KR20100041335A - Organic electroluminescent display device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기전계 발광 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 유기전계 발광소자(OLED)에서 발생된 열에 의해 발생되는 박막트랜지스터의 전기적 특성 변화에 대응하여 고품위의 표시품질을 제공하는 유기전계 발광 디스플레이 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic light emitting display device, and more particularly, to an organic light emitting display device that provides high quality display quality in response to a change in electrical characteristics of a thin film transistor generated by heat generated from an organic light emitting diode (OLED). will be.
자체의 발광 특성이 없는 액티브 매트릭스 액정표시장치(AMLCD)의 단점을 해소하기 위해 제안된 디스플레이 장치가 액티브 매트릭스 유기전계 발광 디스플레이 장치(AMOLED)인데, 유기전계 발광 디스플레이 장치는 형광성 유기 화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 자발광성 디스플레이 장치로서, 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 박형 제조가 가능한 장점을 갖는다.In order to solve the drawbacks of the active matrix liquid crystal display (AMLCD) which does not have its own luminescence property, the proposed display device is an active matrix organic light emitting display device (AMOLED). A self-luminous display device which emits light by emitting light, has advantages of being able to be driven at a low voltage and capable of thin manufacturing.
도 1은 종래기술에 따른 액티브 매트릭스 유기전계 발광 디스플레이 장치의 화소구조를 나타내는 것으로, 2-트랜지스터 1-커패시터(2T-1C)의 화소 구조를 도시 하고 있다. 1 illustrates a pixel structure of an active matrix organic electroluminescent display device according to the related art, and illustrates a pixel structure of a two-transistor one-capacitor 2T-1C.
기판 상에 스캔라인(S)과 데이터라인(D) 및 스위칭 박막트랜지스터(SW), 커패시터(C), 구동 박막트랜지스터(DR) 및 유기전계 발광소자(OLED)를 구비하여 구성된다. 여기서 상기 각 박막트랜지스터(SW, DR)는 NMOS 채널타입의 박막트랜지스터(TFT)이다.The substrate includes a scan line S, a data line D, a switching thin film transistor SW, a capacitor C, a driving thin film transistor DR, and an organic light emitting diode OLED. Each of the thin film transistors SW and DR is an NMOS channel type thin film transistor TFT.
상기 스위칭 박막트랜지스터(SW)의 게이트는 스캔라인(S)에 연결되고, 소스는 데이터라인(D)에 연결되어 있다. 커패시터(C)의 일 측은 상기 스위칭 박막트랜지스터(SW)의 드레인에 연결되고 타 측은 기저전압(VSS)이 인가된다. A gate of the switching thin film transistor SW is connected to the scan line S, and a source thereof is connected to the data line D. One side of the capacitor C is connected to the drain of the switching thin film transistor SW, and the other side is applied with a ground voltage VSS.
구동 박막트랜지스터(DR)의 드레인은 구동전압(VDD)이 인가되는 유기전계발광소자(OLED)의 캐소드와 연결되고, 게이트는 상기 스위칭 박막트랜지스터(SW)의 드레인에 연결되며, 소스는 접지(Ground) 전위 등의 기저전압(VSS)이 인가된다. The drain of the driving thin film transistor DR is connected to the cathode of the organic light emitting diode OLED to which the driving voltage VDD is applied, the gate is connected to the drain of the switching thin film transistor SW, and the source is ground. ) A ground voltage VSS such as a potential is applied.
도 1에 나타낸 화소의 구동방법을 도 2의 신호 타이밍도와 같이 설명하면 다음과 같다.The driving method of the pixel illustrated in FIG. 1 will be described with reference to the signal timing diagram of FIG. 2.
게이트구동IC(미도시함)로부터 스캔라인(S)으로 인가되는 포지티브 선택전압(Vgh)인 스캔신호(scan signal)에 의해서 스위칭 박막트랜지스터(SW)가 온(on)되면 데이터라인(D)으로 인가된 데이터전압(Vdata)에 의해서 커패시터(C)에 전하가 축적된다. 이때 상기 데이터전압(Vdata)은 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 채널타입이 NMOS-타입이므로 양극성 전압이다. 이후 상기 커패시터(C)에 충전된 전압과 상기 구동전압(VDD)과의 전위차에 따라 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 채널에 흐르는 전류의 양이 결정되며, 결정된 전류의 양에 의해서 발광량이 결정되어 상기 유기전계 발광소자(OLED)가 발광된다.When the switching thin film transistor SW is turned on by a scan signal which is a positive selection voltage Vgh applied from the gate driver IC (not shown) to the scan line S, the switching line SW is turned on to the data line D. Electric charges are accumulated in the capacitor C by the applied data voltage Vdata. In this case, the data voltage Vdata is a bipolar voltage because the channel type of the driving thin film transistor DR is NMOS-type. Thereafter, the amount of current flowing through the channel of the driving thin film transistor DR is determined according to the potential difference between the voltage charged in the capacitor C and the driving voltage VDD, and the amount of light emitted is determined by the determined amount of current. The organic light emitting diode OLED emits light.
그런데 각 화소마다 유기물을 포함하여 구성되는 유기전계 발광소자(OLED)는 그 자체 발광으로 인해 열이 발생하게 되는데, 이때 발생된 열은 구동 박막트랜지스터(DR)의 채널의 특성을 변화시키는데 그 중 채널의 이동도(mobility)의 변화가 크다. However, the organic light emitting diode OLED, which includes organic material for each pixel, generates heat due to its own light emission, and the generated heat changes the characteristics of the channel of the driving thin film transistor DR. The change in mobility is large.
특히 패널에 표시되는 영상에 따라 위치별로 유기전계 발광소자(OLED)에서 발생되는 열이 서로 다르기 때문에 구동 박막트랜지스터(DR) 역시 위치별로 이동도 변화의 차이를 보이게 되고, 이는 결국 패널 상에 잔상 또는 무라(mura) 등의 영상 왜곡으로 인식된다. In particular, since the heat generated from the organic light emitting diode OLED is different depending on the image displayed on the panel, the driving thin film transistor DR also shows a difference in mobility depending on the position. It is recognized as image distortion such as mura.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 유기전계 발광소자(OLED)에서의 발열로 인해 발생되는 박막트랜지스터(TFT)의 특성 변화분을 보상할 수 있는 방안을 제시하는 것을 주된 목적으로 하며, 특히 상기 발열을 감지할 수 있는 소자를 구성하여 상기한 목적을 달성한다.The present invention has been made to solve the above problems, the main object of the present invention is to propose a method for compensating for changes in the characteristics of the thin film transistor (TFT) generated by the heat generated in the organic light emitting device (OLED) In particular, the above object is achieved by configuring a device capable of detecting the heat generation.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 구동전압원과 기저전압원 사이에 구성되는 유기전계 발광소자와; 데이터전압을 입력받으며 스캔신호에 의해 스위칭 제어되어 상기 데이터전압을 출력하는 스위칭 박막트랜지스터와; 상기 스위칭 박막트랜지스터에서 출력된 상기 데이터전압에 응답하여 상기 유기전계 발광소자에 상기 구동전류를 공급하는 구동 박막트랜지스터와; 상기 스위칭 박막트랜지스터로부터 출력된 상기 데이터전압을 저장하는 커패시터와; 오프-스위칭 상태를 유지하며 상기 구동 박막트랜지스터의 게이트단과 정전압원 사이에 구성되며, 상기 유기전계 발광소자의 발열량에 따라 상기 구동 박막트랜지스터의 게이트단의 전압 누설량을 제어하는 온도센싱 박막트랜지스터를 포함하여 일 화소로 정의되는 유기전계 발광 디스플레이 장치를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides an organic electroluminescent device configured between a driving voltage source and a base voltage source; A switching thin film transistor which receives a data voltage and is switched by a scan signal and outputs the data voltage; A driving thin film transistor supplying the driving current to the organic light emitting diode in response to the data voltage output from the switching thin film transistor; A capacitor storing the data voltage output from the switching thin film transistor; A temperature sensing thin film transistor which maintains an off-switching state and is configured between a gate end of the driving thin film transistor and a constant voltage source, and controls a voltage leakage amount of the gate end of the driving thin film transistor according to the heat generation amount of the organic light emitting device. An organic light emitting display device defined by one pixel is provided.
상기 유기전계 발광 디스플레이 장치에서, 상기 각 박막트랜지스터는 모두 NMOS-타입 박막트랜지스터인 것을 특징으로 한다.In the organic light emitting display device, each of the thin film transistors is characterized in that all NMOS-type thin film transistor.
상기 유기전계 발광 디스플레이 장치에서, 상기 정전압원은 접지전압원인 것을 특징으로 한다.In the organic light emitting display device, the constant voltage source is a ground voltage source.
상기 유기전계 발광 디스플레이 장치에서, 상기 온도센싱 박막트랜지스터의 게이트단은 상기 기저전압원과 연결되는 것을 특징으로 한다.In the organic light emitting display device, a gate terminal of the temperature sensing thin film transistor is connected to the base voltage source.
상기 유기전계 발광 디스플레이 장치에서, 상기 구동 박막트랜지스터의 소스단은 상기 유기전계 발광소자와 연결되고 드레인은 상기 구동전압원과 연결되는 것을 특징으로 한다.In the organic light emitting display device, a source terminal of the driving thin film transistor is connected to the organic light emitting device and a drain is connected to the driving voltage source.
상기 유기전계 발광 디스플레이 장치에서, 상기 온도센싱 박막트랜지스터의 소스단은 상기 정전압원과 연결되고 드레인단은 상기 구동 박막트랜지스터의 게이트단과 연결되는 것을 특징으로 한다.In the organic light emitting display device, the source terminal of the temperature sensing thin film transistor is connected to the constant voltage source, and the drain terminal is connected to the gate terminal of the driving thin film transistor.
상기한 특징의 본 발명에 따르면, 구동 박막트랜지스터(DR)에서 결정되는 상기 유기전계 발광소자(OLED)에 제공되는 구동전류(IOLED)를 'Vgs'조절을 통해 제어할 수 있으며, 이러한 방법을 이용해 화소의 유기전계 발광소자(OLED)에 대한 발광 휘도를 제어하여 발열량을 저감시켜 줌으로써 상기 구동 박막트랜지스터(DR)에서의 특성 변화를 개선할 수 있다. According to the present invention of the above characteristics, it is possible to control the driving current (I OLED ) provided to the organic light emitting device (OLED) determined in the driving thin film transistor (DR) through the 'Vgs' control, this method By controlling the emission luminance of the pixel with respect to the organic light emitting diode OLED to reduce the amount of heat generated, the characteristic change in the driving thin film transistor DR can be improved.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 유기전계 발광 디스플레이 장치의 화소 구성을 도시한 화소구조도로서, 유기전계 발광소자(OLED)와, 스위칭 박막트랜지스터(SW), 구동 박막트랜지스터(DR), 온도센싱 박막트랜지스터(TE) 및 커패시터(C)로 구성된다.3 is a pixel structure diagram illustrating a pixel configuration of an organic light emitting display device according to an exemplary embodiment of the present invention, wherein the organic light emitting diode OLED, a switching thin film transistor SW, a driving thin film transistor DR, and a temperature sensing thin film transistor TE) and a capacitor (C).
상기 스위칭 박막트랜지스터(SW)는 게이트구동부(미도시함)로부터 출력되어 게이트단으로 인가되는 스캔신호(Vscan)에 의해 스위칭 제어되어 데이터구동부(미도시함)로부터 인가받은 데이터전압(Vdata)을 출력한다.The switching thin film transistor SW is controlled by a scan signal Vscan output from a gate driver (not shown) and applied to a gate terminal to output a data voltage Vdata applied from a data driver (not shown). do.
상기 구동 박막트랜지스터(DR)는 상기 유기전계 발광소자(OLED)와 연결되며, 상기 스위칭 박막트랜지스터(SW)에서 출력된 데이터전압(Vdata)에 의해 스위칭 제어되어 상기 유기전계 발광소자(OLED)에 구동전류(IOLED)를 공급한다. 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 소스단과 드레인단은 각각 상기 유기전계 발광소자(OLED) 및 구동전압원(미도시함)과 연결되어 구동전압(VDD)이 인가된다.The driving thin film transistor DR is connected to the organic light emitting diode OLED, and is controlled to be controlled by the data voltage Vdata output from the switching thin film transistor SW to be driven by the organic light emitting diode OLED. Supply the current I OLED . The source terminal and the drain terminal of the driving thin film transistor DR are connected to the organic light emitting diode OLED and a driving voltage source (not shown), and a driving voltage VDD is applied thereto.
상기 커패시터(C)는 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 게이트단과 드레인단 사이에 구성되어 상기 데이터전압(Vdata)에 상응하는 전하를 축적한다.The capacitor C is configured between the gate terminal and the drain terminal of the driving thin film transistor DR to accumulate charge corresponding to the data voltage Vdata.
상기 온도센싱 박막트랜지스터(TE)는 상기 유기전계 발광소자(OLED)로부터의 발열량을 감지하기 위한 일종의 온도센서로서, 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 게이트단과 정전압원(Vtemp) 사이에 구성되며, 게이트단으로 오프-전압(Voff)을 인가하여 오프-스위칭 상태를 유지하도록 구성된다. 이때 상기 정전압원(Vtemp)은 임의의 전압레벨 또는 접지(ground) 전위를 제공할 수 있다.The temperature sensing thin film transistor TE is a kind of temperature sensor for sensing a heat generation amount from the organic light emitting diode OLED, and is configured between a gate terminal of the driving thin film transistor DR and a constant voltage source Vtemp. However, it is configured to maintain the off-switching state by applying the off-voltage Voff. In this case, the constant voltage source Vtemp may provide an arbitrary voltage level or ground potential.
이때 상기 스위칭 박막트랜지스터(SW), 구동 박막트랜지스터(DR), 온도센싱 박막트랜지스터(TE)는 모두 동일한 채널 타입으로서, PMOS-타입 또는 NMOS-타입이 모두 사용가능하나 도면상에는 NMOS 타입으로 도시하였다.In this case, the switching thin film transistor SW, the driving thin film transistor DR, and the temperature sensing thin film transistor TE are all the same channel type, and both the PMOS type and the NMOS type can be used.
상기 온도센싱 박막트랜지스터(TE)에 대해 좀 더 자세히 설명하면, 상기 온도센싱 박막트랜지스터(TE)의 소스단과 드레인단은 각각 상기 정전압원(Vtemp)과 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 게이트단에 연결되며, 상기 유기전계 발광소자(OLED)의 발광시 그 발열량에 따라 상기 구동 박막트랜지스터(DR)에 제공된 상기 데이터전압(Vdata)의 누설량(leakage)을 조절하는 역할을 수행한다. 즉, 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 게이트단과 소스단 사이의 전압 'Vgs'를 조절하는 역할을 제공한다. 이때 상기 데이터전압(Vdata)의 누설량(leakage voltage)은 상기 온도센싱 박막트랜지스터(TE)의 특성과 상기 정전압원(Vtemp)의 전압레벨에 따라 다양하게 조절할 수 있다.In more detail with respect to the temperature sensing thin film transistor TE, the source terminal and the drain terminal of the temperature sensing thin film transistor TE are connected to the gate terminal of the constant voltage source Vtemp and the driving thin film transistor DR, respectively. When the organic light emitting diode OLED emits light, it controls the leakage of the data voltage Vdata provided to the driving thin film transistor DR. That is, it serves to adjust the voltage 'Vgs' between the gate terminal and the source terminal of the driving thin film transistor DR. In this case, the leakage voltage of the data voltage Vdata may be variously adjusted according to the characteristics of the temperature sensing thin film transistor TE and the voltage level of the constant voltage source Vtemp.
이에 아래 식(1)과 같이 상기 구동 박막트랜지스터(DR)에서 결정되는 상기 유기전계 발광소자(OLED)에 제공되는 구동전류(IOLED)를 상기 'Vgs'조절을 통해 제어할 수 있으며, 이러한 방법을 이용해 화소의 유기전계 발광소자(OLED)에 대한 발광 휘도를 제어하여 발열량을 저감시켜 줌으로써 상기 구동 박막트랜지스터(DR)에서의 특성 변화를 개선할 수 있다. Accordingly, as shown in Equation (1) below, the driving current I OLED provided to the organic light emitting diode OLED determined by the driving thin film transistor DR may be controlled by controlling the 'Vgs'. By controlling the emission luminance of the pixel with respect to the organic light emitting diode (OLED) of the pixel to reduce the amount of heat generated, it is possible to improve the characteristic change in the driving thin film transistor (DR).
식(1) IOLED = 1/2*μ*COX*(W/L)*(Vgs-Vth)2 , {μ: 이동도(mobility), COX: 커패시턴스, W/L: 채널비(폭/길이), Vgs: 게이트-소스간 전압, Vth: 문턱전압}Equation (1) I OLED = 1/2 * μ * C OX * (W / L) * (Vgs-Vth) 2 , {μ: mobility, C OX : capacitance, W / L: channel ratio ( Width / length), Vgs: gate-source voltage, Vth: threshold voltage}
아울러 상기 온도센싱 박막트랜지스터(TE)에서의 온도 감지를 더욱 원활하게 하기 위하여 상기 온도센싱 박막트랜지스터(TE)의 상부, 좀 더 상세하게는 게이트 전극을 덮는 형태로 열전도성이 높은 금속 커버(metal cover)를 더욱 형성하여 빛의 유입을 차단함과 더불어 원활한 온도 감지를 수행하는 것이 바람직할 것이다. In addition, a metal cover having a high thermal conductivity in the form of covering the upper portion of the temperature sensing thin film transistor (TE), more specifically the gate electrode in order to more smoothly sense the temperature in the temperature sensing thin film transistor (TE). ), It is desirable to block the inflow of light and to perform smooth temperature sensing.
도 4는 본 발명에 따른 유기전계 발광 디스플레이 장치의 화소 구성을 응용 도시한 화소구조도로서, 전술한 도 3의 화소 구조에서 상기 온도센싱 박막트랜지스터(TE)의 게이트단에 오프-전압(Voff)을 제공하기 위해 상기 유기전계 발광소자(OLED)에 제공되는 기저전압(VSS)을 공용하는 방안을 제시하며 상기 오프-전압(Voff) 제공을 위한 별도의 전원공급원이 불필요한 장점이 있다.FIG. 4 is a pixel structure diagram illustrating an application of a pixel configuration of an organic light emitting display device according to an exemplary embodiment of the present invention. In the pixel structure of FIG. 3, an off-voltage Voff is applied to a gate terminal of the temperature sensing thin film transistor TE. To provide a method for sharing the ground voltage (VSS) provided to the organic light emitting device (OLED) to provide, there is an advantage that a separate power supply source for providing the off-voltage (Voff) is unnecessary.
도 5와 도 6은 각각 상기 설명한 본 발명에 따른 유기전계 발광 디스플레이장치의 패널에서의 응용 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 전술한 도 3과 같이 각각의 화소마다 독립된 별개의 정전압원(Vtemp)을 제공할 수도 있으나 구동 연관성이 높은 화소들간에는 상기 정전압원(Vtemp)을 공용할 수도 있다.5 and 6 are diagrams for explaining an application method in the panel of the organic light emitting display device according to the present invention as described above. As shown in FIG. 3, a separate constant voltage source Vtemp is provided for each pixel. The constant voltage source Vtemp may be shared between pixels having high driving correlation.
이에 도 5는 표시패널 상의 동일한 컬러 표시용 화소들끼리 정전압원(Vtemp)을 공용하는 방안으로서, 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러 표시용 화소들끼리는 각각 R_정전압원(Vtemp_R), G_정전압원(Vtemp_G), B_정전압원(Vtemp_B)으로 구분되어 연결되어 있으며, 이에 화소의 컬러별 단위로 유기전계 발광소자(OLED)의 발열량을 동시에 조절할 수 있도록 하여 패널 구성 및 설계가 간소화되는 장점을 제공한다.FIG. 5 illustrates a method of sharing the constant voltage source Vtemp between the same color display pixels on the display panel, wherein the red, green, and blue color display pixels each have an R_ constant voltage source. (Vtemp_R), G_ constant voltage source (Vtemp_G), and B_ constant voltage source (Vtemp_B) are separated and connected, and the panel configuration is made so that the amount of heat generated by the organic light emitting diode (OLED) can be adjusted at the same time for each pixel color. And simplify the design.
아울러 도 6은 표시패널 상의 전체 화소에 대해 하나의 정전압원(Vtemp_ALL)을 이용하여 모든 화소가 동시에 유기전계 발광소자(OLED)의 발열량을 조절될 수 있도록 하는 방법을 제시하고 있으며, 패널 구성 및 설계가 더욱 간소화되는 장점이 있다.In addition, FIG. 6 illustrates a method of controlling the amount of heat generated by the organic light emitting diode OLED by using one constant voltage source Vtemp_ALL for all pixels on the display panel. Has the advantage of being further simplified.
도 1은 종래기술에 따른 액티브 매트릭스 유기전계 발광 디스플레이 장치의 화소구조를 도시한 화소구조도1 is a pixel structure diagram illustrating a pixel structure of an active matrix organic light emitting display device according to the related art.
도 2는 도 1의 화소 구동을 위한 신호 타이밍도2 is a signal timing diagram for driving the pixel of FIG. 1.
도 3은 본 발명에 따른 유기전계 발광 디스플레이 장치의 화소 구성을 도시한 화소구조도3 is a pixel structure diagram illustrating a pixel configuration of an organic light emitting display device according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 유기전계 발광 디스플레이 장치의 화소 구성을 응용 도시한 화소구조도4 is a pixel structure diagram showing the application of the pixel configuration of the organic light emitting display device according to the present invention
도 5와 도 6은 각각 본 발명에 따른 유기전계 발광 디스플레이장치의 패널에서의 정전압원(Vtemp) 응용 방법을 설명하기 위한 도면5 and 6 are diagrams for explaining a method of applying a constant voltage source (Vtemp) in a panel of an organic light emitting display device according to the present invention, respectively.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>
SW : 스위칭 박막트랜지스터 DR : 구동 박막트랜지스터SW: Switching Thin Film Transistor DR: Driving Thin Film Transistor
TE : 온도센싱 박막트랜지스터 OLED : 유기전계 발광소자TE: Temperature sensing thin film transistor OLED: Organic light emitting device
Vtemp : 정전압원 Vtemp: Constant Voltage Source
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