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KR101770633B1 - 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치 - Google Patents

화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치 Download PDF

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KR101770633B1
KR101770633B1 KR1020100077314A KR20100077314A KR101770633B1 KR 101770633 B1 KR101770633 B1 KR 101770633B1 KR 1020100077314 A KR1020100077314 A KR 1020100077314A KR 20100077314 A KR20100077314 A KR 20100077314A KR 101770633 B1 KR101770633 B1 KR 101770633B1
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Abstract

본 발명은 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 있도록 한 화소에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 화소는 유기 발광 다이오드와; 제 1전극과 접속된 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드로 공급되는 전류량을 제어하기 위한 제 1트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극인 제 1노드에 제 1단자가 접속되는 제 2커패시터와; 상기 제 2커패시터의 제 2단자인 제 2노드와 데이터선 사이에 직렬로 접속되며, i(i는 자연수)번째 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 복수의 제 2트랜지스터와; 상기 제 2노드에 제 1단자가 접속되는 제 3커패시터와; 상기 제 3커패시터의 제 2단자인 제 3노드와 소정의 전압원 사이에 접속되며, 제 2발광 제어선으로 제 2발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되는 복수의 제 3트랜지스터를 구비하며; 상기 제 2트랜지스터들 사이에 위치된 어느 하나의 제 1공통단자와 상기 제 3트랜지스터들 사이에 위치된 어느 하나의 제 2공통단자는 전기적으로 접속된다.

Description

화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치{Pixel and Organic Light Emitting Display Device Using the same}
본 발명은 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치에 관한 것으로, 특히 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 있도록 한 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel) 및 유기전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display) 등이 있다.
평판 표시장치 중 유기전계발광 표시장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 다이오드를 이용하여 영상을 표시한다. 이러한, 유기전계발광 표시장치는 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비전력으로 구동되는 장점이 있다.
도 1은 종래의 유기전계발광 표시장치의 화소를 나타내는 회로도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 유기전계발광 표시장치의 화소(4)는 유기 발광 다이오드(OLED)와, 데이터선(Dm) 및 주사선(Sn)에 접속되어 유기 발광 다이오드(OLED)를 제어하기 위한 화소회로(2)를 구비한다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극은 화소회로(2)에 접속되고, 캐소드전극은 제 2전원(ELVSS)에 접속된다. 이와 같은 유기 발광 다이오드(OLED)는 화소회로(2)로부터 공급되는 전류에 대응되어 소정 휘도의 빛을 생성한다.
화소회로(2)는 주사선(Sn)에 주사신호가 공급될 때 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호에 대응되어 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어한다. 이를 위해, 화소회로(2)는 제 1전원(ELVDD)과 유기 발광 다이오드(OLED) 사이에 접속된 제 2트랜지스터(M2)와, 제 2트랜지스터(M2), 데이터선(Dm) 및 주사선(Sn)의 사이에 접속된 제 1트랜지스터(M1)와, 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극과 제 1전극 사이에 접속된 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다.
제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극은 주사선(Sn)에 접속되고, 제 1전극은 데이터선(Dm)에 접속된다. 그리고, 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자에 접속된다. 여기서, 제 1전극은 소오스전극 및 드레인전극 중 어느 하나로 설정되고, 제 2전극은 제 1전극과 다른 전극으로 설정된다. 예를 들어, 제 1전극이 소오스전극으로 설정되면 제 2전극은 드레인전극으로 설정된다. 주사선(Sn) 및 데이터선(Dm)에 접속된 제 1트랜지스터(M1)는 주사선(Sn)으로부터 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터선(Dm)으로부터 공급되는 데이터신호를 스토리지 커패시터(Cst)로 공급한다. 이때, 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호에 대응되는 전압을 충전한다.
제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자에 접속되고, 제 1전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 다른측단자 및 제 1전원(ELVDD)에 접속된다. 그리고, 제 2트랜지스터(M2)의 제 2전극은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극에 접속된다. 이와 같은 제 2트랜지스터(M2)는 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압값에 대응하여 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어한다. 이때, 유기 발광 다이오드(OLED)는 제 2트랜지스터(M2)로부터 공급되는 전류량에 대응되는 빛을 생성한다.
하지만, 이와 같은 종래의 유기전계발광 표시장치는 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화에 따른 효율변화에 의하여 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 없는 문제점이 있다. 다시 말하여, 시간이 지남에 따라서 유기 발광 다이오드가 열화되고, 이에 따라 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 없다. 실제로, 유기 발광 다이오드가 열화 될수록 낮은 휘도의 빛이 생성된다.
따라서, 본 발명의 목적은 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 있도록 한 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 화소는 유기 발광 다이오드와; 제 1전극과 접속된 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드로 공급되는 전류량을 제어하기 위한 제 1트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극인 제 1노드에 제 1단자가 접속되는 제 2커패시터와; 상기 제 2커패시터의 제 2단자인 제 2노드와 데이터선 사이에 직렬로 접속되며, i(i는 자연수)번째 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 복수의 제 2트랜지스터와; 상기 제 2노드에 제 1단자가 접속되는 제 3커패시터와; 상기 제 3커패시터의 제 2단자인 제 3노드와 소정의 전압원 사이에 접속되며, 제 2발광 제어선으로 제 2발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되는 복수의 제 3트랜지스터를 구비하며; 상기 제 2트랜지스터들 사이에 위치된 어느 하나의 제 1공통단자와 상기 제 3트랜지스터들 사이에 위치된 어느 하나의 제 2공통단자는 전기적으로 접속된다.
바람직하게, 상기 제 2트랜지스터들 및 제 3트랜지스터들의 턴-온 시간은 서로 중첩되지 않는다. 상기 소정의 전압원의 전압은 상기 유기 발광 다이오드에 인가되는 전압보다 높은 전압으로 설정된다. 상기 소정의 전압원의 전압은 상기 유기 발광 다이오드에 인가되는 전압보다 낮은 전압으로 설정된다.
상기 제 1노드와 상기 제 1전원 사이에 접속되는 제 1커패시터와; 상기 제 3노드와 상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 사이에 접속되며, 상기 i번째 주사선으로 상기 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 4트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터의 제 2전극과 상기 제 1노드 사이에 접속되며, i-3번째 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 5트랜지스터와; 기준전원과 상기 제 2노드 사이에 접속되며, 상기 i-3번째 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 6트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터의 제 2전극과 상기 유기 발광 다이오드 사이에 접속되며, 제 1발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되는 제 8트랜지스터를 더 구비한다. 상기 제 1노드와 초기전원 사이에 접속되며, i-6번째 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 7트랜지스터를 더 구비한다. 상기 제 5트랜지스터와 상기 제 8트랜지스터의 턴-온시간은 중첩되지 않는다. 상기 초기전원은 상기 제 1전원보다 낮은 전압으로 설정된다.
본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는 주사선들로 주사신호를 공급하고, 제 1발광 제어선들로 제 1발광 제어신호를 공급하며 제 2발광 제어선들로 제 2발광 제어신호를 공급하는 주사 구동부와; 데이터선들로 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 구동부와; 상기 주사선들 및 데이터선들과 접속되도록 위치되는 화소들을 구비하며; i(i는 자연수)번째 수평라인에 위치된 화소는 유기 발광 다이오드와; 제 1전극과 접속된 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드로 공급되는 전류량을 제어하기 위한 제 1트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극인 제 1노드에 제 1단자가 접속되는 제 2커패시터와; 상기 제 2커패시터의 제 2단자인 제 2노드와 데이터선 사이에 직렬로 접속되며, i번째 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 복수의 제 2트랜지스터와; 상기 제 2노드에 제 1단자가 접속되는 제 3커패시터와; 상기 제 3커패시터의 제 2단자인 제 3노드와 소정의 전압원 사이에 접속되며, i번째 제 2발광 제어선으로 제 2발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되는 복수의 제 3트랜지스터를 구비하며; 상기 제 2트랜지스터들 사이에 위치된 어느 하나의 제 1공통단자와 상기 제 3트랜지스터들 사이에 위치된 어느 하나의 제 2공통단자는 전기적으로 접속된다.
바람직하게, i번째 제 2발광 제어선으로 공급되는 제 2발광 제어신호는 i-3번째 주사선 내지 i번째 주사선으로 공급되는 주사신호와 중첩되게 공급된다. i번째 제 1발광 제어선으로 공급되는 제 1발광 제어신호는 i-6번째 주사선 내지 i-3번째 주사선으로 공급되는 주사신호와 중첩된다.
본 발명의 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치에 의하면 유기 발광 다이오드의 열화에 대응하여 구동 트랜지스터의 게이트전극 전압을 제어함으로써 유기 발광 다이오드의 열화를 보상할 수 있다. 또한, 본원 발명에서는 유기 발광 다이오드가 발광되는 기간 동안 구동 트랜지스터의 게이트전극과 데이터선 사이에 소정의 전원을 공급하고, 이에 따라 균일한 영상을 표시할 수 있다. 더불어, 본원 발명에서는 1H 이상의 기간 동안 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상함과 아울러 제 1전원의 전압강하와 무관하게 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 화소를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 의한 화소를 나타내는 회로도이다.
도 4는 도 3에 도시된 화소의 구동방법을 나타내는 파형도이다.
도 5는 도 3에 도시된 화소의 문턱전압 보상기간을 나타내는 그래프이다.
도 6은 도 3에 도시된 화소의 문턱전압 변화에 대응한 전류 변화율을 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 3에 도시된 화소의 제 1전원 전압 강하에 대응한 전류 변화율을 나타내는 그래프이다.
도 8은 도 3에 도시된 화소의 유기 발광 다이오드 열화에 대응한 전류 변화율을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 제 2실시예에 의한 화소를 나타내는 회로도이다.
도 10은 본 발명의 제 3실시예에 의한 화소를 나타내는 회로도이다.
도 11은 본 발명의 제 4실시예에 의한 화소를 나타내는 회로도이다.
도 12는 본 발명의 제 5실시예에 의한 화소를 나타내는 회로도이다.
도 13은 도 12에 도시된 화소의 구동방법을 나타내는 파형도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예가 첨부된 도 2 내지 도 13을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는 주사선들(S1 내지 Sn), 제 1발광 제어선들(E11 내지 E1n), 제 2발광 제어선들(E21 내지 E2n) 및 데이터선들(D1 내지 Dm)과 접속되는 복수의 화소들(140)을 포함하는 화소부(130)와, 주사선들(S1 내지 Sn), 제 1발광 제어선들(E11 내지 E1n) 및 제 2발광 제어선들(E21 내지 E2n)을 구동하기 위한 주사 구동부(110)와, 데이터선들(D1 내지 Dm)을 구동하기 위한 데이터 구동부(120)와, 주사 구동부(110) 및 데이터 구동부(120)를 제어하기 위한 타이밍 제어부(150)를 구비한다.
화소부(130)는 주사선들(S1 내지 Sn) 및 데이터선들(D1 내지 Dm)과 접속되도록 화소들(140)을 구비한다. 화소들(140)은 외부로부터 제 1전원(ELVDD), 제 2전원(ELVSS), 기준전원(Vref) 및 초기전원(Vint)을 공급받는다. 이와 같은 화소들(140)은 데이터신호에 대응하여 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 공급되는 전류량을 제어하면서 소정 휘도의 빛을 생성한다.
한편, 도시되지 않았지만 i(i는 자연수)번째 수평라인에 위치된 화소(140)는 i번째 주사선(Si), i-3번째 주사선(Si-3) 및 i-6번째 주사선(Si-6)과 접속된다. 그리고, i번째 수평라인에 위치된 화소(140)는 i번째 제 1발광 제어선(E1i) 및 i번째 제 2발광 제어선(E2i)과 접속된다.
타이밍 제어부(150)는 외부로부터 공급되는 동기신호들에 대응하여 데이터 구동제어신호(DCS) 및 주사 구동제어신호(SCS)를 생성한다. 타이밍 제어부(150)에서 생성된 데이터 구동제어신호(DCS)는 데이터 구동부(120)로 공급되고, 주사 구동제어신호(SCS)는 주사 구동부(110)로 공급된다. 그리고, 타이밍 제어부(150)는 외부로부터 공급되는 데이터(Data)를 데이터 구동부(120)로 공급한다.
주사 구동부(110)는 주사 구동제어신호(SCS)를 공급받는다. 주사 구동제어신호(SCS)를 공급받은 주사 구동부(110)는 주사선들(S1 내지 Sn)로 주사신호(예를 들면, 로우전압)를 공급한다. 그리고, 주사 구동부(110)는 제 1발광 제어선들(E11 내지 E1n)로 제 1발광 제어신호를 공급하고, 제 2발광 제어선들(E21 내지 E2n)로 제 2발광 제어신호를 공급한다. 여기서, i번째 제 2발광 제어선(E2i)으로 공급되는 제 2발광 제어신호는 i-3번째 내지 i번째 주사선들(Si-3 내지 Si)로 공급되는 주사신호와 중첩된다. 또한, i번째 제 1발광 제어선(E1i)으로 공급되는 제 1발광 제어신호는 i-6번째 내지 i-3번째 주사선들(Si-6 내지 Si-3)로 공급되는 주사신호와 중첩되도록 공급된다. 한편, 주사선들(S1 내지 Sn)로 공급되는 주사신호는 1수평기간(1H) 보다 긴 시간, 예를 들면 3H의 시간 동안 공급된다.
데이터 구동부(120)는 타이밍 제어부(150)로부터 데이터 구동제어신호(DCS)를 공급받는다. 데이터 구동제어신호(DCS)를 공급받은 데이터 구동부(120)는 데이터신호를 생성하고, 생성된 데이터신호를 데이터선들(D1 내지 Dm)로 공급한다.
도 3은 본 발명의 제 1실시에에 의한 화소를 나타내는 회로도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1실시예에 의한 화소(140)는 유기 발광 다이오드(OLED)와, 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어하기 위한 화소회로(142)와, 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화를 보상하기 위한 보상부(144)를 구비한다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극은 화소회로(142)에 접속되고, 캐소드전극은 제 2전원(ELVSS)에 접속된다. 이와 같은 유기 발광 다이오드(OLED)는 화소회로(142)로부터 공급되는 전류량에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성한다.
화소회로(142)는 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어한다. 이를 위하여, 화소회로(142)는 제 1트랜지스터(M1), 제 2트랜지스터(M2_1, M2_2), 제 5트랜지스터(M5), 제 6트랜지스터(M6), 제 7트랜지스터(M7) 및 제 8트랜지스터(M8)를 구비한다.
제 1트랜지스터(M1)(구동 트랜지스터)의 제 1전극은 제 1전원(ELVDD)에 접속되고, 제 2전극은 제 8트랜지스터(M8)의 제 1전극에 접속된다. 그리고, 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극은 제 1노드(N1)에 접속된다. 이와 같은 제 1트랜지스터(M1)는 제 1노드(N1)에 인가된 전압에 대응하여 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어한다.
제 2트랜지스터(M2_1, M2_2)는 데이터선(Dm)과 제 2노드(N2) 사이에 복수의 트랜지스터(M2_1, M2_2)가 직렬로 접속되어 형성된다. 이와 같은 제 2트랜지스터(M2_1, M2_2)의 게이트전극은 제 n주사선(Sn)에 접속되고, 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터선(Dm)과 제 2노드(N2)를 전기적으로 접속시킨다.
제 5트랜지스터(M5)의 제 1전극은 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극에 접속되고, 제 2전극은 제 1노드(N1)에 접속된다. 그리고, 제 5트랜지스터(M5)의 게이트전극은 제 n-3주사선(Sn-3)에 접속된다. 이와 같은 제 5트랜지스터(M5)는 제 n-3주사선(Sn-3)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극과 제 1노드(N1)를 전기적으로 접속시킨다. 이 경우, 제 1트랜지스터(M1)는 다이오드 형태로 접속된다.
제 6트랜지스터(M6)의 제 1전극은 기준전원(Vref)에 접속되고, 제 2전극은 제 2노드(N2)에 접속된다. 그리고, 제 6트랜지스터(M6)의 게이트전극은 제 n-3주사선(Sn-3)에 접속된다. 이와 같은 제 6트랜지스터(M6)는 제 n-3주사선(Sn-3)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 기준전원(Vref)의 전압을 제 2노드(N2)로 공급한다. 여기서, 기준전원(Vref)은 블랙의 데이터신호 전압보다 높은 전압으로 설정되고, 화이트의 데이터신호 전압보다 낮은 전압으로 설정된다.
제 7트랜지스터(M7)의 제 1전극은 제 1노드(N1)에 접속되고, 제 2전극은 초기전원(Vint)에 접속된다. 그리고, 제 7트랜지스터(M7)의 게이트전극은 제 n-6주사선(Sn-6)에 접속된다. 이와 같은 제 7트랜지스터(M7)는 제 n-6주사선(Sn-6)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 제 1노드(N1)로 초기전원(Vint)의 전압을 공급한다. 여기서, 초기전원(Vint)은 제 1전원(ELVDD)보다 낮은 전압, 예를 들면 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱전압보다 낮은 전압으로 설정된다.
제 8트랜지스터(M8)의 제 1전극은 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극에 접속되고, 제 2전극은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극에 접속된다. 그리고, 제 8트랜지스터(M8)의 게이트전극은 제 1발광 제어선(E1n)에 접속된다. 이와 같은 제 8트랜지스터(M8)는 제 1발광 제어선(E1n)으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되고, 그 외의 경우에 턴-온된다.
제 1커패시터(C1)는 제 1노드(N1)와 제 1전원(ELVDD) 사이에 접속된다. 이와 같은 제 1커패시터(C1)는 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압에 대응하는 전압을 충전한다.
제 2커패시터(C2)는 제 1노드(N1)와 제 2노드(N2) 사이에 접속된다. 이와 같은 제 2커패시터(C2)는 데이터신호에 대응하는 전압을 충전한다. 그리고, 제 2커패시터(C2)는 제 2노드(N2)의 전압 변화량에 대응하여 제 1노드(N1)의 전압을 제어한다.
보상부(144)는 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화가 보상될 수 있도록 제 2노드(N2)의 전압을 제어한다. 이를 위하여, 보상부(144)는 제 3트랜지스터(M3_1, M3_2), 제 4트랜지스터(M4) 및 제 3커패시터(C3)를 구비한다.
제 3트랜지스터(M3_1, M3_2)는 제 3노드(N3)와 초기전원(Vint) 사이에 복수의 트랜지스터(M3_1, M3_2)가 직렬로 접속되어 형성된다. 이와 같은 제 3트랜지스터(M3_1, M3_2)는 제 2발광 제어선(E2n)으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되고, 그 외의 경우에 턴-온된다. 한편, 직렬로 접속된 제 3트랜지스터(M3_1, M3_2)들 사이의 공통노드는 직렬로 접속된 제 2트랜지스터(M2_1, M2_2)들 사이의 공통노드와 전기적으로 접속된다. 이와 같은 제 3트랜지스터(M3_1, M3_2) 및 제 2트랜지스터(M2_1, M2_2)의 공통노드가 전기적으로 접속되면 크로스토크 형상을 최소화할 수 있다. 이에 대하여 상세한 설명은 후술하기로 한다.
제 4트랜지스터(M4)는 제 3노드(N3)와 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극 사이에 접속된다. 그리고, 제 4트랜지스터(M4)의 게이트전극은 제 n주사선(Sn)에 접속된다. 이와 같은 제 4트랜지스터(M4)는 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 제 3노드(N3)와 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극을 전기적으로 접속시킨다. 여기서, 제 4트랜지스터(M4)의 턴-온시간은 제 3트랜지스터(M3_1, M3_2)의 턴-온 시간과 중첩되지 않는다.
제 3커패시터(C3)는 제 2노드(N2)와 제 3노드(N3) 사이에 접속된다. 이와 같은 제 3커패시터(C3)는 제 3노드(N3)의 전압 변화량에 대응하여 제 2노드(N2)의 전압을 제어한다.
도 4는 도 3에 도시된 화소의 구동방법을 나타내는 도면이다. 도 4에서는 설명의 편의성을 위하여 주사신호가 3H의 시간동안 공급되는 것으로 가정하기로 한다.
도 4를 참조하면, 먼저 제 1기간(T1) 동안 제 n-6주사선(Sn-6)으로 주사신호가 공급된다. 그리고, 제 1기간(T1) 및 제 2기간(T2) 동안 제 1발광 제어선(E1n)으로 제 1발광 제어신호가 공급된다.
제 n-6주사선(Sn-6)으로 주사신호가 공급되면 제 7트랜지스터(M7)가 턴-온된다. 제 7트랜지스터(M7)가 턴-온되면 초기전원(Vint)의 전압이 제 1노드(N1)로 공급된다.
제 1발광 제어선(E1n)으로 제 1발광 제어신호가 공급되면 제 8트랜지스터(M8)가 턴-오프된다. 제 8트랜지스터(M8)가 턴-오프되면 제 1트랜지스터(M1)와 유기 발광 다이오드(OLED)의 전기적 접속이 차단된다. 이때, 유기 발광 다이오드(OLED)는 비발광 상태로 설정된다.
이후, 제 2기간(T2) 동안 제 n-3주사선(Sn-3)으로 주사신호가 공급된다. 그리고, 제 2기간(T2) 및 제 3기간(T3) 동안 제 2발광 제어선(E2n)으로 제 2발광 제어신호가 공급된다.
제 n-3주사선(Sn-3)으로 주사신호가 공급되면 제 5트랜지스터(M5) 및 제 6트랜지스터(M6)가 턴-온된다. 제 6트랜지스터(M6)가 턴-온되면 제 2노드(N2)로 기준전원(Vref)의 전압이 공급된다. 제 5트랜지스터(M5)가 턴-온되면 제 1트랜지스터(M1)가 다이오드 형태로 접속된다. 제 1트랜지스터(M1)가 다이오드 형태로 접속되면 제 1노드(N1)에는 제 1전원(ELVDD)에서 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압을 감한 전압이 인가된다. 이때, 제 1커패시터(C1)는 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압에 대응하는 전압을 충전한다. 한편, 본원 발명에서 제 2기간(T2)은 3H의 기간으로 설정되기 때문에 충분한 시간 동안 제 1전원(ELVDD)에서 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압을 감한 전압이 제 1노드(N1)로 인가되고, 이에 따라 충분한 문턱전압 보상시간을 확보할 수 있다.
제 2발광 제어선(E2n)으로 제 2발광 제어신호가 공급되면 제 3트랜지스터(M3_1, M3_2)가 턴-오프된다. 그러면, 초기전원(Vint)과 제 3노드(N3)의 전기적 접속이 차단된다.
제 3기간(T3) 동안에는 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급된다. 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급되면 제 2트랜지스터(M2_1, M2_2) 및 제 4트랜지스터(M4)가 턴-온된다.
제 2트랜지스터(M2_1, M2_2)가 턴-온되면 데이터선(Dm)과 제 2노드(N2)가 전기적으로 접속된다. 데이터선(Dm)과 제 2노드(N2)가 전기적으로 접속되면 데이터선(Dm)으로부터의 데이터신호가 제 2노드(N2)로 공급된다. 여기서, 제 2트랜지스터(M2_1, M2_2)가 3H의 기간 동안 턴-온 상태로 설정되기 때문에 제 n-2수평라인, 제 n-1수평라인 및 제 n수평라인에 해당하는 데이터신호가 순차적으로 공급된다. 이때, 마지막으로 제 n수평라인에 해당하는 데이터신호가 인가되고, 이에 따라 제 2노드(N2)에는 원하는 데이터신호의 전압이 인가된다.
제 4트랜지스터(M4)가 턴-온되면 제 3노드(N3)와 유기 발광 다이오드(OLED)가 전기적으로 접속된다. 그러면, 유기 발광 다이오드(OLED)에 인가된 전압이 제 3노드(N3)로 공급된다.
제 4기간(T4) 동안에는 제 2발광 제어선(E2n)으로 제 2발광 제어신호의 공급이 중단된다. 제 2발광 제어신호의 공급이 중단되면 제 3트랜지스터(M3_1, M3_2)가 턴-온된다. 제 3트랜지스터(M3_1, M3_2)가 턴-온되면 초기전원(Vint)의 전압이 제 3노드(N3)로 공급된다. 이때, 제 3노드(N3)의 전압은 유기 발광 다이오드(OLED)에 인가된 전압으로부터 초기전원(Vint)의 전압으로 하강된다. 제 3노드(N3)의 전압이 하강되면 제 3커패시터(C3)의 커플링에 의하여 제 2노드(N2)의 전압이 하강하고, 제 2커패시터(C2)의 커플링에 의하여 제 1노드(N1)의 전압이 하강된다. 이때, 제 1트랜지스터(M1)는 제 1노드(N1)에 인가된 전압에 대응하여 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어한다.
한편, 유기 발광 다이오드(OLED)는 시간이 지남에 따라서 열화된다. 유기 발광 다이오드(OLED)가 열화되면 동일한 전류에 대응하여 유기 발광 다이오드(OLED)에 인가되는 전압이 상승한다. 따라서, 유기 발광 다이오드(OLED)가 열화될수록 제 3노드(N3)의 전압 하강폭이 커진다. 제 3노드(N3)의 전압 하강폭이 커지면 제 2노드(N2) 및 제 1노드(N1)의 전압 하강폭도 커지고, 이에 따라 유기 발광 다이오드의 열화를 보상할 수 있다. 다시 말하여, 본원 발명에서는 유기 발광 다이오드(OLED)가 열화될수록 동일한 데이터신호에 대응하여 제 1트랜지스터(M1)로부터 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량이 증가하고, 이에 따라 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화를 보상할 수 있다.
또한, 본원 발명에서는 유기 발광 다이오드(OLED)가 발광되는 제 4기간(T4) 동안 초기전원(Vint)의 전압이 제 3트랜지스터(M3_1, M3_2) 및 제 2트랜지스터(M2_1, M2_2)의 공통단자로 공급된다. 이 경우, 화소들(140) 각각의 제 2노드(N2)로부터 제 2트랜지스터(M2_1, M2_2)로 흐르는 누설전류는 모두 동일하게 설정되고, 이에 따라 크로스토크 현상을 최소화할 수 있다. 더불어, 본원 발명에서는 기준전원(Vref)과 데이터신호의 전압차에 대응하여 계조를 구현하기 때문에 제 1전원(ELVDD)의 전압강하와 무관하게 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 있는 장점이 있다.
도 5는 도 3에 도시된 화소의 문턱전압 보상기간을 나타내는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 본원 발명의 화소(140)에서는 제 2기간(T2) 동안 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압이 보상된다. 여기서, 제 2기간(T2)은 3H의 기간으로 설정되고, 이에 따라 충분한 시간동안 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압을 보상할 수 있다.
도 6은 제 1트랜지스터의 문턱전압 변화에 대응한 전류 변동율을 나타내는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 본원 발명의 화소(140)는 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압이 ±0.5V 변화될 때 ±3% 이내로 전류가 변화된다. 즉, 본원 발명에서는 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압이 효율적으로 보상된다.
도 7은 제 1전원의 전압강하에 대응한 전류 변동률을 나타내는 그래프이다.
도 7을 참조하면, 본원 발명의 화소(140)는 제 1전원(ELVDD)이 10V에서 8V로 하락할 때 12% 이내로 전류 변동율이 제한된다. 특히, 본원 발명의 화소(140)는 제 1전원(ELVDD)이 1V의 이내로 하락할 때 전류 변동율이 1% 이내로 제한됨을 알 수 있다. 즉, 본원 발명에서는 제 1전원(ELVDD)의 전압강하가 효율적으로 보상될 수 있다.
도 8은 유기 발광 다이오드의 열화에 대응한 전류 변동률을 나타내는 그래프이다. 도 8의 전류 변동률은 제 2전원(ELVSS)을 상승(즉, 유기 발광 다이오드의 열화에 대응)시키면서 측정되었다.
도 8을 참조하면, 본원 발명의 화소(140)는 제 2전원(ELVSS)이 상승, 즉 유기 발광 다이오드(OLED)가 열화될수록 전류가 증가한다. 실제로, 제 2전원(ELVSS)이 1V 증가하는 경우 전류는 대략 20% 증가한다. 즉, 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화에 대응하여 제 1트랜지스터(M1)에서 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류가 증가되고, 이에 따라 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화가 보상된다.
도 9는 본 발명의 제 2실시예에 의한 화소를 나타내는 회로도이다. 도 9를 설명할 때 도 3과 동일한 구성은 동일한 도면부호를 할당함과 아울러 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9를 참조하면, 본원 발명의 제 2실시예에서 제 3트랜지스터(M3_1, M3_2)는 기준전원(Vref)과 제 3노드(N3) 사이에 접속된다. 여기서, 기준전원(Vref)은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극에 인가되는 전압보다 높은 전압으로 설정된다.
동작과정을 간략히 설명하면, 유기 발광 다이오드(OLED)가 발광되는 제 4기간(T4) 동안 제 3노드(N3)의 전압은 유기 발광 다이오드(OLED)의 전압으로부터 기준전원(Vref)의 전압으로 상승한다. 여기서, 유기 발광 다이오드(OLED)가 열화될수록 유기 발광 다이오드(OLED)에 인가되는 전압이 상승되고, 이에 따라 제 3노드(N3)의 전압 상승폭이 낮아진다. 제 1노드(N1) 및 제 2노드(N2)의 전압은 제 3노드(N3)의 전압 변화량에 대응하여 변화된다. 따라서, 유기 발광 다이오드(OLED)가 열화될수록 제 1노드(N1)의 전압 상승폭이 낮아지고, 이에 따라 제 1트랜지스터(M1)로부터 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량이 증가되면서 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화가 보상된다.
실제로, 보상부(144)에 포함된 제 3트랜지스터(M3_1, M3_2)는 유기 발광 다이오드(OLED)에 인가되는 전압보다 높은 전압원 또는 낮은 전압원과 접속될 수 있다. 높은 전압원과 접속되는 경우 제 3노드(N3)의 전압 상승폭에 대응하여 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화가 보상되고, 낮은 전압원과 접속되는 경우 제 3노드(N3)의 전압 하강폭에 대응하여 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화를 보상된다.
일례로, 본원 발명의 제 3트랜지스터(M3_1, M3_2)는 도 10과 같이 유기 발광 다이오드(OLED)에 인가되는 전압보다 높은 제 1전원(ELVDD)과 접속될수도 있고, 도 11과 같이 유기 발광 다이오드(OLED)에 인가되는 전압보다 낮은 제 2전원(ELVSS)과 접속될 수도 있다.
도 12는 본 발명의 제 5실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다. 도 12를 설명할 때 도 3과 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 할당함과 아울러 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 12를 참조하면, 본원 발명이 제 5실시예에 의한 화소는 도 3에 도시된 화소와 비교하여 초기전원(Vint)과 접속된 제 7트랜지스터(M7)가 삭제될 뿐 그 외의 구성은 동일하게 설정된다. 이 경우, 제 1노드(N1)의 전압은 제 5트랜지스터(M5), 제 8트랜지스터(N8) 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 공급된다. 이때, 제 1노드(N1)의 전압은 제 2전원(ELVSS)과 유사한 전압으로 초기화된다.
이를 위하여, 도 13에 도시된 바와 같이 n-6번째 주사선(Sn-6)으로 주사신호가 공급된 이후에 n번째 제 1발광 제어선(E1n)으로 제 1발광 제어신호가 공급된다. 그러면, n-6번째 주사선(Sn-6)으로 주사신호가 공급된 후 제 1발광 제어신호가 공급되기 이전의 기간 동안 제 1노드(N1)의 전압이 초기화된다. 그 외의 동작과정은 도 3과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
2,142 : 화소회로 4,140 : 화소
110 : 주사 구동부 120 : 데이터 구동부
130 : 화소부 144 : 보상부
150 : 타이밍 제어부

Claims (18)

  1. 유기 발광 다이오드와;
    제 1전극과 접속된 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드로 공급되는 전류량을 제어하기 위한 제 1트랜지스터와;
    상기 제 1트랜지스터의 게이트전극인 제 1노드에 제 1단자가 접속되는 제 2커패시터와;
    상기 제 2커패시터의 제 2단자인 제 2노드와 데이터선 사이에 직렬로 접속되며, i(i는 자연수)번째 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 복수의 제 2트랜지스터와;
    상기 제 2노드에 제 1단자가 접속되는 제 3커패시터와;
    상기 제 3커패시터의 제 2단자인 제 3노드와 소정의 전압원 사이에 접속되며, 제 2발광 제어선으로 제 2발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되는 복수의 제 3트랜지스터를 구비하며;
    상기 제 2트랜지스터들 사이에 위치된 어느 하나의 제 1공통단자와 상기 제 3트랜지스터들 사이에 위치된 어느 하나의 제 2공통단자는 전기적으로 접속되고,
    상기 제 1노드는 상기 제 2노드와 상이한 것을 특징으로 하는 화소.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2트랜지스터들 및 제 3트랜지스터들의 턴-온 시간은 서로 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 화소.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 소정의 전압원의 전압은 상기 유기 발광 다이오드에 인가되는 전압보다 높은 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 화소.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 소정의 전압원의 전압은 상기 유기 발광 다이오드에 인가되는 전압보다 낮은 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 화소.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1노드와 상기 제 1전원 사이에 접속되는 제 1커패시터와;
    상기 제 3노드와 상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 사이에 접속되며, 상기 i번째 주사선으로 상기 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 4트랜지스터와;
    상기 제 1트랜지스터의 제 2전극과 상기 제 1노드 사이에 접속되며, i-3번째 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 5트랜지스터와;
    기준전원과 상기 제 2노드 사이에 접속되며, 상기 i-3번째 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 6트랜지스터와;
    상기 제 1트랜지스터의 제 2전극과 상기 유기 발광 다이오드 사이에 접속되며, 제 1발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되는 제 8트랜지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화소.
  6. 삭제
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1노드와 초기전원 사이에 접속되며, i-6번째 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 7트랜지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화소.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 5트랜지스터와 상기 제 8트랜지스터의 턴-온시간은 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 화소.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 초기전원은 상기 제 1전원보다 낮은 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 화소.
  10. 주사선들로 주사신호를 공급하고, 제 1발광 제어선들로 제 1발광 제어신호를 공급하며 제 2발광 제어선들로 제 2발광 제어신호를 공급하는 주사 구동부와;
    데이터선들로 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 구동부와;
    상기 주사선들 및 데이터선들과 접속되도록 위치되는 화소들을 구비하며;
    i(i는 자연수)번째 수평라인에 위치된 화소는
    유기 발광 다이오드와;
    제 1전극과 접속된 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드로 공급되는 전류량을 제어하기 위한 제 1트랜지스터와;
    상기 제 1트랜지스터의 게이트전극인 제 1노드에 제 1단자가 접속되는 제 2커패시터와;
    상기 제 2커패시터의 제 2단자인 제 2노드와 데이터선 사이에 직렬로 접속되며, i번째 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 복수의 제 2트랜지스터와;
    상기 제 2노드에 제 1단자가 접속되는 제 3커패시터와;
    상기 제 3커패시터의 제 2단자인 제 3노드와 소정의 전압원 사이에 접속되며, i번째 제 2발광 제어선으로 제 2발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되는 복수의 제 3트랜지스터를 구비하며;
    상기 제 2트랜지스터들 사이에 위치된 어느 하나의 제 1공통단자와 상기 제 3트랜지스터들 사이에 위치된 어느 하나의 제 2공통단자는 전기적으로 접속되고,
    상기 제 1노드는 상기 제 2노드와 상이한 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 i번째 제 2발광 제어선으로 공급되는 제 2발광 제어신호는 i-3번째 주사선 내지 i번째 주사선으로 공급되는 주사신호와 중첩되게 공급되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1노드와 상기 제 1전원 사이에 접속되는 제 1커패시터와;
    상기 제 3노드와 상기 유기 발광 다이오드의 애노드전극 사이에 접속되며, 상기 i번째 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 4트랜지스터와;
    상기 제 1트랜지스터의 제 2전극과 상기 제 1노드 사이에 접속되며, 상기 i-3번째 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 5트랜지스터와;
    기준전원과 상기 제 2노드 사이에 접속되며, 상기 i-3번째 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 6트랜지스터와;
    상기 제 1트랜지스터의 제 2전극과 상기 유기 발광 다이오드 사이에 접속되며, 제 1발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되는 제 8트랜지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    i번째 제 1발광 제어선으로 공급되는 제 1발광 제어신호는 i-6번째 주사선 내지 i-3번째 주사선으로 공급되는 주사신호와 중첩되게 공급되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 i번째 제 1발광 제어선으로 공급되는 제 1발광 제어신호는 i-6번째 주사선으로 주사신호가 공급된 이후에 공급되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 제 1노드와 초기전원 사이에 접속되며, 상기 i-6번째 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 7트랜지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 i번째 제 1발광 제어선으로 공급되는 제 1발광 제어신호는 i-6번째 주사선으로 공급되는 주사신호와 동시에 공급되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치
  17. 제 10항에 있어서,
    상기 소정의 전압원의 전압은 상기 유기 발광 다이오드에 인가되는 전압보다 높은 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  18. 제 10항에 있어서,
    상기 소정의 전압원의 전압은 상기 유기 발광 다이오드에 인가되는 전압보다 낮은 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
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