KR20080048831A - Organic light emitting diode display and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 유기발광다이오드 표시소자의 구조를 개략적으로 나타내는 도면. 1 is a view schematically showing a structure of an organic light emitting diode display device.
도 2는 액티브 매트릭스 방식의 유기발광다이오드 표시소자에 있어서 한 화소를 등가적으로 나타내는 회로도. 2 is an equivalent circuit diagram of one pixel in an organic light emitting diode display device of an active matrix type.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자를 나타내는 블록도. 3 is a block diagram illustrating an organic light emitting diode display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 화소의 제1 실시예를 상세히 보여 주는 회로도. 4 is a circuit diagram showing in detail a first embodiment of the pixel shown in FIG.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화소의 구동 파형을 나타내는 파형도. 5 and 6 are waveform diagrams showing driving waveforms of pixels according to the first embodiment of the present invention;
도 7은 도 3에 도시된 화소의 제2 실시예를 상세히 보여 주는 회로도. FIG. 7 is a circuit diagram showing details of a second embodiment of the pixel shown in FIG. 3; FIG.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 화소의 구동 파형을 나타내는 파형도. 8 is a waveform diagram showing driving waveforms of a pixel according to a second embodiment of the present invention;
도 9는 도 3에 도시된 화소의 제3 실시예를 상세히 보여 주는 회로도. 9 is a circuit diagram showing details of a third embodiment of the pixel shown in FIG. 3;
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 화소의 구동 파형을 나타내는 파형도. 10 is a waveform diagram showing driving waveforms of a pixel according to a third embodiment of the present invention;
도 11은 도 3에 도시된 화소의 제4 실시예를 상세히 보여 주는 회로도. FIG. 11 is a circuit diagram showing details of a fourth embodiment of the pixel shown in FIG. 3;
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 화소(24)의 구동 파형을 나타내는 파 형도. Fig. 12 is a waveform diagram showing driving waveforms of a
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
20 : 표시패널 21 : 타이밍 콘트롤러20: display panel 21: timing controller
22 : 데이터 구동부 23 : 게이트 구동부22: data driver 23: gate driver
24 : 화소 24 pixels
PT1 내지 PT3, NT1 내지 NT3 : 박막트랜지스터PT1 to PT3, NT1 to NT3: thin film transistor
본 발명은 유기발광다이오드 표시소자에 관한 것으로 특히, 구동소자의 문턱전압과 전원전압의 영향을 최소화하여 표시면 전체에서 균일한 화질을 얻을 수 있도록 한 유기발광다이오드 표시소자에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
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(Electroluminescence Device) 등이 있다. Recently, various flat panel displays have been developed to reduce weight and volume, which are disadvantages of cathode ray tubes. Such flat panel displays include liquid crystal displays (hereinafter referred to as "LCDs"), field emission displays (FEDs), plasma display panels (hereinafter referred to as "PDPs") and electric fields. Light emitting devices; and the like.
PDP는 구조와 제조공정이 단순하기 때문에 경박단소하면서도 대화면화에 가 장 유리한 표시장치로 주목받고 있지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다. 스위칭 소자로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 한다)가 적용된 TFT LCD는 가장 널리 사용되고 있는 평판표시소자이지만 비발광소자이기 때문에 시야각이 좁고 응답속도가 낮은 문제점이 있다. 이에 비하여, 전계발광소자는 발광층의 재료에 따라 무기 전계발광소자와 유기발광다이오드소자로 대별되며 스스로 발광하는 자발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. PDP is attracting attention as a display device that is light and small and is most advantageous for large screen because of its simple structure and manufacturing process. However, PDP has low luminous efficiency, low luminance and high power consumption. TFT LCDs with thin film transistors (hereinafter referred to as "TFTs") as switching devices are the most widely used flat panel display devices. However, TFT LCDs have a narrow viewing angle and low response speed because they are non-light emitting devices. In contrast, the electroluminescent device is classified into an inorganic electroluminescent device and an organic light emitting diode device according to the material of the light emitting layer. The electroluminescent device is a self-light emitting device that emits light, and has a high response speed and high luminous efficiency, luminance, and viewing angle.
유기발광다이오드소자는 도 1과 같이 애노드전극과 캐소드전극 사이에 형성된 유기 화합물층(HIL, HTL, EML, ETL, EIL)을 구비한다. The organic light emitting diode device includes organic compound layers HIL, HTL, EML, ETL, and EIL formed between the anode electrode and the cathode electrode as shown in FIG.
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, EIL)을 포함한다. The organic compound layer includes a hole injection layer, a hole transport layer (HTL), an emission layer (EML), an electron transport layer (ETL), and an electron injection layer (EIL). It includes.
애노드전극과 캐소드전극에 구동전압이 인가되면 정공수송층(HTL)을 통해 공급된 정공과 전자주입층(EIL)와 전자수송층(ETL)을 통과한 전자가 발광층(EML)로 주입되어 여기자를 형성하고, 그 결과 발광층(EML)이 가시광을 발산하게 한다. 이렇게 발광층(EML)으로부터 발생되는 가시광으로 화상 또는 영상을 표시하게 된다. When a driving voltage is applied to the anode electrode and the cathode electrode, holes supplied through the hole transport layer (HTL) and electrons passing through the electron injection layer (EIL) and the electron transport layer (ETL) are injected into the emission layer (EML) to form excitons. As a result, the light emitting layer EML emits visible light. Thus, an image or an image is displayed by the visible light generated from the emission layer EML.
이와 같은 유기발광다이오드소자는 패씨브 매트릭스(passive matrix) 방식 또는, 스위칭소자로써 TFT를 이용하는 액티브 매트릭스(active matrix) 방식의 표시소자로 나뉘어진다. 패씨브 매트릭스 방식은 서로 직교하는 애노드전극과 캐소 드전극들에 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. Such an organic light emitting diode device is divided into a passive matrix type or an active matrix type display element using a TFT as a switching element. The passive matrix method selects light emitting cells according to currents applied to the anode and cathode electrodes which are orthogonal to each other, whereas the active matrix method selects light emitting cells by selectively turning on the active TFTs and selects a storage capacitor. Light emission of the light emitting cell is maintained at a voltage maintained in the (Storgage Capacitor).
도 2는 액티브 매트릭스 타입 유기발광다이오드 표시소자에 있어서 하나의 화소를 등가적으로 나타내는 회로도이다. 2 is a circuit diagram equivalently showing one pixel in an active matrix type organic light emitting diode display.
도 2를 참조하면, 액티브 매트릭스 타입 유기발광다이오드 표시소자의 화소는 유기발광다이오드소자(OLED), 서로 교차하는 데이터라인(DL) 및 게이트라인(GL), 스위치 TFT(T1), 구동 TFT(T2), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 스위치 TFT(T1)와 구동 TFT(T2)는 P-타입 MOS-FET로 구현된다. Referring to FIG. 2, a pixel of an active matrix type organic light emitting diode display device includes an organic light emitting diode device OLED, a data line DL and a gate line GL that cross each other, a switch TFT T1, and a driving TFT T2. ), And a storage capacitor Cst. The switch TFT T1 and the driving TFT T2 are implemented with a P-type MOS-FET.
스위치 TFT(T1)는 게이트라인(GL)으로부터의 게이트로우전압(또는 스캔전압)에 응답하여 턴-온됨으로써 자신의 소스전극과 드레인전극 사이의 전류패스를 도통시키고, 게이트라인(GL)의 전압이 자신의 문턱전압(Threshold Voltage : Vth)보다 높은 게이트하이전압일 때 오프 상태를 유지하게 된다. 이 스위치 TFT(T1)의 온타임기간 동안 데이터라인(DL)으로부터의 데이터전압은 스위치 TFT(T1)의 소스전극과 드레인전극을 경유하여 구동 TFT(T2)의 게이트전극과 스토리지 커패시터(Cst)에 인가된다. 이와 반대로, 스위치 TFT(T1)의 오프타임 기간 동안 스위치 TFT(T1)의 소스전극과 드레인전극 사이의 전류패스가 개방되어 데이터전압이 구동 TFT(T2)와 스토리지 커패시터(Cst)에 인가되지 않는다. The switch TFT T1 is turned on in response to the gate low voltage (or the scan voltage) from the gate line GL to conduct a current path between its source electrode and the drain electrode, and the voltage of the gate line GL. It remains off when the gate high voltage is higher than its threshold voltage (Vth). During the on-time period of the switch TFT T1, the data voltage from the data line DL is applied to the gate electrode and the storage capacitor Cst of the driving TFT T2 via the source electrode and the drain electrode of the switch TFT T1. Is approved. On the contrary, the current path between the source electrode and the drain electrode of the switch TFT T1 is opened during the off time period of the switch TFT T1 so that the data voltage is not applied to the driving TFT T2 and the storage capacitor Cst.
구동 TFT(T2)의 소스 전극은 고전위 전원 전압원(VDD) 및 스토리지 커패시터(Cst)의 일측 전극에 접속되고, 드레인 전극은 유기발광다이오드소자(OLED)의 애 노드전극에 접속된다. 그리고 구동 TFT(T2)의 게이트전극은 스위치 TFT(T1)의 드레인전극에 접속된다. 이 구동 TFT(T2)는 게이트전극에 공급되는 게이트전압 즉, 데이터전압에 따라 소스전극과 드레인전극간의 전류를 조절하여 데이터전압에 대응하는 밝기로 유기발광다이오드소자(OLED)를 발광시킨다. The source electrode of the driving TFT T2 is connected to one electrode of the high potential power supply voltage source VDD and the storage capacitor Cst, and the drain electrode is connected to the anode electrode of the organic light emitting diode element OLED. The gate electrode of the driving TFT T2 is connected to the drain electrode of the switch TFT T1. The driving TFT T2 adjusts the current between the source electrode and the drain electrode according to the gate voltage supplied to the gate electrode, that is, the data voltage, and emits the organic light emitting diode OLED with brightness corresponding to the data voltage.
스토리지 커패시터(Cst)는 데이터전압과 고전위 전원전압(VDD) 사이의 차전압을 저장하여 구동 TFT(T2)의 게이트전극에 인가되는 전압을 한 프레임기간동안 일정하게 유지시킨다. The storage capacitor Cst stores the difference voltage between the data voltage and the high potential power voltage VDD to maintain a constant voltage applied to the gate electrode of the driving TFT T2 for one frame period.
유기발광다이오드소자(OLED)는 도 1과 같은 구조로 구현되고 구동 TFT(T2)의 드레인전극에 접속된 애노드전극과 기저전압원에 접속된 캐소드전극을 포함한다. The organic light emitting diode OLED has the structure as shown in FIG. 1 and includes an anode electrode connected to the drain electrode of the driving TFT T2 and a cathode electrode connected to the base voltage source.
도 2와 같은 화소의 밝기는 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류에 비례하며 그 전류는 구동 TFT(T2)의 게이트전압에 의해 조절된다. The brightness of the pixel as shown in FIG. 2 is proportional to the current flowing through the organic light emitting diode OLED, and the current is controlled by the gate voltage of the driving TFT T2.
이 때, 구동 TFT(T2)에 의해 흐르는 유기발광다이오드소자(OLED)의 전류(IOLED)는 아래의 수학식 1과 같다. At this time, the current I OLED of the organic light emitting diode OLED flowing through the driving TFT T2 is expressed by
여기서, 'Vth'는 구동 TFT(T2)의 문턱전압, 'k'는 구동 TFT(T2)의 이동도 및 기생용량을 함수로 하는 상수값, 'L'은 제2 TFT(PT2)의 채널길이, 'W'는 구동 TFT(T2)의 채널폭을 각각 의미한다. Here, 'Vth' is the threshold voltage of the driving TFT (T2), 'k' is a constant value that is a function of the mobility and parasitic capacitance of the driving TFT (T2), and 'L' is the channel length of the second TFT (PT2). , 'W' means the channel width of the driving TFT (T2), respectively.
수학식 1과 같이, 유기발광다이오드소자(OLED)의 전류 (IOLED)는 구동 TFT(T2)의 문턱전압(Vth)이나 이동도에 따라 변화한다. 따라서, 유기발광다이오드 표시소자에서 표시화상의 화질이 균일하게 되기 위해서는 표시면 전체에서 구동 TFT(T2)의 균일한 전기적 특성이 요구되나 폴리실리콘 박막의 불균일로 인하여 표시화상에서 줄무늬 등이 나타나는 문제점이 있다. As shown in
유기발광다이오드소자(OLED)의 전류 (IOLED)는 고전위 전원전압(VDD)에 의해서도 영향을 받는다. 그런데 전원라인(VL)에는 저항이 존재하여 표시면에서의 화소 위치에 따라 고전위 전원전압(VDD)의 편차가 발생하고 이로 인해표시면 전체에서 화질이 균일하게 되기가 어렵다. The current I OLED of the organic light emitting diode OLED is also affected by the high potential power supply voltage VDD. However, since a resistance exists in the power line VL, a deviation of the high potential power voltage VDD occurs according to the pixel position on the display surface, which makes it difficult to make the image quality uniform throughout the display surface.
유기발광다이오드소자에서 구동 TFT(T2)의 문턱전압 불균일을 보상하기 위하여 각 화소마다 추가로 다수의 TFT를 추가하고 구동 TFT의 문턱전압을 저장하는 커패시터 등을 추가하여 구동 TFT의 문턱전압을 검출한 후에 데이터전압에 검출된 구동 TFT의 문턱전압을 보상하는 방안이 개발되고 있으나, 이러한 방안은 추가되는 많은 소자들로 인하여 화소의 개구율을 현저히 떨어뜨리고 패널 제작을 더 어렵게 하는 또 다른 문제점들이 있다. In order to compensate for the threshold voltage unevenness of the driving TFT (T2) in the organic light emitting diode device, a plurality of TFTs are additionally added to each pixel, and a capacitor or the like which stores the threshold voltage of the driving TFT is added to detect the threshold voltage of the driving TFT. Later, a scheme for compensating the threshold voltage of the driving TFT detected in the data voltage has been developed. However, this scheme has other problems that significantly reduce the aperture ratio of the pixel and make the panel more difficult due to many additional elements.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점들을 해결하고자 안출된 발명으로써 구동 TFT의 문턱전압과 전원전압의 영향을 최소화하여 표시면 전체에서 균일한 화질을 얻을 수 있도록 한 유기발광다이오드 표시소자를 제공하는데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic light emitting diode display device capable of achieving uniform image quality over the entire display surface by minimizing the influence of the threshold voltage and the power supply voltage of the driving TFT. To provide.
본 발명의 다른 목적은 개구율의 저하를 최소화하도록 한 유기발광다이오드 표시소자를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide an organic light emitting diode display device which minimizes the decrease in the aperture ratio.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자는 고전위 전원전압을 발생하는 고전위 전원전압원; 저전위 전원전압을 발생하는 저전위 전원전압원; 상기 고전위 전원전압원과 상기 저전위 전원전압원 사이에서 흐르는 전류에 의해 발광하는 유기발광다이오드소자; 제1 노드와 상기 고전위 전원전압원 사이에 접속된 제1 커패시터; 상기 제1 노드와 제2 사이에 접속된 제2 커패시터; 제1 기간 동안 스캔펄스에 응답하여 데이터전압을 상기 제1 노드에 공급하고 상기 제2 기간 동안 상기 데이터전압을 차단하는 제1 스위치소자; 상기 제1 기간 동안 전원차단펄스에 응답하여 상기 고전위 전원전압과 상기 저전위 전원전압 중 어느 하나를 차단하고 상기 제2 기간 동안 상기 차단된 전원전압을 상기 제2 노드에 공급하는 제2 스위치소자; 및 상기 제1 및 제2 노드의 전압에 따라 상기 유기발광다이오드소자에 전류를 공급하는 구동소자를 구비한다. In order to achieve the above object, the organic light emitting diode display device according to an embodiment of the present invention includes a high potential power supply voltage source for generating a high potential power supply voltage; A low potential power voltage source for generating a low potential power voltage; An organic light emitting diode device emitting light by a current flowing between the high potential power voltage source and the low potential power voltage source; A first capacitor connected between a first node and the high potential power voltage source; A second capacitor connected between the first node and a second; A first switch element configured to supply a data voltage to the first node in response to a scan pulse during a first period and to block the data voltage during the second period; A second switch element which cuts off any one of the high potential power voltage and the low potential power voltage in response to a power interruption pulse during the first period, and supplies the blocked power supply voltage to the second node during the second period; ; And a driving device for supplying current to the organic light emitting diode device according to the voltages of the first and second nodes.
상기 스캔펄스와 상기 전원차단펄스는 서로 역위상이다. The scan pulse and the power cutoff pulse are in phase with each other.
상기 스캔펄스는 상기 제1 기간 동안 저전위전압으로 발생되고 상기 전원차단펄스는 상기 제1 기간 동안 고전위전압으로 발생된다. The scan pulse is generated at a low potential voltage during the first period and the power cutoff pulse is generated at a high potential voltage during the first period.
상기 구동소자와 상기 스위치소자들은 비정질 실리콘과 폴리 실리콘 중 어느 하나로 형성된 반도체층을 가지는 p 타입 MOS-FET를 포함한다. The drive element and the switch element include a p-type MOS-FET having a semiconductor layer formed of any one of amorphous silicon and polysilicon.
상기 제1 스위치소자는 상기 스캔펄스가 공급되는 게이트전극, 상기 데이터전압이 공급되는 소스전극, 및 상기 제1 노드에 접속된 드레인전극을 포함하고; 상기 제2 스위치소자는 상기 전원차단펄스가 공급되는 게이트전극, 상기 고전위 전원전압이 공급되는 소스전극, 및 상기 제2 노드에 접속된 드레인전극을 포함하며; 상기 구동소자는 상기 제1 노드에 접속된 게이트전극, 상기 제2 노드에 접속된 소스전극, 및 상기 유기발광다이오드소자의 애노드전극에 접속된 드레인전극을 포함한다. The first switch element comprises a gate electrode supplied with the scan pulse, a source electrode supplied with the data voltage, and a drain electrode connected to the first node; The second switch element comprises a gate electrode supplied with the power interruption pulse, a source electrode supplied with the high potential power voltage, and a drain electrode connected to the second node; The driving device includes a gate electrode connected to the first node, a source electrode connected to the second node, and a drain electrode connected to an anode electrode of the organic light emitting diode device.
상기 제2 기간 동안 상기 유기발광다이오드소자에 흐르는 전류(IOLED)는 아래와 같다. The current I OLED flowing through the organic light emitting diode device during the second period is as follows.
여기서, 'Vth'는 상기 구동소자의 문턱전압, 'k'는 상기 구동소자의 이동도 및 기생용량을 함수로 하는 상수값, 'L'은 상기 구동소자의 채널길이, 'W'는 상기 구동소자의 채널폭, 'VDD'는 상기 고전위 전원전압, 'C1'은 상기 제1 커패시터의 정전용량, 'C2'는 상기 제2 커패시터의 정전용량을 각각 의미한다. Here, 'Vth' is a threshold voltage of the driving device, 'k' is a constant value that is a function of mobility and parasitic capacitance of the driving device, 'L' is the channel length of the driving device, and 'W' is the driving. The channel width of the device, 'VDD' means the high potential power supply voltage, 'C1' means the capacitance of the first capacitor, 'C2' means the capacitance of the second capacitor, respectively.
상기 스캔펄스는 상기 제1 기간 동안 고전위전압으로 발생되고 상기 전원차단펄스는 상기 제1 기간 동안 저전위전압으로 발생된다. The scan pulse is generated at a high potential voltage during the first period and the power cutoff pulse is generated at a low potential voltage during the first period.
상기 구동소자와 상기 스위치소자들은 비정질 실리콘과 폴리 실리콘 중 어느 하나를 포함한 반도체층을 가지는 n 타입 MOS-FET를 포함한다. The drive element and the switch element include an n-type MOS-FET having a semiconductor layer containing any one of amorphous silicon and polysilicon.
상기 제1 스위치소자는 상기 스캔펄스가 공급되는 게이트전극, 상기 데이터전압이 공급되는 드레인전극, 및 상기 제1 노드에 접속된 소스전극을 포함하고; 상기 제2 스위치소자는 상기 전원차단펄스가 공급되는 게이트전극, 상기 저전위 전원전압이 공급되는 소스전극, 및 상기 제2 노드에 접속된 드레인전극을 포함하며; 상기 구동소자는 상기 제1 노드에 접속된 게이트전극, 상기 제2 노드에 접속된 드레인전극, 및 상기 유기발광다이오드소자의 캐소드전극에 접속된 소스전극을 포함한다. The first switch element comprises a gate electrode supplied with the scan pulse, a drain electrode supplied with the data voltage, and a source electrode connected to the first node; The second switch element comprises a gate electrode supplied with the power interruption pulse, a source electrode supplied with the low potential power supply voltage, and a drain electrode connected to the second node; The driving device includes a gate electrode connected to the first node, a drain electrode connected to the second node, and a source electrode connected to a cathode electrode of the organic light emitting diode device.
상기 제2 기간 동안 상기 유기발광다이오드소자에 흐르는 전류(IOLED)는 아래와 같은 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시소자.An organic light emitting diode display device according to
여기서, 'Vth'는 상기 구동소자의 문턱전압, 'k'는 상기 구동소자의 이동도 및 기생용량을 함수로 하는 상수값, 'L'은 상기 구동소자의 채널길이, 'W'는 상기 구동소자의 채널폭, 'VSS'는 상기 저전위 전원전압, 'C1'은 상기 제1 커패시터의 정전용량, 'C2'는 상기 제2 커패시터의 정전용량을 각각 의미한다. Here, 'Vth' is a threshold voltage of the driving device, 'k' is a constant value that is a function of mobility and parasitic capacitance of the driving device, 'L' is the channel length of the driving device, and 'W' is the driving. The channel width of the device, 'VSS' means the low potential power supply voltage, 'C1' means the capacitance of the first capacitor, 'C2' means the capacitance of the second capacitor, respectively.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자는 고전위 전원전압을 발생하는 고전위 전원전압원; 저전위 전원전압을 발생하는 저전위 전원전압원; 상기 고전위 전원전압원과 상기 저전위 전원전압원 사이에서 흐르는 전류에 의 해 발광하는 유기발광다이오드소자; 제1 노드와 상기 고전위 전원전압원 사이에 접속된 제1 커패시터; 상기 제1 노드와 제2 사이에 접속된 제2 커패시터; 제1 기간 동안 전원차단&스캔펄스에 응답하여 데이터전압을 상기 제1 노드에 공급하고 상기 제2 기간 동안 상기 데이터전압을 차단하는 제1 스위치소자; 상기 제1 기간 동안 상기 전원차단&스캔펄스에 응답하여 상기 고전위 전원전압과 상기 저전위 전원전압 중 어느 하나를 차단하고 상기 제2 기간 동안 상기 차단된 전원전압을 상기 제2 노드에 공급하는 제2 스위치소자; 및 상기 제1 및 제2 노드의 전압에 따라 상기 유기발광다이오드소자에 전류를 공급하는 구동소자를 구비한다. An organic light emitting diode display device according to another embodiment of the present invention includes a high potential power supply voltage source for generating a high potential power supply voltage; A low potential power voltage source for generating a low potential power voltage; An organic light emitting diode device emitting light by a current flowing between the high potential power voltage source and the low potential power voltage source; A first capacitor connected between a first node and the high potential power voltage source; A second capacitor connected between the first node and a second; A first switch element configured to supply a data voltage to the first node in response to a power cut & scan pulse and to block the data voltage during the second period; Interrupting any one of the high potential power voltage and the low potential power voltage in response to the power cut & scan pulse during the first period, and supplying the blocked power voltage to the second node during the second period. 2 switch elements; And a driving device for supplying current to the organic light emitting diode device according to the voltages of the first and second nodes.
이하, 도 3 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 12.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자는 m×n 개의 화소들(24)이 형성되는 표시패널(20)과, m 개의 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 데이터전압을 공급하기 위한 데이터 구동부(22)와, n 개의 전원제어라인들(VSW1 내지 VSWn)에 전원차단펄스(VSW)를 순차적으로 공급하고 n 개의 스캔라인들(SCAN1 내지 SCANn)에 스캔펄스(SCAN)를 순차적으로 공급하기 위한 스캔 구동부(23)와, 상기 구동부들(22, 23)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(21)를 구비한다. Referring to FIG. 3, the organic light emitting diode display according to the first exemplary embodiment of the present invention includes a
표시패널(20)에서, 전원제어라인들(VSW1 내지 VSWn) 및 스캔라인들(SCAN1 내지 SCANn)과, m 개의 데이터라인들(D1 내지 Dm)의 교차로 정의된 화소 영역들에 화소들(24)이 형성된다. 이러한 표시패널(20)에는 고전위 전원전압(VDD)과 저전위 전원전압(VSS)을 각각의 화소들(24)에 공급하기 위한 전원공급배선들이 형성된다. In the
데이터 구동부(22)는 타이밍 콘트롤러(21)로부터의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 감마보상전압으로 변환한다. 그리고 데이터 구동부(22)는 타이밍 콘트롤러(21)로부터의 제어신호(DDC)에 응답하여 아날로그 감마보상전압을 데이터전압으로써 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다. 데이터전압은 전원차단펄스(VSW) 및 스캔펄스(SCAN)에 동기되어 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급된다. The
스캔 구동부(23)는 타이밍 콘트롤러(21)로부터의 제어신호(SDC)에 응답하여 전원차단펄스(VSW)를 도 6과 같이 전원제어라인들(VSW1 내지 VSWn)에 순차적으로 공급하고, 전원차단펄스의 역위상으로 스캔펄스(SCAN)를 도 6과 같이 스캔라인들(SCAN1 내지 SCANn)에 순차적으로 공급한다. 전원차단펄스(VSW)는 선택된 라인의 화소들(24)에 공급되는 고전위 전원전압을 차단하는 시간을 지시하고, 스캔펄스(SCAN)는 선택된 라인의 화소들에 공급되는 데이터전압의 공급시간을 지시한다. The
타이밍 콘트롤러(21)는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동부(22)에 공급하고 수직/수평 동기신호와 클럭신호 등을 이용하여 스캔 구동부(23)와 데이터 구동부(22)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호(DDC, SDC)를 발생한다. The
화소들(24) 각각은 도 4, 7, 9 및 11과 같이 유기발광다이오드소자(OLED), 3 개의 TFT, 및 2 개의 커패시터를 포함한다. Each of the
도 4는 화소(24)의 제1 실시예를 상세히 보여 주는 회로도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화소(24)의 구동 파형을 나타내는 파형도이다. 4 is a circuit diagram illustrating a first embodiment of the
도 4 내지 도 6을 참조하면, 화소(24)는 유기발광다이오드소자(OLED), 고전 위 전원전압원(VDD)과 제1 노드(A) 사이에 형성된 제1 커패시터(C1), 제1 노드(A)와 제2 노드(B) 사이에 형성된 제2 커패시터(C2), 스캔펄스(SCAN)에 응답하여 데이터라인(D1 내지 Dm)과 제1 노드(A) 사이의 전류패스를 형성하는 제1 TFT(PT1), 제1 및 제2 노드(A, B)의 전압에 따라 유기발광다이오드(OLED)의 전류를 조정하는 제2 TFT(PT2), 및 전원차단펄스(VSW)에 응답하여 고전위 전원전압(VDD)을 차단하는 제3 TFT(PT3)를 구비한다. 제1 내지 제3 TFT(PT1 내지 PT3)은 비정질 또는 폴리실리콘의 반도체층을 가지는 p 타입 MOS-FET들이다. 4 to 6, the
유기발광다이오드소자(OLED)는 애노드전극이 제2 TFT(PT2)의 드레인전극에 접속되고 캐소드전극이 저전위 전원전압원(VSS)에 접속되며, 도 1과 같은 구조를 가진다. The organic light emitting diode OLED has an structure in which an anode electrode is connected to the drain electrode of the second TFT PT2 and a cathode electrode is connected to the low potential power supply voltage source VSS.
제1 커패시터(C1)는 고전위 전원전압(VDD)과 제1 노드(A)에 충전된 전압의 차 전압을 충전한다. 제1 커패시터(C1)는 제1 노드(A)를 경유하여 제2 커패시터(C2)와 접속된다. 제1 커패시터(C1)는 제2 커패시터(C2)와 조합되어 발광기간(EP) 동안 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류에서 제2 TFT(PT2)의 문턱전압과 고전위 전원전압(VDD)의 영향을 줄이는 역할을 한다. The first capacitor C1 charges the difference voltage between the high potential power voltage VDD and the voltage charged in the first node A. The first capacitor C1 is connected to the second capacitor C2 via the first node A. The first capacitor C1 is combined with the second capacitor C2 and the threshold voltage of the second TFT PT2 and the high potential power voltage VDD at the current flowing through the organic light emitting diode device OLED during the light emitting period EP. To reduce the impact of
제2 커패시터(C2)는 제1 노드(A)와 제2 노드(B) 사이에 접속되어 프로그래밍기간(PP) 동안 제2 TFT(PT2)의 문턱전압을 검출함과 아울러 발광기간(EP) 동안 제2 TFT(PT2)의 게이트-소스간 전압을 일정하게 유지시켜 유기발광다이오드소자(OLED)의 발광량을 일정하게 하고, 전술한 바와 같이 제1 커패시터(C1)와 함께 조합되어 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류에서 제2 TFT(PT2)의 문턱전압과 고전위 전원전압(VDD)의 영향을 줄이는 역할을 한다. The second capacitor C2 is connected between the first node A and the second node B to detect the threshold voltage of the second TFT PT2 during the programming period PP and also during the light emitting period EP. The gate-source voltage of the second TFT PT2 is kept constant to make the light emitting amount of the organic light emitting diode OLED constant, and is combined with the first capacitor C1 as described above to form the organic light emitting diode element ( In the current flowing through the OLED, the threshold voltage of the second TFT PT2 and the high potential power supply voltage VDD are reduced.
제1 TFT(PT1)는 스캔라인들(SCAN1 내지 SCANn)로부터의 스캔펄스(SCAN)에 응답하여 프로그래밍기간 동안 턴-온되어 데이터라인(D1 내지 Dm)과 제1 노드(A) 사이의 전류패스를 형성하여 데이터전압을 제1 노드(A)에 공급한다. 이 제1 TFT(PT1)의 게이트전극은 스캔라인(SCAN1 내지 SCANn)에 접속되고, 소스전극은 데이터라인(D1 내지 Dm)에 접속된다. 그리고 제1 TFT(PT1)의 드레인전극은 제1 노드(A)에 접속된다. The first TFT PT1 is turned on during the programming period in response to the scan pulse SCAN from the scan lines SCAN1 to SCANn to provide a current path between the data lines D1 to Dm and the first node A. FIG. Is formed to supply the data voltage to the first node (A). The gate electrode of this first TFT PT1 is connected to the scan lines SCAN1 to SCANn, and the source electrode is connected to the data lines D1 to Dm. The drain electrode of the first TFT PT1 is connected to the first node A. FIG.
제2 TFT(PT2)는 구동 TFT로써, 발광기간(EP) 동안 제1 및 제2 노드(A, B)의 전압에 따라 유기발광다이오드소자(OLED)에 전류를 공급한다. 이 제2 TFT(PT2)의 게이트전극은 제1 노드(A)에 접속되고, 소스전극은 제2 노드(B)에 접속된다. 그리고 제2 TFT(PT2)의 드레인전극은 유기발광다이오드소자(OLED)의 애노드전극에 접속된다. The second TFT PT2 is a driving TFT and supplies current to the organic light emitting diode OLED according to the voltages of the first and second nodes A and B during the light emitting period EP. The gate electrode of this second TFT PT2 is connected to the first node A, and the source electrode is connected to the second node B. The drain electrode of the second TFT PT2 is connected to the anode electrode of the organic light emitting diode element OLED.
제3 TFT(PT3)는 전원제어라인들(VSW1 내지 VSWn)로부터의 전원차단펄스(VSW)에 응답하여 프로그래밍기간(PP) 동안 턴-오프되어 고전위 전원전압원(VDD)과 제2 노드(B) 사이의 전류패스를 차단하고 발광기간(EP) 동안 턴-온되어 고전위 전원전압(VDD)을 제2 노드(B)에 공급한다. 이 제3 TFT(PT3)의 게이트전극은 전원제어라인(VSW1 내지 VSWn)에 접속되고, 소스전극은 고전위 전원전압원(VDD)에 접속된다. 그리고 제3 TFT(PT3)의 드레인전극은 제2 노드(B)에 접속된다. The third TFT PT3 is turned off during the programming period PP in response to the power cut-off pulses VSW from the power control lines VSW1 to VSWn, so that the high potential power voltage source VDD and the second node B are turned off. The current path between the circuits is blocked and turned on during the light emitting period EP to supply the high potential power voltage VDD to the second node B. The gate electrode of this third TFT PT3 is connected to the power supply control lines VSW1 to VSWn, and the source electrode is connected to the high potential power supply voltage source VDD. The drain electrode of the third TFT PT3 is connected to the second node B.
화소들(24) 각각에서 유기발광다이오드소자의 전류는 구동 TFT인 제2 TFT(PT2)의 문턱전압과 전원전압의 영향이 최소화된다. 이러한 화소들(24)의 동작 을 단계적으로 설명하면 다음과 같다. The current of the organic light emitting diode element in each of the
프로그래밍기간(PP) 동안, 스캔펄스(SCAN)가 저전위전압으로 발생되고 이와 동시에, 전원차단펄스(VSW)가 고전위전압으로 발생된다. 제1 TFT(PT1)은 스캔펄스(SCAN)에 응답하여 턴-온되어 데이터전압을 제1 노드(A)에 공급하고, 제3 TFT(PT3)는 전원차단펄스(VSW)에 응답하여 턴-오프되어 고전위 전원전압(VDD)을 차단한다. 고전위 전원전압(VDD)이 차단된 유기발광다이오드소자(OLED)는 저항 부하로 동작하여 제2 TFT(PT2)를 통해 제2 노드(B)의 전류를 흡수한다. 이 전류는 제2 커패시터(C2)와 유기발광다이오드소자(OLED)의 기생 커패시터를 방전시켜 유기발광다이오드소자(OLED)의 양단 전압을 감소시킨다. 이 때, 제2 TFT(PT2)의 게이트전극에는 데이터전압(Vdata)이 인가되므로 제2 노드(B)의 전압이 방전되면서 그 제2 노드(B)의 전압이 데이터전압+제2 TFT(PT2)의 문턱전압(Vth)에 도달하면 제2 노드(B)의 방전전류가 '0'이 되어 프로그래밍이 완료된다. 프로그래밍이 완료되었을 때, 제1 노드(A)의 전압(VA)과 제2 노드(B)의 전압(VB)은 아래의 수학식 2 및 3과 같다. During the programming period PP, the scan pulse SCAN is generated at a low potential voltage and at the same time, the power cut-off pulse VSW is generated at a high potential voltage. The first TFT PT1 is turned on in response to the scan pulse SCAN to supply the data voltage to the first node A, and the third TFT PT3 is turned on in response to the power cut-off pulse VSW. Off to cut off the high potential supply voltage (VDD). The organic light emitting diode OLED, in which the high potential power voltage VDD is cut off, operates as a resistive load and absorbs the current of the second node B through the second TFT PT2. This current discharges the parasitic capacitors of the second capacitor C2 and the organic light emitting diode element OLED to reduce the voltage across the organic light emitting diode element OLED. At this time, since the data voltage Vdata is applied to the gate electrode of the second TFT PT2, the voltage of the second node B is discharged and the voltage of the second node B becomes the data voltage + second TFT PT2. When the threshold voltage (Vth) is reached, the discharge current of the second node B becomes '0' and programming is completed. When programming is completed, the voltage V A of the first node A and the voltage V B of the second node B are represented by Equations 2 and 3 below.
발광기간(EP) 동안, 스캔라인들(SCAN1 내지 SCANn)에 고전위전압이 공급되고 전원제어라인들(VSW1 내지 VSWn)에 저전위전압이 공급된다. 발광기간 동안, 제1 TFT(PT1)는 턴-오프되고, 이와 동시에 제3 TFT(PT3)은 턴-온되어 고전위 전원전압(VDD)을 제2 노드(B)에 공급한다. 따라서, 제2 노드(B)의 전압(VB)이 고전위 전원전압(VDD)까지 상승한다. 제1 노드(A)의 전압(VA)은 제2 커패시터(C2)의 전압에 의해 부트스트랩(Bootstrap)된다. 아래의 수학식 4 및 5는 발광기간(EP) 동안, 제1 노드(A)의 전압(VA)과 제2 노드(B)의 전압(VB)을 나타낸다. During the light emitting period EP, the high potential voltage is supplied to the scan lines SCAN1 to SCANn and the low potential voltage is supplied to the power supply control lines VSW1 to VSWn. During the light emitting period, the first TFT PT1 is turned off, and at the same time, the third TFT PT3 is turned on to supply the high potential power voltage VDD to the second node B. Therefore, the voltage V B of the second node B rises to the high potential power voltage VDD. The voltage V A of the first node A is bootstraped by the voltage of the second capacitor C2. Equations 4 and 5 below represent the voltage V A of the first node A and the voltage V B of the second node B during the light emitting period EP.
발광기간(EP) 동안, 제2 TFT(PT2)가 포화영역에서 동작하여 유기발광다이오드소자(OLED)에 전류(IOLED)를 공급하고, 그 전류(IOLED)는 아래의 수학식 6과 같다. During the light emitting period EP, the second TFT PT2 operates in the saturation region to supply the current I OLED to the organic light emitting diode OLED, and the current I OLED is represented by Equation 6 below. .
수학식 6과 같이, 발광기간(EP) 동안 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류(IOLED)는 고전위 전원전압(VDD), 제2 TFT(PT2)의 문턱전압(Vth) 그리고 데이터 전압(Vdata)의 영향을 받게 되는데, 그 전압들(VDD, Vth, Vdata)이 만큼 감소된다. 데이터전압(Vdata)의 감소양은 데이터 구동부(22)에서 그 감소양만큼 데이터전압(Vdata)을 높임으로써 보상될 수 있다. As shown in Equation 6, the current I OLED flowing in the organic light emitting diode OLED during the light emission period EP is the high potential power voltage VDD, the threshold voltage Vth of the second TFT PT2 and the data voltage. Is affected by (Vdata), the voltages (VDD, Vth, Vdata) Is reduced by. The reduction amount of the data voltage Vdata may be compensated for by increasing the data voltage Vdata by the reduction amount in the
본 발명은 유기발광다이오드소자(OLED)의 전류(IOLED)에 영향을 주는 고전위 전원전압(VDD)과 제2 TFT(PT2)의 문턱전압(Vth)을 수학식 6과 같이 만큼 감소시켜 고전위 전원전압(VDD)과 제2 TFT(PT2)의 문턱전압(Vth)의 변화로 인한 화질저하를 줄일 수 있다. According to the present invention, the high potential power voltage VDD and the threshold voltage Vth of the second TFT PT2 affecting the current I OLED of the organic light emitting diode device OLED are represented by Equation 6 below. As a result, the image quality deterioration due to the change of the high potential power voltage VDD and the threshold voltage Vth of the second TFT PT2 can be reduced.
도 7은 화소(24)의 제2 실시예를 상세히 보여 주는 회로도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 화소(24)의 구동 파형을 나타내는 파형도이다. FIG. 7 is a circuit diagram showing a second embodiment of the
도 7 및 도 8을 참조하면, 화소(24)는 유기발광다이오드소자(OLED), 고전위 전원전압원(VDD)과 제1 노드(A) 사이에 형성된 제1 커패시터(C1), 제1 노드(A)와 제2 노드(B) 사이에 형성된 제2 커패시터(C2), 전원차단&스캔펄스(VSW&SCAN)에 동시에 제어되는 제1 및 제3 TFT(NT1, PT3), 제1 및 제2 노드(A, B)의 전압에 따라 유기발광다이오드(OLED)의 전류를 조정하는 제2 TFT(PT2)를 구비한다. 제1 TFT(NT1)는 비정질 또는 폴리실리콘의 반도체층을 가지는 n 타입 MOS-FET이고, 제2 및 제3 TFT들(PT2, PT3)은 비정질 또는 폴리실리콘의 반도체층을 가지는 p 타입 MOS-FET들이다. 7 and 8, the
본 발명은 도 7과 같은 화소를 형성하기 위하여 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 공정을 이용하여 하나의 화소에 서로 다른 채널특성을 갖는 TFT들을 형성한다. In the present invention, TFTs having different channel characteristics are formed in one pixel by using a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) process to form the pixel as shown in FIG. 7.
제1 및 제2 커패시터(C1, C2), 유기발광다이오드소자(OLED)는 전술한 실시예의 그것들과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다. Since the first and second capacitors C1 and C2 and the organic light emitting diode OLED are substantially the same as those of the above-described embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
전원차단&스캔펄스(VSW&SCAN)는 전술한 제1 실시예에서 설명된 전원차단펄스(VSW)와 스캔펄스(SCAN) 역할을 한다. The power cut & scan pulses VSW & SCAN serve as the power cut pulse VSW and the scan pulse SCAN described in the first embodiment.
도 7과 같은 화소(24)가 적용되는 표시패널(20)의 화소 어레이에서 수평방향으로 형성되는 신호배선들은 전술한 제1 실시예에 비하여 1/2로 줄어들고, 게이트 구동부(23)에 필요한 집적회로의 수도 1/2로 줄어드는 장점이 있다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자는 제1 실시에에 비하여 개구율을 높일 수 있고 구동회로비용을 낮출 수 있다. In the pixel array of the
제1 TFT(NT1)는 전원차단라인들(VSW1 내지 VSWn)로부터의 전원차단&스캔펄스(VSW&SCAN)에 응답하여 프로그래밍기간 동안 턴-온되어 데이터라인(D1 내지 Dm)과 제1 노드(A) 사이의 전류패스를 형성하여 데이터전압을 제1 노드(A)에 공급한다. 이 제1 TFT(NT1)의 게이트전극은 전원차단라인들(VSW1 내지 VSWn)에 접속되고, 드레인전극은 데이터라인(D1 내지 Dm)에 접속된다. 그리고 제1 TFT(NT1)의 소스전극은 제1 노드(A)에 접속된다. The first TFT NT1 is turned on during the programming period in response to the power-off & scan pulses VSW & SCAN from the power-off lines VSW1 to VSWn, so that the data lines D1 to Dm and the first node A are turned on. A current path therebetween is formed to supply a data voltage to the first node A. The gate electrode of this first TFT NT1 is connected to the power cutoff lines VSW1 to VSWn, and the drain electrode is connected to the data lines D1 to Dm. The source electrode of the first TFT NT1 is connected to the first node A. As shown in FIG.
제2 TFT(PT2)는 구동 TFT로써, 발광기간(EP) 동안 제1 및 제2 노드(A, B)의 전압에 따라 유기발광다이오드소자(OLED)에 전류를 공급한다. 이 제2 TFT(PT2)의 게이트전극은 제1 노드(A)에 접속되고, 소스전극은 제2 노드(B)에 접속된다. 그리 고 제2 TFT(PT2)의 드레인전극은 유기발광다이오드소자(OLED)의 애노드전극에 접속된다. The second TFT PT2 is a driving TFT and supplies current to the organic light emitting diode OLED according to the voltages of the first and second nodes A and B during the light emitting period EP. The gate electrode of this second TFT PT2 is connected to the first node A, and the source electrode is connected to the second node B. The drain electrode of the second TFT PT2 is connected to the anode electrode of the organic light emitting diode element OLED.
제3 TFT(PT3)는 전원제어라인들(VSW1 내지 VSWn)로부터의 전원차단&스캔펄스(VSW&SCAN)에 응답하여 프로그래밍기간(PP) 동안 턴-오프되어 고전위 전원전압원(VDD)과 제2 노드(B) 사이의 전류패스를 차단하고 발광기간(EP) 동안 턴-온되어 고전위 전원전압(VDD)을 제2 노드(B)에 공급한다. 이 제3 TFT(PT3)의 게이트전극은 전원제어라인(VSW1 내지 VSWn)에 접속되고, 소스전극은 고전위 전원전압원(VDD)에 접속된다. 그리고 제3 TFT(PT3)의 드레인전극은 제2 노드(B)에 접속된다. 이 실시예에서 유기발광다이오드소자(OLED)의 전류(IOLED)에 영향을 주는 고전위 전원전압(VDD)과 제2 TFT(PT2)의 문턱전압(Vth)을 수학식 5와 같이 만큼 감소시켜 고전위 전원전압(VDD)과 제2 TFT(PT2)의 문턱전압(Vth)의 변화로 인한 화질저하를 줄일 수 있다. The third TFT PT3 is turned off during the programming period PP in response to the power cut & scan pulse VSW & SCAN from the power control lines VSW1 to VSWn, so that the high potential power voltage source VDD and the second node are turned off. The current path between (B) is interrupted and turned on during the light emitting period EP to supply the high potential power voltage VDD to the second node B. The gate electrode of this third TFT PT3 is connected to the power supply control lines VSW1 to VSWn, and the source electrode is connected to the high potential power supply voltage source VDD. The drain electrode of the third TFT PT3 is connected to the second node B. In this embodiment, the high potential power voltage VDD and the threshold voltage Vth of the second TFT PT2 affecting the current I OLED of the organic light emitting diode device OLED are represented by Equation 5 below. As a result, the image quality deterioration due to the change of the high potential power voltage VDD and the threshold voltage Vth of the second TFT PT2 can be reduced.
도 9는 화소(24)의 제3 실시예를 상세히 보여 주는 회로도이고, 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 화소(24)의 구동 파형을 나타내는 파형도이다. FIG. 9 is a circuit diagram showing a third embodiment of the
도 9 및 도 10을 참조하면, 화소(24)는 유기발광다이오드소자(OLED), 고전위 전원전압원(VDD)과 제1 노드(A) 사이에 형성된 제1 커패시터(C1), 제1 노드(A)와 제2 노드(B) 사이에 형성된 제2 커패시터(C2), 스캔펄스(/SCAN)에 응답하여 데이터라인(D1 내지 Dm)과 제1 노드(A) 사이의 전류패스를 형성하는 제1 TFT(NT1), 제1 및 제2 노드(A, B)의 전압에 따라 유기발광다이오드(OLED)의 전류를 조정하는 제2 TFT(NT2), 및 전원차단펄스(/VSW)에 응답하여 저전위 전원전압(VSS)을 차단하는 제3 TFT(NT3)를 구비한다. 제1 내지 제3 TFT(NT1 내지 NT3)은 비정질 또는 폴리실리콘의 반도체층을 가지는 n 타입 MOS-FET들이다. 9 and 10, the
이 실시예의 전원차단펄스(/VSW)와 스캔펄스(/SCAN)는 TFT들이 n 타입 MOS-FET로 형성되는 것으로 인하여, 전술한 제1 실시예의 전원차단펄스(VSW) 및 스캔펄스(SCAN)와 역위상으로 발생된다. The power-off pulse (/ VSW) and the scan pulse (/ SCAN) of this embodiment are formed by n-type MOS-FETs, so that the power-off pulse (VSW) and the scan pulse (SCAN) of the first embodiment described above are different from each other. It occurs in reverse phase.
유기발광다이오드소자(OLED)는 캐소드전극이 제2 TFT(NT2)의 드레인전극에 접속되고 애노드전극이 고전위 전원전압원(VDD)에 접속되며, 도 1과 같은 구조를 가진다. In the organic light emitting diode OLED, a cathode electrode is connected to the drain electrode of the second TFT NT2, and an anode electrode is connected to the high potential power voltage source VDD, and has a structure as shown in FIG.
제1 커패시터(C1)는 고전위 전원전압(VDD)과 제1 노드(A)에 충전된 전압의 차 전압을 충전한다. 제1 커패시터(C1)는 제1 노드(A)를 경유하여 제2 커패시터(C2)와 접속된다. 제1 커패시터(C1)는 제2 커패시터(C2)와 조합되어 발광기간(EP) 동안 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류에서 제2 TFT(NT2)의 문턱전압과 고전위 전원전압(VDD)의 영향을 줄이는 역할을 한다. The first capacitor C1 charges the difference voltage between the high potential power voltage VDD and the voltage charged in the first node A. The first capacitor C1 is connected to the second capacitor C2 via the first node A. The first capacitor C1 is combined with the second capacitor C2 and the threshold voltage of the second TFT NT2 and the high potential power voltage VDD at the current flowing through the organic light emitting diode device OLED during the light emitting period EP. To reduce the impact of
제2 커패시터(C2)는 제1 노드(A)와 제2 노드(B) 사이에 접속되어 프로그래밍기간(PP) 동안 제2 TFT(NT2)의 문턱전압을 검출함과 아울러 발광기간(EP) 동안 제2 TFT(NT2)의 게이트-소스간 전압을 일정하게 유지시켜 유기발광다이오드소자(OLED)의 발광량을 일정하게 하고, 전술한 바와 같이 제1 커패시터(C1)와 함께 조합되어 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류에서 제2 TFT(NT2)의 문턱전압과 고전위 전원전압(VDD)의 영향을 줄이는 역할을 한다. The second capacitor C2 is connected between the first node A and the second node B to detect the threshold voltage of the second TFT NT2 during the programming period PP and also during the emission period EP. The gate-source voltage of the second TFT NT2 is kept constant so that the amount of light emitted by the organic light emitting diode OLED is constant, and as described above, the organic light emitting diode element is combined with the first capacitor C1. In the current flowing through the OLED, the threshold voltage of the second TFT NT2 and the high potential power voltage VDD are reduced.
제1 TFT(NT1)는 스캔라인들(SCAN1 내지 SCANn)로부터의 스캔펄스(/SCAN)에 응답하여 프로그래밍기간 동안 턴-온되어 데이터라인(D1 내지 Dm)과 제1 노드(A) 사이의 전류패스를 형성하여 데이터전압을 제1 노드(A)에 공급한다. 이 제1 TFT(NT1)의 게이트전극은 스캔라인(SCAN1 내지 SCANn)에 접속되고, 드레인전극은 데이터라인(D1 내지 Dm)에 접속된다. 그리고 제1 TFT(NT1)의 소스전극은 제1 노드(A)에 접속된다. The first TFT NT1 is turned on during the programming period in response to the scan pulse / SCAN from the scan lines SCAN1 to SCANn, so that the current between the data lines D1 to Dm and the first node A is turned on. A path is formed to supply a data voltage to the first node A. The gate electrode of this first TFT NT1 is connected to the scan lines SCAN1 to SCANn, and the drain electrode is connected to the data lines D1 to Dm. The source electrode of the first TFT NT1 is connected to the first node A. As shown in FIG.
제2 TFT(NT2)는 구동 TFT로써, 발광기간(EP) 동안 제1 및 제2 노드(A, B)의 전압에 따라 유기발광다이오드소자(OLED)에 전류를 공급한다. 이 제2 TFT(PT2)의 게이트전극은 제1 노드(A)에 접속되고, 소스전극은 제2 노드(B)에 접속된다. 그리고 제2 TFT(NT2)의 드레인전극은 유기발광다이오드소자(OLED)의 캐소드전극에 접속된다. The second TFT NT2 is a driving TFT and supplies current to the organic light emitting diode OLED according to the voltages of the first and second nodes A and B during the light emitting period EP. The gate electrode of this second TFT PT2 is connected to the first node A, and the source electrode is connected to the second node B. The drain electrode of the second TFT NT2 is connected to the cathode electrode of the organic light emitting diode element OLED.
제3 TFT(NT3)는 전원제어라인들(VSW1 내지 VSWn)로부터의 전원차단펄스(/VSW)에 응답하여 프로그래밍기간(PP) 동안 턴-오프되어 저전위 전원전압원(VSS)과 제2 노드(B) 사이의 전류패스를 차단하고 발광기간(EP) 동안 턴-온되어 저전위 전원전압(VDD)을 제2 노드(B)에 공급한다. 이 제3 TFT(NT3)의 게이트전극은 전원제어라인(VSW1 내지 VSWn)에 접속되고, 소스전극은 저전위 전원전압원(VSS)에 접속된다. 그리고 제3 TFT(NT3)의 드레인전극은 제2 노드(B)에 접속된다. The third TFT NT3 is turned off during the programming period PP in response to the power cut-off pulses / VSW from the power control lines VSW1 to VSWn, so that the low potential power voltage source VSS and the second node ( The current path between B) is blocked and turned on during the light emitting period EP to supply the low potential power voltage VDD to the second node B. The gate electrode of this third TFT NT3 is connected to the power supply control lines VSW1 to VSWn, and the source electrode is connected to the low potential power supply voltage source VSS. The drain electrode of the third TFT NT3 is connected to the second node B.
화소들(24) 각각에서 유기발광다이오드소자의 전류는 구동 TFT인 제2 TFT(NT2)의 문턱전압과 전원전압의 영향이 최소화된다. 이러한 화소들(24)의 동작을 단계적으로 설명하면 다음과 같다. The current of the organic light emitting diode element in each of the
프로그래밍기간(PP) 동안, 스캔펄스(/SCAN)가 고전위전압으로 발생되고 이와 동시에, 전원차단펄스(/VSW)가 저전위전압으로 발생된다. 제1 TFT(NT1)는 스캔펄스(/SCAN)에 응답하여 턴-온되어 데이터전압을 제1 노드(A)에 공급하고, 제3 TFT(NT3)는 전원차단펄스(/VSW)에 응답하여 턴-오프되어 저전위 전원전압(VSS)을 차단한다. 저전위 전원전압(VSS)이 차단된 유기발광다이오드소자(OLED)는 저항 부하로 동작하여 제2 TFT(NT2)를 통해 제2 노드(B)의 전류를 흡수한다. 이 전류는 제2 커패시터(C2)와 유기발광다이오드소자(OLED)의 기생 커패시터를 방전시켜 유기발광다이오드소자(OLED)의 양단 전압을 감소시킨다. 이 때, 제2 TFT(NT2)의 게이트전극에는 데이터전압(Vdata)이 인가되므로 제2 노드(B)의 전압이 방전되면서 그 제2 노드(B)의 전압이 데이터전압+제2 TFT(NT2)의 문턱전압(Vth)에 도달하면 제2 노드(B)의 방전전류가 '0'이 되어 프로그래밍이 완료된다. During the programming period PP, the scan pulse / SCAN is generated at the high potential voltage and at the same time, the power cut-off pulse / VSW is generated at the low potential voltage. The first TFT NT1 is turned on in response to the scan pulse / SCAN to supply the data voltage to the first node A, and the third TFT NT3 in response to the power cut-off pulse / VSW. It is turned off to cut off the low potential supply voltage (VSS). The organic light emitting diode OLED in which the low potential power voltage VSS is cut off operates as a resistive load and absorbs the current of the second node B through the second TFT NT2. This current discharges the parasitic capacitors of the second capacitor C2 and the organic light emitting diode element OLED to reduce the voltage across the organic light emitting diode element OLED. At this time, since the data voltage Vdata is applied to the gate electrode of the second TFT NT2, the voltage of the second node B is discharged and the voltage of the second node B becomes the data voltage + the second TFT NT2. When the threshold voltage (Vth) is reached, the discharge current of the second node B becomes '0' and programming is completed.
발광기간(EP) 동안, 스캔라인들(SCAN1 내지 SCANn)에 저전위전압이 공급되고 전원제어라인들(VSW1 내지 VSWn)에 고전위전압이 공급된다. 발광기간 동안, 제1 TFT(NT1)는 턴-오프되고, 이와 동시에 제3 TFT(NT3)은 턴-온되어 저전위 전원전압(VSS)을 제2 노드(B)에 공급한다. 따라서, 제2 노드(B)의 전압(VB)이 저전위 전원전압(VSS)까지 하강한다. 제1 노드(A)의 전압(VA)은 제2 커패시터(C2)의 전압에 의해 부트스트랩(Bootstrap)된다. During the light emitting period EP, the low potential voltage is supplied to the scan lines SCAN1 to SCANn and the high potential voltage is supplied to the power supply control lines VSW1 to VSWn. During the light emitting period, the first TFT NT1 is turned off, and at the same time, the third TFT NT3 is turned on to supply the low potential power supply voltage VSS to the second node B. Therefore, the voltage V B of the second node B drops to the low potential power supply voltage VSS. The voltage V A of the first node A is bootstraped by the voltage of the second capacitor C2.
발광기간(EP) 동안, 제2 TFT(NT2)가 포화영역에서 동작하여 유기발광다이오드소자(OLED)에 전류(IOLED)를 공급하고, 그 전류(IOLED)는 아래의 수학식 7과 같다. During the light emitting period EP, the second TFT NT2 operates in a saturation region to supply a current I OLED to the organic light emitting diode OLED, and the current I OLED is represented by Equation 7 below. .
수학식 7과 같이, 발광기간(EP) 동안 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류(IOLED)는 저전위 전원전압(VSS), 제2 TFT(NT2)의 문턱전압(Vth) 그리고 데이터전압(Vdata)의 영향을 받게 되는데, 그 전압들(VSS, Vth, Vdata)이 만큼 감소된다. 데이터전압(Vdata)의 감소양은 데이터 구동부(22)에서 그 감소양만큼 데이터전압(Vdata)을 높임으로써 보상될 수 있다. As shown in Equation 7, the current I OLED flowing in the organic light emitting diode OLED during the light emitting period EP is the low potential power voltage VSS, the threshold voltage Vth of the second TFT NT2 and the data voltage. Affected by (Vdata), the voltages (VSS, Vth, Vdata) Is reduced by. The reduction amount of the data voltage Vdata may be compensated for by increasing the data voltage Vdata by the reduction amount in the
본 발명은 유기발광다이오드소자(OLED)의 전류(IOLED)에 영향을 주는 저전위 전원전압(VSS)과 제2 TFT(NT2)의 문턱전압(Vth)의 변동을 수학식 7과 같이 만큼 감소시켜 저전위 전원전압(VSS)과 제2 TFT(NT2)의 문턱전압(Vth)으로 인한 화질저하를 줄일 수 있다. According to the present invention, the variation of the low potential power supply voltage VSS and the threshold voltage Vth of the second TFT NT2 affecting the current I OLED of the organic light emitting diode device OLED is represented by Equation 7 below. As a result, the image quality degradation due to the low potential power voltage VSS and the threshold voltage Vth of the second TFT NT2 can be reduced.
도 11은 화소(24)의 제4 실시예를 상세히 보여 주는 회로도이고, 도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 화소(24)의 구동 파형을 나타내는 파형도이다. FIG. 11 is a circuit diagram illustrating a fourth embodiment of the
도 11 및 도 12를 참조하면, 화소(24)는 유기발광다이오드소자(OLED), 고전위 전원전압원(VDD)과 제1 노드(A) 사이에 형성된 제1 커패시터(C1), 제1 노드(A)와 제2 노드(B) 사이에 형성된 제2 커패시터(C2), 전원차단&스캔펄스(/VSW&SCAN)에 응답하여 데이터라인(D1 내지 Dm)과 제1 노드(A) 사이의 전류패스를 형성하는 제1 TFT(PT1), 제1 및 제2 노드(A, B)의 전압에 따라 유기발광다이오드(OLED)의 전류를 조정하는 제2 TFT(NT2), 및 전원차단&스캔펄스(/VSW&SCAN)에 응답하여 저전위 전원전압(VSS)을 차단하는 제3 TFT(NT3)를 구비한다. 제1 TFT(PT1)는 비정질 또는 폴리실리콘의 반도체층을 가지는 p 타입 MOS-FET이다. 제2 및 제3 TFT(NT2, NT3)는 비정질 또는 폴리실리콘의 반도체층을 가지는 n 타입 MOS-FET들이다. 11 and 12, the
본 발명은 도 11과 같은 화소(24)를 형성하기 위하여 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 공정을 이용하여 하나의 화소에 서로 다른 채널특성을 갖는 TFT들을 형성한다. The present invention forms TFTs having different channel characteristics in one pixel by using a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) process to form the
제1 및 제2 커패시터(C1, C2), 유기발광다이오드소자(OLED)는 전술한 실시예의 그것들과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다. Since the first and second capacitors C1 and C2 and the organic light emitting diode OLED are substantially the same as those of the above-described embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
도 11과 같은 화소(24)가 적용되는 표시패널(20)의 화소 어레이에서 수평방향으로 형성되는 신호배선들은 전술한 제3 실시예에 비하여 1/2로 줄어들고, 게이트 구동부(23)에 필요한 집적회로의 수도 1/2로 줄어드는 장점이 있다. 따라서, 본 발명의 제4 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자는 제3 실시에에 비하여 개구율을 높일 수 있고 구동회로비용을 낮출 수 있다. The signal lines formed in the horizontal direction in the pixel array of the
전원차단&스캔펄스(/VSW&SCAN)는 전술한 제3 실시예에서 설명된 전원차단펄스(/VSW)와 스캔펄스(/SCAN) 역할을 한다. The power cut & scan pulse / VSW & SCAN serves as the power cut pulse / VSW and the scan pulse / SCAN described in the above-described third embodiment.
제1 TFT(PT1)는 스캔라인들(SCAN1 내지 SCANn)로부터의 전원차단&스캔펄스(/VSW&SCAN)에 응답하여 프로그래밍기간 동안 턴-온되어 데이터라인(D1 내지 Dm)과 제1 노드(A) 사이의 전류패스를 형성하여 데이터전압을 제1 노드(A)에 공급한 다. 이 제1 TFT(NT1)의 게이트전극은 스캔라인(SCAN1 내지 SCANn)에 접속되고, 소스전극은 데이터라인(D1 내지 Dm)에 접속된다. 그리고 제1 TFT(PT1)의 드레인전극은 제1 노드(A)에 접속된다. The first TFT PT1 is turned on during the programming period in response to the power-off & scan pulse / VSW & SCAN from the scan lines SCAN1 to SCANn, so that the data lines D1 to Dm and the first node A are turned on. A current path therebetween is formed to supply a data voltage to the first node (A). The gate electrode of this first TFT NT1 is connected to the scan lines SCAN1 to SCANn, and the source electrode is connected to the data lines D1 to Dm. The drain electrode of the first TFT PT1 is connected to the first node A. FIG.
제2 TFT(NT2)는 구동 TFT로써, 발광기간(EP) 동안 제1 및 제2 노드(A, B)의 전압에 따라 유기발광다이오드소자(OLED)에 전류를 공급한다. 이 제2 TFT(PT2)의 게이트전극은 제1 노드(A)에 접속되고, 소스전극은 제2 노드(B)에 접속된다. 그리고 제2 TFT(NT2)의 드레인전극은 유기발광다이오드소자(OLED)의 캐소드전극에 접속된다. The second TFT NT2 is a driving TFT and supplies current to the organic light emitting diode OLED according to the voltages of the first and second nodes A and B during the light emitting period EP. The gate electrode of this second TFT PT2 is connected to the first node A, and the source electrode is connected to the second node B. The drain electrode of the second TFT NT2 is connected to the cathode electrode of the organic light emitting diode element OLED.
제3 TFT(NT3)는 스캔라인들(SCAN1 내지 SCANn)로부터의 전원차단&스캔펄스(/VSW&SCAN)에 응답하여 프로그래밍기간(PP) 동안 턴-오프되어 저전위 전원전압원(VSS)과 제2 노드(B) 사이의 전류패스를 차단하고 발광기간(EP) 동안 턴-온되어 저전위 전원전압(VDD)을 제2 노드(B)에 공급한다. 이 제3 TFT(NT3)의 게이트전극은 스캔라인(SCAN1 내지 SCANn)에 접속되고, 소스전극은 저전위 전원전압원(VSS)에 접속된다. 그리고 제3 TFT(PT3)의 드레인전극은 제2 노드(n2)에 접속된다. The third TFT NT3 is turned off during the programming period PP in response to the power cut & scan pulse / VSW & SCAN from the scan lines SCAN1 to SCANn, so that the low potential power voltage source VSS and the second node are turned off. The current path between (B) is blocked and turned on during the light emitting period EP to supply the low potential power voltage VDD to the second node B. The gate electrode of this third TFT NT3 is connected to the scan lines SCAN1 to SCANn, and the source electrode is connected to the low potential power supply voltage source VSS. The drain electrode of the third TFT PT3 is connected to the second node n2.
본 발명의 제4 실시예는 유기발광다이오드소자(OLED)의 전류(IOLED)에 영향을 주는 저전위 전원전압(VSS)과 제2 TFT(NT2)의 문턱전압(Vth)을 수학식 6과 같이 만큼 감소시켜 저전위 전원전압(VSS)과 제2 TFT(NT2)의 문턱전압(Vth)으로 인한 화질저하를 줄일 수 있다. In the fourth embodiment of the present invention, the low potential power supply voltage VSS and the threshold voltage Vth of the second TFT NT2 affecting the current I OLED of the organic light emitting diode device OLED are represented by together As a result, the image quality degradation due to the low potential power voltage VSS and the threshold voltage Vth of the second TFT NT2 can be reduced.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시소자는 구동 TFT의 문턱전압과 전원전압의 영향을 최소화하여 표시면 전체에서 균일한 화질을 얻을 수 있고 또한, 각 화소에 필요한 TFT와 커패시터의 수 증가를 줄여 개구율의 저하를 최소화할 수 있다. As described above, the organic light emitting diode display device according to the present invention minimizes the influence of the threshold voltage and the power supply voltage of the driving TFT to obtain a uniform image quality over the entire display surface, and the number of TFTs and capacitors required for each pixel. It is possible to minimize the decrease in the aperture ratio by reducing the increase.
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.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
Claims (19)
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