영역 내의 모든 화소를 구동하여야 한다. 결과적으로, 스캐닝 구동에서 드라이버 회로에 의해 선택된 화소 이외의 화소도 선택된 화소에 연결된 전극(예컨대, 애노드)의 전위의 영향을 받는다.
구체적으로는, 한번에 하나의 전극 소자가 선택된 스캐닝 전극 소자를 캐소드로 하고, 스캐닝 전극 소자와 교차하는 방향의 데이터 전극 소자를 애노드로 하는 경우에 있어서, 패시브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치는 스위칭 소자에 의해 전극 소자의 접속점을 변환하는 푸시-풀형(push-pull type) 드라이버 회로에 의해 구동된다. 이러한 경우, 스캐닝 전극 소자(캐소드) 중의 하나가 선택되어 스위칭 소자에 의해 접지에 접속된다. 이 선택된 스캐닝 전극 소자와, 스위칭 소자에 의해 표시 전류원에 접속된 데이터 전극 소자(애노드)에 의해 유기 EL 발광 소자에 발광을 위한 전압(순방향 전압)이 인가된다. 선택되지 않은 스캐닝 전극 소자는 스위칭 소자에 의해 바이어스 전원에 접속된다. 선택되지 않은 스캐닝 전극 소자와, 스위칭 소자에 의해 접지에 접속된 데이터 전극 소자에 의해, 선택되지 않은 스캐닝 전극 소자의 유기 EL 발광 소자에 역 바이어스 전압이 인가된다. 선택된 스캐닝 전극 소자 내에서 표시가 실현된 이후에, 선택된 전극 소자는 순차 스위칭된다. 전극 소자 사이에 삽입된 유기 발광층이 있는 구조를 가지는 유기 EL 발광소자는 다이오드 성분에 병렬로 큰 커패시터 성분을 가진다. 큰 커패시터 성분에 대한 순 방향 및 역바이어스 전압에 의한 충전 및 방전이 선택된 스캐닝 전극 소자의 스위칭마다 행해진다.
이하에서는, 충전 및 방전에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 표시 동작중인 패시브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치에 있어서, 임의의 스캐닝 전극 소자가 특정 기간 동안 선택되며, 다른 스캐닝 전극 소자는 이 기간 동안에는 선택되지 않는다. 상기 기간의 거의 대부분에 걸쳐서, 선택되지 않은 스캐닝 전극 소자에 의해 구동된 유기 EL 발광 소자에는 역 바이어스 전압이 인가된다. 이것은, 스위칭 소자가, 데이터 전극 소자를 접지 전위로, 선택된 스캐닝 전극 소자를 접지 전위로, 그리고 선택되지 않은 스캐닝 전극소자를 전원 전위로 설정하도록 제어되기 때문이다. 이 기간 동안, 데이터 전극 소자는 유기 EL 발광소자가 점등되도록 전원 전위에 접속되며, 발광 전류는 선택된 스캐닝 전극 소자에 접속되는 유기 EL 발광 소자에 흐르게 된다. 이때, 유기 EL 발광 소자의 커패시터 성분이 충전되고, 이와 동시에 선택되지 않은 스캐닝 전극 소자에 접속되는 유기 EL 발광 소자도 또한 역 바이어스 전압에 의해 충전된다. 결과적으로, 점등될 유기 EL 발광 소자에 대하여 전하가 충분히 공급되지 않게 된다는 문제가 발생한다. 만약 애노드 소자에 전하를 공급하기 위한 드라이버 회로가 정전류(constant current)형이라면, 충전 과정은 시간이 더 소요되며, 그동안은 원하는 휘도를 달성할 수 없어, 평균 휘도가 저하된다. 따라서, 정전류의 크기가 고도로 설정되어, 원하는 평균 휘도를 보장하게 된다. 상기 유기 EL 발광 소자는 전류 효율이 저하하여, 전력 소비의 증가하고 구동 수명이 단축되게 된다. 뿐만 아니라, 선택된 스캐닝 전극 소자의 스위칭마다의 충, 방전으로 인한 전력 손실을 무시할 수 없다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 특허 문헌 1은 캐소드 리셋 방법을 개시하고 있다. 이 방법은, 선택된 스캐닝 전극 소자(캐소드 소자)를 다음의 것으로 스위칭하는 과정에서, 우선, 모든 스캐닝 전극 소자는 일단 접지 전위에 있는 전원에 연결된다. 이것에 의해, 이어서 선택된 스캐닝 전극 소자는 다른 스캐닝 전극 소자를 통하여 전하가 공급되어, 점등 전에 일정량의 전하를 축적한다. 그러나, 상기 캐소드 리셋 방법에서는, 대량의 돌입 전류가 일제히 선택되지 않은 스캐닝 전극 소자로부터 점등 유기 EL 발광 소자로 흘러들어, 드라이버 IC 상에 부하가 크게 걸린다고 하는 문제를 일으킨다. 또한, 상기 캐소드 리셋 방법에서는, 스캐닝 전극 소자의 전원 전위가 데이터 전극 애노드 소자의 전원 전위보다 낮게 설정되어, 화소에서의 발광을 막을 정도로 되어야 한다.
본 발명은, 선택되지 않은 화소로의 전하 공급을 감소시켜, 전력 소비를 낮게 억제하면서 점등 화소의 휘도를 증강시키는 유기 EL 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본원 발명은 스트라이프 형상으로 배열된 복수의 제1 전극 소자; 상기 제1 전극 소자와 교차하는 방향으로 스트라이프 형상으로 배열되어, 각 교차점이 화소를 형성하는 복수의 제2 전극 소자; 상기 제1 전극 소자와 제2 전극 소자 사이에 끼워지는 유기 발광층; 상기 제1 전극 소자 를 통하여 표시 패턴에 대응하는 발광 전류를 흐르게 하는 제1 구동 유닛; 상기 제2 전극 소자에 접속되며, 상기 제 1 구동 유닛에 의해 발광전류가 흐르게 되는 화소에 대응하는 제2 전극 소자 중 하나를 선택하고, 선택된 제2 전극 소자를 접지 또는 상기 제1 구동 유닛과 협력하여 발광전류를 흐르게 하는 제1 전원에 연결하며, 선택되지 않은 제2 전극 소자를 제2 전원에 접속하여 발광 전류가 흐르는 것을 방지하는 제2 구동 유닛을 포함하는 유기 EL 표시 장치로서, 상기 제2 전원의 전압이 상기 제1 구동 유닛으로부터의 발광 전류의 출력 전압 파형과 동기하여 변화하는 유기 EL 표시 장치를 제공한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 스트라이프 형상으로 배열된 복수의 제1 전극 소자; 상기 제1 전극 소자와 교차하는 방향으로 스트라이프 형상으로 배열되어 각 교차점이 화소를 형성하는 복수의 제2 전극 소자; 상기 제1 전극 소자와 제2 전극 소자 사이에 끼워진 유기 발광층; 상기 제1 전극 소자를 통하여 표시 패턴에 대응하는 발광전류를 흐르게 하는 제1 구동 유닛; 상기 제2 전극 소자에 접속되고, 상기 제1 구동 유닛에 의해 발광 전류가 흐르게 되는 화소에 대응하는 제2 전극 소자 중 하나를 선택하고, 선택된 제2 전극 소자를 접지 또는 상기 제1 구동유닛과 협력하여 발광 전류를 흐르게 하는 제1 전원에 연결하며, 선택되지 않은 제2 전극 소자를 제2 전원에 연결하여 발광 전류가 흐르는 것을 방지하는 제2 구동 유닛을 포함하는 유기 EL 표시 장치를 구동하는 방법으로서, 상기 방법은: 제2 전극 소자 중 하나를 선택하고, 제1 전원 또는 접지에 전기적으로 접속하는 단계; 이어서, 제1 구동 유닛에 의해, 선택된 제2 전극 소자에 접속되는 유기 EL 발광 소자 로 제1 전극 소자를 통하여 발광 전류를 출력하고 나서 발광 전류를 정지시키는 단계; 이어서, 상기 제1 전원 또는 접지로부터 선택된 전극 소자를 분리하는 단계; 및 상기 제1 전원 또는 접지에 선택되지 않은 제2 전극 소자를 전기적으로 접속하는 단계를 포함하며, 상기 제2 전원의 전압이 상기 제1 구동 유닛으로부터의 발광 전류의 출력 전압 파형과 동기하여 변화되는 유기 EL 표시 장치의 구동 방법을 제공한다.
본 발명은 제 1 구동 유닛의 전압 파형과 동기하여 제2 전원의 전압을 변화시킴으로써, 역 바이어스 전압으로 인한 선택되지 않은 화소내의 충전량을 감소시켜, 점등 화소에의 전하 공급이 효과적으로 행해질 수 있어, 휘도의 증강 및 전력 소비의 감소가 패시브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치에서 얻어질 수 있다.
(제1 실시형태)
도 1 내지 도 4는, 본 발명에 따르는 일실시예의 유기 EL 표시 장치(10)의 구조 일부를 나타내는 도면이다. 도면에서는, 스캐닝 전극 소자가 선택되어 다른 스캐닝 전극 소자로 스위칭될 때 화소에 걸리는 전압과 화소를 통하는 전류를 나타낸다. 도면은 표시 장치 일부를 구성하는 2x2 유기 EL 발광소자(3011, 3012, 3021, 3022)에 관한 유기 EL 표시 장치(10)의 작동을 도시하고 있다. 유기 EL 표시 장치(10)에는 데이터 전극 소자(제1 전극 소자)(321, 322)와 스캐닝 전극 소자(제2 전극 소자)(341, 342)가 설치되어 있다. 각각의 전극 소자는 푸시-풀형 동작을 수행하는 스위칭 소자에 접속된다. 스위칭 소자의 작동은 스위치(221, 222, 421, 422)에 의해 등가로 표현된다. 상기 스위치(221, 222)는 표시 전류원(241, 242)에의 접속과 접지(26)에의 접속 사이에서 데이터 전극 소자(321, 322)의 스위칭을 실행한다. 스위치(421, 422)는 접지(46) 또는 접지 대신에 사용된 제1 전원과의 접속과, 제2 전원인 가변 전압 전원(44)에의 접속 사이에서 스캐닝 전극 소자(341, 342)의 스위칭을 수행한다. 스캐닝 전극 소자가 선택될 때에는, 스캐닝 전극 소자는 접지(46)에 접속되고, 스캐닝 전극 소자가 선택되지 않을 때에는, 스캐닝 전극 소자는 가변 전압 전원(44)에 접속된다. 스위치(221, 222)는 제1 구동 유닛(20)을 구성하고, 스위치(421, 422)와 가변 전압 전원(44)은 제2 구동 유닛(40)을 구성한다. 본 실시예의 이러한 형태는, 예컨대 80 x 60도트의 화소수와 0.33 x 0.33mm의 화소 피치를 가진 유기 EL 표시 패널에 적용될 수 있다. 제1 구동 유닛(20)과 제2 구동 유닛(40)은 전극에 대한 최대 전압이 15V가 되는 드라이버 IC 또는 전원 회로를 사용하여 실현될 수 있다. 제1 구동 유닛(20)의 스위칭 소자의 고전위 측은, 예컨대 최대 15V의 전압을 공급하는 100㎂의 정전류 동작 회로일 수 있다.
본 발명의 실시형태의 유기 EL 표시 장치(10)에서, 스캐닝 전극 소자(341 ,342)측의 스위칭 소자에 공급된 가변 전압 전원(44)의 전압(Vs)은 점등 화소의 데이터 전극 소자(321, 322)의 전위 변화에 동기하여 변화된다. 전원 전압(Vs)을 데이 터 전극 소자(321, 322)와 동일한 전위로 추종시키면, 불필요한 충방전이 선택되지 않은 스캐닝 전극 소자(도 1의 도시예에서 스캐닝 전극 소자(342))에 접속되는 화소에서 발생하지 않는다. 따라서, 선택된 스캐닝 전극 소자(도 1의 스캐닝 전극 소자(341))에 접속되는 유기 EL 발광 소자(3011, 3012)로 유효한 전력 공급이 수행된다. 그리하여, 불필요한 충방전을 피하게 되어 전력 소비가 낮은 수준으로 억제된다.
본 실시형태의 유기 EL 표시 장치(10)에서, 스위치(221, 222)는 스캐닝 전극 소자(341, 342)의 어느 하나가 선택된 때의 기간 동안 동작한다. 데이터 전극 소자(321, 322)는 선택된 기간 중 발광 기간 내에서만 스위치(221, 222)를 통하여 표시 전류원(241, 242)에 접속된다. 따라서, 본원 발명에 있어서 스위치(421, 422)에 의한 스캐닝 전극 소자 사이의 스위칭 순간에, 데이터 전극 소자(321, 322)가 스위치(221, 222)에 의해 접지(26)에 접속된다.
가변 전압 전원(44)의 전압(Vs)은 본 실시예에 한정되지 않는다. 데이터 전극측에서의 스위칭 소자의 저전위측은 접지전위에 한정되는 것이 아니라 다른 전위일 수 있다.
도 5는 가변 전압 전원(44)의 전압, 스캐닝 전극 소자(34)의 전압, 및 데이터 전극 소자(32)의 전압을 스캐닝 전극 소자(341)가 선택된 기간(SP1)과, 스캐닝 전극 소자(342)가 선택된 기간(SP2)에 걸쳐 나타내는 타이밍도이다. 도 5는 가변 전 압 전원(44)의 전압(VSso)(도 5a), 스캐닝 전극 소자(341)의 전압(Vs1)(도 5b), 스캐닝 전극 소자(342)의 전압(Vs2)(도 5c), 데이터 전극 소자(321)의 전압(Vd1)(도 5d), 및 데이터 전극 소자(322)의 전압(Vd2)(도 5e)을 공통 시간축에 대하여 나타낸다.
본 발명의 실시예가 도 1 내지 도 4의 스위칭 상태와 도 5의 타이밍도와 관련하여 설명된다.
도 1에서 스위치는 도 5의 기간(SP1) 내에서 중간 기간의 상태에 있다. 이 기간에서 스캐닝 전극 소자(341)가 선택되고, 즉 스캐닝 전극 소자(341)가 스위치(421)에 의해 접지(46)에 접속된다. 스캐닝 전극 소자(342)는 선택되지 않고, 즉, 스캐닝 전극 소자(342)는 스위치(422)에 의해 가변 전압 전원(44)에 접속된다. 데이터 전극 소자(321, 322)는 스위치(221, 222)에 의해 표시 전류원(241, 242)에 접속된다.
스위치의 이러한 상태에서, 스캐닝 전극 소자(341)에 접속되는 화소의 유기 EL 발광 소자(3011, 3012)가 발광하며, 스캐닝 전극 소자(342)에 접속되는 화소의 유기 EL 발광 소자(3021, 3022)는 발광하지 않는다. 본 실시예의 이러한 형태에서, 가변 전압 전원(44)은 스위치(22)의 동작에 동기하여 변하는 전압(Vsso)을 출력한다. 전압(Vsso)의 파형은 상승 단계의 지연을 나타내며, 그것은 커패시터 성분을 충전하는 표시 전류원(24)의 전압 파형을 추종한다는 것을 반영한다.
도 1에서, 선택된 스캐닝 전극 소자(341)를 가로지르는 모든 데이터 전극 소자는 정전류 구동 상태에 있으며, 이들 전극 소자에 접속되는 유기 EL 발광 소자가 점등된다. 이때, 선택되지 않은 스캐닝 전극 소자를 따르는 스위칭 소자에 접속되는 가변 전압 전원(44)은 데이터 전극 소자의 전위를 추종하는 전위로 설정된다. 그래서, 선택되지 않은 스캐닝 전극 소자 상의 화소를 가로지르는 전압이 0 V로 유지된다. 그리하여, 이러한 상태에서 선택되지 않은 스캐닝 전극 소자상의 화소에 대한 충방전이 발생하지 않으며, 데이터 전극 소자에 공급된 전력은 발광소자를 점등하는데 전부 이용된다.
도 2의 상태는 도 1의 상태에 이어서 실현되며 도 5에서의 기간(SP1")동안의 상태이다. 이러한 경우, 스캐닝 전극 소지(341)가 계속하여 선택되고, 즉 스캐닝 전극 소자(341)는 스위치(421)에 의해 접지(46)에 접속된다. 스캐닝 전극 소자(342)는 선택되지 않으며, 즉, 스캐닝 전극 소자(342)가 스위치(422)에 의해 가변 전압 전원(44)에 접속된다. 데이터 전극 소자(321, 322)는 스위치(221, 222)에 의해 접지(26)에 접속된다.
스위치의 이러한 상태에서, 유기 EL 발광 소자(3011, 3012, 3021, 3022)는 모두 발광하지 않으며, 순방향 전압도 역바이어스 전압도 인가되지 않는다.
도 1의 상태로부터 도 2의 상태로의 천이에서, 가변 전압 전원(44)의 전압은 데이터 전극 소자(321, 322)의 전위 저하에 동기하여 저하된다. 이러한 동작으로 인하여, 선택되지 않은 스캐닝 전극 소자(342)에 접속되는 유기 EL 발광 소자(3021, 3022)에서 전하의 이동이 일어나지 않는다. 따라서, 발광에 기여하지 않는 전하 이동은 피할 수 있게 된다.
도 3에서의 스위치 상태는 도 2 상태에 이어서 실현되며, 도 5의 기간(SP2') 동안의 상태에 있다. 이러한 경우, 스캐닝 전극 소자(341)가 선택되지 않고, 즉 스캐닝 전극 소자(341)가 스위치(421)에 의해 가변 전압 전원(44)에 연결된다. 스캐닝 전극 소자(341) 대신에, 스캐닝 전극 소자(342)가 선택되지 않으며, 즉 스캐닝 전극 소자(342)는 스위치(422)에 의해 접지(46)에 접속된다. 데이터 전극 소자(321, 322)는 스위치(221, 222)에 의해 접지(26)에 접속된다.
도 2에서와 유사하게 스위치의 이러한 상태에서도, 유기 EL 발광 소자(3011, 3012, 3021, 3022)는 모두 발광하지 않으며, 순방향 전압도 역바이어스 전압도 인가되지 않는다. 도 3에서도 가변 전압 전원(44)의 전압은 데이터 전극 소자(321, 322)의 전압과 동일하기 때문에, 유기 EL 발광 소자(3011, 3012, 3021, 3022)에 대한 충방전은 일어나지 않는다.
도 4에서의 스위치의 상태는, 도 3의 상태에 이어 실현되며, 도 5에서의 기간(SP2) 내 중간기간의 상태에 있다. 이러한 상태에서, 스캐닝 전극 소자(341)는 도 3과 같이 계속하여 선택되지 않으며, 즉, 스캐닝 전극 소자(341)가 스위치(421)에 의해 가변 전압 전원(44)에 접속된다. 스캐닝 전극 소자(342)가 선택되며, 즉 스캐닝 전극 소자(342)가 스위치(422)에 의해 접지(46)에 접속된다. 데이터 전극 소자(321)는 스위치(221)에 의해 표시 전류원(241)에 접속되며, 데이터 전극 소자(322)는 스위치(222)에 의해 접지(26)에 접속된다.
스위치의 이러한 상태에서, 유기 EL 발광 소자(3011, 3012, 3022)는 발광하지 않으며, 유기 EL 발광소자(3021)가 발광한다. 유기 EL 발광 소자(3021)는 순방향 전압(Vd)을 받는다. 유기 EL 발광 소자(3012)는 역바이어스 전압(-Vs)을 받는다. 도 1과 유사하게, 도 4에서는 점등될 화소에 연결된 데이터 전극 소자는 정전류로 구동된다. 도 3으로부터 도 4로의 천이(transition)에서, 가변 전압 전원의 전압은 점등될 데이터 전극 소자에 추종하도록 설정된다. 추종시킬 대상으로 될 데이터 전극은 반드시 특정 데이터 전극일 필요는 없지만, 정전류 구동을 행하는 복수의 데이터 전극 소자 중의 하나일 수 있다. 제1 구동 유닛(20)이 드라이버 IC에 의해 실현될 때, 드라이버 IC의 스위칭 상태가 모니터링되며, 상기 모니터링된 상태에 따라서, 스캐닝 전극 소자의 스위칭 소자에 연결된 가변 전압 전원(44)의 전압이 변 화될 수 있다.
선택되지 않은 스캐닝 전극 소자의 스위칭 소자에 연결되는 전원의 전압을 데이터 전극 소자의 전위에 추종하도록 설정함으로써, 선택되지 않은 화소를 가로지르는 전압을 0으로 유지할 수 있으며, 역 바이어스 전압이 인가된 화소의 수를 감소시킬 수 있다. 따라서, 소비전력이 저감된 유기 EL 표시 장치가 제공된다.
(제2 실시형태)
도 6은, 본 발명에 따르는 다른 실시예의 유기 EL 표시 장치의 구조를 나타낸다. 본 실시예에서, 점등될 유기 EL 발광 소자에 접속되는 제1 전극 소자의 전압 파형이 모니터링되어 제2 전원인 가변 전압 전원(44)을 제어한다.
본 실시예에서, 표시 전류원(24)의 전압 변동(Vd)과 가변 전압 전원(44)의 전압 변동(Vs)을 일치시킨다. 따라서, 본 실시예에는 점등될 화소에 연결되는 데이터 전극 소자의 파형을 모니터링하고, 이것에 가변 전압 전원(44)의 전압 파형이 일치되도록 제어하는 제어신호를 발생하는 제어수단(52)이 설치된다. 만약, 전압(Vs)가 전압(Vd)와 완전히 동일하다면, 역 바이어스 전압은 도 1의 유기 EL 발광 소자(3021, 3022) 및 도 4의 유기 EL 발광 소자(3011)에 대하여 0이 될 수 있다. 정전류 구동 상태가 아닌 데이터 전극 소자에 대해서는 도 4의 유기 발광 소자(3012)와 같이, 유기 EL 발광 소자에는 역 바이어스 전압(-Vg)이 인가된다.
(제3 실시형태)
도 7은 본 발명에 따르는 제3 실시형태의 유기 EL 표시 장치의 구조를 나타 낸다. 본 실시예에서, 제2 전원인 가변 전압 전원(44)이 표시 전류원(24)으로부터의 전류에 따라서 제어된다.
본 실시예는 표시 전류원(24)이 정전류원인 경우에, 부하 구동과 관련된 전압 상승 지연의 파형(도 5)이 전류원(24)의 출력 전류값으로부터 결정될 수 있다는 사실을 이용한다. 그럼으로써, 가변 전압 전원(44)의 전압(Vs)의 파형은 표시 전류원(24)의 전압(Vd)의 파형과 일치시킬 수 있다. 따라서, 본 실시예에는 가변 전압 전원(44)의 전압 상승 지연의 파형을 제어하도록 제어신호를 발생시키는 제어수단(54)이 설치된다.
(비교예)
비교예로서 유기 EL 표시 장치(110)가 80 x 60 도트의 화소수와 0.33 x 0.33mm의 화소 피치를 가지고 제작되었다. 비교예에서, 전압의 상한은 데이터 전극 소자를 구동하기 위한 드라이버 내와 스캐닝 전극 소자를 구동하기 위한 드라이버 내에서 15V였다. 데이터 전극 소자를 구동하기 위한 구동 유닛 내의 표시 전류원은 최대 15V를 제공할 수 있는 100㎂ 정전류 동작회로이다.
도 1 내지 도 4에 대응하는 도 9 내지 도 12는, 유기 EL 표시 장치(110)의 동작을 도시하는 회로도이다. 도 9 내지 도 12에 있어서, 도 1 내지 도 4의 구성요소와 유사한 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용한다. 이러한 비교예의 유기 EL 표시 장치에서, 선택된 스캐닝 전극 소자에 대한 모든 데이터 전극 소자는 정전류 모드로 구동되며, 선택된 스캐닝 전극 소자에 연결된 각각의 유기 EL 발광 소자는 점등된다. 선택되지 않은 스캐닝 전극 소자(34)의 스위칭 소자에 연결되는 전원의 전압은 15V로 고정되며, 선택되지 않은 스캐닝 전극 소자(34) 상의 유기 EL 발광 소자를 가로지르는 전압은 데이터 전극 소자(321, 322)에서 발생되는 전압(Vd)과의 차이(Vd-Vs)로 된다. 따라서, C(Vd-Vs) 만큼의 전하의 충방전이 이러한 상태에서 발생하며, 여기서 C는 유기 EL 발광 소자의 커패시터 성분이다. 데이터 전극 소자(321, 322)의 전압(Vd1, Vd2)는 정전류 구동의 개시시에 0이 되며, 충전은 데이터 전극 측의 스위칭 순간에 가장 크다. 이러한 불필요한 충전은, 선택되지 않은 스캐닝 전극 소자에 연결된 모든 화소에서 발생한다. 화소의 수는 80 도트 x 59 라인이다. 따라서, 전하 소비량도 상당하다.
도 10에서, 데이터 전극 소자(321, 322)가 접지(26)에 연결되어, 소등 상태를 나타낸다. 이때, 선택되지 않은 스캐닝 전극 소자(342) 상의 화소를 가로지르는 전위차는 최대가 되어, 전하의 상당량이 발광에 기여하지 않고 축적된다.
도 11에서, 선택된 스캐닝 전극 소자는 스캐닝 전극 소자(342)로 전환된다. 이때, 역 바이어스 전압(-Vs)이 접지(46)로부터 전원(144)으로 전환된 스캐닝 전극 소자(341)에 인가된다. 결과적으로, 불필요한 전하가 유기 EL 소자(3011, 3012) 상에 축적된다. 한편, 전원(144)으로부터 접지(46)로 전환된 스캐닝 전극 소자(342)를 통하여 전하가 방전된다.
도 12에서, 점등될 유기 EL 발광 소자(3021)에 연결되는 데이터 전극 소자 (321)는 정전류 모드로 구동된다. 이때, 선택되지 않은 스캐닝 전극 소자(341)에 연결된 유기 EL 발광 소자(3011)의 화소에 축적된 전하는, 도 9에서의 유기 EL 발광소자(3021, 3022)의 화소에 축적된 전하와 동일하다.
상술한 바와 같이, 본원 발명과 같이 가변 전압 전원(44)의 전압을 발광 전류의 전압 파형과 동기시키지 않는 다른 유기 EL 표시 장치의 구조와 작동 방법에 있어서는, 데이터 전극 소자와 스캐닝 전극 소자가 전환되는 도 10 및 도 11의 상태의 스위칭마다 충방전이 일어나, 결과적으로 전력 소비를 증가시킨다.
본원 발명의 몇 가지 바람직한 형태에 따라서 발명을 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내라면 각종 변형, 변경 및 결합이 가능하다는 것이 인정되어야 한다.
본 발명의 구성에 따르면, 제 1 구동 유닛의 전압 파형과 동기하여 제2 전원의 전압을 변화시킴으로써, 역 바이어스 전압으로 인한 선택되지 않은 화소 내의 충전량을 감소시켜, 점등 화소에의 전하 공급이 효과적으로 행해질 수 있어, 휘도의 증강 및 전력 소비의 감소가 가능한 패시브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치 및 그 구동 방법을 실현할 수 있다.

Claims (4)

  1. 스트라이프 형상으로 배열된 복수의 제1 전극 소자;
    상기 제1 전극 소자와 교차하는 방향으로 스트라이프 형상으로 배열되어, 각 교차점이 화소를 형성하는 복수의 제2 전극 소자;
    상기 제1 전극 소자와 제2 전극 소자 사이에 끼워지는 유기 발광층;
    상기 제1 전극 소자를 통하여 표시 패턴에 대응하는 발광 전류를 흐르게 하는 제1 구동 유닛;
    상기 제2 전극 소자에 접속되며, 상기 제 1 구동 유닛에 의해 발광전류가 흐르게 되는 화소에 대응하는 제2 전극 소자 중 하나를 선택하고, 선택된 제2 전극 소자를 접지 또는 상기 제1 구동 유닛과 협력하여 발광전류를 흐르게 하는 제1 전원에 연결하며, 선택되지 않은 제2 전극 소자를 제2 전원에 접속하여 발광 전류가 흐르는 것을 방지하는 제2 구동 유닛을 포함하는 유기 EL 표시 장치로서,
    상기 제2 전원의 전압이 상기 제1 구동 유닛으로부터의 발광 전류의 출력 전압 파형과 동기하여 변화하는 유기 EL 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전원의 전압 파형을 상기 제1 구동 유닛으로부터의 발광 전류 출력의 출력 전압 파형에 일치시키도록 제어하는 제어 수단을 더 포함하는 유기 EL 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 구동 유닛은 일정한 전류원에 의해 발광전류를 발생시키고, 상기 유기 EL 표시 장치는 일정한 전류원의 전류치에 대응하는 전압 파형과 상기 제2 전원의 전압 파형을 일치시키도록 제어하는 제어수단을 더 포함하는 유기 EL 표시 장치.
  4. 스트라이프 형상으로 배열된 복수의 제1 전극 소자; 상기 제1 전극 소자와 교차하는 방향으로 스트라이프 형상으로 배열되어 각 교차점이 화소를 형성하는 복수의 제2 전극 소자; 상기 제1 전극 소자와 제2 전극 소자 사이에 끼워진 유기 발광층; 상기 제1 전극 소자를 통하여 표시 패턴에 대응하는 발광전류를 흐르게 하는 제1 구동 유닛; 상기 제2 전극 소자에 접속되고, 상기 제1 구동 유닛에 의해 발광 전류가 흐르게 되는 화소에 대응하는 제2 전극 소자 중 하나를 선택하고, 선택된 제2 전극 소자를 접지 또는 상기 제1 구동유닛과 협력하여 발광 전류를 흐르게 하는 제1 전원에 연결하며, 선택되지 않은 제2 전극 소자를 제2 전원에 연결하여 발광 전류가 흐르는 것을 방지하는 제2 구동 유닛을 포함하는 유기 EL 표시 장치를 구동하는 방법으로서, 상기 방법은:
    제2 전극 소자 중 하나를 선택하고, 제1 전원 또는 접지에 전기적으로 접속하는 단계;
    이어서, 제1 구동 유닛에 의해, 선택된 제2 전극 소자에 접속되는 유기 EL 발광 소자로 제1 전극 소자를 통하여 발광 전류를 출력하고 나서 발광 전류를 정지시키는 단계;
    이어서, 상기 제1 전원 또는 접지로부터 선택된 전극 소자를 분리하는 단계; 및
    상기 제1 전원 또는 접지에 선택되지 않은 제2 전극 소자를 전기적으로 접속하는 단계를 포함하며,
    상기 제2 전원의 전압이 상기 제1 구동 유닛으로부터의 발광 전류의 출력 전압 파형과 동기하여 변화되는 유기 EL 표시 장치의 구동 방법,.
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