KR20060136069A - 유기전계발광 표시장치 및 그의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기전계발광 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.

본 발명은, 데이터라인을 통해 데이터신호를 인가하는 데이터구동부와, 스캔라인을 통해 스캔신호를 인가하는 스캔구동부와, 데이터라인과 스캔라인이 교차하는 위치에 형성되어 데이터신호와 스캔신호에 따라 발광하는 픽셀회로부와, 데이터구동부와 스캔구동부에 스캔신호와 데이터신호를 제어하는 제어신호를 제공하는 타이밍 콘트롤러와, 데이터신호를 픽셀회로부에 저장하는 프로그래밍 시간을 조절하는 제어신호를 타이밍 콘트롤러에 제공하는 프로그래밍 시간 제어부를 포함하는 유기전계발광 표시장치를 제공한다.

이에 따라, 구동주파수의 변화에 따라 구동박막트랜지스터의 게이트 전압차가 발생하지 않아 구동주파수에 무관하게 동일한 휘도를 갖는 효과가 있다.

유기전계발광, 게이트전압, 휘도특성

Description

유기전계발광 표시장치 및 그의 구동방법{OLED}

도 1은 종래 액티브 매트릭스형 유기전계발광소자의 등가회로도.

도 2는 종래 액티브 매트릭스형 유기전계발광소자의 구동 타이밍도.

도 3은 도 1의 주파수별 프로그래밍 타이밍도.

도 4는 도 1의 주파수별 프로그래밍 전압차 발생도.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 시스템 구성도.

도 6은 도 1의 주파수별 프로그래밍 타이밍도.

*도면의 주요부에 대한 설명*

30: 유기전계발광 표시장치 32: 픽셀회로부

34: 데이터구동부 36: 스캔구동부

38: 타이밍콘트롤러 40: 프로그래밍 시간 제어부

본 발명은 유기전계발광 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.

유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diodes, OLED)는 전자와 정공의 재결합으로 형광물질을 발광시키는 자발광소자이었다. 이 유기전계발광소자를 포함하는 유기전계발광 표시장치는, 액정 디스플레이장치와 같이 별도의 광원을 필요로 하는 수동형 발광소자에 비하여 응답속도가 빠르고 직류구동전압이 낮고 초박막화가 가능하기 때문에 벽걸이형 또는 휴대용으로 응용이 가능하였다.

이와 같은 유기전계발광소자는 적색, 청색, 녹색의 서브픽셀들이 하나의 색을 표현하는 픽셀들을 이용하여 칼라를 구현하였다. 이때 유기전계발광소자는 서브픽셀을 구동하는 방식으로 단순매트릭스형 유기전계발광소자(Passive Matrix OLED, PMOLED)와 박막트랜지스터(TFT)를 이용하여 구동하는 방식인 액티브 매트릭스형 유기전계발광소자(Active Matrix OLED, AMOLED)로 나눌 수 있었다.

액티브 매트릭스형 유기전계발광소자(AMOLED)의 구동방법으로 전류구동방식과 전압구동방식, 디지털구동방식 등이 있었다. 액티브 매트릭스형 유기전계발광소자(AMOLED)의 디지털구동방식은 전압 보상 구동방식이나 전류 구동방식이 TFT를 사용해서 유기전계발광소자(OLED)를 정전류로 구동하는 것과 다르게 박막트랜지스터(TFT)를 온/오프시키는 스위치로 사용하여 유기전계발광소자(OLED)를 구동 방식이었다.

도 1은 종래 액티브 매트릭스형 유기전계발광소자의 등가회로도이며, 도 2는 종래 액티브 매트릭스형 유기전계발광소자의 구동 타이밍도이다.

도 1 및 도 2를 참조하며, 종래 유기전계발광소자(10)는 제1 내지 5박막트랜지스터(Thin Film Transistor, T1 내지 T5)와 1개의 저장 캐패시터(capacitor, Cst)로 구성된 5T1C(5개 TFT와 1개 캐패시터) 화소 또는 픽셀구조였다. 이때 제1 내지 5박막트랜지스터는 PMOS 트랜지스터이었다. 이때 제1박막트랜지스터(T1)는 구동박막트랜지스터이며, 제2 내지 5박막트랜지스터는 스위치이었다.

도 2에 도시된 바와 같이, 스캔신호(T3) 동안 스캔신호(Scan(n))가 스캔라인(15)를 통해 제2박막트랜지스터(T2)와 제4박막트랜지스터(T4)의 게이트에 인가되어 제2, 4박막트랜지스터(T2, T4)가 턴온된 상태에서, 데이터신호(Data(m))가 데이터라인(13)을 통해 제2박막트랜지스터(T2)에 인가되었다. 이때 턴오프 인에이블신호(Em(n))가 인에이블라인(17)을 통해 제4박막트랜지스터(T4)의 게이트에 인가되므로 제4박막트랜지스터(T4)는 턴오프되었다.

따라서, 제4박막트랜지스터(T4)가 턴온되면 제1박막트랜지스터(T1)이 턴온되어 저장 캐패시터(Cst)에 데이터전압(Vd)과 제1박막트랜지스터의 문턱전압(Vth)의 차만큼의 전압이 프로그래밍되었다.

도 3은 도 1의 주파수별 프로그래밍 타이밍도이다. 도 3의 상단은 구동 주파수가 60Hz인 경우 스캔신호의 턴온 시간 대비 프로그래밍 타이밍도이며, 하단은 구동 주파수가 30Hz인 경우 스캔신호의 턴온 시간 대비 프로그래밍 타이밍도이다.

도 3을 참조하면, 종래 유기전계발광 표시장치(10)는 옵션에 따라 구동주파수를 30Hz, 45Hz, 60Hz로 변경될 경우 60Hz로 구동할 때보다 45Hz, 30Hz로 구동할 때 스캔신호의 턴온 시간(T1)이 길어지게 되고, 이에 따라 프로그래밍 시간(T2)도 역시 길어졌다. 이와 같이 구동주파수에 따라 프로그래밍 시간(T2)이 변함에 따라 프로그래밍 전압 차이가 발생하여 구동주파수에 따른 휘도 차이가 발생하는 문제점이 있었다.

도 4는 도 1의 주파수별 프로그래밍 전압차 발생도이다. 도 4는 도 1의 유기전계발광소자(10)의 프로그래밍 시간(T2)에서 구동박막트랜지스터인 제1박막트랜지스터(T1)의 게이트 노드(A노드)의 게이트 전압의 변화를 시뮬레이션한 그래프이다.

도 4를 참조하면, 제1박막트랜지스터 또는 구동박막트랜지스터(T1)의 게이트 전압은 제1박막트랜지스터(T1)가 포화되지 않고 기울기를 가지고 조금씩 상승하기 때문에, t1과 t2일 때 게이트 전압차(△V)가 발생하였다.

이 게이트전압차(△V)는 구동주파수가 2배가 될 경우 수십mV일 수 있어 구동주파수에 따른 휘도차이가 발생하는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 구동주파수의 변화에 따라 구동박막트랜지스터의 게이트 전압차가 발생하지 않아 구동주파수에 무관하게 동일한 휘도를 갖는 유기전계발광 표시장치 및 그의 구동방법에 대한 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, 데이터라인을 통해 데이터신호를 인가하는 데이터구동부와, 스캔라인을 통해 스캔신호를 인가하는 스캔구동부와, 데이터라인과 스캔라인이 교차하는 위치에 형성되어 데이터신호와 스캔신호에 따라 발광하는 픽셀회로부와, 데이터구동부와 스캔구동부에 스캔신호와 데이터신호를 제어하는 제어신호를 제공하는 타이밍 콘트롤러와, 데이터신호를 픽셀회로 부에 저장하는 프로그래밍 시간을 조절하는 제어신호를 타이밍 콘트롤러에 제공하는 프로그래밍 시간 제어부를 포함하는 유기전계발광 표시장치를 제공한다.

이때, 프로그래밍 시간 제어부는 프로그래밍 시간을 특정 구동주파수의 프로그래밍 시간과 동일한 시간으로 모든 구동주파수에 대하여 일치시킬 수 있다.

한편, 특정 구동주파수는 선택가능한 구동주파수중 가장 높은 구동주파수일 수 있다.

또한, 픽셀회로부는 구동전류를 공급하는 구동박막트랜지스와, 데이터신호를 구동박막트랜지스터의 게이트에 인가하며 스캔신호를 스위칭하는 제1스위치부와, 인가된 데이터신호를 저장하는 저장 캐패시터와, 기준전압을 스위칭하여 구동박막트랜지스터의 게이트에 기준전압을 제공하는 제2스위치와, 구동전류를 스위칭하여 제3스위치와, 구동전류에 의해 발광하는 발광다이오드를 포함하는 5T1C 화소구조의 유기전계발광소자들로 구성될 수 있다.

또다른 측면에서, 본 발명은, 픽셀회로부에 저장하는 프로그래밍 시간이 선택가능한 구동주파수마다 동일한 데이터신호를 데이터라인을 통해 픽셀회로부에 인가하는 데이터구동단계와, 데이터신호를 픽셀회로부가 선택할 수 있도록 스캔라인을 통해 스캔신호를 인가하는 스캔구동단계와, 데이터신호에 따라 픽셀회로부가 발광하는 발광단계를 갖는 유기전계발광 표시장치의 구동방법을 제공한다.

이때, 프로그래밍 시간은 모든 구동주파수에 대하여 특정 구동주파수의 프로그래밍 시간과 동일할 수 있다.

한편, 특정 구동주파수는 선택가능한 구동주파수중 가장 작은 구동주파수일 수 있다.

또한, 픽셀회로부는 구동전류를 공급하는 구동박막트랜지스와, 데이터신호를 구동박막트랜지스터의 게이트에 인가하며 스캔신호를 스위칭하는 제1스위치부와, 인가된 데이터신호를 저장하는 저장 캐패시터와, 기준전압을 스위칭하여 구동박막트랜지스터의 게이트에 기준전압을 제공하는 제2스위치와, 구동전류를 스위칭하여 제3스위치와, 구동전류에 의해 발광하는 발광다이오드를 포함하는 5T1C 화소구조의 유기전계발광소자들로 구성될 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 시스템 구성도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 유기전계발광 표시장치(30)는 픽셀회로부(32)와 데이터구동부(34), 스캔구동부(36), 타이밍 콘트롤러(38), 프로그래밍 시간 제어부(40)를 포함하고 있다.

화면을 표시하는 픽셀회로부(32)에는 박막트랜지스터(TFT)와 저장 캐패시터(capacitor), 유기발광 다이오드(OLED)로 구성된 화소들(33)이 매트릭스형태로 구성되어 있다. 화소들(33)은 도 1에 도시한 유기전계발광소자의 화소구조를 가질 수도 있으며, 다른 화소구조, 예를 들어 2T1C, 3T1C, 4T2C 등 다양한 화소구조를 가질 수도 있다. 본 명세서에서는 도 1에 도시한 유기전계발광소자의 화소구조를 이용하여 본 발명의 일실시예에 따른 유기전계발광 표시장치(30) 및 그의 구동방법을 설명하나 이에 제한되지 않음은 위에서 설명한 바와 같다.

또한, 액티브 매트릭스형 유기전계발광 표시장치(30)는 데이터를 입력시킬 데이터라인(42)을 선택하기 위해서 스캔라인(44)을 통해 순차적인 스캔신호 또는 선택신호를 출력하는 스캔구동부(36)와, 스캔구동부(36)에 의해서 선택된 데이터라인(42)에 데이터를 입력시키기 위한 데이터구동부(34)를 갖고 있다.

이때 데이터구동부(34)는 패널에 구성될 수도 있고 IC로 구성되어 연결될 수도 있다. 또한 데이터구동부(34)는 두개 이상으로 나누어 픽셀회로부(32)에 데이터신호를 공급할 수도 있다. 또한 액티브 매트릭스형 유기전계발광 표시장치(30)는 화소(33)에 전원을 공급하기 위해서 전원 공급 라인이 1개 이상 존재할 수 있다.

타이밍 콘트롤러(38)는 데이터구동부(34)와 스캔구동부(36)에 각각 제어신호를 제공한다. 타이밍 콘트롤러(38)의 제어신호는 R, G, B색과 구동 주파수(F'), 프로그래밍 시간(T'2), 휘도 등 픽셀회로부(32)에 영상을 표현하기 위해 필요한 모든 제어신호들을 포함하고 있다.

프로그래밍 시간 제어부(40)는 타이밍 콘트롤러(38)의 프로그래밍 시간(T'2)를 구동 주파수(F')중 가장 작은 구동주파수의 프로그래밍 시간과 동일한 시간이 되도록 조절하는 제어신호를 타이밍 콘트롤러(38)에 발생한다. 예를 들어 프로그래밍 시간 제어부(40)는 옵션에 따라 구동주파수가 30Hz, 45Hz, 60Hz인 경우, 구동주파수가 가장 작은 구동주파수인 30Hz를 기준으로 이때의 프로그래밍 시간(T'2)으로 45Hz나 60Hz의 프로그래밍 시간(T'2)을 일치시켜 구동주파수에 따른 휘도차이 발생을 차단한다.

도 6은 도 1의 주파수별 프로그래밍 타이밍도이다.

도 6을 참조하면, 구동주파수가 30Hz인 경우 스캔신호 시간(T'1)은 구동주파수가 60Hz인 경우보다 2배이나 프로그래밍 시간(T'2)는 서로 동일함을 알 수 있다. 따라서, 구동주파수가 다르더라도 프로그래밍 시간이 동일하므로 유기전계발광소자의 유기발광 다이오드(OLED)에 공급되는 신호전류량은 동일하여 동일한 휘도특성을 나타내게 된다.

결과적으로 본 발명의 일실시예에 따른 유기전계발광 표시장치(30)는 구동주파수과 무관하게 프로그래밍 시간이 동일하여 동일한 휘도 특성을 나타내게 된다.

이상 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

위 실시예에서, 프로그래밍 시간을 구동주파수가 가장 높은 구동주파수의 프로그래밍 시간과 일치시키는 것으로 설명하였으나, 다른 구동주파수의 프로그래밍 시간으로 일치시킬 수도 있다. 예를 들어 휘도차이가 일부 발생하는 것을 감수하고 중간 구동주파수의 프로그래밍 시간과 일치시킬 수 있다.

위 실시예에서, 구동주파수가 30Hz, 45Hz, 60Hz인 것으로 설명하였으나 예시적인 것에 불과하며 다른 구동주파수들에 본 발명을 적용할 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에 서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이러한 구성에 의하여 본 발명은 구동주파수의 변화에 따라 구동박막트랜지스터의 게이트 전압차가 발생하지 않아 구동주파수에 무관하게 동일한 휘도를 갖는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 데이터라인을 통해 데이터신호를 인가하는 데이터구동부와;

   스캔라인을 통해 스캔신호를 인가하는 스캔구동부와;

   상기 데이터라인과 상기 스캔라인이 교차하는 위치에 형성되어 상기 데이터신호를 저장하였다가 상기 스캔신호에 따라 발광하는 픽셀회로부와;

   상기 데이터구동부와 상기 스캔구동부에 상기 스캔신호와 상기 데이터신호를 제어하는 제어신호를 제공하는 타이밍 콘트롤러와;

   상기 데이터신호를 상기 픽셀회로부에 저장하는 프로그래밍 시간을 조절하는 제어신호를 상기 타이밍 콘트롤러에 제공하는 프로그래밍 시간 제어부를 포함하는 유기전계발광 표시장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 프로그래밍 시간 제어부는 선택가능한 모든 구동주파수에 대하여 상기 프로그래밍 시간을 특정 구동주파수의 프로그래밍 시간과 동일한 시간으로 일치시키는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 특정 구동주파수는 상기 선택가능한 모든 구동주파수 중 가장 높은 구동주파수인 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 픽셀회로부는,

   구동전류를 공급하는 구동박막트랜지스와,

   데이터신호를 상기 구동박막트랜지스터의 게이트에 인가하며 스캔신호를 스위칭하는 제1스위치부와,

   인가된 상기 데이터신호를 저장하는 저장 캐패시터와;

   기준전압을 스위칭하여 상기 구동박막트랜지스터의 게이트에 상기 기준전압을 제공하는 제2스위치와,

   상기 구동전류를 스위칭하여 제3스위치와,

   상기 구동전류에 의해 발광하는 발광다이오드를 포함하는 유기전계발광소자들로 구성된 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
5. 픽셀회로부에 저장하는 프로그래밍 시간이 선택가능한 구동주파수마다 동일한 데이터신호를 데이터라인을 통해 상기 픽셀회로부에 인가하는 데이터구동단계와;

   상기 데이터신호를 픽셀회로부가 선택할 수 있도록 스캔라인을 통해 스캔신호를 인가하는 스캔구동단계와;

   상기 데이터신호에 따라 픽셀회로부가 발광하는 발광단계를 갖는 유기전계발광 표시장치의 구동방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 프로그래밍 시간은 모든 구동주파수에 대하여 특정 구동주파수의 프로그래밍 시간과 동일한 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치의 구동방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 특정 구동주파수는 선택가능한 구동주파수중 가장 높은 구동주파수인 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치의 구동방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 픽셀회로부는

   구동전류를 공급하는 구동박막트랜지스와,

   데이터신호를 상기 구동박막트랜지스터의 게이트에 인가하며 스캔신호를 스위칭하는 제1스위치부와,

   인가된 상기 데이터신호를 저장하는 저장 캐패시터와;

   기준전압을 스위칭하여 상기 구동박막트랜지스터의 게이트에 상기 기준전압을 제공하는 제2스위치와,

   상기 구동전류를 스위칭하여 제3스위치와,

   상기 구동전류에 의해 발광하는 발광다이오드를 포함하는 유기전계발광소자들로 구성된 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치의 구동방법.

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