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KR20060032704A - 발광 표시 장치 및 발광 표시 패널 - Google Patents

발광 표시 장치 및 발광 표시 패널 Download PDF

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KR20060032704A
KR20060032704A KR1020040081627A KR20040081627A KR20060032704A KR 20060032704 A KR20060032704 A KR 20060032704A KR 1020040081627 A KR1020040081627 A KR 1020040081627A KR 20040081627 A KR20040081627 A KR 20040081627A KR 20060032704 A KR20060032704 A KR 20060032704A
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transistor
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Abstract

본 발명은 효율적인 화소 영역의 배치구조를 갖는 발광 표시 패널을 제공한다.
본 발명에 따른 발광 표시 패널은, 제1, 제2 및 제3 색으로 각각 발광하는 제1, 제2 및 제3 발광소자가 행 방향으로 순서대로 연속적으로 배치되는 제1 발광소자그룹과, 제2, 제3 및 제1 색으로 각각 발광하는 제4, 제5 및 제6 발광소자가 행 방향으로 순서대로 연속적으로 배치되는 제2 발광소자그룹을 포함한다. 여기서 제1 발광소자와 제4 및 제5 발광소자들은 하나의 주사선 및 하나의 데이터선에 의해 전달되는 선택신호 및 데이터 신호에 기초하여 발광한다.
발광소자, OLED, 화소회로

Description

발광 표시 장치 및 발광 표시 패널{Light emitting display and light emitting display panel}
도 1은 종래의 발광 표시 패널의 화소 회로를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광 표시 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시부(100)의 화소배치구조를 상세하게 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화소(110)의 등가회로도를 보여주는 도면이다.
도 5는 표시부(100)에 인가되는 신호들의 파형을 보여주는 타이밍도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 화소(210)를 보여주는 등가 회로도이다.
본 발명은 발광 표시 장치에 관한 것으로, 특히 유기 물질의 전계 발광을 이용한 유기발광 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기발광 표시장치는, 형광성 유기 화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 표시장치로서, 행렬 형태로 배열된 N×M 개의 유기 발광소자들을 구동하여 영상을 표현한다.
이러한 유기 발광소자는 다이오드 특성이 있기 때문에 유기 발광 다이오드(OLED)로도 불리며, 애노드(ITO), 유기 박막, 캐소드 전극층(금속)의 구조를 가지고 있다. 유기 박막은 전자와 정공의 균형을 좋게 하여 발광 효율을 향상시키기 위해 발광층(emitting layer, EML), 전자 수송층(electron transport layer, ETL) 및 정공 수송층(hole transport layer, HTL)을 포함한 다층 구조로 이루어지고, 또한 별도의 전자 주입층(electron injecting layer, EIL)과 정공 주입층(hole injecting layer, HIL)을 포함하고 있다. 이러한 유기 발광소자들이 N×M 개의 매트릭스 형태로 배열되어 유기발광 표시패널을 형성한다.
이와 같은 유기발광 표시패널을 구동하는 방식에는 단순 매트릭스(passive matrix) 방식과 박막 트랜지스터(thin film transistor, 이하 TFT라고 명명함)를 이용한 능동 구동(active matrix) 방식이 있다. 단순 매트릭스 방식은 양극과 음극을 직교하도록 형성하고 라인을 선택하여 구동하는데 비해, 능동 구동 방식은 데이터선과 주사선에 각각 연결되는 다수의 박막 트랜지스터를 주사 선택신호에 따라 순차적으로 턴온시킴으로써 유기발광소자를 구동하는 방식이다.
이하에서, 일반적인 능동 구동 유기발광 표시장치의 화소회로에 대하여 설명한다.
도 1은 화소 회로로서 N×M개의 화소 중 하나, 즉 첫 번째 행과 첫 번째 열 에 위치하는 화소를 등가적으로 도시한 것이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 하나의 화소(10)는 세 개의 부화소(10r, 10g, 10b)로 형성되어 있으며, 부화소(10r, 10g, 10b)에는 각각 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 빛을 발광하는 유기발광소자(OLEDr, OLEDg, OLEDb)가 형성되어 있다. 그리고 부화소가 스트라이프 형태로 배열된 구조에서는, 부화소(10r, 10g, 10b)는 각각 별개의 데이터선(D1r, D1g, D1b)과 공통의 주사선(S1)에 연결되어 있다.
적색의 부화소(10r)는 유기발광소자(OLEDr)를 구동하기 위한 2개의 트랜지스터(M1r, M2r)와 커패시터(C1r)를 포함한다. 마찬가지로 녹색의 부화소(10g)는 2개의 트랜지스터(M1g, M2g)와 커패시터(C1g)를 포함하며, 청색의 부화소(10b)도 2개의 트랜지스터(M1b, M2b)와 커패시터(C1b)를 포함한다. 이들 부화소(10r, 10g, 10b)의 동작은 모두 동일하므로, 아래에서는 하나의 부화소(10r)를 예로 들어 설명한다.
전원 전압(VDD)과 유기발광소자(OLEDr)의 애노드 사이에 구동 트랜지스터(M1r)가 연결되어 발광을 위한 전류를 유기발광소자(OLEDr)에 전달하며, 유기발광소자(OLEDr)의 캐소드는 전원 전압(VDD)보다 낮은 전압(VSS)에 연결되어 있다. 구동 트랜지스터(M1r)의 전류량은 스위칭 트랜지스터(M2r)를 통해 인가되는 데이터 전압에 의해 제어되도록 되어 있다. 이때, 커패시터(C1r)가 트랜지스터(M1r)의 소스와 게이트 사이에 연결되어 인가된 전압을 일정 기간 유지한다. 트랜지스터(M2r)의 게이트에는 온/오프 형태의 선택 신호를 전달하는 주사선(S1)이 연결되어 있으며, 소스 측에는 적색 부화소(10r)에 해당하는 데이터 전압을 전달하는 데이터선 (D1r)이 연결된다.
이와 같이 유기발광 표시 장치는 하나의 화소(10)가 세 개의 부화소(10r, 10g, 10b)로 이루어지고, 부화소별로 유기발광소자를 구동하기 위한 구동 트랜지스터, 스위칭 트랜지스터 및 커패시터가 형성된다. 또한, 부화소별로 데이터 신호를 전달하기 위한 데이터선 및 전원 전압(VDD)을 전달하기 위한 전원선이 형성된다.
따라서 한 화소에서 형성되는 트랜지스터, 커패시터 및 전압 또는 신호를 전달하기 위한 배선들이 많이 필요하게 되어, 화소 내부에 이들 모두를 배치하는데 어려움이 있고, 또한 화소에서 유기발광소자(OLED)가 차지하는 발광영역에 감소함으로써 개구율이 낮아진다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 효율적인 화소영역의 배치구조를 갖는 발광 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 특징에 따른 발광 표시 장치는, 선택 신호를 전달하는 복수의 주사선, 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선, 상기 주사선과 상기 데이터선에 각각 연결되는 복수의 화소 회로를 포함하는 발광 표시 장치로서,
상기 각 화소 회로는, 상기 선택신호에 응답하여 상기 데이터 신호에 대응하는 구동전류를 출력단으로 출력하는 화소구동부; 상기 구동전류에 대응하여 제1, 제2 및 제3 색상으로 각각 발광하는 제1, 제2 및 제3 발광소자; 및 상기 화소구동 부의 출력단과 상기 제1, 제2 및 제3 발광소자 사이에 각각 전기적으로 되며 상기 구동전류를 선택적으로 제1, 제2 및 제3 발광소자에 각각 전달하는 제1, 제2 및 제3 스위칭소자를 포함하고,
상기 제1, 제2 및 제3 발광소자 중 어느 두 개의 발광소자는 제1 선상에 나란히 배치되고 나머지 하나의 발광소자는 상기 제1 선과는 다른 제2 선상에 배치된다.
상기 제1, 제2 및 제3 발광소자의 배치형상은 대략 델타(Δ) 형상을 이룰 수 있다.
상기 제1 선 및 제2 선은 상기 주사선과 대략 평행할 수 있고, 상기 주사선은 상기 제1 선과 상기 제2 선 사이에 배치될 수 있다.
상기 화소 회로는, 상기 선택신호에 응답하여 상기 데이터신호를 전달하는 제1 트랜지스터; 상기 제1 트랜지스터에 의해 전달된 데이터 신호에 대응되는 전압을 저장하는 제1 커패시터; 및 상기 데이터 신호에 대응하는 전류를 출력하는 제2 트랜지스터를 포함할 수 있다.
또한 화소 회로는, 상기 제2 트랜지스터를 다이오드 형태로 연결하는 제3 트랜지스터; 제1 전극이 상기 제1 커패시터의 일전극과 전기적으로 연결되고 제2 전극이 상기 제1 커패시터의 타전극에 연결되는 제4 트랜지스터; 및 일전극이 상기 제4 트랜지스터의 제2 전극에 연결되고 타전극이 상기 제2 트랜지스터의 제어전극에 연결되는 제2 커패시터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 발광 표시 패널은, 선택 신호를 각각 전달하는 복수의 주사선, 데이터 신호를 각각 전달하는 복수의 데이터선, 상기 선택 신호와 상기 데이터 신호에 기초하여 발광하는 복수의 발광소자를 포함하는 발광 표시 패널로서,
제1, 제2 및 제3 색으로 각각 발광하는 제1, 제2 및 제3 발광소자가 행 방향으로 순서대로 연속적으로 배치되는 제1 발광소자그룹; 및 상기 제2, 제3 및 제1 색으로 각각 발광하는 제4, 제5 및 제6 발광소자가 상기 행 방향으로 순서대로 연속적으로 배치되는 제2 발광소자그룹을 포함하고,
상기 제1 발광소자와 상기 제4 및 제5 발광소자들은 하나의 상기 주사선 및 하나의 상기 데이터선에 의해 전달되는 선택신호 및 데이터 신호에 기초하여 발광한다.
상기 주사선은 제1 발광소자그룹과 상기 제2 발광소자그룹 사이에 배치될 수 있다.
상기 제2 및 제3 발광소자와 상기 제5 발광소자는 상기 제1, 제4 및 제5 발광소자에 선택신호를 전달하는 주사선과 동일한 주사선 및 상기 제1, 제4 및 제5 발광소자에 데이터신호를 전달하는 데이터선과 다른 데이터선에 의해 전달되는 선택신호 및 데이터신호에 기초하여 발광할 수 있다.
열 방향으로 상기 제1 발광소자는 상기 제4 및 제5 발광소자 사이에 위치할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따름 발광 표시 장치는, 선택 신호를 전달하는 복수의 주사선, 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선, 상기 주사선과 상기 데이 터선에 각각 연결되는 복수의 화소 회로를 포함하는 발광 표시 장치로서,
상기 각 화소 회로는, 상기 선택신호에 응답하여 상기 데이터신호를 전달하는 제1 트랜지스터; 상기 제1 트랜지스터에 의해 전달된 데이터 신호에 대응되는 전압을 저장하는 제1 커패시터; 상기 데이터 신호에 대응하는 전류를 출력하는 제2 트랜지스터; 상기 제2 트랜지스터로부터 출력된 전류에 대응하여 제1, 제2 및 제3 색상으로 각각 발광하는 제1, 제2 및 제3 발광소자; 및 상기 제2 트랜지스터로부터 출력된 전류를 상기 제1, 제2 및 제3 발광소자에 각각 선택적으로 전달하는 제1, 제2 및 제3 스위칭소자를 포함하고,
상기 제1, 제2 및 제3 발광소자의 배치형상은 대략 삼각형 형상을 이룬다.
상기 제1, 제2 및 제3 발광소자의 배치형상은 대략 역삼각형 형상을 이룰 수 있다.
또한 상기 화소 회로는, 상기 제2 트랜지스터를 다이오드 연결하는 제3 트랜지스터; 제1 전극이 상기 제1 커패시터의 일전극과 전기적으로 연결되고 제2 전극이 상기 제1 커패시터의 타전극에 연결되는 제4 트랜지스터; 및 일전극이 상기 제4 트랜지스터의 제2 전극에 연결되고 타전극이 상기 제2 트랜지스터의 제어전극에 연결되는 제2 커패시터를 더 포함할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광 표시 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광 표시 장치는 표시부(100), 선택주사신호 구동부(200), 발광제어신호 구동부(300) 및 데이터신호 구동부(400)를 포함한다.
표시부(100)는 행 방향으로 연장된 복수의 선택주사선(S[1]∼S[n]), 발광제어선(E[1]∼E[n]) 및 열 방향으로 연장되는 복수의 데이터선(D[1]∼D[m])을 포함한다. 도 2에 도시하지는 않았지만 발광제어선(E[i])은 각각 3개의 발광제어선(E1[i], E2[i], E3[i])으로 이루어진다.
선택주사신호 구동부(200)는 선택 신호를 순차적으로 선택주사선(S[1]∼S[n])에 인가하고, 발광제어신호 구동부(300)는 유기발광소자의 발광을 제어하기 위한 발광제어신호를 순차적으로 발광제어선(E[1]∼E[n])에 인가한다. 그리고 데이터신호 구동부(400)는 선택 신호가 순차적으로 인가될 때마다 대응하는 데이터 신호를 데이터선(D[1]∼D[m])에 인가한다.
그리고 선택주사신호 구동부 및 발광제어신호 구동부(200, 300)와 데이터신호 구동부(400)는 각각 표시부(400)가 형성된 기판에 전기적으로 연결된다. 이와는 달리, 선택주사신호 구동부(200), 발광제어신호 구동부(300) 및/또는 데이터신호 구동부(400)를 표시부(100)가 형성된 유리 기판 위에 직접 장착할 수도 있으며, 표시부(100)의 기판에 주사선, 데이터선 및 트랜지스터와 동일한 층들로 형성되어 있는 구동 회로로 대체될 수도 있다. 또는 선택주사신호 구동부(200), 발광제어신호 구동부(300) 및/또는 데이터신호 구동부(400)를 표시부(100)의 기판에 접착되어 전기적으로 연결된 TCP(tape carrier package), FPC(flexible printed circuit) 또는 TAB(tape automatic bonding)에 칩 등의 형태로 장착할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시부(100)의 화소배치구조를 상세하게 보여주는 도면이다.
도 3은 표시부(100)의 일부분으로서, 3개의 데이터선(D[j], D[j+1], D[j+2]) 및 2개의 선택주사선(S[i], S[i+1])에 의해 형성되는 복수의 화소(110, 120)만을 대표적으로 도시하였다. 여기서, 'j'는 1부터 m 사이의 자연수이고, 'i'는 1부터 n 사이의 자연수를 의미한다. 따라서, 도 3에 도시된 영역은 임의의 3개의 데이터선과 2개의 선택주사선에 의해 형성되는 복수의 화소를 포함하는 표시부(100)의 일부분이 된다.
화소(110)는 선택주사선(S[i] 또는 S[i+1])을 통하여 전달되는 선택신호 및 데이터선(D[j])을 통하여 전달되는 데이터신호에 기초하여 동작한다. 또한 화소(110)는 홀수행(L1 또는 L3)에 배치되며 녹색(G)으로 발광하는 유기발광소자(OLED_G) 및 짝수행(L2 또는 L4)에 나란히 배치되며 적색(R), 청색(B)으로 각각 발광하는 2개의 유기발광소자(OLED_R, OLED_B)를 포함한다. 즉, 화소(110)에서는 3개의 유기발광소자(OLED_G, OLED_R, OLED_B)의 배치형상이 델타(Δ) 또는 삼각형 형상을 이룬다.
화소(120)는 선택주사선(S[i] 또는 S[i+1])을 통하여 전달되는 선택신호 및 데이터선(D[j+1])을 통하여 전달되는 데이터신호에 기초하여 동작한다. 또한 화소 (120)는 홀수행(L1 또는 L3)에 나란히 배치되며 적색(R), 청색(B)으로 각각 발광하는 2개의 유기발광소자(OLED_R, OLED_B) 및 짝수행(L2 또는 L4)에 배치되며 녹색(G)으로 발광하는 유기발광소자(OLED_G)를 포함한다. 즉, 화소(120)에서는 3개의 유기발광소자(OLED_R, OLED_B, OLED_G)의 배치형상이 나블라(nabla) 형상 또는 역삼각형 형상을 이룬다.
주사선(S[i])은 홀수행(L1)에 배치된 화소(110)의 유기발광소자(OLED_G)와 짝수행(L2)에 배치된 유기발광소자(OLED_R, OLED_B)에 모두 인접하도록 홀수행(L1)과 짝수행(L2) 사이에 홀수행(L1) 및 짝수행(L2)과 대략 평행하게 배치된다.
마찬가지로 주사선(S[i+1])은 홀수행(L3)에 배치된 화소(110)의 유기발광소자(OLED_G)와 짝수행(L4)에 배치된 유기발광소자(OLED_R, OLED_B)에 모두 인접하도록 홀수행(L3)과 짝수행(L4) 사이에 홀수행(L3) 및 짝수행(L4)과 대략 평행하게 배치된다. 따라서 짝수행(L2)에 배치된 발광소자들은 주사선(S[i])에 의해 전달되는 선택신호에 기초하여 동작하고, 홀수행(L3)에 배치된 발광소자들은 주사선(S[i+1])에 의해 전달되는 선택신호에 기초하여 동작하므로, 짝수행(L2)과 홀수행(L3) 사이에는 주사선이 배치될 필요가 없으므로 표시부(100)에 배치되는 주사선의 수를 감소시킬 수 있다.
여기서, 홀수행(L1)과 짝수행(L2)은 유기발광소자가 배치되는 간격인 셀피치(cell pitch)의 크기는 동일하나, 홀수행(L1)은 짝수행(L2)과 비교할 때 셀피치의 1/2만큼 행 방향으로 시프트되어 배치된다. 즉, 홀수행(L1)과 짝수행(L2)의 행 방향으로 배열위상차는 1/2 셀피치가 된다. 이렇게 홀수행(L1)과 짝수행(L2)에 1/2의 배열위상차가 존재함으로써 하나의 화소를 이루는 3개의 유기발광소자는 델타(Δ) 형상(또는 나블라 형상)을 이루게 된다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화소(110)의 등가회로도를 보여주는 도면이다. 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위하여 발광제어선(E1[i], E2[i], E3[i])에 인가되는 발광제어신호의 부호도 발광제어선과 동일하게 'E1[i], E2[i], E3[i]'라고 표시하며 선택주사선(S[i])에 인가되는 선택신호의 부호도 동일하게 'S[i]'라고 표시한다. 또한 화소(110)의 모든 트랜지스터들은 p채널 트랜지스터로 도시하였다.
먼저, 도 4에서와 같이, 화소(110)는 선택신호(S[i])에 기초하여 데이터 신호(D[j])에 대응하는 전류(IOLED)를 출력하는 화소구동부(111), 화소구동부(111)에서 생성된 전류(IOLED)가 선택적으로 전달되도록 제어하는 트랜지스터(M31, M32, M33) 및 적색(R), 녹색(G), 청색(B)으로 각각 발광하는 유기발광소자(OLED_R, OLED_G, OLED_B)를 포함한다.
유기발광소자(OLED_R, OLED_G, OLED_B)는 애노드에 데이터신호에 대응하는 전류(IOLED)가 인가되고 캐소드에는 전원전압(VDD)보다 낮은 기준전압(Vss)이 인가된다. 이러한 전원 전압(Vss)으로는 음의 전압 또는 접지 전압이 사용될 수 있다. 또한, 유기발광소자(OLED_R, OLED_B)는 나란히 하나의 행에 배열되고, 유기발광소자(OLED_G)는 유기발광소자(OLED_R, OLED_B)와 델타형상을 이루는 위치에 배치된다.
화소구동부(111)는 선택신호(S[i]) 및 데이터신호(D[j])를 전달받아 데이터 신호(D[j])에 대응하는 전류(IOLED)를 생성한다. 본 제1 실시예에 따른 화소구동부(111)는 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M2) 및 커패시터(Cst)를 포함한다. 구체적으로, 트랜지스터(M2)는 소스가 데이터선(D[j])에 연결되고 게이트가 선택주사선(S[i])에 연결된다. 트랜지스터(M1)는 소스가 전원전압(VDD)에 연결되고 게이트가 트랜지스터(M2)의 드레인에 연결되며 드레인은 화소구동부(111)의 출력단을 형성한다. 그리고 커패시터(Cst)는 트랜지스터(M1)의 게이트와 소스 사이에 연결된다.
본 발명의 제1 실시예에서는, 화소구동부(111)가 2개의 트랜지스터(M1, M2) 및 커패시터(Cst)를 포함하지만, 본 발명에 따른 화소구동부는 이에 한정하는 것이 아니라 데이터신호에 대응하여 유기발광소자를 발광시킬 수 있는 전류를 출력하는 회로이면 충분하다.
트랜지스터(M31)는 소스가 트랜지스터(M1)의 드레인에 연결되고 게이트가 발광제어선(E1[i])에 연결되며 드레인은 유기발광소자(OLED_G)의 애노드에 전기적으로 연결된다. 그리고 트랜지스터(M32)는 소스가 트랜지스터(M1)의 드레인에 연결되고 게이트가 발광제어선(E2[i])에 연결되며 드레인은 유기발광소자(OLED_R)의 애노드에 전기적으로 연결되며, 트랜지스터(M33)는 소스가 트랜지스터(M1)의 드레인에 연결되고 게이트가 발광제어선(E3[i])에 연결되며 드레인은 유기발광소자(OLED_B)의 애노드에 전기적으로 연결된다.
따라서 발광제어신호(E1[i])에 응답하여 트랜지스터(M31)가 턴온되면, 화소구동부(111)의 출력단인 트랜지스터(M1)의 드레인으로부터 출력되는 전류(IOLED)는 유기발광소자(OLED_G)에 전달된다. 또한 발광제어신호(E2[i])에 응답하여 트랜지스터(M32)가 턴온되면, 트랜지스터(M1)로부터 출력되는 전류(IOLED)는 유기발광소자(OLED_R)에 전달되고, 발광제어신호(E3[i])에 응답하여 트랜지스터(M33)가 턴온되면, 트랜지스터(M1)로부터 출력되는 전류(IOLED)는 유기발광소자(OLED_B)에 전달된다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에서는 한 필드가 세 개의 서브필드로 분할되어 구동되며, 세 개의 서브필드에서는 각각 녹색, 적색 및 청색의 데이터가 기입되어 발광이 이루어진다. 이를 위해, 선택주사신호 구동부(200)는 서브필드마다 선택 신호를 순차적으로 주사선(S[1]∼S[n])으로 전달하고, 발광제어신호 구동부(300)도 각 색상의 유기발광소자가 하나의 서브필드에서 발광이 이루어지도록 발광제어신호를 발광제어선(E1[1]∼E1[n], E2[1]∼E2[n], E3[1]∼E3[n])에 인가한다. 그리고 데이터신호 구동부(400)는 세 개의 서브필드에서 각각 녹색, 적색 및 청색의 유기발광소자에 각각 대응하는 데이터 신호를 데이터선(D[1]∼D[m])에 인가한다.
다음으로, 도 5를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 동작에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 5는 표시부(100)에 인가되는 신호들의 파형을 보여주는 타이밍도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 한 프레임이 세 개의 필드(1F, 2F, 3F)로 분할되어 구동되며, 각 필드(1F, 2F, 3F)에서 선택신호(S[1]∼S[n])가 순차적으로 인가된다. 구동회로부(111)를 공유하는 세 개의 유기발광소자 (OLED_G, OLED_R, OLED_B)는 각각 한 필드에 해당하는 기간 동안 발광한다. 그리고 필드(1F, 2F, 3F)는 행 별로 독립적으로 정의되며, 도 5에서는 첫 번째 행의 선택 주사선(S[1])을 기준으로 세 필드(1F, 2F, 3F)를 도시하였으며 첫 번째 행의 선택 주사선(S[1])을 중심으로 동작을 설명한다.
먼저 제1 필드(1F)에서, 현재 선택주사선(S[1])에 로우 레벨의 선택신호가 인가되는 동안, 트랜지스터(M2)가 턴온되어 데이터선으로부터 인가된 데이터 전압(Vdata)이 트랜지스터(M1)의 게이트, 즉 커패시터(Cst)의 일단에 인가된다. 따라서 커패시터(Cst)는 전원전압(VDD)과 데이터 전압(Vdata)의 차에 대응되는 전압, 즉 트랜지스터(M1)의 게이트와 소스 사이에 충전된 전압(VGS)이 충전되고, 트랜지스터(M1)는 충전된 전압(VGS)에 대응되는 전류(IOLED)가 드레인으로 흐른다. 이때, 트랜지스터(M1)의 드레인으로 출력되는 전류(IOLED)는 수학식 1과 같다.
Figure 112004046412825-PAT00001
여기서, VTH는 트랜지스터(M1)의 문턱 전압, β는 상수 값을 나타낸다.
그 다음, 발광제어신호(E1[1])가 로우레벨이 되면 트랜지스터(M31)가 턴온되어 트랜지스터(M1)의 드레인을 통하여 흐르는 전류(IOLED)가 유기발광소자(OLED_G)의 애노드로 전달되고 이 전류(IOLED)에 대응하여 유기발광소자(OLED_G)가 발광한다.
도 5에서는 로우레벨의 현재 선택신호(S[1])가 인가되는 동안 발광제어신호 (E1[1])는 하이레벨인 경우에 대하여 설명하였으나, 로우레벨의 현재 선택신호(S[1])가 인가되는 동안 발광제어신호도 로우레벨일 수도 있다.
한편 제1 필드(1F)에서 발광제어신호(E1[1])가 로우레벨이 되어 유기발광소자(OLED_G)가 발광하는 동안 발광제어신호(E2[1], E3[1])는 하이레벨이 유지되어 트랜지스터(M32, M33)는 턴오프되어 유기발광소자(OLED_R, OLED_B)에는 전류(IOLED)가 전달되지 않는다.
제2 필드(2F)에서, 현재 선택주사선(S[1])에 로우 레벨의 선택신호가 인가되는 동안, 제1 필드(1F)와 동일하게 트랜지스터(M2)가 턴온되어 데이터선으로부터 인가된 데이터 전압(Vdata)이 트랜지스터(M1)의 게이트, 즉 커패시터(Cst)의 일단에 인가된다. 따라서 커패시터(Cst)는 전원전압(VDD)과 데이터 전압(Vdata)의 차에 대응되는 전압, 즉 트랜지스터(M1)의 게이트와 소스 사이에 충전된 전압(VGS)이 충전되고, 트랜지스터(M1)는 충전된 전압(VGS)에 대응되는 전류(IOLED)가 드레인으로 흐른다.
그 다음, 발광제어신호(E2[1])가 로우레벨이 되면 트랜지스터(M32)가 턴온되어 트랜지스터(M1)의 드레인을 통하여 흐르는 전류(IOLED)가 유기발광소자(OLED_R)의 애노드로 전달되고 이 전류(IOLED)에 대응하여 유기발광소자(OLED_R)가 발광한다. 한편 제2 필드(2F)에서 발광제어신호(E2[1])가 로우레벨이 되어 유기발광소자(OLED_R)에 전류(IOLED)가 전달되는 동안 발광제어신호(E1[1], E3[1])는 하이레벨이 유지되어 트랜지스터(M31, M33)는 턴오프되어 유기발광소자(OLED_G, OLED_B)에는 전류(IOLED)가 전달되지 않는다.
제3 필드(3F)에서, 현재 선택주사선(S[1])에 로우 레벨의 선택신호가 인가되는 동안, 제1 및 제2 필드(2F)와 동일하게 인가된 데이터전압에 대응되는 전류(IOLED)가 트렌지스터(M1)의 드레인으로 흐른다.
그 다음, 발광제어신호(E3[1])가 로우레벨이 되면 트랜지스터(M33)가 턴온되어 트랜지스터(M1)의 드레인을 통하여 흐르는 전류(IOLED)가 유기발광소자(OLED_B)의 애노드로 전달되고 이 전류(IOLED)에 대응하여 유기발광소자(OLED_B)가 발광한다. 한편 제3 필드(3F)에서 발광제어신호(E3[1])가 로우레벨이 되어 유기발광소자(OLED_B)에 전류(IOLED)가 전달되는 동안 발광제어신호(E1[1], E2[1])는 하이레벨이 유지되어 트랜지스터(M31, M32)는 턴오프되어 유기발광소자(OLED_G, OLED_R)에는 전류(IOLED)가 전달되지 않는다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 하나의 선택주사선과 하나의 데이터선에 연결된 하나의 화소구동부가 R, G, B 세 개의 유기발광소자를 구동함으로써, 하나의 화소구동부가 하나의 유기발광소자를 구동하는 경우에 비하여 선택주사선 및 데이터선을 감소시킬 수 있다.
이에 더하여, 선택주사선의 연결된 하나의 화소구동부에 의해 구동되는 R, G, B 3개의 유기발광소자를 짝수행 및 홀수행의 두 행에 걸쳐 델타(Δ) 형상으로 배치함으로써 하나의 선택주사선으로 두 행에 배치된 복수의 유기발광소자를 구동시킬 수 있게 되므로 선택주사선의 수를 더욱 감소시킬 수 있다.
또한, R, G, B 유기발광소자를 하나의 행에 일렬로 배치하는 경우, 유기발광소자는 열방향으로 길게 연장되고 따라서 신뢰성 있는 유기발광소자의 증착이 어려웠다. 그러나, R, G, B 3개의 유기발광소자를 델타(Δ) 형상으로 배치함으로써 일렬로 배치되는 경우에 비하여 정밀도 높은 유기발광소자의 증착이 가능해지고 유기발광소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 화소(210)를 보여주는 등가 회로도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 화소구동부가 4개의 트랜지스터와 2개의 커패시터를 포함한다는 점이 제1 실시예에 따른 유기발광 표시장치와 다른 점이다.
도 6에서와 같이, 화소(210)는 선택신호(S[i])에 기초하여 데이터 신호(D[j])에 대응하는 전류(IOLED)를 출력하는 화소구동부(211), 화소구동부(211)에서 생성된 전류(IOLED)가 선택적으로 전달되도록 제어하는 트랜지스터(M31, M32, M33) 및 적색(R), 녹색(G), 청색(B)으로 각각 발광하는 유기발광소자(OLED_R, OLED_G, OLED_B)를 포함한다. 제2 실시예에서 트랜지스터(M31, M32, M33) 및 유기발광소자(OLED_R, OLED_G, OLED_B)는 그 연결관계, 동작 및 배치구조가 제1 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 이하에서는 화소구동부(211)에 대하여 보다 상세 하게 설명한다.
화소구동부(211)는 4개의 트랜지스터 및 2개의 커패시터, 즉 트랜지스터(T1), 트랜지스터(T3), 트랜지스터(T4), 트랜지스터(T5), 커패시터(Cvth) 및 커패시터(Cst)를 포함한다.
구체적으로, 트랜지스터(T5)는 게이트가 현재 선택주사선(S[i])에 연결되고 소스가 데이터선(D[j])에 연결되어, 선택주사선(S[i])으로부터의 선택신호에 응답하여 데이터선(D[j])으로부터 인가된 데이터 전압을 커패시터(Cvth)의 노드(B)로 전달한다. 트랜지스터(T4)는 직전 선택주사선(S[i])으로부터의 선택신호에 응답하여 커패시터(Cvth)의 노드(B)를 전원(VDD)에 직접 연결한다. 트랜지스터(T3)는 직전 주사선(S[i])으로부터의 선택신호에 응답하여 트랜지스터(T1)를 다이오드 연결시킨다. 구동 트랜지스터(T1)는 게이트가 커패시터(Cvth)의 노드(A)가 접속되고, 소스가 전원(VDD)에 접속되고, 게이트에 인가되는 전압에 기초하여 화소구동부(211)의 출력단인 트랜지스터(T1)의 드레인으로 유기발광소자(OLED_G, OLED_R, OLED_B)에 인가될 전류를 출력한다.
또한, 커패시터(Cst)는 일전극이 전원(VDD)에 접속되고 타전극이 트랜지스터(T4)의 드레인전극(노드 B)에 접속되며, 커패시터(Cvth)는 일전극이 커패시터(Cst)의 타전극에 연결되어 2개의 커패시터가 직렬 연결되고 타전극이 구동트랜지스터(T1)의 게이트(노드 A)에 연결된다.
그리고 화소구동부(211)의 출력단인 구동 트랜지스터(T1)의 드레인에는 유기발광소자(OLED_G, OLED_R, OLED_B)가 선택적으로 발광되도록 제어하는 트랜지스터 (M31, M32, M33)의 소스가 각각 연결되며, 트랜지스터(M31, M32, M33)의 게이트에는 각각 발광제어선(E1[i], E2[i], E3[i])이 연결된다. 트랜지스터(M31, M32, M33)의 드레인에는 각각 유기발광소자(OLED_G, OLED_R, OLED_B)의 애노드가 연결된다.
다음에, 화소구동부(211)의 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 직전 선택주사선(S[0])에 로우 레벨의 선택신호가 인가되는 동안, 트랜지스터(T3) 및 트랜지스터(T4)가 턴온된다. 트랜지스터(T3)가 턴온되어 트랜지스터(T1)는 다이오드 연결 상태가 된다. 따라서, 트랜지스터(T1)의 게이트와 소스 사이의 전압차가 트랜지스터(T1)의 문턱전압(Vth)이 될 때까지 변하게 된다. 이때 트랜지스터(T1)의 소스가 전원(VDD)에 연결되어 있으므로, 트랜지스터(T1)의 게이트 즉, 커패시터(Cvth)의 노드(A)에 인가되는 전압은 전원전압(VDD)과 문턱전압(Vth)의 합이 된다. 또한, 트랜지스터(T4)가 턴온되어 커패시터(Cvth)의 노드(B)에는 전원(VDD)이 인가되어, 커패시터(Cvth)에 충전되는 전압(VCvth)은 수학식 2와 같다.
Figure 112004046412825-PAT00002
여기서, VCvth는 커패시터(Cvth)에 충전되는 전압을 의미하고, VCvthA는 커패시터(Cvth)의 노드(A)에 인가되는 전압, VCvthB는 커패시터(Cvth)의 노드(B)에 인가되는 전압을 의미한다.
현재 선택주사선(S[1])에 로우 레벨의 선택신호가 인가되는 동안, 트랜지스터(T5)가 턴온되어 데이터선(D1)으로부터 인가된 데이터 전압(Vdata)이 노드(B)에 인가된다. 또한, 커패시터(Cvth)에는 트랜지스터(T1)의 문턱 전압(Vth)에 해당되는 전압이 충전되어 있으므로, 트랜지스터(T1)의 게이트에는 데이터 전압(Vdata)과 트랜지스터(T1)의 문턱 전압(Vth)의 합에 대응되는 전압이 인가된다. 즉, 트랜지스터(T1)의 게이트-소스간 전압(Vgs)은 다음의 수학식 3과 같다.
Figure 112004046412825-PAT00003
트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(VGS)에 대응하는 전류(IOLED)는 트랜지스터(T1)의 드레인으로 출력된다. 이 때 전류(IOLED)는 수학식 4와 같다.
Figure 112004046412825-PAT00004
여기서, IOLED 는 트랜지스터(T1)의 드레인으로 출력되는 전류이고, Vgs는 트랜지스터(T1)의 소스와 게이트 사이의 전압, Vth는 트랜지스터(T1)의 문턱 전압, Vdata는 데이터 전압, β는 상수 값을 나타낸다.
이와 같이 트랜지스터(T1)의 드레인으로 출력된 전류(IOLED)는 제1 실시예와 동일하게 발광제어신호(E1[i], E2[i], E3[i])에 응답하여 제1, 제2 및 제3 필드(1F, 2F, 3F)에 각각 트랜지스터(M31. M32, M33)가 턴온되어 유기발광소자(OLED_G, OLED_R, OLED_B)에 각각 전달된다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 제1 실시예와 마찬 가지로 선택주사선 및 데이터선을 감소시킬 수 있다. 또한, R, G, B 세 개의 유기발광소자를 짝수행 및 홀수행의 두 행에 걸쳐 델타(Δ) 형상으로 배치함으로써 유기발광소자가 일렬로 배치되는 경우에 비하여 정밀도 높은 유기발광소자의 증착이 가능해지므로 유기발광소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이에 더하여, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 트랜지스터(T3, T4) 및 커패시터(Cvth)를 마련함으로써 구동 트랜지스터(T1)의 문턱전압을 보상함으로써 구동 트랜지스터의 문턱전압에 따라 전류(IOLED)가 달려져 표시특성의 저하되는 것을 충분히 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 실시예와 같은 구조에 한정되는 것은 아니며, 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
본 발명에 따르면, 하나의 선택주사선과 하나의 데이터선에 연결된 하나의 화소구동부가 R, G, B 세 개의 유기발광소자를 구동함으로써, 하나의 화소구동부가 하나의 유기발광소자를 구동하는 경우에 비하여 선택주사선 및 데이터선을 감소시킬 수 있다.
이에 더하여, 선택주사선의 연결된 하나의 화소구동부에 의해 구동되는 R, G, B 3개의 유기발광소자를 짝수행 및 홀수행의 두 행에 걸쳐 델타(Δ) 형상으로 배치함으로써 하나의 선택주사선으로 두 행에 배치된 복수의 유기발광소자를 구동시킬 수 있게 되므로 선택주사선의 수를 더욱 감소시킬 수 있다. R, G, B 3개의 유기발광소자를 델타(Δ) 형상으로 배치함으로써 일렬로 배치되는 경우에 비하여 정밀도 높은 유기발광소자의 증착이 가능해지므로 유기발광소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (13)

  1. 선택 신호를 전달하는 복수의 주사선, 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선, 상기 주사선과 상기 데이터선에 각각 연결되는 복수의 화소 회로를 포함하는 발광 표시 장치에 있어서,
    상기 각 화소 회로는,
    상기 선택신호에 응답하여 상기 데이터 신호에 대응하는 구동전류를 출력단으로 출력하는 화소구동부;
    상기 구동전류에 대응하여 제1, 제2 및 제3 색상으로 각각 발광하는 제1, 제2 및 제3 발광소자; 및
    상기 화소구동부의 출력단과 상기 제1, 제2 및 제3 발광소자 사이에 각각 전기적으로 되며 상기 구동전류를 선택적으로 제1, 제2 및 제3 발광소자에 각각 전달하는 제1, 제2 및 제3 스위칭소자를 포함하고,
    상기 제1, 제2 및 제3 발광소자 중 어느 두 개의 발광소자는 제1 선상에 나란히 배치되고 나머지 하나의 발광소자는 상기 제1 선과는 다른 제2 선상에 배치되는 발광 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 발광소자의 배치형상은 대략 델타(Δ) 형상을 이루는 발광 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 선 및 제2 선은 상기 주사선과 대략 평행한 발광 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 주사선은 상기 제1 선과 상기 제2 선 사이에 배치되는 발광 표시 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화소 회로는,
    상기 선택신호에 응답하여 상기 데이터신호를 전달하는 제1 트랜지스터;
    상기 제1 트랜지스터에 의해 전달된 데이터 신호에 대응되는 전압을 저장하는 제1 커패시터; 및
    상기 데이터 신호에 대응하는 전류를 출력하는 제2 트랜지스터를 포함하는 발광 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서
    상기 화소 회로는,
    상기 제2 트랜지스터를 다이오드 형태로 연결하는 제3 트랜지스터;
    제1 전극이 상기 제1 커패시터의 일전극과 전기적으로 연결되고 제2 전극이 상기 제1 커패시터의 타전극에 연결되는 제4 트랜지스터; 및
    일전극이 상기 제4 트랜지스터의 제2 전극에 연결되고 타전극이 상기 제2 트랜지스터의 제어전극에 연결되는 제2 커패시터를 더 포함하는 발광 표시 장치.
  7. 선택 신호를 각각 전달하는 복수의 주사선, 데이터 신호를 각각 전달하는 복수의 데이터선, 상기 선택 신호와 상기 데이터 신호에 기초하여 발광하는 복수의 발광소자를 포함하는 발광 표시 패널에 있어서,
    제1, 제2 및 제3 색으로 각각 발광하는 제1, 제2 및 제3 발광소자가 행 방향으로 순서대로 연속적으로 배치되는 제1 발광소자그룹; 및
    상기 제2, 제3 및 제1 색으로 각각 발광하는 제4, 제5 및 제6 발광소자가 상기 행 방향으로 순서대로 연속적으로 배치되는 제2 발광소자그룹을 포함하고,
    상기 제1 발광소자와 상기 제4 및 제5 발광소자들은 하나의 상기 주사선 및 하나의 상기 데이터선에 의해 전달되는 선택신호 및 데이터 신호에 기초하여 발광하는 발광 표시 패널.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주사선은 제1 발광소자그룹과 상기 제2 발광소자그룹 사이에 배치되는 발광 표시 패널.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제2 및 제3 발광소자와 상기 제5 발광소자는 상기 제1, 제4 및 제5 발 광소자에 선택신호를 전달하는 주사선과 동일한 주사선 및 상기 제1, 제4 및 제5 발광소자에 데이터신호를 전달하는 데이터선과 다른 데이터선에 의해 전달되는 선택신호 및 데이터신호에 기초하여 발광하는 발광 표시 패널.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    열 방향으로 상기 제1 발광소자는 상기 제4 및 제5 발광소자 사이에 위치하는 발광 표시 패널.
  11. 선택 신호를 전달하는 복수의 주사선, 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선, 상기 주사선과 상기 데이터선에 각각 연결되는 복수의 화소 회로를 포함하는 발광 표시 장치에 있어서,
    상기 각 화소 회로는,
    상기 선택신호에 응답하여 상기 데이터신호를 전달하는 제1 트랜지스터;
    상기 제1 트랜지스터에 의해 전달된 데이터 신호에 대응되는 전압을 저장하는 제1 커패시터;
    상기 데이터 신호에 대응하는 전류를 출력하는 제2 트랜지스터;
    상기 제2 트랜지스터로부터 출력된 전류에 대응하여 제1, 제2 및 제3 색상으로 각각 발광하는 제1, 제2 및 제3 발광소자; 및
    상기 제2 트랜지스터로부터 출력된 전류를 상기 제1, 제2 및 제3 발광소자에 각각 선택적으로 전달하는 제1, 제2 및 제3 스위칭소자를 포함하고,
    상기 제1, 제2 및 제3 발광소자의 배치형상은 대략 삼각형 형상을 이루는 발광 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 발광소자의 배치형상은 대략 역삼각형 형상을 이루는 발광 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 화소 회로는,
    상기 제2 트랜지스터를 다이오드 연결하는 제3 트랜지스터;
    제1 전극이 상기 제1 커패시터의 일전극과 전기적으로 연결되고 제2 전극이 상기 제1 커패시터의 타전극에 연결되는 제4 트랜지스터; 및
    일전극이 상기 제4 트랜지스터의 제2 전극에 연결되고 타전극이 상기 제2 트랜지스터의 제어전극에 연결되는 제2 커패시터를 더 포함하는 발광 표시 장치.
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