KR20120000434A - 유기전계발광표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본발명은, 행방향과 열방향 각각을 따라 연장된 게이트배선 및 데이터배선과; 상기 게이트배선 및 데이터배선과, 제 1 노드와 연결되는 제 1 트랜지스터와; 전원전압을 인가 받고, 제 2 노드와 연결되는 제 2 트랜지스터와; 상기 제 1 및 2 노드 사이에 연결되는 제 1 커패시터와; 상기 제 2 트랜지스터로부터 전류를 인가 받아 발광하는 유기발광다이오드와; 상기 제 2 트랜지스터의 문턱전압을 상기 제 2 노드에 샘플링하는 제 3 트랜지스터와; 상기 제 2 트랜지스터와 상기 유기전계발광다이오드 사이에 연결된 제 4 트랜지스터와; 초기화전압을 인가받고, 상기 제 1 노드와 연결된 제 5 트랜지스터와; 초기화전압을 인가받고, 상기 제 2 노드와 연결된 제 6 트랜지스터와; 상기 제 1 노드와 상기 게이트배선 사이에 연결된 제 7 트랜지스터를 갖는 다수의 화소를 포함하며, 상기 제 1 노드는, 상기 문턱전압을 샘플링하는 구간 동안, 상기 제 7 트랜지스터를 통해 상기 게이트배선과 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 트랜지스터를 통해 상기 데이터배선과 전기적으로 연결되는 유기전계발광표시장치를 제공한다.

Description

유기전계발광표시장치 및 그 구동방법{Organic Electroluminescent display device and method of driving the same}
본 발명은 유기전계발광표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 유기전계발광표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP : plasma display panel), 유기전계발광표시장치(OELD : organic electroluminescent display device)와 같은 여러가지 평판표시장치(flat display device)가 활용되고 있다.
이들 평판표시장치 중에서, 유기전계발광표시장치는 저전압 구동이 가능하고, 박형이며, 시야각이 우수하고, 응답속도가 빠른 특성을 갖고 있다.
유기전계발광표시장치로서, 다수의 화소가 매트릭스 형태로 위치하여 영상을 표시하는 액티브매트릭스타입 유기전계발광표시장치가 널리 사용된다.
도 1은 일반적인 유기전계발광표시장치의 화소에 대한 등가회로도이다.
도시한 바와 같이, 유기전계발광표시장치에는, 서로 교차하여 화소(P)를 정의하는 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)이 구성되어 있다.
각 화소(P)에는, 스위칭트랜지스터(T1)와 구동트랜지스터(T2)와 유기전계발광다이오드(OLED)가 구성되어 있다. 스위칭트랜지스터(T1)의 게이트전극 및 소스전극은 각각, 게이트배선 및 데이터배선(GL, DL)과 연결되어 있다.
구동트랜지스터(T2)의 게이트전극은 스위칭트랜지스터(T1)의 드레인전극에 연결되어 있다. 그리고, 구동트랜지스터(T2)의 소스전극은 전원전압배선(VDDL)에 연결되어 있고, 드레인전극은 유기전계발광다이오드(OLED)의 제 1 전극, 즉 애노드(anode)에 연결되어 있다.
유기전계발광다이오드(OLED)의 제 2 전극, 즉 캐소드(cathode)는 접지단(GND)에 연결되어 있다.
한편, 스토리지커패시터(C)는, 구동트랜지스터(T2)의 게이트전극과 소스전극 사이에 위치한다.
스위칭트랜지스터 및 구동트랜지스터(T1, T2)로서, P타입의 트랜지스터가 사용될 수 있다.
위와 같은 구성을 갖는 유기전계발광표시장치에 있어서, 게이트배선(GL)을 통해 부극성의 게이트전압이 스캔(scan)되어 인가되면, 스위칭트랜지스터(T1)는 턴온(turn-on)된다. 이에 따라, 데이터전압(Vdata)은 스위칭트랜지스터(T1)를 통과하여, 구동트랜지스터(T2)의 게이트전극에 인가된다. 이에 따라, 전류(IOLED)가 구동트랜터(T2)를 통과해 유기전계발광다이오드(OLED)에 공급된다. 이로 인해, 유기전계발광다이오드(OLED)는 빛을 발광하여, 영상을 표시하게 된다.
한편, 스토리지커패시터(C)는, 구동트랜지스터(T2)에 인가된 데이터전압(Vdata)을 다음 프레임의 스캔 시까지 저장하는 역할을 하게 된다.
유기전계발광다이오드(OLED)에 공급되는 전류(IOLED)는, 다음과 같은 수식1을 통해 구해진다.
(수식1)
Figure pat00001
여기서, Vgs는 구동트랜지스터(T2)의 게이트전극과 소스전극 사이의 전압차이고, Vth는 구동트랜지스터(T2)의 문턱전압(threshold voltage)이고, k는 상수값이다.
그런데, 유기전계발광표시장치에서는, 제조공정의 특성상 다수의 화소들 사이에서 구동트랜지스터(T2)의 문턱전압(Vth)에 대한 편차가 발생하게 된다. 이로 인해, 유기전계발광다이오드(OLED)에 공급되는 전류가 원하는 값과 다른 값을 갖게 되고, 이에 따라 발광되는 빛의 휘도가 원하는 값과 달라지는 문제점이 발생하게 된다.
이와 같은 문제점을 개선하기 위해, 구동트랜지스터(T2)의 문턱전압(Vth)을 보상하는 전압보상방식의 유기전계발광표시장치가 제안되었다. 전압보상방식의 유기전계발광표시장치에서는, 구동트랜지스터(T2)의 문턱전압(Vth)을 샘플링하여, 이를 구동트랜지스터(T2)의 게이트전극에 반영하게 된다. 이에 따라, 유기전계발광다이오드(OLED)에 공급되는 전류(IOLED)는, 예를 들면, 다음과 같은 수식2를 통해 구해질 수 있다.
(수식2)
Figure pat00002
이처럼, 유기전계발광다이오드(OLED)에 공급되는 전류(IOLED)는, 앞선 수식1과는 달리, 구동트랜지스터(T2)의 문턱전압(Vth)에 대한 보상이 이루어지게 된다.
한편, 구동트랜지스터(T2)의 문턱전압(Vth)을 보상하기 위해서는, 문턱전압(Vth)을 검출하기 위한 충분한 시간이 필요하다. 그런데, 종래 유기전계발광표시장치의 경우, 문턱전압(Vth)을 검출하는 시간은 1H(horizontal period)으로 제한 되어 있다.
또한, 최근에 고화질을 구현하기 위해 구동 주파수를 상승시킴으로써 유기전계발광표시장치를 고속 구동하게 되는데, 문턱전압(Vth)의 검출 시간이 더욱 부족하게 되어, 문턱전압(Vth)의 보상이 완전하게 이루어 지지 않을 수 있다. 이에 따라, 화질이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
본 발명은, 화질을 개선할 수 있는 유기전계발광표시장치 및 그 구동방법을 제공하는데 과제가 있다.
전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본발명은, 행방향과 열방향 각각을 따라 연장된 게이트배선 및 데이터배선과; 상기 게이트배선 및 데이터배선과, 제 1 노드와 연결되는 제 1 트랜지스터와; 전원전압을 인가 받고, 제 2 노드와 연결되는 제 2 트랜지스터와; 상기 제 1 및 2 노드 사이에 연결되는 제 1 커패시터와; 상기 제 2 트랜지스터로부터 전류를 인가 받아 발광하는 유기발광다이오드와; 상기 제 2 트랜지스터의 문턱전압을 상기 제 2 노드에 샘플링하는 제 3 트랜지스터와; 상기 제 2 트랜지스터와 상기 유기전계발광다이오드 사이에 연결된 제 4 트랜지스터와; 초기화전압을 인가받고, 상기 제 1 노드와 연결된 제 5 트랜지스터와; 초기화전압을 인가받고, 상기 제 2 노드와 연결된 제 6 트랜지스터와; 상기 제 1 노드와 상기 게이트배선 사이에 연결된 제 7 트랜지스터를 갖는 다수의 화소를 포함하며, 상기 제 1 노드는, 상기 문턱전압을 샘플링하는 구간 동안, 상기 제 7 트랜지스터를 통해 상기 게이트배선과 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 트랜지스터를 통해 상기 데이터배선과 전기적으로 연결되는 유기전계발광표시장치를 제공한다.
상기 화소는, 상기 제 2 트랜지스터의 게이트단자와, 상기 전원전압을 인가받는 상기 제 2 트랜지스터의 소스단자 사이에 연결되는 제 2 커패시터를 더욱 포함한다.
상기 제 4 및 5 트랜지스터는, 동일한 발광제어배선에 연결되어 스위칭 동작이 제어된다.
상기 제 4 및 5 트랜지스터는, 서로 다른 발광제어배선에 연결되어 스위칭 동작이 개별적으로 제어된다.
상기 문턱전압을 샘플링하는 구간은 적어도 2개의 수평주기이며, 상기 제 7 트랜지스터를 통한 상기 제 1 노드와 상기 제 7 트랜지스터의 전기적으로 연결은, 상기 제 1 트랜지스터를 통한 상기 제 1 노드와 상기 데이터배선의 전기적으로 연결보다 선행한다.
상기 제 3 트랜지스터에 연결되는 센싱제어배선과; 상기 제 4 및 5 트랜지스터에 공통적으로 연결되는 발광제어배선, 또는 개별적으로 연결되는 서로 다른 발광제어배선을 더욱 포함하고, n번째 행라인에 위치하는 상기 화소의 제 6 트랜지스터는, (n-2)번째 행라인에 위치하는 화소와 연결된 게이트배선과 연결되고, n번째 행라인에 위치하는 상기 화소의 제 7 트랜지스터는, (n-1)번째 행라인에 위치하는 화소와 연결된 센싱제어배선과 연결된다.
행방향과 열방향 각각을 따라 연장된 게이트배선 및 데이터배선과; 상기 게이트배선 및 데이터배선과, 제 1 노드와 연결되는 제 1 트랜지스터와; 전원전압을 인가받고, 제 2 노드와 연결되는 제 2 트랜지스터와; 상기 제 1 및 2 노드 사이에 연결되는 제 1 커패시터와; 상기 제 2 트랜지스터로부터 전류를 인가받아 발광하는 유기발광다이오드와; 상기 제 2 트랜지스터의 문턱전압을 상기 제 2 노드에 샘플링하는 제 3 트랜지스터와; 상기 제 2 트랜지스터와 상기 유기전계발광다이오드 사이에 연결된 제 4 트랜지스터와; 초기화전압을 인가받고, 상기 제 1 노드와 연결된 제 5 트랜지스터와; 초기화전압을 인가받고, 상기 제 2 노드와 연결된 제 6 트랜지스터와; 상기 제 1 노드와 상기 게이트배선 사이에 연결된 제 7 트랜지스터를 갖는 다수의 화소를 포함하는 유기전계발광표시장치의 구동방법에 있어서, 상기 제 1 노드에, 상기 문턱전압을 샘플링하는 단계와; 상기 문턱전압을 샘플링하는 동안, 상기 제 7 트랜지스터를 통해 상기 게이트배선과 상기 제 1 노드를 전기적으로 연결하고, 상기 제 1 트랜지스터를 통해 상기 데이터배선과 상기 제 1 노드를 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 유기전계발광표시장치 구동방법을 제공한다.
상기 화소는, 상기 제 2 트랜지스터의 게이트단자와, 상기 전원전압을 인가받는 상기 제 2 트랜지스터의 소스단자 사이에 연결되는 제 2 커패시터를 더욱 포함한다.
상기 제 4 및 5 트랜지스터는, 동일한 발광제어배선에 연결되어 스위칭 동작이 제어된다.
상기 제 4 및 5 트랜지스터는, 서로 다른 발광제어배선에 연결되어 스위칭 동작이 개별적으로 제어된다.
상기 문턱전압을 샘플링하는 구간은 적어도 2개의 수평주기이며, 상기 제 7 트랜지스터를 통한 상기 제 1 노드와 상기 제 7 트랜지스터의 전기적으로 연결은, 상기 제 1 트랜지스터를 통한 상기 제 1 노드와 상기 데이터배선의 전기적으로 연결보다 선행한다.
상기 유기전계발광표시장치는, 상기 제 3 트랜지스터에 연결되는 센싱제어배선과; 상기 제 4 및 5 트랜지스터에 공통적으로 연결되는 발광제어배선, 또는 개별적으로 연결되는 서로 다른 발광제어배선을 더욱 포함하고, n번째 행라인에 위치하는 상기 화소의 제 6 트랜지스터는, (n-2)번째 행라인에 위치하는 화소와 연결된 게이트배선과 연결되어 스위칭동작이 제어되고, n번째 행라인에 위치하는 상기 화소의 제 7 트랜지스터는, (n-1)번째 행라인에 위치하는 화소와 연결된 센싱제어배선과 연결되어 스위칭동작이 제어된다.
본발명에서는, 문턱전압(Vth)의 샘플링 기간을 증가시켜, 문턱전압(Vth) 보상이 효과적으로 이루어 질수 있게 된다.
문턱전압(Vth) 샘플링 과정에서, 전원전압(VDD) 또한 제 2 노드(N2)에 반영되게 된다. 따라서, 전원전압(VDD)의 영향도 받지 않는 바, 전원전압(VDD) 변화에 따른 휘도 편차를 개선할 수 있는 효과가 있다.
유기전계발광다이오드(OLED)에 흐르는 전류를 제어하는 트랜지스터를 별도의 제어신호를 인가하여, 블랙 데이터를 삽입할 수 있다. 이때, 센싱제어배선(SLn)에 인가되는 전압을 제어하여, 프레임 구간 내 원하는 위치에서 블랙데이터 삽입을 구현할 수 있다. 이에 따라, 한 프레임 내에서 0 ~ 100%까지 자유롭게 제어 가능하게 됨으로, 블랙데이터 삽입이 효율적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.
또한, 동시발광을 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 유기전계발광표시장치의 화소에 대한 등가회로도.
도 2는 본발명의 제 1실시예에 따른 유기전계발광표시장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본발명의 제 1실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 화소에 대한 등가회로도.
도 4는 본발명의 제 1실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 게이트배선 및 데이터배선에 공급되는 전압에 대한 파형도.
도 5는 본발명의 제 2실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 화소에 대한 등가회로도.
도6은 본발명의 제 2실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 게이트배선 및 데이터배선에 공급되는 전압에 대한 파형도.
도 7은 본발명의 제 3실시예에 따른 유기전계발광표시장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 본발명의 제 3실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 화소에 대한 등가회로도.
도 9는 본발명의 제 3실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 게이트배선 및 데이터배선에 공급되는 전압에 대한 파형도.
도 10은 본발명의 제 3실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 게이트배선 및 데이터배선에 공급되는 전압에 대한 파형도.
이하, 도면을 참조하여 본발명의 실시예를 설명한다.
<제 1 실시예>
도 2는 본발명의 제 1실시예에 따른 유기전계발광표시장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본발명의 제 1실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 화소에 대한 등가회로도이고, 도 4는 본발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 게이트배선 및 데이터배선에 공급되는 전압에 대한 파형도이다.
도시한 바와 같이, 본발명의 실시예에 따른 유기전계발광표시장치(100)는 표시부(200)와 구동부를 포함한다.
표시부(100)에는, 제 1 방향, 예를 들면 로우(row) 방향으로 다수의 게이트배선(GL1 내지 GLn)이 연장되어 있다. 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향, 예를 들면 컬럼(column) 방향으로 다수의 데이터배선(DL1 내지 DLm)이 연장되어 있다. 이와 같이 서로 교차하는 다수의 게이트배선(GL1 내지 GLn)과 다수의 데이터배선(DL1 내지 DLm)은 매트릭스 형태로 배치된 다수의 화소(P)를 정의한다. 한편, 다수의 게이트배선(GL1 내지 GLn)에 대응하여 제 1 방향으로 연장된 다수의 발광제어배선(EL1 내지 ELn)이 배치된다. 또한, 다수의 게이트배선(GL1 내지 GLn)에 대응하여 제 1 방향으로 연장된 다수의 센싱제어배선(SL1내지 SLn)이 배치된다.
그리고, 예를 들면 제 1 게이트배선(GL1)의 전전 로우라인 및 이전 로우라인에는 제 1 및 2 보조게이트배선(AGL1, AGL2)이 배치될 수 있다. 이들 제 1 및 2 보조게이트배선(AGL1, AGL2)은, 제 1 게이트배선(GL1)에 연결된 화소(P) 및 제 2 게이트배선(GL2)에 연결된 화소(P)에 대해, 전전 게이트배선의 역할을 하게 된다. 이는, 각 화소(P)에 초기화전압(Vref)을 인가하기 위해, 별도의 배선을 구성하지 않고, 게이트배선(GL)을 이용하기 위함이다. 이때, 제 n 번째 게이트배선(GLn)에 연결된 화소(P)에 초기화전압(Vref)을 인가하기 위해, 예를 들면 제 n-2 번째 게이트배선(GLn-2)을 이용할 수 있다. 이에 따라, 제 1 게이트배선(GL1) 및 제 2 게이트배선(GL2)에 연결된 화소(P)에 초기화전압(Vref)을 인가하기 위하여, 제 1 게이트배선(GL1)의 전전 로우라인 및 이전 로우라인에 제 1 및 2 보조게이트배선(AGL1, AGL2)이 필요하게 된다.
또한, 예를 들면 제 1 센싱제어배선(SL1)의 이전 로우라인에는 제 1 보조센싱제어배선(ASL1)이 배치될 수 있다. 제 1 보조센싱제어배선(ASL1)은, 제 1 센싱제어배선(SL1)에 연결된 화소(P)에 대해, 이전 센싱제어배선의 역할을 하게 된다. 이는, 제 n 번째 게이트배선에 연결 된 화소(P)의 데이터홀드(DH)를 초기화하기 위해, 별도의 배선을 구성하지 않고, 예를 들어, 제 n-1 번째 센싱제어배선(SLn-1)을 이용할 수 있다.
도 3을 참조하면, 표시부(100)의 각 화소(P)에는, 다수의 트랜지스터, 예를 들면 제 1 내지 7 트랜지스터(T1 내지 T7)와, 제 1 커패시터(C1)와, 유기전계발광다이오드(OLED)가 구성될 수 있다. 본발명의 실시예에서는, 제 1 내지 7트랜지스터(T1 내지 T7)로서, P타입의 트랜지스터가 사용되는 것을 예로 들어 설명한다. 한편, N타입의 트랜지스터가 제 1 내지 7 트랜지스터(T1 내지 T7)로서 사용될 수 있음은 당업자에게 있어 자명한다. 더욱이, 제 1 내지 7 트랜지스터(T1 내지 T7) 중 일부에 대해서는 P타입의 트랜지스터를 사용하고, 나머지에 대해서는 N타입의 트랜지스터를 사용할 수 있음은 당업자에게 있어 자명하다.
구동부는, 인터페이스(310)와, 타이밍제어부(320)와, 전원발생부(330)와, 게이트구동부(340)와, 데이터구동부(350)와, 감마전압발생부(360)와, 발광구동부(370)와, 센싱구동부(380)를 포함할 수 있다.
인터페이스(310)는, 비디오카드와 같은 외부시스템으로부터 데이터신호(RGB)와, 수직동기신호와 수평동기신호와 클럭신호와 데이터인에이블신호 등을 포함하는 제어신호(TCS)를 입력받아 이를 타이밍제어부(320)에 전달하게 된다.
타이밍제어부(320)는, 데이터구동부(350)를 제어하는 제어신호(DCS)와, 인터페이스(310)로부터 공급받은 데이터신호(RGB)를 제어신호(DCS)에 따라 샘플링하여, 이들 제어신호(DCS)와 데이터신호(RGB)를 데이터구동부(350)에 공급한다.
또한, 타이밍제어부(320)는, 게이트구동부(340)를 제어하는 제어신호(GCS)를 게이트구동부(340)에 공급한다.
더욱이, 타이밍제어부(320)는, 발광구동부(370)를 제어하는 제어신호(ECS)와, 센싱구동부(380)를 제어하는 제어신호(SCS)를 각각 발광구동부(370)와 센싱구동부(380)에 공급한다.
감마전압발생부(360)는, 전원발생부(330)로부터 발생되는 고전위공통전압과 저전위공통전압을 분압하여 데이터신호(RGB)의 각 계조레벨에 대응하는 감마전압(Vgamma)을 생성하여 데이터구동부(350)에 공급한다.
전원발생부(330)는, 구동부의 구성요소들에, 이들을 구동하기 위한 구동전압을 공급하게 된다. 또한, 전원전압(Vdd)과, 초기화전압(Vref)을 생성하게 된다.
게이트구동부(340)는, 타이밍제어부(320)로부터 공급되는 제어신호(GCS)에 응답하여, 제 1 및 2 보조게이트배선(AGL1, AGL2)과 다수의 게이트배선(GL1 내지 GLn)을 순차적으로 스캔한다. 각 스캔구간 동안에는, 제 1 및 2 보조게이트배선(AGL1, AGL2)과 게이트배선(GL1 내지 GLn)에 펄스형태의 턴온전압을 공급하게 된다. 한편, 다음 프레임의 스캔구간까지는 보조게이트배선(AGL1, AGL2)과 게이트배선(GL1 내지 GLn)에 턴오프전압이 지속적으로 공급된다.
데이터구동부(350)는, 타이밍제어부(320)로부터 공급되는 제어신호(DCS)에 응답하여, 데이터신호(RGB)를 다수의 데이터배선(DL1 내지 DLm)에 공급하게 된다. 즉, 감마전압(Vgamma)을 사용하여, 데이터신호(RGB) 값에 대응되는 데이터전압(Vdata)을 생성하고, 생성된 데이터전압(Vdata)을 데이터배선(DL1 내지 DLm)에 출력하게 된다.
발광구동부(370)는, 타이밍제어부(320)로부터 공급되는 제어신호(ECS)에 응답하여, 다수의 발광제어배선(EL1 내지 ELn)을 순차적으로 스캔한다. 각 스캔구간 동안에는, 펄스형태의 턴온전압을 공급하게 된다. 한편, 다음 프레임의 스캔구간까지는 발광제어배선(EL1 내지 ELn)에 턴오프전압이 지속적으로 공급된다.
센싱구동부(380)는, 타이밍제어부(320)로부터 공급되는 제어신호(SCS)에 응답하여, 제 1 보조센싱제어배선(ASL1)과 다수의 센싱제어배선(SL1 내지 SLn)을 순차적으로 스캔한다. 각 스캔구간 동안에는, 제 1 보조센싱제어배선(ASL1)과 다수의 센싱제어배선(SL1 내지 SLn)에 펄스형태의 턴온전압을 공급하게 된다. 한편, 다음 프레임의 스캔구간까지는 제 1 보조센싱제어배선(ASL1)과 센싱제어배선(SL1 내지 SLn)에 턴오프전압이 지속적으로 공급된다.
이하, 도 3을 참조하여, 표시부(100)에 위치하는 화소의 구조에 대해, 보다 상세히 살펴본다. 도 3에서는, 설명의 편의를 위해 하나의 화소(P)와 데이터배선(DL)을 도시하였는데, 도 3의 데이터배선(DL)은 도 3의 제 1 내지 m번째 데이터배선 중 어느 하나에 해당된다.
제 1 트랜지스터(T1)는, 스위칭트랜지스터(T1)로서 기능할 수 있다. 제 n번째 로우라인의 화소(P)에 구성된 제 1 트랜지스터(T1)의 게이트전극은, 제 n번째 게이트배선(GLn)에 연결될 수 있다. 그리고, 소스전극은, 데이터배선(DL)에 연결될 수 있다. 한편, 제 1 트랜지스터(T1)의 드레인전극은 제 1 커패시터(C1)의 제 1 전극과 연결될 수 있다. 여기서, 제 1 트랜지스터(T1)와 제 1 커패시터(C1)의 접점을 제 1 노드(N1)라고 칭한다.
제 2 트랜지스터(T2)는, 구동트랜지스터(T2)로서 기능할 수 있다. 제 2 트랜지스터(T2)의 소스전극은 전원전압배선(VDDL)과 연결될 수 있다. 그리고, 드레인전극은 제 3 트랜지스터(T3)의 드레인전극 및 제 4 트랜지스터(T4)의 소스전극과 연결될 수 있다. 한편, 게이트전극은 제 1 커패시터(C1)의 제 2 전극과 연결될 수 있다. 여기서, 제 2 트랜지스터(T2)와 제 1 커패시터(C1)의 접점을 제 2 노드(N2)라고 칭한다.
제 3 트랜지스터(T3)는, 제 1 차 및 2 차 샘플링트랜지스터(T3)로서 기능할 수 있다. 제 3 트랜지스터(T3)의 게이트전극은, 제 n번째 센싱제어배선(SLn)에 연결될 수 있다. 그리고, 소스전극은 제 2 노드(N2) 및 제 6트랜지스터(T6)의 소스전극과 연결될 수 있다. 한편, 드레인전극은, 제 2 트랜지스터(T2)의 드레인전극 및 제 4 트랜지스터(T4)의 소스전극과 연결될 수 있다.
제 4 트랜지스터(T4)는, 발광제어트랜지스터(T4)로서 기능할 수 있다. 제 4 트랜지스터(T4)의 게이트전극은 제 n 번째 발광제어배선(ELn)과 연결될 수 있다. 그리고, 소스전극은 제 2 트랜지스터(T2) 및 제 3 트랜지스터(T3)의 드레인전극과 연결될 수 있다. 한편, 드레인전극은 유기전계발광다이오드(OLED)의 애노드(anode)에 연결될 수 있다.
제 5 트랜지스터(T5)는, 제 2 초기화트랜지스터(T5)로서 기능할 수 있다. 제 5 트랜지스터(T5)의 게이트전극은, 제 n 번째 발광제어배선(ELn)과 연결될 수 있다. 그리고, 소스전극은, 초기화배선(VREFL)에 연결될 수 있다. 한편, 드레인전극은, 제 1 노드(N1)에 연결될 수 있다.
제 6 트랜지스터(T6)는, 제 1 초기화트랜지스터(T6)로서 기능할 수 있다. 제 6 트랜지스터(T6)의 게이트전극은, 예를 들면, 제 n-2 번째 게이트배선(GLn-2)에 연결될 수 있다. 그리고, 소스전극은, 제 2 노드(N2) 및 제 3트랜지스터(T3)의 소스전극과 연결될 수 있다. 한편, 드레인전극은, 초기화배선(VREFL)에 연결될 수 있다.
제 7 트랜지스터(T7)는, 제 1 노드(N1)의 제 1 초기화트랜지스터(T7)로서 기능할 수 있다. 제 7트랜지스터(T7)의 게이트전극은, 제 n-1 번째 센싱제어배선(SLn-1)에 연결될 수 있다. 그리고, 소스전극은, 제 1 노드(N1)와 연결될 수 있다. 한편, 드레인전극은, 제 1 트랜지스터(T1)의 게이트전극과 연결될 수 있다.
제 1 커패시터(C1)는, 스토리지커패시터(C1)로서 기능할 수 있다. 제 1 커패시터의 제 1 전극은 제 1 노드(N1)와 연결되고, 제 2 전극은 제 2 노드(N2)와 연결될 수 있다. 즉, 제 1 노드(N1)와 제 2 노드(N2) 사이에 접속되어 제 2 트랜지스터(T2)의 게이트전압을 유지한다.
유기발광다이오드(OLED)의 애노드전극과 캐소드전극 사이에는 다층의 유기 화합물층이 형성될 수 있다. 유기 화합물층은 정공주입층(hole injection layer, HIL), 정공수송층(hole transport layer, HTL), 발광층(emission layer, EML), 전자수송층(electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(electron injection layer, EIL)을 포함 할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)의 애노드 전극은, 제 4 트랜지스터(T4)의 드레인 전극에 연결될 수 있다. 그리고, 캐소드 전극은 저전위 전압원(VSS)에 연결될 수 있다.
전술한 바와 같은 관계로, 제 1 내지 7 트랜지스터(T1 내지 T7)와, 제 1 커패시터(C1)와, 유기전계발광다이오드(OLED)가 서로 연결되어, 화소(P)에 입력되는 다수의 신호들을 통해 동작하고 빛을 발광하게 된다.
이하, 전술한 바와 같은 구성요소들의 기능에 대해 상세히 살펴본다.
제1 트랜지스터(T1)는, 해당(또는 현재) 게이트배선, 예를 들면 제 n 번째 게이트배선(GLn)이 선택되어 턴온전압이 인가되면 턴온되어, 데이터전압(Vdata)이 제 1 트랜지스터(T1)를 통과하게 된다. 제 1 트랜지스터(T1)가 P타입인 경우, 로우레벨전압 또는 부극성전압이 턴온전압으로 사용될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 게이트배선(GLn)에 로우레벨전압이 인가되는 제 3 기간(t3) 동안 턴온되어, 데이터전압(Vdata)가 제 1 트랜지스터를 통과하게 된다.
제 2 트랜지스터(T2)는, 게이트전극에 인가되는 전압의 레벨에 따라, 제 2 트랜지스터(T2)를 통과하는 전류(IOLED)의 양을 조절하게 된다.
제 3 트랜지스터(T3)는, 해당(또는 현재) 센싱제어배선, 예를 들면 제 n 번째 센싱제어배선(SLn)이 선택되어 턴온전압이 인가되면 턴온되어, 유기전계발광다이오드(OLED)의 문턱전압(Vth)을 샘플링하게 된다. 이와 같이 샘플링된 문턱전압(Vth)은, 제 2 노드(N2)에 반영된다. 제 3 트랜지스터(T3)가 P타입인 경우, 로우레벨전압 또는 부극성전압이 턴온전압으로 사용될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 센싱제어배선(SLn)에 로우레벨전압으로 유지되는 제 2 및 제 3 기간(t2, t3) 동안 턴온되어, 유기전계발광다이오드(OLED)의 문턱전압(Vth)을 샘플링한다. 제 2 기간(t2) 동안에는 제 1 차 샘플링을 하고, 제 3 기간(t3) 동안에는 제 2 차 샘플링을 한다.
제 4 트랜지스터(T4)는, 해당 발광제어배선, 예를 들면 제 n 번째 발광제어배선(ELn)이 선택되어 턴온전압이 인가되면 턴온되어, 제 2 트랜지스터(T2)를 통과한 전류(IOLED)가 제 4 트랜지스터(T4)를 통과하게 된다. 제 4 트랜지스터(T4)가 P타입인 경우, 로우레벨전압 또는 부극성전압이 턴온전압으로 사용될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 발광제어배선(ELn)의 하이레벨전압에 응답하여 제 1 내지 제 3 기간(t1 내지t3) 동안 제 2 트랜지스터(T2)와 제 3 트랜지스터(T3)와 유기전계발광다이오드(OLED)의 전류 패스를 차단한다. 또한, 발광제어배선(ELn)의 전압이 로우레벨전압을 가지는 제 4 기간(t4) 동안 턴온되어 제 2 트랜지스터(T2) 및 제 3 트랜지스터(T3)와 유기전계발광다이오드(OLED) 사이의 전류패스를 형성한다.
제 5 트랜지스터(T5)는, 해당 발광제어배선, 예를 들면 제 n 번째 발광제어배선(ELn)이 선택되어 턴온전압이 인가되면 턴온되어, 초기화전압(Vref)을 통과시키게 된다. 초기화전압(Vref)은 제 1 노드(N1)에 반영된다. 제 5 트랜지스터(T5)가 P타입인 경우, 로우레벨전압 또는 부극성전압이 턴온전압으로 사용될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 발광제어배선(ELn)의 하이레벨전압에 응답하여 제1 내지 제 3 기간(t1 내지 t3) 동안 제 1 노드(N1)와 초기화전압(Vref) 사이의 전류패스를 차단한다. 또한, 발광제어배선(ELn)의 전압이 로우레벨전압을 유지하는 제 4 기간(t4) 동안 턴온되어 초기화전압(Vref)을 제 1 노드(N1)에 공급한다.
제 6 트랜지스터(T6)는, 전전게이트배선 예를 들면 제 n-2 번째 게이트배선(GLn-2)에 턴온전압이 인가되면 턴온되어, 초기화전압(Vref)을 통과시키게 된다. 제 6 트랜지스터(T6)가 P타입인 경우, 로우레벨전압 또는 부극성전압이 턴온전압으로 사용될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 전전게이트배선(GLn-2)의 전압이 로우레벨전압을 유지하는 제 1 기간(t1) 동안 초기화전압(Vref)을 통과시키게 된다. 초기화전압(Vref)은 제 2 노드(N2)에 반영된다.
제 7 트랜지스터(T7)는, 이전 센싱제어배선 예를 들면 제 n-1 번째 센싱제어배선(SLn-1)에 턴온전압이 인가되면 턴온되어, 게이트배선(GLn)의 턴오프전압을 통과시킨다. 게이트배선(GLn)의 턴오프 전압은 제 1 노드(N1)에 반영된다. 구체적으로 예를 들면, 이전 센싱제어배선(SLn-1)의 전압이 로우레벨전압이 유지되는 제 1 및 제 2 기간(t1, t2) 동안 턴온되어, 게이트배선(GLn)의 턴오프전압이 인가된다.
제 1 커패시터(C1)는, 제 2 트랜지스터(T2)의 게이트전극, 즉 제 2 노드(N2)에 인가된 전압을 저장하게 된다. 이에 따라, 현재 프레임의 스캔 시 해당 화소(P)에 입력된 데이터전압(Vdata) 성분은, 해당 화소(P)가 다음번 프레임의 스캔 시까지 제 1 커패시터(C1)에 저장된다. 이에 따라, 유기전계발광표시장치(OLED)에는, 다음 번 프레임의 스캔 시 또는 초기화 시까지, 현재 프레임에서 인가된 데이터전압(Vdata)에 따른 전류(IOLED)가 흐를 수 있게 된다.
유기전계발광다이오드(OLED)는, 제 4 트랜지스터(T4)가 턴온되는 경우에, 데이터전압(Vdata)에 따라 생성된 전류(IOLED)를 공급받게 되고, 이에 따라 빛을 발광하게 된다.
이하, 도 3 및 4를 참조하여, 본발명의 제 1실시예에 따른 유기전계발광표시장치 구동방법을 상세히 살펴본다.
제 1 기간(t1) 동안, 전전 게이트배선, 예를 들면 제 n-2 번째 게이트배선(GLn-2)이 선택되어 턴온전압이 인가되면, 제 6 트랜지스터(T6)가 턴온 된다. 이에 따라, 제 2 노드(N2)에는 초기화전압(Vref)이 인가되어 초기화 된다.
또한, 전 센싱제어배선, 예를 들면 제 n-1 번째 센싱제어배선(SLn-1)이 선택되어 턴온전압이 인가되면, 제 7 트랜지스터(T7)가 턴온 된다. 이에 따라, 제 1 노드(N1)에는 턴오프 게이트전압이 인가되어 초기화 된다. 이에 따라, 제 1 및 2 노드(N1, N2)는 초기화된다. 해당화소(P)는 초기화 상태가 된다. 이처럼, 제 1 기간(t1)은, 전전 게이트배선 및 전 센싱제어배선이 스캔되는 스캔구간으로서, 초기화구간에 해당된다.
제 2 기간(t2) 동안, 해당(또는 현재) 센싱제어배선, 예를 들면 제 n 번째 센싱제어배선(SLn)이 선택되어 턴온전압이 인가되면, 제 3 트랜지스터(T3)가 턴온된다. 이에 따라, 제 2 노드(N2)에는 턴온된 제 3 트랜지스터(T3)를 통해 제 2 트랜지스터(T2), 즉 구동트랜지스터(T2)의 문턱전압(Vth)이 샘플링 되어, 제 2 노드(N1)에 인가된다. 또한, 제 1 노드(N1)에는 턴온된 제 7 트랜지스터(T7)를 통해, 제 1 노드(N1)에는 턴오프의 게이트전압이 유지된다. 이는, 제 1노드(N1)는 게이트배선(GLn)과 연결된 상태가 유지되기 때문이다.
제 3 기간(t3) 동안, 해당(또는 현재) 게이트배선, 예를 들면 제 n 번째 게이트배선(GLn)이 선택되어 제 3 기간(t3) 동안 턴온전압이 인가되면, 제 1 트랜지스터(T1)가 턴온된다. 이에 따라, 제 1 노드(N1)에는, 데이터배선(DL)을 통해 전달된 데이터전압(Vdata)이 인가된다(V1 = Vdata). 이처럼, 제 3 기간(t3)은, 해당 게이트배선이 스캔되는 스캔구간으로서, 해당 데이터전압(Vdata)이 인가되는 데이터프로그래밍 구간에 해당된다.
여기서, 인가되는 데이터전압(Vdata)의 극성은, 제 2 트랜지스터(T2)의 타입에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, P타입으로 제 2 트랜지스터(T2)가 구성되는 경우에, 데이터전압(Vdata)은 부극성을 갖게 된다.
그리고, 제 3 트랜지스터(T3)는, 제 3 기간(t3)동안에도, 턴온 상태를 유지하게 된다. 따라서 제 2 트랜지스터(T2)의 문턱전압(Vth)은 제 2 기간(t2)뿐만 아니라, 제 3기간(t3) 동안에도 계속해서 샘플링 되어 제 2 노드(N2)에 반영될 수 있게 된다.
한편, 해당(또는 현재) 발광제어배선(ELn)에는, 예를 들면 제 1 기간(t1)의 시작시간 이전부터 제 3 기간(t3)의 종료시간 이후까지 턴오프전압이 인가될 수 있다. 이와 같이 턴오프전압이 발광제어배선(EL)에 인가되는 기간 동안에는, 제 4 트랜지스터(T4)는 턴오프되어, 유기전계발광다이오드(OLED)에는 전류(IOLED)가 흐르지 않게 된다.
제 4 기간(t4) 동안, 해당(또는 현재) 발광제어배선(ELn), 예를 들면 제 n 번째 발광제어배선(ELn)이 선택되어 턴온전압이 인가되면, 제 4 트랜지스터(T4)와 제 5 트랜지스터(T5)는 턴온된다. 이에 따라, 제 1 노드(N1)에는 초기화 전압이 인가된다. 이처럼, 제 1 노드(N1)의 전압은 데이터전압(Vdata)에서 초기화전압(Vref)으로 바뀌게 된다.
이와 같은 제 1 노드(N1)의 변화량은, 제 2 노드(N2)에 반영된다. 구체적으로 설명하면, 제 1 커패시터(C1)의 제 1 전극 즉 제 1 노드(N1)에서의 전압 변화량을 커플링(coupling)하여, 제 1 커패시터(C1)의 제 2 전극 즉 제 2 노드(N2)에 반영시킨다. 다시 말하면, 제 1 노드(N1)에서 전압변화가 발생하는 경우에, 전압변화량 만큼 제 1 커패시터(C1)에 의해 커플링됨으로써, 결국에는 전압 변화량 만큼 제 2 노드(N2)에 반영된다. 이처럼, 제 1 커패시터(C1)는, 제 1 노드(N1)의 전압변화량 만큼을 제 2 노드(N2)에 커플링하여, 제 2 노드(N2)의 전압을 부스트(boost)시키게 된다. 따라서, 제 2 노드(N2)에는 데이터전압(Vdata)과 문턱전압(Vth)이 반영된다.
이와 같은 제 2 노드(N2)의 전압, 즉 제 2 트랜지스터(T2)의 게이트전압에 따라, 제 2 트랜지스터(T2)는 턴온되어 게이트전압에 대응되는 전류(I(IOLED)가 흐를 수 있게 된다. 이와 같은 전류(IOLED)는 턴온된 제 4 트랜지스터(T4)를 통과하여 유기전계발광다이오드(OLED)에 공급된다. 이로 인해, 유기전계발광다이오드(OLED)는, 전류(IOLED)값에 따른 휘도를 갖는 빛을 발광하게 된다.
전술한 바와 같은 동작을 통해, 본발명의 실시예에 따른 유기전계발광표시장치를 구동할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 제 2 및 3 기간(t2, t3) 즉, 2H동안 문턱전압(Vth)에 대한 샘플링이 수행될 수 있다. 더욱이, 문턱전압(Vth)에 대한 샘플링이 수행 됨에 있어, 제 1 노드(N1)는, 제 2 기간(t2) 동안 게이트배선(GL)에 연결되며, 제 3 기간(t3) 동안에는 데이터배선에 연결된다. 이에 따라, 샘플링이 수행되는동안, 제 2 노드(N2)는 플로팅(floating) 상태를 갖지 않는다. 따라서, 문턱전압(Vth)은 안정적으로 제 1 노드(N1)에 샘플링 될 수 있게 되며, 이로 인해 문턱전압(Vth) 보상이 효과적으로 이루어 질수 있게 된다.
더욱이, 문턱전압(Vth) 샘플링 과정에서, 전원전압(VDD) 또한 제 2 노드(N2)에 반영되게 된다. 따라서, 전원전압(VDD)의 영향도 받지 않는 바, 전원전압(VDD) 변화에 따른 휘도 편차를 개선할 수 있는 효과가 있다.
<제 2 실시예>
도 5는 본발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 화소에 대한 등가회로도이고, 도 6은 본발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 게이트배선 및 데이터배선에 공급되는 전압에 대한 파형도이다.
설명의 편의를 위해, 도 5 및 6에 도시한 본발명의 제 2 실시예에서는, 제 1 실시예에 따른 유기전계발광표시장치와 유사한 부분에 대해서는 설명을 생략할 수 있다.
도 5를 참조하여, 표시부(100)에 위치하는 제 2 실시예에 따른 화소의 구조에 대해 보다 상세하게 살펴본다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본발명의 제 2 실시예에 따른 화소(P)는, 제 1 실시예에 따른 화소(P)의 구성에서 제 2 커패시터(C2)를 더욱 포함하고 있다.
제 2 트랜지스터(T2)의 소스전극은 전원전압배선(VDDL)과 연결될 수 있다. 또한, 제 2 커패시터(C2)의 제 2 전극과 연결될 수 있다. 그리고, 드레인전극은 제 3 트랜지스터(T3)의 드레인전극 및 제 4 트랜지스터(T4)의 소스전극과 연결될 수 있다. 한편, 게이트전극은 제 2 커패시터(C2)의 제 1 전극과 연결될 수 있다. 여기서, 제 2 트랜지스터(T2)와 제 1 커패시터(C1)와 제 2커패시터(C2)의 접점을 제 2 노드(N2)라고 칭한다.
제 2 커패시터(C2)는 스토리지커패시터(C2)로서 기능할 수 있다. 제 2 커패시터(C2)의 제 1 전극은 제 2 트랜지스터(T2)의 게이트전극과 연결되고, 제 2 전극은 전원전압배선(VDDL)과 연결될 수 있다. 한편, 제 2 커패시터(C2)의 제 1 전극은 제 2 노드(N2)에 연결될 수 있다.
이하, 제 1 및 2 커패시터(C2)의 기능에 대해서 상세히 살펴본다.
제 2 커패시터(C2)는, 제 2 트랜지스터(T2)의 게이트전극, 제 2 노드(N2)에 인가된 전압을 저장하게 된다. 이에 따라, 현재 프레임의 스캔 시 해당 화소(P)에 입력된 데이터전압(Vdata) 성분은, 해당 화소(P)가 다음번 프레임의 스캔 시까지 제 2 커패시터(C2)에 저장된다. 이에 따라, 유기전계발광표시장치(OLED)에는, 다음 번 프레임의 스캔 시 또는 초기화 시까지, 현재 프레임에서 인가된 데이터전압(Vdata)에 따른 전류(IOLED)가 흐를 수 있게 된다.
이하, 도 5 및 6을 참조하여, 본발명의 제 2실시예에 따른 유기전계발광표시장치 구동방법을 상세히 살펴본다.
제 1 기간(t1) 동안, 전전 게이트배선, 예를 들면 제 n-2 번째 게이트배선(GLn-2)이 선택되어 턴온전압이 인가되면, 제 6 트랜지스터(T6)가 턴온 된다. 이에 따라, 제 2 노드(N2)에는 초기화전압(Vref)이 인가되어 초기화 된다.
또한, 전 센싱제어배선, 예를 들면 제 n-1 번째 센싱제어배선(SLn-1)이 선택되어 턴온전압이 인가되면, 제 7 트랜지스터(T7)가 턴온 된다. 이에 따라, 제 1 노드(N1)에는 턴오프 게이트전압이 인가되어 초기화 된다. 이에 따라, 제 1 및 2 노드(N1, N2)는 초기화된다. 해당화소(P)는 초기화 상태가 된다. 이처럼, 제 1 기간(t1)은, 전전 게이트배선 및 전 센싱제어배선이 스캔되는 스캔구간으로서, 초기화구간에 해당된다.
제 2 기간(t2) 동안, 해당(또는 현재) 센싱제어배선, 예를 들면 제 n 번째 센싱제어배선(SLn)이 선택되어 턴온전압이 인가되면, 제 3 트랜지스터(T3)가 턴온된다. 이에 따라, 제 2 노드(N2)에는 턴온된 제 3 트랜지스터(T3)를 통해 제 2 트랜지스터(T2), 즉 구동트랜지스터(T2)의 문턱전압(Vth)이 샘플링 되어, 제 2 노드(N1)에 인가된다. 또한, 제 1 노드(N1)에는 턴온된 제 7 트랜지스터(T7)를 통해, 제 1 노드(N1)에는 턴오프의 게이트전압이 유지된다. 이는, 제 1노드(N1)는 게이트배선(GLn)과 연결된 상태가 유지되기 때문이다.
제 3 기간(t3) 동안, 해당(또는 현재) 게이트배선, 예를 들면 제 n 번째 게이트배선(GLn)이 선택되어 제 3 기간(t3) 동안 턴온전압이 인가되면, 제 1 트랜지스터(T1)가 턴온된다. 이에 따라, 제 1 노드(N1)에는, 데이터배선(DL)을 통해 전달된 데이터전압(Vdata)이 인가된다(V1 = Vdata). 이처럼, 제 3 기간(t3)은, 해당 게이트배선이 스캔되는 스캔구간으로서, 해당 데이터전압(Vdata)이 인가되는 데이터프로그래밍 구간에 해당된다.
여기서, 인가되는 데이터전압(Vdata)의 극성은, 제 2 트랜지스터(T2)의 타입에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, P타입으로 제 2 트랜지스터(T2)가 구성되는 경우에, 데이터전압(Vdata)은 부극성을 갖게 된다.
그리고, 제 3 트랜지스터(T3)는, 제 3 기간(t3)동안에도, 턴온 상태를 유지하게 된다. 따라서 제 2 트랜지스터(T2)의 문턱전압(Vth)은 제 2 기간(t2)뿐만 아니라, 제 3기간(t3) 동안에도 계속해서 샘플링 되어 제 2 노드(N2)에 반영될 수 있게 된다.
한편, 해당(또는 현재) 발광제어배선(ELn)에는, 예를 들면 제 1 기간(t1)의 시작시간 이전부터 제 3 기간(t3)의 종료시간 이후까지 턴오프전압이 인가될 수 있다. 이와 같이 턴오프전압이 발광제어배선(EL)에 인가되는 기간 동안에는, 제 4 트랜지스터(T4)는 턴오프되어, 유기전계발광다이오드(OLED)에는 전류(IOLED)가 흐르지 않게 된다.
제 4 기간(t4) 동안, 해당(또는 현재) 발광제어배선(ELn), 예를 들면 제 n 번째 발광제어배선(ELn)이 선택되어 턴온전압이 인가되면, 제 4 트랜지스터(T4)와 제 5 트랜지스터(T5)는 턴온된다. 이에 따라, 제 1 노드(N1)에는 초기화 전압이 인가된다. 이처럼, 제 1 노드(N1)의 전압은 데이터전압(Vdata)에서 초기화전압(Vref)으로 바뀌게 된다.
이와 같은 제 1 노드(N1)의 변화량은, 제 2 노드(N2)에 반영된다. 구체적으로 설명하면, 제 1 커패시터(C1)의 제 1 전극 즉 제 1 노드(N1)에서의 전압 변화량을 커플링(coupling)하여, 제 1 커패시터(C1)의 제 2 전극 즉 제 2 노드(N2)에 반영시킨다. 다시 말하면, 제 1 노드(N1)에서 전압변화가 발생하는 경우에, 전압변화량 만큼 제 1 커패시터(C1)에 의해 커플링됨으로써, 결국에는 전압 변화량 만큼 제 2 노드(N2)에 반영된다. 이처럼, 제 1 커패시터(C1)는, 제 1 노드(N1)의 전압변화량 만큼을 제 2 노드(N2)에 커플링하여, 제 2 노드(N2)의 전압을 부스트(boost)시키게 된다. 따라서, 제 2 노드(N2)에는 데이터전압(Vdata)과 문턱전압(Vth)이 반영된다.
이와 같은 제 2 노드(N2)의 전압, 즉 제 2 트랜지스터(T2)의 게이트전압에 따라, 제 2 트랜지스터(T2)는 턴온되어 게이트전압에 대응되는 전류(I(IOLED)가 흐를 수 있게 된다. 이와 같은 전류(IOLED)는 턴온된 제 4 트랜지스터(T4)를 통과하여 유기전계발광다이오드(OLED)에 공급된다. 이로 인해, 유기전계발광다이오드(OLED)는, 전류(IOLED)값에 따른 휘도를 갖는 빛을 발광하게 된다.
전술한 바와 같은 동작을 통해, 본발명의 실시예에 따른 유기전계발광표시장치를 구동할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 제 2 및 3 기간(t2, t3) 즉, 2H동안 문턱전압(Vth)에 대한 샘플링이 수행될 수 있다. 더욱이, 문턱전압(Vth)에 대한 샘플링이 수행 됨에 있어, 제 1 노드(N1)는, 제 2 기간(t2) 동안 게이트배선(GL)에 연결되며, 제 3 기간(t3) 동안에는 데이터배선에 연결된다. 이에 따라, 샘플링이 수행되는동안, 제 2 노드(N2)는 플로팅(floating) 상태를 갖지 않는다. 따라서, 문턱전압(Vth)은 안정적으로 제 1 노드(N1)에 샘플링 될 수 있게 되며, 이로 인해 문턱전압(Vth) 보상이 효과적으로 이루어 질수 있게 된다.
더욱이, 문턱전압(Vth) 샘플링 과정에서, 전원전압(VDD) 또한 제 2 노드(N2)에 반영되게 된다. 따라서, 전원전압(VDD)의 영향도 받지 않는 바, 전원전압(VDD) 변화에 따른 휘도 편차를 개선할 수 있는 효과가 있다.
<제 3 실시예>
도 7은 본발명의 제 3실시예에 따른 유기전계발광표시장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8은 본발명의 제 3실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 화소에 대한 등가회로도이고, 도 9는 본발명의 제 3 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 게이트배선 및 데이터배선에 공급되는 전압에 대한 파형도이고, 도 10은 본발명의 제 3 실시예에 따른 블랙데이터삽입 구동 및 동시 발광 구동 시 유기전계발광표시장치의 화면 구현을 개략적으로 도시한 도면이다.
설명의 편의를 위해, 도 7 및 8에 도시한 본발명의 제 3 실시예에서는, 제 1 실시예에 따른 유기전계발광표시장치와 유사한 부분에 대해서는 설명을 생략할 수 있다.
도시한 바와 같이, 본발명의 제 3 실시예에 따른 유기전계발광표시장치(100)는 표시부(200)와 구동부를 포함한다.
표시부(100)에는, 제 1 실시예보다, 다수의 게이트배선(GL1 내지 GLn)에 대응하여 제 1 방향으로 연장된 다수의 부가발광제어배선(AEL1 내지 AELn)이 더욱 배치된다.
또한, 도면에는 제 2 커패시터가 도시 되지 않았으나, 제 2 커패시터가 구성 될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
구동부는, 제 1 실시예보다, 부가발광구동부(390)을 더욱 포함할 수 있다.
타이밍제어부(320)는, 데이터구동부(350)를 제어하는 제어신호(DCS)와, 인터페이스(310)로부터 공급받은 데이터신호(RGB)를 제어신호(DCS)에 따라 샘플링하여, 이들 제어신호(DCS)와 데이터신호(RGB)를 데이터구동부(350)에 공급한다.
타이밍제어부(320)는, 게이트구동부(340)를 제어하는 제어신호(GCS)를 게이트구동부(340)에 공급한다.
또한, 타이밍제어부(320)는, 발광구동부(370)를 제어하는 제어신호(ECS)와, 센싱구동부(380)를 제어하는 제어신호(SCS)를 각각 발광구동부(370)와 센싱구동부(380)에 공급한다.
더욱이, 타이밍제어부(320)는, 부가발광구동부(390)를 제어하는 제어신호(AECS)를 부가발광구동부(390)에 공급한다.
부가발광구동부(390)는, 타이밍제어부(320)로부터 공급되는 제어신호(AECS)에 응답하여, 다수의 부가발광제어배선(AEL1 내지 AELn)을 순차적으로 스캔한다. 각 스캔구간 동안에는, 펄스형태의 턴온전압을 공급하게 된다. 한편, 다음 프레임의 스캔구간까지는 부가발광제어배선(AEL1 내지 AELn)에 턴오프전압이 지속적으로 공급된다.
이하, 도 8을 참조하여, 표시부(100)에 위치하는 화소의 구조에 대해, 보다 상세히 살펴본다. 도 8에서는, 설명의 편의를 위해 하나의 화소(P)와 데이터배선(DL)을 도시하였는데, 도 8의 데이터배선(DL)은 도 8의 제 1 내지 m번째 데이터배선 중 어느 하나에 해당된다.
제 4 트랜지스터(T4)는, 발광제어트랜지스터(T4)로서 기능할 수 있다. 제 4 트랜지스터(T4)의 게이트전극은 제 n 번째 부가발광제어배선(AELn)과 연결될 수 있다. 그리고, 소스전극은 제 2 트랜지스터(T2) 및 제 3 트랜지스터(T3)의 드레인전극과 연결될 수 있다. 한편, 드레인전극은 유기전계발광다이오드(OLED)의 애노드(anode)에 연결될 수 있다.
제 5 트랜지스터(T5)는, 제 2 초기화트랜지스터(T5)로서 기능할 수 있다. 제 5 트랜지스터(T5)의 게이트전극은, 제 n 번째 발광제어배선(ELn)과 연결될 수 있다. 그리고, 소스전극은, 초기화배선(VREFL)에 연결될 수 있다. 한편, 드레인전극은, 제 1 노드(N1)에 연결될 수 있다.
이하, 전술한 바와 같은 구성요소들의 기능에 대해 상세히 살펴본다.
제 4 트랜지스터(T4)는, 해당 부가발광제어배선, 예를 들면 제 n 번째 부가발광제어배선(AELn)이 선택되어 턴온전압이 인가되면 턴온되어, 제 2 트랜지스터(T2)를 통과한 전류(IOLED)가 제 4 트랜지스터(T4)를 통과하게 된다. 제 4 트랜지스터(T4)가 P타입인 경우, 로우레벨전압 또는 부극성전압이 턴온전압으로 사용될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 발광제어배선(ELn)의 하이레벨전압에 응답하여 제 1 내지 제 3 기간(t1 내지t3) 동안 제 2 트랜지스터(T2)와 제 3 트랜지스터(T3)와 유기전계발광다이오드(OLED)의 전류 패스를 차단한다. 또한, 발광제어배선(ELn)의 전압이 로우레벨전압을 가지는 제 4 기간(t4) 동안 턴온되어 제 2 트랜지스터(T2) 및 제 3 트랜지스터(T3)와 유기전계발광다이오드(OLED) 사이의 전류패스를 형성한다.
이하, 도 8 및 9를 참조하여, 본발명의 제 3실시예에 따른 유기전계발광표시장치 구동방법을 상세히 살펴본다.
제 1 기간 내지 제 4 기간(t1 내지 t2) 동안의 구동방법은, 제 4 트랜지스터(T4)가, 부가발광제어배선(AEL)에 의해 제어되는 것을 제외하고는 제 1 실시예와 유사하다.
제 5 기간(t5) 동안, 먼저 전 센싱제어배선, 예를 들면 제 n-1 번째 센싱제어배선(SLn-1)이 선택되어 턴온전압이 인가되면, 제 7 트랜지스터(T7)가 턴온 된다. 이에 따라, 제 1 노드(N1)에는 턴오프 게이트전압이 인가되어 초기화 된다. 이에 따라, 제 1 노드(N1)는 초기화된다. 일정시간 후, 해당(또는 현재) 센싱제어배선, 예를 들면 제 n 번째 센싱제어배선(SLn)이 선택되어 턴온전압이 인가되면, 제 3 트랜지스터(T3)가 턴온된다. 이에 따라, 제 2 노드(N2)에는 턴온된 제 3 트랜지스터(T3)를 통해 제 2 트랜지스터(T2), 즉 구동트랜지스터(T2)의 문턱전압(Vth)이 샘플링 되어, 제 2 노드(N2)에 인가된다. 또한, 제 1 노드(N1)에는 턴온된 제 7 트랜지스터(T7)를 통해, 제 1 노드(N1)에는 턴오프의 게이트전압이 유지된다. 이는, 제 1노드(N1)는 게이트배선(GLn)과 연결된 상태가 유지되기 때문이다.
한편, 해당(또는 현재) 부가발광제어배선(AELn)에는, 일정시간 예를 들면, 3H 동안 턴오프전압을 유지하고 있다. 구체적으로 예를 들면, 제 n-1 번째 센싱제어배선(SLn-1)이 턴온이 되기 전부터, 제 n 번째 센싱제어배선(SLn)이 턴오프가 된 후까지, 부가발광제어배선(AELn)의 전압은 턴오프를 유지한다. 이와 같이 턴오프전압이 부가발광제어배선(AELn)에 인가되는 기간 동안에는, 제 4 트랜지스터(T4)는 턴오프되어, 유기전계발광다이오드(OLED)에는 전류(IOLED)가 흐르지 않게 된다.
그 후, 부가발광제어배선(AELn)에 턴온 전압이 인가되면, 턴오프의 게이트전압이 유기전계발광다이오드(OLED)에 흐르게 됨으로써, 블랙데이터가 삽입된다.
또한, 센싱제어배선(SLn)에 인가되는 전압을 제어하여, 프레임 구간 내 원하는 위치에서 블랙데이터 삽입을 구현할 수 있다.
이에 따라, 한 프레임 내에서 0 ~ 100%까지 자유롭게 제어 가능하게 됨으로, 블랙데이터 삽입이 효율적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다(도 10참조).
<제 4 실시예>
설명의 편의를 위해, 본발명의 제 4실시예에서는, 제 3 실시예에 따른 유기전계발광표시장치와 유사한 부분에 대해서는 설명을 생략할 수 있다.
도 10에서 도시된 바와 같이, 본발명의 제 4실시예에서는 동시발광을 구현할 수 있다.
이때, 동시발광을 구현하기 위하여, 예를 들면, 전 센싱제어배선(SLn-1)와, 현재 센싱제어배선(SLn)와, 전전 게이트배선(GLn-2)와, 발광제어배선(ELn)에 인가되는 전압을 턴온을 한다. 또한, 한 프레임 동안, 게이트배선(GL1 내지 GLn)에 턴온 전압을 인가하여 스캔한다. 한 프레임의 게이트배선(GL1 내지 GLn)에 턴온 전압이 인가 된 후, 부가발광제어배선(ELn)의 전압을 턴온 함으로써, 동시발광을 구현할 수 있다. 여기에서, 스캔 된 영상데이터(RGB)는, 예를 들면 다른 저장 장치에 저장 될 수 있으며, 한 프레임의 영상데이터(RGB)가 저장 된 후, 부가발광제어배선(ELn)의 전압을 턴온할 수 있다.
사람의 뇌는 양안을 통해 들어오는 데이터를 조합하여 영상을 인식하게 된다. 이때, 3D구현을 위하여, 왼쪽 눈으로 인식할 수 있는 영상데이터를 전술한 방식으로 한번에 출력하고, 오른쪽 눈으로 인식할 수 있는 영상데이터를 한번에 출력한다. 여기에서, 왼쪽 눈으로 인식할 수 있는 영상데이터가 출력 될 때에는, 3D안경의 왼쪽 렌즈를 온하고, 오른쪽 눈으로 인식할 수 있는 영상데이터가 출력 될 될때에는, 3D안경의 오른쪽 렌즈를 온한다. 이에 따라, 본발명의 제 4실시예에 따른 동시발광으로 3D구현이 가능하게 된다(도 10참조).
전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
SL : 센싱제어배선 EL : 발광제어배선
AEL : 부가발광제어배선
370 : 발광구동부 380 : 센싱구동부
390 : 부가발광구동부

Claims (12)

  1. 행방향과 열방향 각각을 따라 연장된 게이트배선 및 데이터배선과;
    상기 게이트배선 및 데이터배선과, 제 1 노드와 연결되는 제 1 트랜지스터와;
    전원전압을 인가 받고, 제 2 노드와 연결되는 제 2 트랜지스터와;
    상기 제 1 및 2 노드 사이에 연결되는 제 1 커패시터와;
    상기 제 2 트랜지스터로부터 전류를 인가 받아 발광하는 유기발광다이오드와;
    상기 제 2 트랜지스터의 문턱전압을 상기 제 2 노드에 샘플링하는 제 3 트랜지스터와;
    상기 제 2 트랜지스터와 상기 유기전계발광다이오드 사이에 연결된 제 4 트랜지스터와;
    초기화전압을 인가받고, 상기 제 1 노드와 연결된 제 5 트랜지스터와;
    초기화전압을 인가받고, 상기 제 2 노드와 연결된 제 6 트랜지스터와;
    상기 제 1 노드와 상기 게이트배선 사이에 연결된 제 7 트랜지스터를 갖는 다수의 화소를 포함하며,
    상기 제 1 노드는, 상기 문턱전압을 샘플링하는 구간 동안, 상기 제 7 트랜지스터를 통해 상기 게이트배선과 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 트랜지스터를 통해 상기 데이터배선과 전기적으로 연결되는
    유기전계발광표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소는, 상기 제 2 트랜지스터의 게이트단자와, 상기 전원전압을 인가받는 상기 제 2 트랜지스터의 소스단자 사이에 연결되는 제 2 커패시터를 더욱 포함하는
    유기전계발광표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 및 5 트랜지스터는, 동일한 발광제어배선에 연결되어 스위칭 동작이 제어되는
    유기전계발광표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 및 5 트랜지스터는, 서로 다른 발광제어배선에 연결되어 스위칭 동작이 개별적으로 제어되는
    유기전계발광표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 문턱전압을 샘플링하는 구간은 적어도 2개의 수평주기이며,
    상기 제 7 트랜지스터를 통한 상기 제 1 노드와 상기 제 7 트랜지스터의 전기적으로 연결은, 상기 제 1 트랜지스터를 통한 상기 제 1 노드와 상기 데이터배선의 전기적으로 연결보다 선행하는
    유기전계발광표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 트랜지스터에 연결되는 센싱제어배선과;
    상기 제 4 및 5 트랜지스터에 공통적으로 연결되는 발광제어배선, 또는 개별적으로 연결되는 서로 다른 발광제어배선을 더욱 포함하고,
    n번째 행라인에 위치하는 상기 화소의 제 6 트랜지스터는, (n-2)번째 행라인에 위치하는 화소와 연결된 게이트배선과 연결되고,
    n번째 행라인에 위치하는 상기 화소의 제 7 트랜지스터는, (n-1)번째 행라인에 위치하는 화소와 연결된 센싱제어배선과 연결되는
    유기전계발광표시장치.
  7. 행방향과 열방향 각각을 따라 연장된 게이트배선 및 데이터배선과;
    상기 게이트배선 및 데이터배선과, 제 1 노드와 연결되는 제 1 트랜지스터와;
    전원전압을 인가받고, 제 2 노드와 연결되는 제 2 트랜지스터와;
    상기 제 1 및 2 노드 사이에 연결되는 제 1 커패시터와;
    상기 제 2 트랜지스터로부터 전류를 인가받아 발광하는 유기발광다이오드와;
    상기 제 2 트랜지스터의 문턱전압을 상기 제 2 노드에 샘플링하는 제 3 트랜지스터와;
    상기 제 2 트랜지스터와 상기 유기전계발광다이오드 사이에 연결된 제 4 트랜지스터와;
    초기화전압을 인가받고, 상기 제 1 노드와 연결된 제 5 트랜지스터와;
    초기화전압을 인가받고, 상기 제 2 노드와 연결된 제 6 트랜지스터와;
    상기 제 1 노드와 상기 게이트배선 사이에 연결된 제 7 트랜지스터를 갖는 다수의 화소를 포함하는 유기전계발광표시장치의 구동방법에 있어서,
    상기 제 1 노드에, 상기 문턱전압을 샘플링하는 단계와;
    상기 문턱전압을 샘플링하는 동안, 상기 제 7 트랜지스터를 통해 상기 게이트배선과 상기 제 1 노드를 전기적으로 연결하고, 상기 제 1 트랜지스터를 통해 상기 데이터배선과 상기 제 1 노드를 전기적으로 연결하는 단계
    를 포함하는
    유기전계발광표시장치 구동방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 화소는, 상기 제 2 트랜지스터의 게이트단자와, 상기 전원전압을 인가받는 상기 제 2 트랜지스터의 소스단자 사이에 연결되는 제 2 커패시터를 더욱 포함하는
    유기전계발광표시장치 구동방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 4 및 5 트랜지스터는, 동일한 발광제어배선에 연결되어 스위칭 동작이 제어되는
    유기전계발광표시장치 구동방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 4 및 5 트랜지스터는, 서로 다른 발광제어배선에 연결되어 스위칭 동작이 개별적으로 제어되는
    유기전계발광표시장치 구동방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 문턱전압을 샘플링하는 구간은 적어도 2개의 수평주기이며,
    상기 제 7 트랜지스터를 통한 상기 제 1 노드와 상기 제 7 트랜지스터의 전기적으로 연결은, 상기 제 1 트랜지스터를 통한 상기 제 1 노드와 상기 데이터배선의 전기적으로 연결보다 선행하는
    유기전계발광표시장치 구동방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 유기전계발광표시장치는, 상기 제 3 트랜지스터에 연결되는 센싱제어배선과;
    상기 제 4 및 5 트랜지스터에 공통적으로 연결되는 발광제어배선, 또는 개별적으로 연결되는 서로 다른 발광제어배선을 더욱 포함하고,
    n번째 행라인에 위치하는 상기 화소의 제 6 트랜지스터는, (n-2)번째 행라인에 위치하는 화소와 연결된 게이트배선과 연결되어 스위칭동작이 제어되고,
    n번째 행라인에 위치하는 상기 화소의 제 7 트랜지스터는, (n-1)번째 행라인에 위치하는 화소와 연결된 센싱제어배선과 연결되어 스위칭동작이 제어되는
    유기전계발광표시장치 구동방법.
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