KR20110071983A - 발광 다이오드 표시장치 및 그의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광 소자의 특성 열화를 보상하여 휘도 및 화질을 개선할 수 있도록 한 발광 다이오드 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 발광 다이오드 표시장치는 복수의 데이터라인과 복수의 주사라인의 교차에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 화소를 포함하며, 상기 화소는 복수의 주사라인 중 i 번째 주사라인에 접속된 게이트 단자, 복수의 데이터라인 중 j 번째 데이터라인에 접속된 소스 단자, 및 제 1 노드에 접속된 드레인 단자를 가지는 스위칭 트랜지스터; 상기 제 1 노드에 접속된 게이트 단자, 및 구동전원에 접속된 드레인 단자를 포함하는 구동 트랜지스터; 상기 구동 트랜지스터의 소스 단자와 접지 전원에 접속되어 상기 구동 트랜지스터로부터 공급되는 전류에 의해 발광하는 발광소자; 상기 제 1 노드와 상기 구동 트랜지스터의 소스 단자에 접속된 커패시터; 복수의 주사라인 중 i+1 번째 주사라인에 접속된 게이트 단자, 상기 제 1 노드에 접속된 소스 단자, 및 제 2 노드에 접속된 드레인 단자를 가지는 제 1 스위칭 소자; 상기 제 2 노드에 다이오드 형태로 접속된 게이트 단자와 소스 단자, 및 제 3 노드에 접속된 드레인 단자를 가지는 제 2 스위칭 소자; 상기 제 3 노드에 접속된 게이트 단자, 상기 제 2 노드에 접속된 소스 단자, 및 상기 구동전원에 접속된 드레인 단자를 가지는 제 3 스위칭 소자; 및 상기 i+1 번째 주사라인에 접속된 게이트 단자, 상기 제 3 노드에 접속된 소스 단자, 및 상기 구동전원에 접속된 드레인 단자를 가지는 제 4 스위칭 소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하여 본 발명은 발광소자에서 방출되는 광량에 따라 구동 트랜지스터의 게이트 전압을 제어하여 발광소자에서 방출되는 광량을 보상함으로써 발광소자의 열화에 따른 휘도 저하 및 발광 효율 저하를 방지할 수 있다는 효과가 있다.
발광 다이오드 표시장치, 화소, 발광소자, 열화, 광량, 보상

Description

발광 다이오드 표시장치 및 그의 구동방법{LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 발광 다이오드 표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 발광 소자의 특성 열화를 보상하여 휘도 및 화질을 개선할 수 있도록 한 발광 다이오드 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
현재, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 평판 표시장치에는 액정 표시장치(Liquid CryT1al Display), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 및 발광 다이오드 표시장치(Light Emitting Diode Display) 등이 있다.
이러한, 평판 표시장치 중에서 발광 다이오드 표시장치는 전자와 정공의 재결합으로 형광물질을 발광시키는 자발광소자로서, 액정 표시장치와 같이 별도의 광원을 필요로 하는 수동형 발광소자에 비하여 응답속도가 음극선관과 같은 수준으로 빠르다는 장점을 갖고 있다.
일반적으로, 발광 다이오드 표시장치는 형광물질을 전기적으로 여기시켜 발 광시키는 표시장치로서, 그의 재료 및 구조에 따라 무기 발광 다이오드 표시장치와 유기 발광 다이오드 표시장치로 구분된다. 이러한, 발광 다이오드 표시장치는 표시 패널에 형성되는 화소들의 배열 방식에 따라 단순 매트릭스(Passive Matrix) 방식, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로 구분될 수 있다.
도 1은 일반적인 발광 다이오드 표시장치의 화소를 개략적으로 나타내는 회로도이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 발광 다이오드 표시장치의 화소는 스위칭 트랜지스터(ST), 구동 트랜지스터(DT), 커패시터(CST), 및 발광소자(OLED)를 구비한다.
스위칭 트랜지스터(ST)는 주사라인(SL)에 공급되는 주사신호에 따라 스위칭되어 데이터라인(DL)에 공급되는 데이터 전압(VData)을 구동 트랜지스터(DT)에 공급한다.
구동 트랜지스터(DT)는 스위칭 트랜지스터(ST)로부터 공급되는 데이터 전압(VData)에 따라 스위칭되어 구동전원(VDD)으로부터 발광소자(OLED)로 흐르는 전류를 제어한다.
커패시터(CST)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 단자와 접지 라인(VL) 사이에 접속되어 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 단자에 공급되는 데이터 전압(VData)에 대응되는 전압 저장하고, 저장된 전압으로 구동 트랜지스터(DT)의 턴-온 상태를 1 프레임 동안 일정하게 유지시킨다.
발광소자(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)의 소스 단자와 접지 전원(VSS) 사이에 전기적으로 접속되어 구동 트랜지스터(DT)로부터 공급되는 데이터 전류에 의해 발광한다. 이때, 발광소자(OLED)에 흐르는 전류(i)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트-소스 사이의 전압(Vgs), 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth), 및 데이터 전압(VData)에 따라 결정된다.
이러한 일반적인 발광 다이오드 표시장치의 화소는 데이터 전압(VData)에 따른 구동 트랜지스터(DT)의 스위칭을 이용하여 구동전원(VDD)으로부터 발광소자(OLED)로 흐르는 데이터 전류(i)의 크기를 제어하여 발광소자(OLED)를 발광시킴으로써 소정의 영상을 표시하게 된다.
그러나, 일반적인 발광 다이오드 표시장치는 장시간 구동에 따라 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압이 증가하거나, 발광소자(OLED)의 특성 열화로 인하여 발광소자(OLED)에 흐르는 전류(i)가 달라짐으로써 원하는 휘도 및 화질을 얻을 수 없다는 문제점이 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여, 일반적인 발광 다이오드 표시장치의 화소는 전압 보상 회로를 추가로 구비할 수 있다.
상기의 전압 보상 회로는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압을 보상함으로써 발광소자(OLED)에 흐르는 전류(i)는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압에 관계 없이 데이터 전압에 의해서만 결정된다.
그러나, 상기의 전압 보상 회로는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압을 보상할 수 있지만, 발광소자(OLED)의 특성 열화를 보상할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 발광 소자의 특성 열화를 보상하여 휘도 및 화질을 개선할 수 있도록 한 발광 다이오드 표시장치 및 그의 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광 다이오드 표시장치는 복수의 데이터라인과 복수의 주사라인의 교차에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 화소를 포함하며, 상기 화소는 복수의 주사라인 중 i 번째 주사라인에 접속된 게이트 단자, 복수의 데이터라인 중 j 번째 데이터라인에 접속된 소스 단자, 및 제 1 노드에 접속된 드레인 단자를 가지는 스위칭 트랜지스터; 상기 제 1 노드에 접속된 게이트 단자, 및 구동전원에 접속된 드레인 단자를 포함하는 구동 트랜지스터; 상기 구동 트랜지스터의 소스 단자와 접지 전원에 접속되어 상기 구동 트랜지스터로부터 공급되는 전류에 의해 발광하는 발광소자; 상기 제 1 노드와 상기 구동 트랜지스터의 소스 단자에 접속된 커패시터; 복수의 주사라인 중 i+1 번째 주사라인에 접속된 게이트 단자, 상기 제 1 노드에 접속된 소스 단자, 및 제 2 노드에 접속된 드레인 단자를 가지는 제 1 스위칭 소자; 상기 제 2 노드에 다이오드 형태로 접속된 게이트 단자와 소스 단자, 및 제 3 노드에 접속된 드레인 단자를 가지는 제 2 스위칭 소자; 상기 제 3 노드에 접속된 게이트 단자, 상기 제 2 노드에 접속된 소스 단자, 및 상기 구동전원에 접속된 드레인 단자를 가지는 제 3 스위칭 소자; 및 상기 i+1 번째 주사라인에 접속된 게이트 단자, 상기 제 3 노드에 접속된 소스 단자, 및 상기 구동전원에 접속된 드레인 단자를 가지는 제 4 스위칭 소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광 다이오드 표시장치는 복수의 데이터라인과 복수의 주사라인의 교차에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 화소를 포함하며, 상기 화소는 공급되는 전류에 의해 발광하는 발광소자; 복수의 주사라인 중 i 번째 주사라인으로부터 공급되는 i 번째 주사신호에 따라 복수의 데이터라인 중 j 번째 데이터라인으로부터 공급되는 데이터 전압을 제 1 노드로 공급하는 스위칭 트랜지스터; 상기 제 1 노드의 전압에 따라 구동전원으로부터 상기 발광소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터; 상기 구동 트랜지스터의 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전압을 소정 기간 동안 유지시키는 커패시터; 및 상기 제 1 노드와 상기 구동전원 사이에 접속되어 복수의 주사라인 중 i+1 번째 주사라인으로부터 공급되는 i+1 번째 주사신호에 따라 상기 발광소자에서 방출되는 광량을 검출하여 상기 제 1 노드의 전압을 제어하는 광 보상부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 광 보상부는 상기 구동전원을 이용하여 상기 i+1 번째 주사신호에 따라 상기 발광소자에서 방출되는 광량에 반비례하는 보상전압을 생성하여 제 2 노드에 공급하는 보상전압 생성부; 및 상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드 사이에 접속되어 상기 i+1 번째 주사신호에 따라 상기 제 2 노드의 보상전압을 상기 제 1 노드에 공급하는 제 1 스위칭 소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광 다이오드 표시장치의 구동방법은 복수의 데이터라인과 복수의 주사라인의 교차에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 화소를 포함하는 발광 다이오드 표시장치의 구동방법에 있어서, 복수의 주사라인 중 i 번째 주사라인으로부터 공급되는 i 번째 주사신호에 따라 스위칭 트랜지스터를 턴-온시켜 복수의 데이터라인 중 j 번째 데이터라인으로부터 공급되는 데이터 전압을 제 1 노드에 공급하는 단계; 상기 제 1 노드에 공급되는 상기 데이터 전압에 따라 구동 트랜지스터를 턴-온시켜 상기 데이터 전압에 대응되는 전류를 발광소자에 공급하여 발광시키는 단계; 및 상기 제 1 노드와 구동전원 사이에 접속된 광 보상부를 이용하여 복수의 주사라인 중 i+1 번째 주사라인으로부터 공급되는 i+1 번째 주사신호에 따라 상기 발광소자에서 방출되는 광량을 검출하고, 검출된 발광소자의 광량에 따라 상기 제 1 노드의 전압을 제어하여 상기 발광소자에서 방출되는 광량을 보상하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 발광소자에서 방출되는 광량을 보상하는 단계는 상기 i+1 번째 주사신호에 따라 상기 발광소자에서 방출되는 광량에 대응되는 광 전류를 생성하는 단계; 상기 광 전류에 대응되는 보상전압을 생성하는 단계; 상기 i+1 번째 주사신호에 따라 상기 보상전압을 상기 제 1 노드에 공급하는 단계; 및 상기 제 1 노드에 공급되는 상기 보상전압에 따라 상기 발광소자에 공급되는 전류 량을 제어하여 상기 발광소자에서 방출되는 광량을 보상하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 발광 다이오드 표시장치의 구동방법은 상기 구동 트랜지스터의 게이트 단자와 소스 단자 사이에 접속된 커패시터에 상기 발광소자의 광량에 따라 제어되는 상기 제 1 노드의 전압에 대응되는 전압을 저장하고, 상기 커패시터에 저장된 전압을 이용하여 상기 구동 트랜지스터의 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전압을 소정 기간 동안 유지시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 구동 트랜지스터의 게이트 단자와 구동전원 사이에 접속된 광 보상부를 이용하여 발광소자에서 방출되는 광량에 따라 구동 트랜지스터의 게이트 전압을 제어하여 발광소자에서 방출되는 광량을 보상함으로써 구동 트랜지스터의 열화 및/또는 발광소자의 열화에 따른 휘도 저하 및 발광 효율 저하를 방지할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 발광소자에서 방출되는 광량에 따른 광 전류를 증폭하여 보상 전압을 생성하여 구동 트랜지스터의 게이트 전압을 제어하여 발광소자에서 방출되는 광량을 보상함으로써 발광소자에서 방출되는 광량을 검출하는 트랜지스터의 크기를 감소시켜 광 보상부로 인한 화소의 개구율 저하를 최소화할 수 있다는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 표시장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 표시장치는 복수의 화소(P)를 포함하는 표시패널(100), 각 화소(P)에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부(200), 및 각 화소(P)에 주사신호를 공급하는 주사 구동부(300)를 포함하여 구성된다.
복수의 화소(P) 각각은 n(단, n은 자연수)개의 데이터라인(DL1 내지 DLn)과 m(단, m은 자연수)개의 주사라인(SL1 내지 SLm)의 교차에 의해 정의되는 영역마다 형성된다. 이러한, 화소(P)는 m개의 주사라인 중 i(단, i는 제 1 내지 제 m 중 어느 하나의 자연수) 번째 주사라인에 공급되는 i 번째 주사신호에 응답하여 m개의 데이터라인 중 j(단, j는 제 1 내지 제 n 중 어느 하나의 자연수) 번째 데이터라인에 공급되는 데이터 전압에 대응되는 데이터 전류에 따라 발광소자를 발광시켜 소정의 영상을 표시하고, 복수의 주사라인(SL1 내지 SLm) 중 i+1 번째 주사라인에 공급되는 i+1 번째 주사신호에 따라 발광소자에서 방출되는 광량에 따라 발광소자에서 방출되는 광량을 보상한다. 이러한 화소(P)에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
데이터 구동부(200)는 데이터라인(DL1 내지 DLn)의 개수에 상응하는 n개의 데이터 신호를 수평 기간 단위로 입력받아 n개의 데이터 신호에 대응되는 n개의 데이터 전압을 생성하고, 생성된 n개의 데이터 전압을 n개의 데이터라인(DL1 내지 DLn) 각각에 공급한다.
주사 구동부(300)는 m개의 주사라인(SL1 내지 SLm)을 순차적으로 구동하기 위한 주사신호를 생성하고, 생성된 주사신호를 수평 기간 단위로 m개의 주사라 인(SL1 내지 SLm)에 순차적으로 공급한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 표시장치의 화소를 설명하기 위한 회로도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 표시장치의 화소(P)는 발광소자(OLED), 스위칭 트랜지스터(ST), 구동 트랜지스터(DT), 커패시터(Cst), 및 광 보상부(110)를 포함하여 구성된다.
발광소자(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)에 접속된 애노드 단자, 접지 전원(VSS)에 접속된 캐소드 단자, 및 애노드 단자와 캐소드 단자 사이에 형광물질을 포함하도록 형성된 발광층을 포함하여 구성된다. 이러한, 발광소자(OLED)는 애노드 단자로부터 캐소드 단자로 흐르는 전류에 따라 형광물질이 전기적으로 여기됨으로써 발광하여 광을 방출한다.
스위칭 트랜지스터(ST)는 i 번째 주사라인(SLi)에 접속된 게이트 단자, j 번째 데이터라인(DLj)에 접속된 소스 단자, 및 제 1 노드(N1)에 접속된 드레인 단자를 포함하여 구성된다. 여기서, 스위칭 트랜지스터(ST)는 NMOS형 박막 트랜지스터로 구성될 수 있다. 이러한, 스위칭 트랜지스터(ST)는 i 번째 주사라인(SLi)에 공급되는 i 번째 주사신호에 의해 턴-온되어 j 번째 데이터라인(DLj)에 공급되는 데이터 전압을 제 1 노드(N1)로 공급한다.
구동 트랜지스터(DT)는 제 1 노드(N1)에 접속된 게이트 단자, 구동전원(VDD)에 접속된 드레인 단자, 및 발광소자(OLED)의 애노드 단자에 접속된 소스 단자를 포함하여 구성된다. 여기서, 구동 트랜지스터(DT)는 NMOS형 박막 트랜지스터로 구 성될 수 있다. 이러한, 구동 트랜지스터(DT)는 제 1 노드(N1)에 공급되는 데이터 전압에 의해 턴-온되어 구동전원(VDD)으로부터 발광소자(OLED)에 흐르는 전류를 제어한다.
또한, 구동 트랜지스터(DT)는 발광소자(OLED)에서 방출되는 광량에 따라 광 보상부(110)로부터 공급되는 보상전압에 따라 구동전원(VDD)으로부터 발광소자(OLED)에 흐르는 전류를 제어한다.
커패시터(Cst)는 2단자 소자로써, 제 1 노드(N1)에 접속된 제 1 단자, 및 구동 트랜지스터(DT)의 소스 단자와 발광소자(OLED)의 애노드 단자에 공통적으로 접속된 제 2 단자를 포함하여 구성된다. 이러한, 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전압을 소정 기간(예를 들어, 한 프레임) 동안 유지시킨다.
광 보상부(110)는 제 1 노드(N1)와 구동전원(VDD) 사이에 접속되어 i+1 번째 주사라인(SLi+1)에 공급되는 i+1 번째 주사신호에 따라 발광소자(OLED)에서 방출되는 광량을 검출하여 제 1 노드(N1)의 전압을 제어함으로써 발광소자(OLED)에서 방출되는 광량을 보상하여 발광소자(OLED)의 열화에 따른 휘도 저하를 보상한다.
이를 위해, 광 보상부(110)는 구동전원(VDD)을 이용하여 i+1 번째 주사신호에 따라 발광소자(OLED)에서 방출되는 광량에 반비례하는 보상전압을 생성하여 제 2 노드에 공급하는 보상전압 생성부(112); 및 i+1 번째 주사신호에 따라 제 2 노드(N2)의 보상전압을 제 1 노드(N1)에 공급하는 제 1 스위칭 소자(T1)를 포함하여 구성된다.
제 1 스위칭 소자(T1)는 i+1 번째 주사라인(SLi+1)에 접속된 게이트 단자, 제 1 노드(N1)에 접속된 소스 단자, 및 제 2 노드(N2)에 접속된 드레인 단자를 포함하여 구성된다. 여기서, 제 1 스위칭 소자(T1)는 NMOS형 박막 트랜지스터로 구성될 수 있다. 이러한, 제 1 스위칭 소자(T1)는 i+1 번째 주사신호에 의해 턴-온되어 제 2 노드(N2)의 보상전압을 제 1 노드(N1)에 공급함으로써 제 1 노드(N1) 상의 전압이 발광소자(OLED)에서 방출되는 광량에 따라 제어되도록 한다.
보상전압 생성부(112)는 제 2 내지 제 4 스위칭 소자(T2, T3, T4)를 포함하여 구성된다.
제 2 스위칭 소자(T2)는 제 2 노드(N2)에 다이오드 형태로 접속되는 광 검출용 트랜지스터로써, 제 2 노드(N2)에 접속된 게이트 단자와 소스 단자, 및 제 3 노드에 접속된 드레인 단자를 포함하여 구성된다. 여기서, 제 2 스위칭 소자(T2)는 NMOS형 박막 트랜지스터로 구성될 수 있다. 이러한, 제 2 스위칭 소자(T2)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 입사되는 광량에 따른 광 전류 특성에 따라 발광소자(OLED)의 발광시 방출되는 광량에 대응되는 광 전류를 생성하게 된다. 이때, 제 2 스위칭 소자(T2)에 의해 생성되는 광 전류는 발광소자(OLED)의 발광시 방출되는 광량이 많을 경우(A) 증가하게 되고, 발광소자(OLED)의 발광시 방출되는 광량이 적을 경우(B) 감소하게 된다.
이와 같은, 제 2 스위칭 소자(T2)는 발광소자(OLED)에서 방출되는 광량에 따라 광 전류를 생성하여 제 3 노드(N3)의 전압을 조절한다. 즉, 제 2 스위칭 소자(T2)는 회로적으로 제 2 노드(N2)와 제 3 노드(N3) 사이에 저항의 기능을 하는 것으로, 광 전류가 감소할 경우 제 3 노드(N3)의 전압을 감소하는 광 전류만큼 높이는 반면에, 광 전류가 증가할 경우 제 3 노드(N3)의 전압을 증가하는 광 전류만큼 낮춘다.
제 3 스위칭 소자(T3)는 제 3 노드(N3)에 접속된 게이트 단자, 제 2 노드(N2)에 접속된 소스 단자, 및 구동전원(VDD)에 접속된 드레인 단자를 포함하여 구성된다. 이때, 제 3 스위칭 소자(T3)는 제 2 스위칭 소자(T2)의 채널 폭/채널 길이에 따른 크기보다 상대적으로 크도록 형성됨으로써 제 2 스위칭 소자(T2)에서 생성되는 광 전류를 증폭시키는 증폭기 역할을 수행한다. 여기서, 제 3 스위칭 소자(T3)는 NMOS형 박막 트랜지스터로 구성될 수 있다.
이러한, 제 3 스위칭 소자(T3)는 제 2 스위칭 소자(T2)에 의해 생성되는 광 전류에 의해 조절되는 제 3 노드(N3)의 전압에 따라 스위칭됨으로써 구동전원(VDD)으로부터 제 2 노드(N2)에 공급되는 전류량을 제어하여 제 2 스위칭 소자(T2)에 의해 생성되는 광 전류를 증폭시켜 발광소자(OLED)에서 방출되는 광량에 반비례하는 보상 전압을 생성한다.
제 4 스위칭 소자(T4)는 i+1 번째 주사라인(SLi+1)에 접속된 게이트 단자, 제 3 노드(N3)에 접속된 소스 단자, 및 구동전원(VDD)에 접속된 드레인 단자를 포함하여 구성된다. 여기서, 제 4 스위칭 소자(T4)는 NMOS형 박막 트랜지스터로 구성될 수 있다. 이러한, 제 4 스위칭 소자(T4)는 i+1 번째 주사신호(SLi+1)에 의해 턴-온되어 구동전원(VDD)에 의한 바이어스 전압을 제 3 노드(N3)에 공급함으로써 제 3 스위칭 소자(T3)의 스위칭을 제어한다.
도 5는 도 3에 도시된 화소에 대한 구동 타이밍을 나타내는 파형도이고, 도 6은 도 5에 도시된 i 번째 주사신호에 의해 화소의 구동을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 도 5에 도시된 i+1 번째 주사신호에 의해 화소의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 표시장치의 구동방법에 있어서 화소의 구동방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 하이(High) 상태의 i 번째 주사신호(SSi)가 i 번째 주사라인(SLi)에 공급됨과 동시에 데이터 전압이 j 번째 데이터라인(DLj)에 공급되며, 도 6에 도시된 바와 같이, 하이 상태의 i 번째 주사신호(SSi)에 의해 스위칭 트랜지스터(ST)가 턴-온되어 데이터 전압이 제 1 노드(N1)에 공급됨으로써 제 1 노드(N1)의 데이터 전압에 의해 구동 트랜지스터(DT)가 턴-온되어 데이터 전압에 대응되는 전류(i)가 발광소자(OLED)에 공급된다. 이에 따라, 발광소자(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)로부터 공급되는 전류(i)에 의해 소정의 광을 방출하게 된다.
그런 다음, i 번째 주사라인(SLi)에 공급되는 i 번째 주사신호(SSi)가 로우(Low) 상태가 되고, 하이 상태의 i+1 번째 주사신호(SSi+1)가 i+1 번째 주사라인(SLi)에 공급되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 로우 상태의 i 번째 주사신호(SSi)에 의해 스위칭 트랜지스터(ST)가 턴-오프되고, 하이 상태의 i+1 번째 주사신호(SSi+1)에 의해 전압 보상부(110)의 제 1 및 제 4 스위칭 소자(T1, T4)가 동시에 턴-온된다. 제 1 및 제 4 스위칭 소자(T1, T4)가 턴-온되면, 제 2 스위칭 소자(T2)에 의해 발광소자(OLED)에서 방출되는 광량에 대응되는 광 전류가 생성되고, 생성된 광 전류에 의해 제 3 노드(N3)의 전압이 조절되어 제 3 스위칭 소자(T3)가 턴-온됨으로써 제 3 스위칭 소자(T3)의 증폭에 의해 생성되는 보상전압이 제 2 노드(N2)와 제 1 스위칭 소자(T1)를 통해 제 1 노드(N1)에 공급된다. 제 1 노드(N1)에 보상전압이 공급되면, 구동 트랜지스터(DT)는 제 1 노드(N1)에 공급되는 보상전압에 대응되도록 발광소자(OLED)에 흐르는 전류(i)를 제어함으로써 발광소자(OLED)에서 방출되는 광량을 보상하게 된다.
상술한 화소에 대한 구동 타이밍에 따른 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전압은, 도 8에 도시된 바와 같이, i 번째 주사신호(SSi)에 의한 데이터 기입 구간에서는 데이터 전압의 레벨로 변동되고, i+1 번째 주사신호(SSi+1)에 의한 광 보상 구간 구간에서는 발광소자(OLED)에서 방출되는 광량에 따른 보상 전압의 레벨로 변동되며, 커패시터(Cst)에 의해 발광 유지 구간에서는 보상 전압의 레벨을 유지한다. 광 보상 구간 구간에서 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전압 레벨은 발광소자(OLED)의 발광시 방출되는 광량이 많을 경우(A) 낮아지게 되고, 발광소자(OLED)의 발광시 방출되는 광량이 적을 경우(B) 높아지게 된다.
한편, 구동 트랜지스터(DT)의 열화로 인하여 발광소자(OLED)에서 방출되는 광량이 감소하는 경우에 있어서, 본 발명에 따른 발광소자(OLED)의 광량 보상 과정을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
발광소자(OLED)에서 방출되는 광량이 감소하게 되면, 제 2 스위칭 소자(T2)에서 생성되는 광 전류가 감소하게 되고, 이에 따라 제 3 노드(N3), 즉 제 3 스위칭 소자(T3)의 게이트 전압이 상승함으로써 구동전원(VDD)으로부터 제 3 스위칭 소 자(T3)를 통해 제 2 노드(N2)로 흐르는 전류량이 증가하게 된다.
제 3 스위칭 소자(T3)에 의해 제 2 노드(N2)로 흐르는 전류량의 증가로 인하여, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전압이 상승함으로써 구동전원(VDD)으로부터 구동 트랜지스터(DT)를 통해 발광소자(OLED)로 흐르는 전류량이 증가하여 발광소자(OLED)에서 방출되는 광량이 증가하게 된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 표시장치 및 그의 구동방법은 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 단자(제 1 노드)와 구동전원(VDD) 사이에 접속된 광 보상부(110)를 통해 발광소자(OLED)에서 방출되는 광량에 따라 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전압을 제어하여 발광소자(OLED)에서 방출되는 광량을 보상함으로써 발광소자(OLED)의 열화에 따른 휘도 저하 및 발광 효율 저하를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 제 3 스위칭 소자(T3)를 이용하여 제 2 스위칭 소자(T2)에서 생성되는 광 전류를 증폭하여 보상 전압을 생성함으로써 제 2 스위칭 소자(T2)의 크기에 상관없이 발광소자(OLED)에서 방출되는 광량에 따른 광 전류를 생성할 수 있을 뿐만 아니라, 제 2 스위칭 소자(T2)의 크기를 줄일 수 있어 광 보상부(110)에 의한 화소(P)의 개구율 저하를 최소화할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세 한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 일반적인 발광 다이오드 표시장치의 화소를 개략적으로 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 표시장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 표시장치의 화소를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제 2 스위칭 소자의 광 전류 특성을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 화소에 대한 구동 타이밍을 나타내는 파형도이다.
도 6은 도 5에 도시된 i 번째 주사신호에 의해 화소의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 5에 도시된 i+1 번째 주사신호에 의해 화소의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 5에 도시된 화소에 대한 구동 타이밍에 따른 구동 트랜지스터의 게이트 전압의 변동을 나타내는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 >
100: 표시패널 110: 광 보상부
112: 보상전압 생성부 200: 데이터 구동부
300: 주사 구동부

Claims (10)

  1. 복수의 데이터라인과 복수의 주사라인의 교차에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 화소를 포함하며,
    상기 화소는,
    복수의 주사라인 중 i 번째 주사라인에 접속된 게이트 단자, 복수의 데이터라인 중 j 번째 데이터라인에 접속된 소스 단자, 및 제 1 노드에 접속된 드레인 단자를 가지는 스위칭 트랜지스터;
    상기 제 1 노드에 접속된 게이트 단자, 및 구동전원에 접속된 드레인 단자를 포함하는 구동 트랜지스터;
    상기 구동 트랜지스터의 소스 단자와 접지 전원에 접속되어 상기 구동 트랜지스터로부터 공급되는 전류에 의해 발광하는 발광소자;
    상기 제 1 노드와 상기 구동 트랜지스터의 소스 단자에 접속된 커패시터;
    복수의 주사라인 중 i+1 번째 주사라인에 접속된 게이트 단자, 상기 제 1 노드에 접속된 소스 단자, 및 제 2 노드에 접속된 드레인 단자를 가지는 제 1 스위칭 소자;
    상기 제 2 노드에 다이오드 형태로 접속된 게이트 단자와 소스 단자, 및 제 3 노드에 접속된 드레인 단자를 가지는 제 2 스위칭 소자;
    상기 제 3 노드에 접속된 게이트 단자, 상기 제 2 노드에 접속된 소스 단자, 및 상기 구동전원에 접속된 드레인 단자를 가지는 제 3 스위칭 소자; 및
    상기 i+1 번째 주사라인에 접속된 게이트 단자, 상기 제 3 노드에 접속된 소스 단자, 및 상기 구동전원에 접속된 드레인 단자를 가지는 제 4 스위칭 소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 표시장치.
  2. 복수의 데이터라인과 복수의 주사라인의 교차에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 화소를 포함하며,
    상기 화소는,
    공급되는 전류에 의해 발광하는 발광소자;
    복수의 주사라인 중 i 번째 주사라인으로부터 공급되는 i 번째 주사신호에 따라 복수의 데이터라인 중 j 번째 데이터라인으로부터 공급되는 데이터 전압을 제 1 노드로 공급하는 스위칭 트랜지스터;
    상기 제 1 노드의 전압에 따라 구동전원으로부터 상기 발광소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터;
    상기 구동 트랜지스터의 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전압을 소정 기간 동안 유지시키는 커패시터; 및
    상기 제 1 노드와 상기 구동전원 사이에 접속되어 복수의 주사라인 중 i+1 번째 주사라인으로부터 공급되는 i+1 번째 주사신호에 따라 상기 발광소자에서 방출되는 광량을 검출하여 상기 제 1 노드의 전압을 제어하는 광 보상부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 보상부는,
    상기 구동전원을 이용하여 상기 i+1 번째 주사신호에 따라 상기 발광소자에서 방출되는 광량에 반비례하는 보상전압을 생성하여 제 2 노드에 공급하는 보상전압 생성부; 및
    상기 제 1 노드와 상기 제 2 노드 사이에 접속되어 상기 i+1 번째 주사신호에 따라 상기 제 2 노드의 보상전압을 상기 제 1 노드에 공급하는 제 1 스위칭 소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보상전압 생성부는,
    게이트 단자와 소스 단자가 상기 제 2 노드에 다이오드 형태로 접속됨과 아울러 드레인 단자가 제 3 노드에 접속되어 상기 발광소자에서 방출되는 광량에 대응되는 광 전류를 생성하여 상기 제 3 노드의 전압을 제어하는 제 2 스위칭 소자;
    상기 제 2 노드와 상기 구동전원 사이에 접속되어 상기 제 3 노드의 전압에 따라 상기 보상전압을 생성하고, 생성된 보상전압을 상기 제 2 노드에 공급하는 제 3 스위칭 소자; 및
    상기 구동전원과 상기 제 3 노드 사이에 접속되어 상기 i+1 번째 주사신호에 따라 상기 제 3 노드에 바이어스 전압을 공급하여 상기 제 3 스위칭 소자의 스위칭을 제어하는 제 4 스위칭 소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이 오드 표시장치.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 스위칭 소자는 상기 제 2 스위칭 소자에서 생성되는 광 전류를 증폭시켜 상기 발광소자에서 방출되는 광량에 반비례하는 상기 보상전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    채널 폭/채널 길이에 따른 상기 제 3 스위칭 소자의 크기는 상기 제 2 스위칭 소자보다 상대적으로 큰 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 표시장치.
  7. 복수의 데이터라인과 복수의 주사라인의 교차에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 화소를 포함하는 발광 다이오드 표시장치의 구동방법에 있어서,
    복수의 주사라인 중 i 번째 주사라인으로부터 공급되는 i 번째 주사신호에 따라 스위칭 트랜지스터를 턴-온시켜 복수의 데이터라인 중 j 번째 데이터라인으로부터 공급되는 데이터 전압을 제 1 노드에 공급하는 단계;
    상기 제 1 노드에 공급되는 상기 데이터 전압에 따라 구동 트랜지스터를 턴-온시켜 상기 데이터 전압에 대응되는 전류를 발광소자에 공급하여 발광시키는 단계; 및
    상기 제 1 노드와 구동전원 사이에 접속된 광 보상부를 이용하여 복수의 주 사라인 중 i+1 번째 주사라인으로부터 공급되는 i+1 번째 주사신호에 따라 상기 발광소자에서 방출되는 광량을 검출하고, 검출된 발광소자의 광량에 따라 상기 제 1 노드의 전압을 제어하여 상기 발광소자에서 방출되는 광량을 보상하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 표시장치의 구동방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 발광소자에서 방출되는 광량을 보상하는 단계는,
    상기 i+1 번째 주사신호에 따라 상기 발광소자에서 방출되는 광량에 대응되는 광 전류를 생성하는 단계;
    상기 광 전류에 대응되는 보상전압을 생성하는 단계;
    상기 i+1 번째 주사신호에 따라 상기 보상전압을 상기 제 1 노드에 공급하는 단계; 및
    상기 제 1 노드에 공급되는 상기 보상전압에 따라 상기 발광소자에 공급되는 전류 량을 제어하여 상기 발광소자에서 방출되는 광량을 보상하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 표시장치의 구동방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트 단자와 소스 단자 사이에 접속된 커패시터에 상기 발광소자의 광량에 따라 제어되는 상기 제 1 노드의 전압에 대응되는 전압을 저장하고, 상기 커패시터에 저장된 전압을 이용하여 상기 구동 트랜지스터의 게이 트 단자와 소스 단자 사이의 전압을 소정 기간 동안 유지시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 표시장치의 구동방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 보상전압을 생성하는 단계는 상기 광 전류를 증폭시켜 상기 발광소자에서 방출되는 광량에 반비례하는 상기 보상전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 표시장치의 구동방법.
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