KR20070118446A - 유기발광다이오드 표시소자 - Google Patents

유기발광다이오드 표시소자 Download PDF

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KR20070118446A
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Abstract

본 발명은 박막트랜지스터의 문턱전압을 보상하여 구동의 신뢰성을 확보하도록 한 유기발광다이오드 표시소자에 관한 것으로, 구동전압을 발생하는 구동전압원; 제1 기간 동안 제1 스캔펄스가 공급되고, 제2 기간의 지연시간 후에 제3 기간 동안 제2 스캔펄스가 공급되는 스캔라인; 상기 제1 기간 동안 제1 선택펄스가 공급되는 제1 선택라인; 상기 제2 기간 동안 제2 선택펄스가 공급되는 제2 선택라인; 상기 스캔라인 및 상기 선택라인들과 교차하고 상기 제1 및 제2 기간 동안 기저전압과 0V 중 어느 하나의 전압이 공급된 후에 상기 제3 기간 동안 데이터전압이 공급되는 데이터라인; 상기 제1 및 제2 스캔펄스에 응답하여 상기 제1 노드와 상기 데이터라인 사이에 전류패스를 형성하는 제1 스위치소자; 상기 구동 전압원과 제2 노드 사이에 형성된 유기발광다이오드소자; 상기 제1 노드의 전압에 의해 상기 유기발광다이오드소자와 기저전압원 사이에서 흐르는 전류를 조정하는 제2 스위치소자; 상기 제1 노드의 전압에 의해 턴-온되어 상기 유기발광다이오드소자와 상기 제2 노드 사이의 전류패스를 형성하는 제3 스위치소자; 상기 제1 선택펄스에 의해 턴-온되어 상기 제1 노드를 충전시키는 제4 스위치소자; 상기 제2 선택펄스에 의해 턴-온되어 상기 제1 노드와 상기 제2 노드를 단락시키는 제5 스위치소자; 및 상기 제1 스위치소자와 상기 제1 노드 사이에 형성된 제1 커패시터를 구비한다.

Description

유기발광다이오드 표시소자{ORGANIC LIGHT DIODE DISPLAY}
도 1은 통상의 유기발광다이오드 표시소자의 구조를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 통상의 액티브 매트릭스 방식의 유기발광다이오드 표시소자에 있어서 한 화소를 등가적으로 나타내는 회로도.
도 3은 도 2에 도시된 구동 박막트랜지스터의 문턱치 전압 변동 예를 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자를 나타내는 블록도.
도 5는 도 4에 도시된 구동부들의 출력파형을 보여 주는 파형도.
도 6은 도 4에 도시된 화소의 제1 실시예를 보여 주는 등가 회로도.
도 7은 도 4에 도시된 화소의 제2 실시예를 보여 주는 등가 회로도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자를 나타내는 블록도.
도 9는 도 8에 도시된 구동부들의 출력파형을 보여 주는 파형도.
도 10은 도 8에 도시된 화소의 제1 실시예를 보여 주는 등가 회로도.
도 11은 도 8에 도시된 화소의 제2 실시예를 보여 주는 등가 회로도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
40, 80 : 표시패널 41, 81 : 타이밍 콘트롤러
42, 82 : 데이터 구동부 43, 83 : 게이트 구동부
44, 84 : 교류 구동전압원 45, 85 : 화소
M1 내지 M6 : 박막트랜지스터 C1, C2 : 커패시터
본 발명은 유기발광다이오드 표시소자에 관한 것으로 특히, 박막트랜지스터의 문턱전압을 보상하여 구동의 신뢰성을 확보하도록 한 유기발광다이오드 표시소자에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 "LCD"라 한다), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 한다) 및 전계발광소자(ElectroluminescGnce Device) 등이 있다.
이들 중에 PDP는 구조와 제조공정이 단순하기 때문에 경박단소하면서도 대화 면화에 가장 유리한 표시장치로 주목받고 있지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다. 스위칭 소자로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 한다)가 적용된 액티브 매트릭스 LCD는 반도체공정을 이용하기 때문에 대화면화에 어려움이 있지만 노트북 컴퓨터의 표시소자로 주로 이용되면서 수요가 늘고 있다. 이에 비하여, 전계발광소자는 발광층의 재료에 따라 무기 전계발광소자와 유기발광다이오드소자로 대별되며 스스로 발광하는 자발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.
유기발광다이오드소자는 도 1과 같이 유리기판 상에 투명도전성물질로 이루어진 애노드전극을 형성하고, 유기 화합물층 및 도전성 금속으로 된 캐소드전극이 적층된다.
유기 화합물층은 정공주입층(Hole Injection layer), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer)을 포함한다.
애노드전극과 캐소드전극에 구동전압이 인가되면 정공주입층 내의 정공과 전자주입층 내의 전자는 각각 발광층 쪽으로 진행하여 발광층을 여기시키고, 그 결과 발광층이 가시광을 발산하게 한다. 이렇게 발광층으로부터 발생되는 가시광으로 화상 또는 영상을 표시하게 된다.
이와 같은 유기발광다이오드소자는 패씨브 매트릭스(passive matrix) 방식 또는, 스위칭소자로써 TFT를 이용하는 액티브 매트릭스(active matrix) 방식의 표시소자로 응용되고 있다. 패씨브 매트릭스 방식은 애노드전극과 캐소드전극을 직 교하여 그 전극들에 인가되는 전류에 따라 발광셀을 선택하는데 비하여, 액티브 매트릭스 방식은 능동소자인 TFT를 선택적으로 턴-온시켜 발광셀을 선택하고 스토리지 커패시터(Storgage Capacitor)에 유지되는 전압으로 발광셀의 발광을 유지한다.
도 2는 액티브 매트릭스 방식의 유기발광다이오드 표시소자에 있어서 하나의 화소를 등가적으로 나타내는 회로도이다.
도 2를 참조하면, 액티브 매트릭스 방식의 유기발광다이오드 표시소자는 유기발광다이오드소자(OLED), 서로 교차하는 데이터라인(DL) 및 게이트라인(GL), 스위치 TFT(SW_TFT), 구동 TFT(DRV_TFT), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다.
스위치 TFT(SW_TFT)는 게이트라인(GL)으로부터의 게이트하이전압(또는 스캔전압)에 응답하여 턴-온됨으로써 자신의 소스전극와 드레인전극 사이의 전류패스를 도통시키고, 게이트라인(GL) 상의 전압이 자신의 문턱전압(Threshold Voltage : Vth) 이하인 게이트로우전압일 때 오프 상태를 유지하게 된다. 이 스위치 TFT(SW_TFT)의 온타임기간 동안 데이터라인(DL)으로부터의 데이터전압은 스위치 TFT(SW_TFT)의 소스전극와 드레인전극를 경유하여 구동 TFT(DRV_TFT)의 게이트전극에 인가된다. 이와 반대로, 스위치 TFT(SW_TFT)의 오프타임 기간 동안 스위치 TFT(SW_TFT)의 소스전극와 드레인전극 사이의 전류패스가 개방되어 데이터전압(VDL)이 구동 TFT(DRV_TFT)에 인가되지 않는다.
구동 TFT(DRV_TFT)는 자신의 게이트전극에 공급되는 데이터전압에 따라 소스전극와 드레인전극간의 전류양을 조절하여 데이터전압에 대응하는 밝기로 유기발광다이오드소자(OLED)를 발광시킨다.
스토리지 커패시터(Cst)는 데이터전압과 저전위공통전압(VSS) 사이의 차전압을 저장하여 구동 TFT(DRV_TFT)의 게이트전극에 인가되는 전압을 한 프레임기간동안 일정하게 유지시킨다.
유기발광다이오드소자(OLED)는 도 1과 같은 구조로 구현되고 구동 TFT(DRV_TFT)의 드레인전극에 접속된 캐소드전극과 고전위 구동전압(VDD)이 공급되는 캐소드전극를 포함한다. 이 유기발광다이오드소자(OLED)는 구동 TFT(DRV_TFT)로부터의 전류에 의해 발광한다.
그런데 액티브 매트릭스 방식의 유기발광다이오드 표시소자는 구동 TFT(DRV_TFT)의 문턱전압 변동으로 인하여 화질이 열화되는 문제점이 있다. 특히, TFT들의 반도체층이 비정질 실리콘(amorphous silicon)으로 이루어지면 구동시간이 경과할수록 동일 극성의 게이트전압이 반복적으로 인가되면서 누적 스트레스로 인한 문턱치 전압 변동이 심해지는 문제점이 있다. 이러한 비정질 실리콘 타입의 TFT는 폴리 실리콘 타입의 TFT들보다 문턱치 전압 변동의 영향을 더 크게 받는다.
도 3은 비정질 실리콘 타입의 TFT에서 누적 스트레스로 인한 문턱치 전압의 변동 예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, n 채널 TFT인 비정질 실리콘 타입의 TFT는 게이트전극에 정극성 전압으로 게이트전압이 장시간 인가되면 문턱전압이 화살표 방향으로 이동하게 되고, 그 결과 동일한 게이트전압에서 초기 상태에 비하여 시간이 갈수록 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류가 작게 된다.
한편, 이러한 TFT의 문턱전압을 보상하기 위한 방법들이 제안되고 있다. 이 러한 보상방법들 중에서, 전류 보상법은 구동 TFT와 게이트전극이 공통으로 접속된 TFT의 문턱전압과 구동 TFT의 문턱전압이 동일해야만 정확한 문턱전압 보상이 이루어지지만, 실제로 대부분의 패널에서 TFT들 간에 문턱전압이 완전히 동일하지 않으므로 정확한 보상이 이루어지기가 어렵다. 또한, 전류 보상법은 전류가 낮을수록 스토리지 커패시터를 충전시키는데 필요한 시간이 늘어나므로 고해상도 패널에 적용하기가 어려운 문제점이 있다. 또한, 유기발광다이오드소자(OLED)의 빛으로 포토 TFT에 흐르는 전류를 제어함으로써 구동 TFT의 문턱전압을 보상하는 방법이 있으나 이 방법은 포토 TFT의 반도체층 열화로 인하여 시간이 갈수록 구동 TFT의 온 타임이 증가하고 유기발광다이오드소자(OLED)의 발광량 조절이 어려울 뿐만 아니라, 사용 온도 증가시에 포토 TFT의 전류가 빛이 작아도 많이 흐르고 온도 변화에 따라 유기발광다이오드소자(OLED)의 휘도가 민감하게 변하며 R, G, B 별로 다르게 포토 TFT를 설계하여야 하고 색왜곡이 초래되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 발명으로써 TFT의 문턱전압을 보상하여 구동의 신뢰성을 확보하도록 한 유기발광다이오드 표시소자를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광다이오 드 표시소자는 구동전압을 발생하는 구동전압원; 제1 기간 동안 제1 스캔펄스가 공급되고, 제2 기간의 지연시간 후에 제3 기간 동안 제2 스캔펄스가 공급되는 스캔라인; 상기 제1 기간 동안 제1 선택펄스가 공급되는 제1 선택라인; 상기 제2 기간 동안 제2 선택펄스가 공급되는 제2 선택라인; 상기 스캔라인 및 상기 선택라인들과 교차하고 상기 제1 및 제2 기간 동안 기저전압과 0V 중 어느 하나의 전압이 공급된 후에 상기 제3 기간 동안 데이터전압이 공급되는 데이터라인; 상기 제1 및 제2 스캔펄스에 응답하여 상기 제1 노드와 상기 데이터라인 사이에 전류패스를 형성하는 제1 스위치소자; 상기 구동 전압원과 제2 노드 사이에 형성된 유기발광다이오드소자; 상기 제1 노드의 전압에 의해 상기 유기발광다이오드소자와 기저전압원 사이에서 흐르는 전류를 조정하는 제2 스위치소자; 상기 제1 노드의 전압에 의해 턴-온되어 상기 유기발광다이오드소자와 상기 제2 노드 사이의 전류패스를 형성하는 제3 스위치소자; 상기 제1 선택펄스에 의해 턴-온되어 상기 제1 노드를 충전시키는 제4 스위치소자; 상기 제2 선택펄스에 의해 턴-온되어 상기 제1 노드와 상기 제2 노드를 단락시키는 제5 스위치소자; 및 상기 제1 스위치소자와 상기 제1 노드 사이에 형성된 제1 커패시터를 구비한다.
상기 제1 스위치소자는 상기 스캔라인에 접속된 게이트전극, 상기 데이터라인에 접속된 드레인전극, 및 상기 제1 커패시터의 제1 전극에 접속된 소스전극을 구비하고, 상기 제2 스위치소자는 상기 제1 노드에 접속된 게이트전극, 상기 제2 노드에 접속된 드레인전극, 및 상기 기저전압원에 접속된 소스전극을 구비하고, 상기 제3 스위치소자는 상기 제1 노드에 접속된 게이트전극, 상기 유기발광다이오드 소자의 캐소드전극에 접속된 드레인전극, 및 상기 제2 노드에 접속된 소스전극을 구비하고, 상기 제4 스위치소자는 상기 제1 선택라인에 접속된 게이트전극, 상기 유기발광다이오드소자의 캐소드전극에 접속된 드레인전극, 및 상기 제1 노드에 접속된 소스전극을 구비하며, 상기 제5 스위치소자는 상기 제2 선택라인에 접속된 게이트전극, 상기 제1 노드에 접속된 드레인전극, 및 상기 제2 노드에 접속된 소스전극을 구비한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자는 n-1(n은 양의 정수) 번째 라인의 화소들과 n 번째 라인의 화소들을 순차적으로 구동하는 유기발광다이오드 표시소자에 있어서, 구동전압을 발생하는 구동전압원; 제1 기간 동안 제1 스캔펄스가 공급되고, 제2 및 제3 기간의 지연시간 후에 제4 기간 동안 제2 스캔펄스가 공급되는 스캔라인; 상기 제1 기간 동안 상기 n-1 번째 라인에서 문턱전압의 샘플링을 지시하는 n-1 번째 선택펄스가 공급되는 n-1 번째 선택라인; 상기 n-1 번째 선택펄스에 이어서 상기 제2 기간만큼 지연된 후 상기 제3 기간 동안 상기 n 번째 라인에서 문턱전압의 샘플링을 지시하는 n 번째 선택펄스가 공급되는 n 번째 선택라인; 상기 스캔라인 및 상기 선택라인들과 교차하고 상기 제1 및 제3 기간 동안 기저전압과 0V 중 어느 하나의 전압이 공급되며, 상기 제2 기간 동안 상기 n-1 번째 라인의 데이터전압이 공급된 후에 상기 제4 기간 동안 상기 n 번째 라인의 데이터전압이 공급되는 데이터라인; 상기 제1 및 제2 스캔펄스에 응답하여 상기 제1 노드와 상기 데이터라인 사이에 전류패스를 형성하는 제1 스위치소자; 상기 구동 전압원과 제2 노드 사이에 형성된 유기발광다이오드소자; 상기 제1 노드의 전압에 의 해 상기 유기발광다이오드소자와 기저전압원 사이에서 흐르는 전류를 조정하는 제2 스위치소자; 상기 제1 노드의 전압에 의해 턴-온되어 상기 유기발광다이오드소자와 상기 제2 노드 사이의 전류패스를 형성하는 제3 스위치소자; 상기 n-1 번째 선택펄스에 의해 턴-온되어 상기 제1 노드를 충전시키는 제4 스위치소자; 상기 n 번째 선택펄스에 의해 턴-온되어 상기 제1 노드와 상기 제2 노드를 단락시키는 제5 스위치소자; 및 상기 제1 스위치소자와 상기 제1 노드 사이에 형성된 제1 커패시터를 구비한다.
상기 제1 스위치소자는 상기 스캔라인에 접속된 게이트전극, 상기 데이터라인에 접속된 드레인전극, 및 상기 제1 커패시터의 제1 전극에 접속된 소스전극을 구비하고, 상기 제2 스위치소자는 상기 제1 노드에 접속된 게이트전극, 상기 제2 노드에 접속된 드레인전극, 및 상기 기저전압원에 접속된 소스전극을 구비하고, 상기 제3 스위치소자는 상기 제1 노드에 접속된 게이트전극, 상기 유기발광다이오드소자의 캐소드전극에 접속된 드레인전극, 및 상기 제2 노드에 접속된 소스전극을 구비하고, 상기 제4 스위치소자는 상기 n-1 번째 선택라인에 접속된 게이트전극, 상기 유기발광다이오드소자의 캐소드전극에 접속된 드레인전극, 및 상기 제1 노드에 접속된 소스전극을 구비하며, 상기 제5 스위치소자는 상기 n 번째 선택라인에 접속된 게이트전극, 상기 제1 노드에 접속된 드레인전극, 및 상기 제2 노드에 접속된 소스전극을 구비한다.
상기 유기발광다이오드 표시소자 각각에서, 상기 스위치소자들은 비정질 실리콘 또는 폴리 실리콘을 주성분으로 하는 반도체층을 가지며, n 채널 TFT이다.
상기 유기발광다이오드 표시소자 각각은 상기 제2 스위치소자와 상기 기저전압원 사이의 노드에 제1 전극이 접속되고, 상기 제1 노드에 제2 전극이 접속된 제2 커패시터를 더 구비한다.
이하, 도 4 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자는 m×n 개의 화소들(45)이 형성되는 표시패널(40)과, m 개의 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 데이터전압을 공급하기 위한 데이터 구동부(42)와, n 개의 스캔라인(G1 내지 Gn)에 펄스폭이 작은 제1 스캔펄스(SCn1)와 상대적으로 펄스폭이 큰 제2 스캔펄스(SCn2)를 순차적으로 공급하고 n 개의 제1 선택라인(SA1 내지 SAn)과 n 개의 제2 선택라인(SB1 내지 SBn)에 펄스폭이 작은 선택펄스들(S1n, S2n)를 순차적으로 공급하기 위한 스캔 구동부(43)와, 상기 구동부들(42, 43)을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(41)를 구비한다.
표시패널(40)에서, 스캔라인들(G1 내지 Gn, S1 내지 Sn)과 데이터라인들(D1 내지 Dm)의 교차로 정의된 화소 영역들에 화소들(45)이 형성된다. 이러한 표시패널(40)에는 스캔라인들(G1 내지 Gn, S1 내지 Sn) 및 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 함께, 직류 정전압의 고전위 구동전압(VDD)을 각 화소들(45)에 공급하기 위한 구동전압 공급배선이 형성된다.
데이터 구동부(42)는 타이밍 콘트롤러(41)로부터의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 감마보상전압으로 변환한다. 그리고 데이터 구동부(42)는 타 이밍 콘트롤러(41)로부터의 제어신호(DDC)에 응답하여 도 5와 같이 기저전압(GND)이나 OV를 t1 및 t2 기간 동안 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한 후, 비디오 데이터에 대응하는 아날로그 감마보상전압을 데이터전압(Vdata)으로써 t3 기간 동안 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다.
스캔 구동부(43)는 타이밍 콘트롤러(41)로부터의 제어신호(SDC)에 응답하여 도 5와 같이 1/2 수평기간(1/2 H) 보다 작은 t1 기간 동안 고전위 스캔전압으로 발생되는 제1 스캔펄스(SCn1)를 스캔라인들(G1 내지 Gn)에 순차적으로 공급함과 동시에, 제1 스캔펄스(SCn1)와 동기되고 그 펄스폭과 동일한 펄스폭을 가지며 고전위 스캔전압으로 발생되는 제1 선택신호(S1n)를 제1 선택라인들(SA1 내지 SAn)에 순차적으로 공급한다. 이어서, 스캔 구동부(43)는 타이밍 콘트롤러(41)로부터의 제어신호(SDC)에 응답하여 도 5와 같이 1/2 수평기간(1/2 H)보다 작은 t2 기간 동안 스캔펄스(SCn1) 및 제1 선택펄스(S1n)와 동일한 펄스폭을 가지며 고전위 스캔전압으로 발생되는 제2 선택펄스(S2n)를 제2 선택라인들(SB1 내지 SBn)에 순차적으로 공급한 다음, t3 기간 동안 제1 스캔펄스(SCn1)에 비하여 펄스폭이 넓은 제2 스캔펄스(SCn2)를 스캔라인들(G1 내지 Gn)에 순차적으로 공급한다.
타이밍 콘트롤러(41)는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동부(42)에 공급하고 수직/수평 동기신호와 클럭신호 등을 이용하여 스캔 구동부(43)와 데이터 구동부(42)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호(DDC, GDC)를 발생한다.
도 5의 구동파형을 참조하면, t1 내지 t3 기간을 합한 시간은 1 수평라인을 선택하기 위한 1 스캔기간 즉, 대략 1 수평기간(1H)과 동일하며, t1 및 t2 기긱기 가간을 합한 시간은 대략 1/2 수평기간 이하하다. 제1 및 제2 스캔펄스들(SCn1, SCn2) 사이에는 대략 t2 기간 만큼의 지연기간이 있다. 즉, 제1 스캔스(SCn1)의 폴링에지와 제2 스캔펄스(SCn2)의 라이징에지 사이의 t2 기간 동안 스캔라인들(G1 내지 Gn)에는 기저전압(GND)이나 0V가 공급된다.
화소들(45) 각각은 도 6 및 도 7과 같이 유기발광다이오드소자(OLED), 5 개의 TFT(Tsw, Ts, Td), 및 2 개 또는 1 개의 스토리지 커패시터(C1, C2)를 포함한다.
도 6은 도 4에 도시된 화소들(45)의 제1 실시예를 나타낸다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 화소(45)는 유기발광다이오드소자(OLED), 제1 및 제2 커패시터(C1, C2), 제1 및 제2 스캔펄스(SCn1, SCn2)에 응답하여 데이터라인(D1 내지 Dm)과 제1 커패시터(C1) 사이의 전류패스를 형성하는 제1 TFT(M1), 제1 노드(n1)의 전압에 따라 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류를 제어하는 제2 TFT(M2), 제1 노드(n1)의 전압에 따라 제1 및 제2 커패시터(C1)의 충전시 턴-온되는 반면에 제2 TFT(M2)의 문턱전압 샘플링시 턴-오프되는 제3 TFT(M3), 제1 선택펄스(S1n)에 응답하여 유기발광다이오드소자(OLED)와 제1 노드(n1) 사이의 전류패스를 형성하는 제4 TFT(M4), 및 제2 선택펄스(S2n)에 응답하여 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2) 사이의 전류패스를 형성하는 제5 TFT(M5)를 구비한다. TFT들(M1 내지 M5)는 n 채널 TFT로 형성되고, 비정질 또는 폴리 실리콘의 반도체층을 포함한다.
제1 및 제2 커패시터(C1, C2)는 TFT들(M1 내지 M5)에 의해 형성되는 전류패 스에 따라 제2 TFT(M2)의 문턱전압을 저장한 후에 데이터전압을 저장한 다음, 데이터전압에 문턱전압이 더해진 전압을 제2 TFT(M2)의 게이트전극에 공급한다.
제1 TFT(M1)는 스위치 TFT로써, 스캔라인(G1 내지 Gn)으로부터 공급되는 제1 및 제2 스캔펄스(SCn1, SCn2)에 응답하여 제1 커패시터(C1)를 초기화한 후, 데이터전압(Vdata)을 제1 커패시터(C1)에 공급한다. 이 제1 TFT(M1)의 게이트전극은 스캔라인(G1 내지 Gn)에 접속되고, 드레인전극은 데이터라인(D1 내지 Dm)에 접속된다. 그리고 제1 TFT(M1)의 소스전극은 제1 커패시터(C1)의 제1 전극에 접속된다.
제2 TFT(M2)는 구동 TFT로써, 제1 노드(n1)를 경유하여 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)로부터 공급되는 전압에 따라 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류를 조절한다. 이 제2 TFT(M2)의 문턱전압은 제4 및 제5 TFT(M4, M5)와 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)에 의해 샘플링된다. 제2 TFT(M2)의 게이트전극은 제1 노드(n1)에 접속되고, 드레인전극은 제2 노드(n2)에 접속된다. 그리고 제2 TFT(M2)의 소스전극은 기저전압원(GND)에 접속된다.
제3 TFT(M3)는 제4 및 제5 TFT(M4, M5)와 커패시터들(C1, C2)에 의해 제2 TFT(M2)의 문턱전압이 샘플링될 때 유기발광다이오드소자(OLED)와 제2 노드(n2) 사이의 전류패스를 차단하여 유기발광다이오드소자(OLED)의 기생용량으로 인하여 커패시터들(C1, C2)의 전압이 제2 TFT(M2)의 문턱전압까지 도달하는데 걸리는 시간이 지연되지 않도록 한다. 즉, 제3 TFT(M3)는 문턱전압 샘플링시에 유기발광다이오드소자(OLED)와 제2 노드(n2) 사이의 전류패스를 차단하여 문턱전압 샘플링시간을 단축시키는 스위치소자이다. 이 제3 TFT(M3)의 게이트전극은 제1 노드(n1)에 접속되 고, 드레인전극은 유기발광다이오드소자(OLED)의 캐소드전극에 접속된다. 그리고 제3 TFT(M3)의 소스전극은 제2 노드(n2)에 접속된다.
제4 TFT(M4)는 제1 선택펄스(S1n)에 응답하여 턴-온됨으로써 유기발광다이오드소자(OLED)를 경유하여 고전위 구동전압원(VDD)과 제1 노드(n1) 사이의 전류패스를 형성하여 커패시터들(C1, C2)을 고전위 구동전압(VDD)으로 초기화 충전시키고 제1 노드(n1)의 전압을 상승시켜 제2 및 제3 TFT(M2, M3)를 턴-온시킨 후, 제2 TFT(M2)의 문턱전압 샘플링시에 턴-오프되는 스위치소자이다. 이 제3 TFT(M3)의 게이트전극은 제1 선택라인(SA1 내지 SAn)에 접속되고, 드레인전극은 유기발광다이오드소자(OLED)의 캐소드전극에 접속된다. 그리고 제4 TFT(M4)의 소스전극은 제1 노드(n1)에 접속된다.
제5 TFT(M5)는 제2 선택펄스(S2n)에 응답하여 턴-온됨으로써 제2 TFT(M2)의 문턱전압 샘플링시에 제1 및 제2 노드(n1, n2)를 단락시켜 제3 TFT(M3)를 턴-오프시키는 스위치소자이다. 이 제5 TFT(M5)의 게이트전극은 제2 선택라인(SB1 내지 SBn)에 접속되고, 드레인전극은 제1 노드(n1)에 접속된다. 그리고 제5 TFT(M5)의 소스전극은 제2 노드(n2)에 접속된다.
n 번째 라인에 포함된 화소(45)를 가정하여 그 화소(45)의 동작을 도 5 및 도 6을 결부하여 설명하면 다음과 같다. 도 5에 있어서, 'Vn-1', 'Vn','Vn+1'은 동일한 데이터라인을 통해 공급되는 비디오 데이터 대응의 데이터전압으로써 수직으로 배치되는 n-1 번째 라인의 화소, n 번째 라인의 화소, 및 n+1 라인의 화소에 순차적으로 충전되는 데이터전압이다.
t1 기간의 시작점에서 제1 스캔펄스(SCn1) 및 제1 선택펄스(S1n)는 고전위 스캔전압으로 변하고, t1 기간 동안 데이터라인들(D1 내지 Dm)에는 기저전압(GND) 또는 0V의 전압이 공급된다. 이 t1 기간 동안, 제1 스캔펄스(SCn1)의 고전위 스캔전압으로 게이트라인(Gn)이 충전되어 제1 TFT(M1)가 턴-온되고, 이와 동시에 제1 선택펄스(S1n)의 고전위 스캔전압으로 제1 선택라인(SnA)이 충전되어 제4 TFT(M4)가 턴-온된다. 이 때, 제1 TFT(M1)의 소스전극에 접속된 제1 커패시터(C1)의 제1 전극은 데이터라인(D1 내지 Dm) 상의 0V 또는 기저전압(GND)으로 리셋된다. 이와 동시에, 제1 노드(n1)에는 제4 TFT(M4)를 통해 고전위 구동전압(VDD)이 공급된다. 그 결과, 제2 및 제3 TFT(M2, M3)가 턴-온되고 캐패시터들(C1, C2)에 고전위 구동전압(VDD)이 충전된다.
한편, t1 기간 동안 게이트라인(Gn)에 공급되는 제1 스캔펄스(SC1n)의 펄스폭은 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)에 제2 TFT(M2)의 문턱전압이 충전될 수 있는 시간이면 충분하고, 그 펄스폭이 길면 유기발광다이오드소자(OLED)에 전류가 흘러 원치 않는 빛이 방출될 수 있다. 따라서, 제1 스캔펄스(SC1n)는 제2 스캔펄스(SC2n)에 비하여 펄스폭이 작아야 한다.
t1 기간에 이어서, t2 기간의 시작점에서 제1 스캔펄스(SCn1)와 제1 선택펄스(S1n)는 저전위 비스캔전압으로 변하는 반면, 제2 선택펄스(S2n)은 고전위 스캔전압으로 변한다. 그리고 t2 기간 동안 데이터라인(D1 내지 Dm)은 0V 또는 기저전압(GND)으로 유지된다. 이 t2 기간 동안, 제1 선택라인(SAn)의 전위가 낮아져 제4 TFT(M4)는 턴-오프되는 반면, 제2 선택라인(SBn)이 고전위로 충전되어 제5 TFT(M5) 는 턴-온된다. 이 때, 제5 TFT(M5)에 의해 제1 및 제2 노드(n1, n2)가 단락되므로 제3 TFT(M3)의 게이트전극과 소스전극이 등전위로 되어 제3 TFT(M3)는 턴-오프된다. 커패시터들(C1, C2)에 충전된 전압은 제5 TFT(M5)와 제2 TFT(M2)를 경유하여 방전된다. 커패시터들(C1, C2)의 방전에 의해 커패시터들(C1, C2)의 전압이 제2 TFT(M2)의 문턱전압과 같아질 때 제2 TFT(M2)는 턴-오프되고 커패시터들(C1, C2)에는 제2 TFT(M2)의 문턱전압이 저장된다. 제2 TFT(M2)의 문턱전압이 이동하면, t2 기간 동안 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)에 이동된 문턱전압이 저장된다. 한편, 제3 TFT(M3)에 의해 유기발광다이오드소자(OLED)와 제2 노드(n2) 사이의 전류패스가 차단되므로 유기발광다이오드소자(OLED)의 기생용량으로 인한 지연효과없이 커패시터들(C1, C2)이 제2 TFT(M2)의 문턱전압을 빠르게 충전한다.
t3 기간 동안, 제2 선택펄스(S2n)는 저전위 비스캔전압으로 변하는 반면, 제2 스캔펄스(SCn2)는 고전위 스캔전압으로 발생된다. 그리고 t3 기간 동안 데이터라인(D1 내지 Dn)에는 비디오 데이터에 대응하는 데이터전압(Vdata)이 공급된다. 이 때, 제5 TFT(M5)가 턴-오프되고 제1 TFT(M1)를 통해 제1 커패시터(C1)에 데이터전압이 공급되며, 제1 노드(n1)는 제2 TFT(M2)의 문턱전압이 더해진 데이터전압으로 충전된다. 따라서, t3 기간 동안 구동 TFT인 제2 TFT(M2)의 게이트전극에는 제2 TFT(M2)의 문턱전압이 보상된 데이터전압(Vdata)이 공급된다.
마지막으로, t3 기간의 종료시점에 제2 스캔펄스(SCn2)는 저전위 비스캔전압으로 변하며, t3 기간 이후에 유기발광다이오드소자(OLED)에 전류가 흘러 빛이 발광된다.
도 7은 도 4에 도시된 화소들(45)의 제2 실시예를 나타낸다.
도 5 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 화소(45)는 유기발광다이오드소자(OLED), 제1 커패시터(C1), 제1 및 제2 스캔펄스(SCn1, SCn2)에 응답하여 데이터라인(D1 내지 Dm)과 제1 커패시터(C1) 사이의 전류패스를 형성하는 제1 TFT(M1), 제1 노드(n1)의 전압에 따라 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류를 제어하는 제2 TFT(M2), 제1 노드(n1)의 전압에 따라 제1 및 제2 커패시터(C1)의 충전시 턴-온되는 반면에 제2 TFT(M2)의 문턱전압 샘플링시 턴-오프되는 제3 TFT(M3), 제1 선택펄스(S1n)에 응답하여 유기발광다이오드소자(OLED)와 제1 노드(n1) 사이의 전류패스를 형성하는 제4 TFT(M4), 및 제2 선택펄스(S2n)에 응답하여 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2) 사이의 전류패스를 형성하는 제5 TFT(M5)를 구비한다. TFT들(M1 내지 M5)는 n 채널 TFT로 형성되고, 비정질 또는 폴리 실리콘의 반도체층을 포함한다. 이러한 화소(45)는 도 6에 도시된 제2 커패시터(C2)가 제거된 것을 제외하고는 도 6에 도시된 화소의 구동회로와 실질적으로 동일한 회로로 구동되고, 그 구동파형 및 구동방법 또한 도 6의 화소와 실질적으로 동일하다. 이 실시예에서 t2 기간 동안, 제2 TFT(M2)의 문턱전압은 제1 커패시터(C1)에만 저장된다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자를 나타내는 블럭도 및 구동 파형도이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자는 전술한 제1 실시예에 비하여 각 수평라인에서 하나의 선택라인이 줄어들게 된다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자는 m×n 개의 화소들(85)이 형성되는 표시패널(80)과, m 개의 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 데이터전압을 공급하기 위한 데이터 구동부(82)와, n 개의 스캔라인들(G1 내지 Gn)에 펄스폭이 작은 제1 스캔펄스(SCn1)와 상대적으로 펄스폭이 큰 제2 스캔펄스(SCn2)를 순차적으로 공급하고 n+1 개의 선택라인들(S0 내지 Sn)에 펄스폭이 작은 선택펄스(S1n, S2n)를 순차적으로 공급하기 위한 스캔 구동부(83)와, 상기 구동부들(82, 83)을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(81)를 구비한다.
표시패널(80)에서, 스캔라인들(G1 내지 Gn, S1 내지 Sn)과 데이터라인들(D1 내지 Dm)의 교차로 정의된 화소 영역들에 화소들(85)이 형성된다. 이러한 표시패널(80)에는 스캔라인들(G1 내지 Gn, S1 내지 Sn) 및 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 함께, 직류 정전압의 고전위 구동전압(VDD)을 각 화소들(85)에 공급하기 위한 구동전압 공급배선이 형성된다.
데이터 구동부(82)는 타이밍 콘트롤러(81)로부터의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 감마보상전압으로 변환한다. 그리고 데이터 구동부(82)는 타이밍 콘트롤러(81)로부터의 제어신호(DDC)에 응답하여 도 9와 같이 기저전압(GND)이나 OV를 t1 및 t3 기간 동안 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한 후, 비디오 데이터에 대응하는 아날로그 감마보상전압을 데이터전압(Vdata)으로써 t2 기간 및 t4 기간 동안 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다.
스캔 구동부(83)는 타이밍 콘트롤러(81)로부터의 제어신호(SDC)에 응답하여 도 9와 같이 고전위 스캔전압으로 발생되는 스캔펄스들(SCn1, SCn2)을 스캔라인들(G1 내지 Gn)에 순차적으로 공급함과 동시에, 제1 스캔펄스(SCn1)와 동기되고 그 펄스폭과 동일한 펄스폭을 가지며 고전위 스캔전압으로 발생되는 선택신호들(S1n, S2n)을 선택라인들(S0 내지 Sn)에 순차적으로 공급한다. 제1 스캔펄스(SCn1)는 펄스폭이 좁고 t1 기간 동안 n 번째 스캔라인(Gn)에 공급된 후, 그 제1 스캔펄스(SCn1)의 폴링에지에서 대략 1 수평기간(1H)이 경과된 t4 기간 동안 펄스폭이 대략 1 수평기간(1H)으로 넓은 제2 스캔펄스(SCn2)가 상기 n 번째 스캔라인(Gn)에 공급된다. n-1 번째 선택펄스(S1n)는 t1 기간 동안 제1 스캔펄스(SCn1)와 동일 펄스폭으로 제1 스캔펄스(SCn1)와 동기되도록 n-1 번째 선택라인(Sn-1)에 공급되고, n 번째 선택펄스(S2n)는 t3 기간 동안 제1 스캔펄스(SCn1) 및 제1 선택펄스(S1n)와 동일 펄스폭으로 n 번째 선택라인(Sn-1)에 공급된다.
타이밍 콘트롤러(81)는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동부(82)에 공급하고 수직/수평 동기신호와 클럭신호 등을 이용하여 스캔 구동부(83)와 데이터 구동부(82)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호(DDC, GDC)를 발생한다.
도 9의 구동파형을 참조하면, t1 및 t2 기간을 합한 시간과 t3 및 t4 기간을 합한 시간 각각은 대략 1 수평기간(1H) 이하이며, 제1 및 제2 스캔펄스들(SCn1, SCn2) 사이에는 대략 t2 또는 t4 기간 만큼의 지연기간이 있다. t1 및 t2 기간은 n-1 번째 라인의 화소들에 형성된 구동 TFT 즉, 제2 TFT(M2)의 문턱전압의 샘플링과 그 문턱전압이 보상된 데이터전압을 공급하는 1 스캔타임이며, t3 및 t4 기간은 n 번째 라인의 화소들에 형성된 구동 TFT의 문턱전압을 샘플링하고 그 문턱전압이 보상된 데이터전압을 공급하는 1 스캔타임이다. t1 및 t3 기간에는 데이터 구동부(82)로부터 데이터전압(Vdata)이 발생되지 않고 기저전압(GND)이나 0V가 발생된 다. 데이터 구동부(82)는 n-1 번째 라인의 데이터전압(Vn-1)을 t2 기간 동안 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한 후, n 번째 라인의 데이터전압(Vn)을 t4 기간 동안 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다.
화소들(85) 각각은 도 10 및 도 11과 같이 유기발광다이오드소자(OLED), 5 개의 TFT(Tsw, Ts, Td), 및 2 개 또는 1 개의 스토리지 커패시터(C1, C2)를 포함한다.
도 10은 도 8에 도시된 화소들(85)의 제1 실시예를 나타낸다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 화소(85)는 유기발광다이오드소자(OLED), 제1 및 제2 커패시터(C1, C2), 제1 및 제2 스캔펄스(SCn1, SCn2)에 응답하여 데이터라인(D1 내지 Dm)과 제1 커패시터(C1) 사이의 전류패스를 형성하는 제1 TFT(M1), 제1 노드(n1)의 전압에 따라 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류를 제어하는 제2 TFT(M2), 제1 노드(n1)의 전압에 따라 제1 및 제2 커패시터(C1)의 충전시 턴-온되는 반면에 제2 TFT(M2)의 문턱전압 샘플링시 턴-오프되는 제3 TFT(M3), n-1 번째 선택펄스(S1n)에 응답하여 유기발광다이오드소자(OLED)와 제1 노드(n1) 사이의 전류패스를 형성하는 제4 TFT(M4), 및 n 번째 선택펄스(S2n)에 응답하여 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2) 사이의 전류패스를 형성하는 제5 TFT(M5)를 구비한다. TFT들(M1 내지 M5)은 n 채널 TFT로 형성되고, 비정질 또는 폴리 실리콘의 반도체층을 포함한다.
제1 및 제2 커패시터(C1, C2)는 TFT들(M1 내지 M5)에 의해 형성되는 전류패스에 따라 제2 TFT(M2)의 문턱전압을 저장한 후에 데이터전압을 저장한 다음, 데이 터전압(Vdata)에 문턱전압이 더해진 전압을 제2 TFT(M2)의 게이트전극에 공급한다.
제1 TFT(M1)는 스위치 TFT로써, 스캔라인(G1 내지 Gn)으로부터 공급되는 제1 및 제2 스캔펄스(SCn1, SCn2)에 응답하여 제1 커패시터(C1)를 초기화한 후, 데이터전압(Vdata)을 제1 커패시터(C1)에 공급한다. 이 제1 TFT(M1)의 게이트전극은 스캔라인(G1 내지 Gn)에 접속되고, 드레인전극은 데이터라인(D1 내지 Dm)에 접속된다. 그리고 제1 TFT(M1)의 소스전극은 제1 커패시터(C1)의 제1 전극에 접속된다.
제2 TFT(M2)는 구동 TFT로써, 제1 노드(n1)를 경유하여 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)로부터 공급되는 전압에 따라 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류를 조절한다. 이 제2 TFT(M2)의 문턱전압은 제4 및 제5 TFT(M4, M5)와 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)에 의해 샘플링된다. 제2 TFT(M2)의 게이트전극은 제1 노드(n1)에 접속되고, 드레인전극은 제2 노드(n2)에 접속된다. 그리고 제2 TFT(M2)의 소스전극은 기저전압원(GND)에 접속된다.
제3 TFT(M3)는 제4 및 제5 TFT(M4, M5)와 커패시터들(C1, C2)에 의해 제2 TFT(M2)의 문턱전압이 샘플링될 때 유기발광다이오드소자(OLED)와 제2 노드(n2) 사이의 전류패스를 차단하여 유기발광다이오드소자(OLED)의 기생용량으로 인하여 커패시터들(C1, C2)의 전압이 제2 TFT(M2)의 문턱전압까지 도달하는데 걸리는 시간이 지연되지 않도록 한다. 이 제3 TFT(M3)의 게이트전극은 제1 노드(n1)에 접속되고, 드레인전극은 유기발광다이오드소자(OLED)의 캐소드전극에 접속된다. 그리고 제3 TFT(M3)의 소스전극은 제2 노드(n2)에 접속된다.
제4 TFT(M4)는 n-1 번째 선택라인(Sn-1)에 공급되는 n-1 번째 선택펄스(S1n) 에 응답하여 턴-온됨으로써 유기발광다이오드소자(OLED)를 경유하여 고전위 구동전압원(VDD)과 제1 노드(n1) 사이의 전류패스를 형성하여 커패시터들(C1, C2)을 고전위 구동전압(VDD)으로 초기화 충전시키고 제1 노드(n1)의 전압을 상승시켜 제2 및 제3 TFT(M2, M3)를 턴-온시킨 후, 제2 TFT(M2)의 문턱전압 샘플링시에 턴-오프되는 스위치소자이다. 이 제3 TFT(M3)의 게이트전극은 n-1 번째 선택라인(Sn-1)에 접속되고, 드레인전극은 유기발광다이오드소자(OLED)의 캐소드전극에 접속된다. 그리고 제4 TFT(M4)의 소스전극은 제1 노드(n1)에 접속된다.
제5 TFT(M5)는 n 번째 선택라인(Sn)에 공급되는 n 번째 선택펄스(S2n)에 응답하여 턴-온됨으로써 제2 TFT(M2)의 문턱전압 샘플링시에 제1 및 제2 노드(n1, n2)를 단락시켜 제3 TFT(M3)를 턴-오프시키는 스위치소자이다. 이 제5 TFT(M5)의 게이트전극은 n 번째 선택라인(Sn)에 접속되고, 드레인전극은 제1 노드(n1)에 접속된다. 그리고 제5 TFT(M5)의 소스전극은 제2 노드(n2)에 접속된다.
n-1 번째 라인과 n 번째 라인에 포함된 화소들(85)을 가정하여 그 화소들(85)의 동작을 도 9 및 도 10을 결부하여 설명하면 다음과 같다. 도 9에 있어서, 'Vn-1', 'Vn','Vn+1'은 동일한 데이터라인을 통해 공급되는 비디오 데이터 대응의 데이터전압으로써 수직으로 배치되는 n-1 번째 라인의 화소, n 번째 라인의 화소, 및 n+1 라인의 화소에 순차적으로 충전되는 데이터전압(Vdata)이다.
t1 기간의 시작점에서 제1 스캔펄스(SCn1) 및 n-1 번째 선택펄스(S1n)는 고전위 스캔전압으로 변하고, t1 기간 동안 데이터라인들(D1 내지 Dm)에는 기저전압(GND) 또는 0V의 전압이 공급된다. 이 t1 기간 동안, 제1 스캔펄스(SCn1)의 고 전위 스캔전압으로 게이트라인(Gn)이 충전되어 제1 TFT(M1)가 턴-온되고, 이와 동시에 n-1 번째 선택펄스(S1n)의 고전위 스캔전압으로 n-1 번째 선택라인(SnA)이 충전되어 제4 TFT(M4)가 턴-온된다. 이 때, 제1 TFT(M1)의 소스전극에 접속된 제1 커패시터(C1)의 제1 전극은 데이터라인(D1 내지 Dm) 상의 0V 또는 기저전압(GND)으로 리셋된다. 이와 동시에, 제1 노드(n1)에는 제4 TFT(M4)를 통해 고전위 구동전압(VDD)이 공급된다. 그 결과, 제2 및 제3 TFT(M2, M3)가 턴-온되고 캐패시터들(C1, C2)에 고전위 구동전압(VDD)이 충전된다.
t2 기간 동안, 제1 스캔펄스(SCn-1)와 n-1 번째 선택펄스(S1n)의 전압은 저전위 스캔전압으로 변하고, 데이터라인들(D1 내지 Dm)에는 n-1 번째 라인의 데이터전압들(Vn-1)이 공급된다. 이 t2 기간 동안, n-1 라인의 화소들에 데이터전압(Vn-1)이 충전된다.
t2 기간에 이어서, t3 기간의 시작점에서 n 번째 선택펄스(S2n)는 고전위 스캔전압으로 변한다. 그리고 t3 기간 동안 데이터라인(D1 내지 Dm)은 0V 또는 기저전압(GND)으로 변한다. 이 t3 기간 동안, n-1 번째 선택라인(Sn-1)이 저전위를 유지하므로 제4 TFT(M4)는 턴-오프되는 반면, n 선택라인(Sn)이 고전위로 충전되어 제5 TFT(M5)는 턴-온된다. 이 때, 제5 TFT(M5)에 의해 제1 및 제2 노드(n1, n2)가 단락되므로 제3 TFT(M3)의 게이트전극과 소스전극이 등전위로 되어 제3 TFT(M3)는 턴-오프된다. 커패시터들(C1, C2)에 충전된 전압은 제5 TFT(M5)와 제2 TFT(M2)를 경유하여 방전된다. 커패시터들(C1, C2)의 방전에 의해 커패시터들(C1, C2)의 전압이 제2 TFT(M2)의 문턱전압과 같아질 때 제2 TFT(M2)는 턴-오프되고 커패시터 들(C1, C2)에는 제2 TFT(M2)의 문턱전압이 저장된다. 제2 TFT(M2)의 문턱전압이 이동하면, t2 기간 동안 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)에 이동된 문턱전압이 저장된다. 이러한 t3 기간 동안 n-1 번째 라인의 화소들(45)에는 커패시터들(C1, C2)의 전압으로 유기발광다이오드소자(OLED)가 빛을 발한다.
t4 기간 동안, n 번째 선택펄스(S2n)는 저전위 비스캔전압으로 변하는 반면, 제2 스캔펄스(SCn2)는 고전위 스캔전압으로 발생된다. 그리고 t3 기간 동안 데이터라인(D1 내지 Dn)에는 n 번째 라인의 데이터전압(Vn)이 공급된다. 이 때, 제5 TFT(M5)가 턴-오프되고 제1 TFT(M1)를 통해 제1 커패시터(C1)에 데이터전압이 공급되며, 제1 노드(n1)는 제2 TFT(M2)의 문턱전압이 더해진 데이터전압(Vn)으로 충전된다. 따라서, t4 기간 동안 제2 TFT(M2)의 게이트전극에는 제2 TFT(M2)의 문턱전압이 보상된 데이터전압(Vdata)이 공급된다.
마지막으로, t3 기간의 종료시점에 제2 스캔펄스(SCn2)는 저전위 비스캔전압으로 변하며, t3 기간 이후에 유기발광다이오드소자(OLED)에 전류가 흘러 빛이 발광된다.
도 11은 도 8에 도시된 화소들(85)의 제2 실시예를 나타낸다.
도 9 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 화소(85)는 유기발광다이오드소자(OLED), 제1 커패시터(C1), 제1 및 제2 스캔펄스(SCn1, SCn2)에 응답하여 데이터라인(D1 내지 Dm)과 제1 커패시터(C1) 사이의 전류패스를 형성하는 제1 TFT(M1), 제1 노드(n1)의 전압에 따라 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류를 제어하는 제2 TFT(M2), 제1 노드(n1)의 전압에 따라 제1 및 제2 커패시터(C1)의 충전시 턴-온되는 반면에 제2 TFT(M2)의 문턱전압 샘플링시 턴-오프되는 제3 TFT(M3), n-1 번째 선택펄스(S1n)에 응답하여 유기발광다이오드소자(OLED)와 제1 노드(n1) 사이의 전류패스를 형성하는 제4 TFT(M4), 및 n 번째 선택펄스(S2n)에 응답하여 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2) 사이의 전류패스를 형성하는 제5 TFT(M5)를 구비한다. TFT들(M1 내지 M5)은 n 채널 TFT로 형성되고, 비정질 또는 폴리 실리콘의 반도체층을 포함한다. 이러한 화소(85)는 도 10에 도시된 제2 커패시터(C2)가 제거된 것을 제외하고는 도 10에 도시된 화소의 구동회로와 실질적으로 동일한 회로로 구동되고, 그 구동파형 및 구동방법 또한 도 10의 화소와 실질적으로 동일하다. 이 실시예에서 t3 기간 동안, 제2 TFT(M2)의 문턱전압은 제1 커패시터(C1)에만 저장된다.
한편, 전술한 실시예에서 각 스위치소자들이 n 채널 TFT로 구현된 예를 예시하였지만, 상기 스위치소자들은 p 채널 TFT로 선택될 수 있다. 스위치소자들이 P 타입 MOS-FET로 선택되는 경우, 스캔펄스들 및 선택펄스들의 전압이 상기 실시예들과는 반전된 형태로 발생된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시소자는 5 개의 스위치소자, 1 개 또는 2 개의 커패시터를 이용하여 TFT의 문턱전압을 보상하여 구동의 신뢰성을 확보할 수 있다. 나아가, 본 발명은 구동 TFT의 문턱전압 샘플링시에 유기발광다이오드소자와 커패시터 사이의 전류패스를 차단하여 문턱전압 샘플링 속도를 빠르게 할 수 있다.
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 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (10)

  1. 구동전압을 발생하는 구동전압원;
    제1 기간 동안 제1 스캔펄스가 공급되고, 제2 기간의 지연시간 후에 제3 기간 동안 제2 스캔펄스가 공급되는 스캔라인;
    상기 제1 기간 동안 제1 선택펄스가 공급되는 제1 선택라인;
    상기 제2 기간 동안 제2 선택펄스가 공급되는 제2 선택라인;
    상기 스캔라인 및 상기 선택라인들과 교차하고 상기 제1 및 제2 기간 동안 기저전압과 0V 중 어느 하나의 전압이 공급된 후에 상기 제3 기간 동안 데이터전압이 공급되는 데이터라인;
    상기 제1 및 제2 스캔펄스에 응답하여 상기 제1 노드와 상기 데이터라인 사이에 전류패스를 형성하는 제1 스위치소자;
    상기 구동 전압원과 제2 노드 사이에 형성된 유기발광다이오드소자;
    상기 제1 노드의 전압에 의해 상기 유기발광다이오드소자와 기저전압원 사이에서 흐르는 전류를 조정하는 제2 스위치소자;
    상기 제1 노드의 전압에 의해 턴-온되어 상기 유기발광다이오드소자와 상기 제2 노드 사이의 전류패스를 형성하는 제3 스위치소자;
    상기 제1 선택펄스에 의해 턴-온되어 상기 제1 노드를 충전시키는 제4 스위치소자;
    상기 제2 선택펄스에 의해 턴-온되어 상기 제1 노드와 상기 제2 노드를 단락 시키는 제5 스위치소자; 및
    상기 제1 스위치소자와 상기 제1 노드 사이에 형성된 제1 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 기간을 합한 시간은 대략 1 수평기간 이하이고;
    상기 제1 및 제2 기간을 합한 시간은 대략 1/2 수평기간 이하인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 스위치소자와 상기 기저전압원 사이의 노드에 제1 전극이 접속되고, 상기 제1 노드에 제2 전극이 접속된 제2 커패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 스위치소자는 상기 스캔라인에 접속된 게이트전극, 상기 데이터라인에 접속된 드레인전극, 및 상기 제1 커패시터의 제1 전극에 접속된 소스전극을 구비하고;
    상기 제2 스위치소자는 상기 제1 노드에 접속된 게이트전극, 상기 제2 노드에 접속된 드레인전극, 및 상기 기저전압원에 접속된 소스전극을 구비하고;
    상기 제3 스위치소자는 상기 제1 노드에 접속된 게이트전극, 상기 유기발광다이오드소자의 캐소드전극에 접속된 드레인전극, 및 상기 제2 노드에 접속된 소스전극을 구비하고;
    상기 제4 스위치소자는 상기 제1 선택라인에 접속된 게이트전극, 상기 유기발광다이오드소자의 캐소드전극에 접속된 드레인전극, 및 상기 제1 노드에 접속된 소스전극을 구비하며;
    상기 제5 스위치소자는 상기 제2 선택라인에 접속된 게이트전극, 상기 제1 노드에 접속된 드레인전극, 및 상기 제2 노드에 접속된 소스전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시소자.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스위치소자들은 비정질 실리콘 또는 폴리 실리콘을 주성분으로 하는 반도체층을 가지며, n 채널 TFT인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시소자.
  6. n-1(n은 양의 정수) 번째 라인의 화소들과 n 번째 라인의 화소들을 순차적으로 구동하는 유기발광다이오드 표시소자에 있어서,
    구동전압을 발생하는 구동전압원;
    제1 기간 동안 제1 스캔펄스가 공급되고, 제2 및 제3 기간의 지연시간 후에 제4 기간 동안 제2 스캔펄스가 공급되는 스캔라인;
    상기 제1 기간 동안 상기 n-1 번째 라인에서 문턱전압의 샘플링을 지시하는 n-1 번째 선택펄스가 공급되는 n-1 번째 선택라인;
    상기 n-1 번째 선택펄스에 이어서 상기 제2 기간만큼 지연된 후 상기 제3 기간 동안 상기 n 번째 라인에서 문턱전압의 샘플링을 지시하는 n 번째 선택펄스가 공급되는 n 번째 선택라인;
    상기 스캔라인 및 상기 선택라인들과 교차하고 상기 제1 및 제3 기간 동안 기저전압과 0V 중 어느 하나의 전압이 공급되며, 상기 제2 기간 동안 상기 n-1 번째 라인의 데이터전압이 공급된 후에 상기 제4 기간 동안 상기 n 번째 라인의 데이터전압이 공급되는 데이터라인;
    상기 제1 및 제2 스캔펄스에 응답하여 상기 제1 노드와 상기 데이터라인 사이에 전류패스를 형성하는 제1 스위치소자;
    상기 구동 전압원과 제2 노드 사이에 형성된 유기발광다이오드소자;
    상기 제1 노드의 전압에 의해 상기 유기발광다이오드소자와 기저전압원 사이에서 흐르는 전류를 조정하는 제2 스위치소자;
    상기 제1 노드의 전압에 의해 턴-온되어 상기 유기발광다이오드소자와 상기 제2 노드 사이의 전류패스를 형성하는 제3 스위치소자;
    상기 n-1 번째 선택펄스에 의해 턴-온되어 상기 제1 노드를 충전시키는 제4 스위치소자;
    상기 n 번째 선택펄스에 의해 턴-온되어 상기 제1 노드와 상기 제2 노드를 단락시키는 제5 스위치소자; 및
    상기 제1 스위치소자와 상기 제1 노드 사이에 형성된 제1 커패시터를 구비하 는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시소자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 상기 제2 기간을 합한 시간과 상기 제3 및 제4 기간을 합한 시간 각각은 대략 1 수평기간 이하이고;
    상기 제1 기간은 상기 제2 기간보다 짧고, 상기 제3 기간은 상기 제4 기간보다 짧은 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시소자.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 스위치소자와 상기 기저전압원 사이의 노드에 제1 전극이 접속되고, 상기 제1 노드에 제2 전극이 접속된 제2 커패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시소자.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 스위치소자는 상기 스캔라인에 접속된 게이트전극, 상기 데이터라인에 접속된 드레인전극, 및 상기 제1 커패시터의 제1 전극에 접속된 소스전극을 구비하고;
    상기 제2 스위치소자는 상기 제1 노드에 접속된 게이트전극, 상기 제2 노드에 접속된 드레인전극, 및 상기 기저전압원에 접속된 소스전극을 구비하고;
    상기 제3 스위치소자는 상기 제1 노드에 접속된 게이트전극, 상기 유기발광 다이오드소자의 캐소드전극에 접속된 드레인전극, 및 상기 제2 노드에 접속된 소스전극을 구비하고;
    상기 제4 스위치소자는 상기 n-1 번째 선택라인에 접속된 게이트전극, 상기 유기발광다이오드소자의 캐소드전극에 접속된 드레인전극, 및 상기 제1 노드에 접속된 소스전극을 구비하며;
    상기 제5 스위치소자는 상기 n 번째 선택라인에 접속된 게이트전극, 상기 제1 노드에 접속된 드레인전극, 및 상기 제2 노드에 접속된 소스전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시소자.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스위치소자들은 비정질 실리콘 또는 폴리 실리콘을 주성분으로 하는 반도체층을 가지며, n 채널 TFT인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시소자.
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