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KR20120061146A - Organic light emitting device and driving method thereof - Google Patents

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KR20120061146A
KR20120061146A KR1020100104966A KR20100104966A KR20120061146A KR 20120061146 A KR20120061146 A KR 20120061146A KR 1020100104966 A KR1020100104966 A KR 1020100104966A KR 20100104966 A KR20100104966 A KR 20100104966A KR 20120061146 A KR20120061146 A KR 20120061146A
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KR
South Korea
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driving
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light emitting
line
gate
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Korean (ko)
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심종식
정한아름
김근영
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

PURPOSE: An organic light emitting device and a driving method thereof are provided to solve a problem related to deviation of threshold voltage according to degradation of a driving thin film transistor by increasing sensing rate of the threshold voltage. CONSTITUTION: A gate line(102) and an EM line(104) are arranged by being separated in a first direction. A data line(106) is arranged by crossing the gate line and the EM line. A reference power source line(109) and a drive power source line(108) are arranged alongside the data line. A plurality of switching TFTs(ST1-ST5) and a driving TFT(DT1) are individually respectively connected to the gate line, the EM line, the data line, the reference power source line, and the drive power source line. An organic light emitting diode(OLED) is connected to the driving TFT. A storage capacitor is formed between a first node and a second node. A variable capacitor is formed between a gate and a source of the driving TFT.

Description

유기 발광장치 및 구동방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}Organic light emitting device and driving method {ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 유기 발광장치에 관한 것으로, 구체적으로 드라이빙 TFT의 열화를 방지하여 표시 품질을 향상시킬 수 있는 유기 발광장치와 이의 구동방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic light emitting device, and more particularly, to an organic light emitting device capable of improving display quality by preventing degradation of a driving TFT and a driving method thereof.

최근에 들어 발광효율, 휘도, 시야각이 뛰어나며 응답속도가 빠른 발광 표시장치가 주목 받고 있다. 평판표시장치로서 현재까지는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)가 널리 이용되었지만, 액정표시장치는 별도의 광원으로 백라이트가 필요하고, 밝기, 명암비 및 시야각 등에서 기술적 한계가 있다. 이에, 자체발광이 가능하여 별도의 광원이 필요하지 않고, 밝기, 명암비 및 시야각 등에서 상대적으로 우수한 유기 발광장치(Organic Light Emitting Device)에 대한 관심이 증대되고 있다.Recently, attention has been paid to light emitting displays having excellent luminous efficiency, luminance, viewing angle, and fast response speed. As a flat panel display device, a liquid crystal display device has been widely used until now, but a liquid crystal display device requires a backlight as a separate light source and has technical limitations in brightness, contrast ratio, and viewing angle. As a result, self-light emission is possible, and a separate light source is not required, and interest in organic light emitting devices that are relatively excellent in brightness, contrast ratio, and viewing angle is increasing.

유기 발광장치는, 전자(electron)를 주입하는 음극(cathode)과 정공(hole)을 주입하는 양극(anode) 사이에 발광층이 형성된 구조로서, 음극에서 발생된 전자 및 양극에서 발생된 정공이 발광층 내부로 주입되면 주입된 전자 및 정공이 결합하여 액시톤(exciton)이 생성되고, 생성된 액시톤이 여기상태(excited state)에서 기저상태(ground state)로 떨어지면서 발광을 일으킴으로써 화상을 표시하는 표시장치이다.The organic light emitting device has a structure in which a light emitting layer is formed between a cathode for injecting electrons and an anode for injecting holes, and electrons generated in the cathode and holes generated in the anode are inside the light emitting layer. When injected into, the injected electrons and holes combine to generate an exciton, and the generated exciton falls from the excited state to the ground state, causing light emission to display an image. Device.

이와 같은 유기 발광장치는 구동방식에 따라 수동 매트릭스(Passive Matrix) 방식과 능동 매트릭스(Active Matrix) 방식으로 나눌 수 있다.Such an organic light emitting device may be classified into a passive matrix method and an active matrix method according to a driving method.

상기 수동 매트릭스 방식은 별도의 박막 트랜지스터(thin film transistor, 이하 'TFT'라 함)를 구비하지 않으면서 매트릭스 형태로 화소가 배열된 구성으로서, 주사선의 순차적 구동에 의해 각각의 화소를 구동하기 때문에 라인이 많아질수록 더 높은 전압과 전류를 순간적으로 인가해주어야 한다. 따라서, 소비전력이 높아지게 되고 해상도 면에서도 한계가 있다.The passive matrix method is a configuration in which pixels are arranged in a matrix form without a separate thin film transistor (hereinafter, referred to as TFT), and each line is driven by sequential driving of a scanning line. The more this is, the higher the voltage and current must be applied instantaneously. Therefore, power consumption increases and there is a limit in resolution.

반면에, 상기 능동 매트릭스 방식은 매트릭스 형태로 배열된 화소 각각에 TFT가 형성된 구성으로서, TFT의 스위칭 구동과 스토리지 커패시터(Cst)의 전압 충전에 의해 각각의 화소를 구동하기 때문에, 소비전력이 낮고 해상도 면에서도 수동 매트릭스 방식과 대비하여 이점이 있다. 따라서, 고해상도 및 대면적을 요구하는 표시소자에는 능동 매트릭스 방식의 유기 발광소자가 적합하다.On the other hand, the active matrix method is a configuration in which TFTs are formed in each of the pixels arranged in a matrix form, and each pixel is driven by switching driving of the TFTs and voltage charging of the storage capacitor Cst, so power consumption is low and resolution is low. In terms of advantages, there is an advantage over the passive matrix method. Accordingly, an active matrix organic light emitting device is suitable for a display device requiring high resolution and a large area.

이하에서는, 도면을 참조로 종래 기술에 따른 능동 매트릭스 방식의 유기 발광장치에 대해서 설명하기로 한다. 참고로, 이하 본 명세서에서는 '능동 매트릭스 방식의 유기 발광장치'를 간략하게 '유기 발광장치'로 칭하도록 한다.Hereinafter, an organic light emitting device of an active matrix type according to the prior art will be described with reference to the drawings. For reference, in the present specification, the 'active matrix organic light emitting device' will be referred to simply as an 'organic light emitting device'.

도 1은 종래 기술에 따른 유기 발광장치의 화소를 나타내는 회로도이다. 도 1에서는 유기 발광장치의 전체 화소 중 하나의 화소를 도시하고 있다.1 is a circuit diagram illustrating a pixel of an organic light emitting device according to the related art. 1 illustrates one pixel of all pixels of the organic light emitting device.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 유기 발광장치는, 게이트 라인(10, 또는 스캔 라인), 데이터 라인(20), 구동 전원 라인(30, VDD), 복수의 TFT(T1, T2), 커패시터(C), 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, the organic light emitting device according to the related art includes a gate line 10 or a scan line, a data line 20, a driving power line 30, and a plurality of TFTs T1 and T2. , A capacitor (C), and an organic light emitting diode (OLED).

상기 게이트 라인(10)은 게이트 신호(scan)가 인가되는 배선이고, 상기 데이터 라인(20)은 데이터 신호(data)가 인가되는 배선으로서, 게이트 라인(10)과 데이터 라인(20)은 서로 교차 배열되어 있다.The gate line 10 is a wiring to which a gate signal scan is applied, and the data line 20 is a wiring to which a data signal data is applied, and the gate line 10 and the data line 20 cross each other. Are arranged.

상기 구동 전원 라인(30)은 구동 전압(VDD)이 인가되는 배선으로서, 상기 데이터 라인(20)과 나란히 배열되어 있다.The driving power line 30 is a wiring to which a driving voltage VDD is applied, and is arranged in parallel with the data line 20.

상기 복수의 TFT(T1, T2)는 스위칭 소자인 제1 TFT(T1) 및 구동 소자인 제2 TFT(T2)를 포함하여 이루어진다.The plurality of TFTs T1 and T2 include a first TFT T1 as a switching element and a second TFT T2 as a driving element.

상기 커패시터(C)는 인가되는 데이터 전압을 일정 기간 동안 유지시키는 역할을 하는 것으로서, 상기 제2 TFT(T2)의 소스와 게이트 사이에 연결되어 있다.The capacitor C serves to maintain an applied data voltage for a predetermined period of time, and is connected between a source and a gate of the second TFT T2.

상기 유기 발광 다이오드(OLED)는 상기 제2 TFT(T2)의 드레인과 그라운드(GND) 사이에 연결되어 있으며, 발광을 일으켜 화상을 표시하는 역할을 한다.The organic light emitting diode OLED is connected between the drain of the second TFT T2 and the ground GND, and emits light to display an image.

도 2는 종래에 따른 유기 발광장치의 구동 타이밍을 나타내는 도면이다.2 is a view illustrating a driving timing of an organic light emitting device according to the related art.

도1 및 도 2를 하면, 게이트 라인(10)으로 게이트 신호(scan)를 인가하여 제1 TFT(T1)가 온(on) 상태가 되도록 하면, 데이터 라인(20)을 통해 인가되는 데이터 전압(Vdata)이 제2 TFT(T2)의 게이트(A 노드)에 인가된다. 그러면, 상기 게이트(A 노드)에 인가되는 데이터 전압(Vdata)에 대응하여 상기 제2 TFT(T2)를 통해 유기 발광 다이오드(OLED)에 전류가 흘러 발광이 이루어지게 된다.1 and 2, when the gate signal scan is applied to the gate line 10 to turn on the first TFT T1, the data voltage applied through the data line 20 ( Vdata) is applied to the gate (node A) of the second TFT T2. Then, in response to the data voltage Vdata applied to the gate A node, current flows through the second TFT T2 to emit light.

그러나, 이와 같은 종래 기술에 따른 유기 발광장치는 상기 유기 발광 다이오드(OLED)에 인가되는 구동 전류의 크기를 드라이빙 TFT인 제2 TFT(T2)를 통해 제어하게 되는데, 발광이 지속적으로 이루어지면서 드라이빙 TFT인 제2 TFT(T2)가 열화되어 문턱 전압(Vth)이 변화되는 문제점이 있다.However, the organic light emitting device according to the related art controls the magnitude of the driving current applied to the organic light emitting diode OLED through the second TFT T2, which is a driving TFT. The second TFT T2 deteriorates and there is a problem in that the threshold voltage Vth is changed.

이러한 문제점들을 개선하기 위해, TFT 또는 커패시터(Cap)를 추가로 형성시킨(예로서, 5TR 1Cap 구조, 5TR 2Cap 구조 6TR 1Cap 구조) 유기 발광장치가 제안되었다.In order to improve these problems, an organic light emitting device in which a TFT or a capacitor Cap is additionally formed (for example, a 5TR 1Cap structure and a 5TR 2Cap structure 6TR 1Cap structure) has been proposed.

그러나, TFT와 커패시터(Cap)를 추가시킨 구조에서도 드라이빙 TFT의 열화에 따른 문턱 전압(Vth) 편차의 문제점의 여전히 있고, 문턱 전압 편차를 보상하기 위해 센싱(sensing) 구간에서 검출한 드라이빙 TFT의 문턱 전압(VDD + Vth)의 센싱율이 발광(emission) 구간에서 감소하는 문제점이 있다.However, even in the structure in which the TFT and the capacitor Cap are added, there is still a problem of the deviation of the threshold voltage Vth due to the deterioration of the driving TFT, and the threshold of the driving TFT detected in the sensing section to compensate for the threshold voltage deviation. The sensing rate of the voltage VDD + Vth decreases in the emission period.

이로 인해, 발광 구간에서 문턱 전압의 편차 보상이 능력이 떨어져 결과적으로 유기 발광 다이오드(OLED)의 수명이 줄어들고, 발광 효율의 저하로 인해 유기 발광장치의 표시품질이 낮아지는 문제점이 있다.As a result, the compensation of the deviation of the threshold voltage in the emission period is poor, resulting in a decrease in the lifespan of the organic light emitting diode (OLED), and the display quality of the organic light emitting device is lowered due to a decrease in luminous efficiency.

본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 드라이빙 TFT의 열화에 따른 문턱 전압(Vth)의 편차를 개선할 수 있는 유기 발광장치와 이의 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an organic light emitting device and a method of driving the same, which can improve the deviation of the threshold voltage Vth due to deterioration of the driving TFT.

본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 문턱 전압의 센싱율을 높여 문턱 전압의 편차 및 균일도를 개선할 수 있는 유기 발광장치와 이의 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to solve the above problems, and to provide an organic light emitting device and a driving method thereof capable of improving the variation and uniformity of the threshold voltage by increasing the sensing ratio of the threshold voltage.

본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 발광 구간에서 문턱 전압의 편차 보상 능력을 향상시킬 수 있는 유기 발광장치와 이의 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.Disclosure of Invention The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an organic light emitting device and a driving method thereof capable of improving the compensating ability of the deviation of the threshold voltage in the light emission period.

본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 유기 발광장치의 표시품질을 향상시키는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is a technical problem to improve the display quality of an organic light emitting device.

본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 유기 발광장치의 수명을 증가시키는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the technical problem is to increase the lifespan of the organic light emitting device.

위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Other features and advantages of the invention will be set forth in the description which follows, or may be obvious to those skilled in the art from the description and the claims.

본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광장치는 제1 방향으로 이격되어 배열된 게이트 라인 및 EM 라인; 상기 게이트 라인 및 EM 라인과 교차 배열된 데이터 라인; 상기 데이터 라인과 나란히 배열된 기준 전원 라인 및 구동 전원 라인; 상기 게이트 라인, EM 라인, 데이터 라인, 기준 전원 라인, 구동 전원 라인과 개별적으로 연결되는 복수의 스위칭 TFT 및 드라이빙 TFT; 상기 복수의 스위칭 TFT 중 하나의 스위칭 TFT를 사이에 두고 상기 드라이빙 TFT와 연결되어 발광하는 유기 발광 다이오드; 상기 복수의 스위칭 TFT 중 제1 TFT의 드레인과 상기 드라이빙 TFT의 게이트 간의 제1 노드와 제2 노드 사이에 형성된 스토리지 커패시터; 및 상기 드라이빙 TFT의 게이트와 소스 간에 형성된 가변 커패시터;를 포함하고, 상기 가변 커패시터는 상기 게이트 라인에 공급되는 스캔 신호 및 상기 EM 라인에 공급되는 EM 신호가 오프(Off)되는 플로팅 구간에 캡 온되어 상기 제2 노드의 전압을 일정 전압으로 유지시키고, 상기 드라이빙 TFT의 문턱 전압(Vth)을 보상시키는 것을 특징으로 한다.An organic light emitting device according to an embodiment of the present invention is a gate line and an EM line spaced apart in a first direction; A data line intersected with the gate line and the EM line; A reference power line and a driving power line arranged in parallel with the data line; A plurality of switching TFTs and driving TFTs individually connected to the gate line, EM line, data line, reference power line, and driving power line; An organic light emitting diode connected to the driving TFT to emit light with one switching TFT among the plurality of switching TFTs interposed therebetween; A storage capacitor formed between a first node and a second node between a drain of a first TFT and a gate of the driving TFT among the plurality of switching TFTs; And a variable capacitor formed between a gate and a source of the driving TFT, wherein the variable capacitor is capped on a floating section in which a scan signal supplied to the gate line and an EM signal supplied to the EM line are turned off. The voltage of the second node is maintained at a constant voltage, and the threshold voltage Vth of the driving TFT is compensated for.

본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광장치의 가변 커패시터는 상기 드라이빙 TFT의 게이트와 소스 간에 형성되는 전압(Vgs)이 구동 전압(VDD) + 문턱 전압(|Vth|) 이상인 경우에 캡 온(cap On)되는 것을 특징으로 한다.The variable capacitor of the organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention has a cap on when the voltage Vgs formed between the gate and the source of the driving TFT is equal to or higher than the driving voltage VDD + threshold voltage | Vth |. It is characterized in that).

본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광장치의 가변 커패시터는 상기 드라이빙 TFT의 게이트와 소스 간에 형성되는 전압(Vgs)이 구동 전압(VDD) + 문턱 전압(Vth) 미만인 경우에 캡 오프(cap Off)되는 것을 특징으로 한다.The variable capacitor of the organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention is capped off when the voltage Vgs formed between the gate and the source of the driving TFT is less than a driving voltage VDD + a threshold voltage Vth. It is characterized by.

본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광장치의 구동방법은 게이트 라인에 공급되는 스캔 신호가 온(On)되고 EM 라인에 공급되는 EM 신호가 오프(Off)되는 프로그래밍 구간에, 제1 노드와 제2 노드 사이에 형성된 스토리지 커패시터에 데이터 전압을 충전시키는 단계; 상기 게이트 라인에 공급되는 스캔 신호 및 EM 라인에 공급되는 EM 신호가 오프(Off)되는 플로팅 구간에, 드라이빙 TFT의 게이트와 소스 간에 형성된 가변 커패시터가 캡 온(cap On)되는 단계; 상기 드라이빙 TFT가 다이오드 커넥션 상태에서 상기 드라이빙 TFT의 드레인과 게이트 사이에 형성된 스위칭 TFT에 채널이 형성되는 단계; 및 상기 채널을 통해 상기 드라이빙 TFT의 드레인과 연결된 제3 노드로부터 상기 드라이빙 TFT의 게이트와 연결된 제2 노드로 구동 전압(VDD)에 따른 전류가 유입되어 상기 드라이빙 TFT의 문턱 전압(Vth)을 보상시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a method of driving an organic light emitting diode device includes a first node and a second node in a programming period in which a scan signal supplied to a gate line is turned on and an EM signal supplied to an EM line is turned off. Charging a data voltage to a storage capacitor formed between the nodes; Capping a variable capacitor formed between a gate and a source of a driving TFT in a floating period in which a scan signal supplied to the gate line and an EM signal supplied to an EM line are turned off; Forming a channel in the switching TFT formed between the drain and the gate of the driving TFT in the driving state of the driving TFT; And a current flowing from the third node connected to the drain of the driving TFT through the channel to the second node connected to the gate of the driving TFT to compensate for the threshold voltage Vth of the driving TFT. It characterized in that it comprises a step.

본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광장치의 구동방법은 상기 플로팅 구간에서, 상기 가변 커패시터의 캡 온(cap On)에 의해 구동 전원 라인으로부터 공급되는 구동 전압(VDD)의 드랍이 보상되는 것을 특징으로 한다.In the method of driving an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention, a drop of a driving voltage VDD supplied from a driving power line is compensated for by the cap on of the variable capacitor in the floating period. do.

본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광장치의 구동방법은 발광 구간에서, 상기 드라이빙 TFT의 드레인과 유기 발광 다이오드(OLED) 사이에 형성된 스위칭 TFT가 상기 EM 신호에 의해 턴온 되고, 프로그래밍 구간에 스토리지 커패시터에 충전되어 상기 제2 노드로 전달된 전하와 상기 플로팅 구간에 보상된 전압을 통해 상기 유기 발광 다이오드의 발광이 이루어지는 것을 특징으로 한다.In a method of driving an organic light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention, a switching TFT formed between a drain of the driving TFT and an organic light emitting diode (OLED) is turned on by the EM signal in a light emitting period, and is connected to a storage capacitor in a programming period. The organic light emitting diode emits light through charges charged and transferred to the second node and a voltage compensated for the floating period.

실시 예에 따른 본 발명은 드라이빙 TFT의 열화에 따른 문턱 전압(Vth)의 편차를 개선하고, 문턱 전압의 센싱율 높일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the deviation of the threshold voltage Vth due to deterioration of the driving TFT may be improved, and the sensing rate of the threshold voltage may be increased.

실시 예에 따른 본 발명은 발광 구간에서 드라이빙 TFT의 문턱 전압의 보상 능력을 향상시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the compensating ability of the threshold voltage of the driving TFT in the emission period may be improved.

실시 예에 따른 본 발명은 콘트라스트를 높여 유기 발광장치의 표시품질을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the display quality of the organic light emitting device may be improved by increasing the contrast.

실시 예에 따른 본 발명은 드라이빙 TFT의 문턱 전압의 편차를 보상시키면서도 데이터 전압의 레인지를 줄여 구동 효율성을 높일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the driving efficiency can be increased by reducing the range of the data voltage while compensating for the deviation of the threshold voltage of the driving TFT.

실시 예에 따른 본 발명은 드라이빙 TFT의 문턱 전압의 보상율을 높이고, 구동 전압(VDD)의 드랍을 줄여 유기 발광장치의 수명을 증가시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the lifetime of the organic light emitting device may be increased by increasing the compensation rate of the threshold voltage of the driving TFT and reducing the drop of the driving voltage VDD.

위에서 언급된 본 발명의 특징 및 효과들 이외에도 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 효과들이 새롭게 파악 될 수도 있을 것이다.Other features and effects of the present invention may be newly understood through the embodiments of the present invention in addition to the features and effects of the present invention mentioned above.

도 1은 종래 기술에 따른 유기 발광장치의 화소를 나타내는 회로도.
도 2는 종래 기술에 따른 유기 발광장치의 구동 타이밍을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광장치의 화소를 나타내는 회로도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광장치의 구동 타이밍을 나타내는 도면.
도 5 내지 도 8은 도 4의 구동 타이밍에 따른 유기 발광장치의 구동방법을 나타내는 도면.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광장치와 이의 구동방법의 효과를 나타내는 도면.1 is a circuit diagram illustrating a pixel of an organic light emitting device according to the prior art.
2 is a view showing a driving timing of an organic light emitting device according to the prior art.
3 is a circuit diagram illustrating a pixel of an organic light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating a driving timing of an organic light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 to 8 illustrate a method of driving an organic light emitting device according to the driving timing of FIG. 4.
9 to 12 are views showing the effects of an organic light emitting device and a driving method thereof according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광장치와 이의 구동방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an organic light emitting diode and a driving method thereof according to an exemplary embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광장치의 화소를 나타내는 회로도이다. 도 3에서는 유기 발광장치의 전체 화소 중 하나의 화소를 도시하고 있다.3 is a circuit diagram illustrating a pixel of an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention. 3 illustrates one pixel of all pixels of the organic light emitting device.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광장치는 게이트 라인(102, scan), EM 라인(104), 데이터 라인(106), 구동 전원 라인(108, VDD), 기준 전원 라인(109), 복수의 TFT(ST1 ~ ST5, DT1), 복수의 커패시터(Cst1, Cst2), 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 3, an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention may include a gate line 102, a scan line, an EM line 104, a data line 106, a driving power line 108, and a reference power line (VDD). 109, a plurality of TFTs ST1 to ST5 and DT1, a plurality of capacitors Cst1 and Cst2, and an organic light emitting diode OLED.

상기 게이트 라인(102)은 스캔 신호가 인가되는 배선으로서, 게이트 라인(102)에 인가되는 스캔 신호를 통해 제1 TFT(110), 제3 TFT(130), 제5 TFT(130)를 구동시킨다.The gate line 102 is a wiring to which a scan signal is applied, and drives the first TFT 110, the third TFT 130, and the fifth TFT 130 through the scan signal applied to the gate line 102. .

상기 데이터 라인(106)은 드라이빙 TFT(160)를 구동시키기 위한 데이터 전압(Vdata)을 제1 노드(a node)에 인가되는 배선으로서, 데이터 라인(106)은 화소 내에서 게이트 라인(102) 및 EM 라인(104)과 교차하도록 배열되어 있다.The data line 106 is a wiring for applying a data voltage Vdata for driving the driving TFT 160 to a first node. The data line 106 is a gate line 102 and a pixel in a pixel. It is arranged to intersect the EM line 104.

여기서, 상기 제1 노드(a node)는 제1 스위칭 TFT(110)의 드레인과 제2 스위칭 TFT(120)의 드레인 사이에 형성되고, 스토리지 커패시터(170)의 일측 단자와 접속된다.Here, the first node (a node) is formed between the drain of the first switching TFT 110 and the drain of the second switching TFT 120, and is connected to one terminal of the storage capacitor 170.

상기 EM 라인(104)은 발광 신호(EM)가 인가되는 배선으로서, 상기 발광 신호(EM)를 통해 제2 TFT(120), 제4 TFT(102)를 구동시킨다. 여기서, EM 라인(104)은 화소 내에서 게이트 라인(102)과 나란히 배열되어 있다.The EM line 104 is a wiring to which a light emission signal EM is applied, and drives the second TFT 120 and the fourth TFT 102 through the light emission signal EM. Here, the EM line 104 is arranged in parallel with the gate line 102 in the pixel.

기준 전원 라인(109) 및 구동 전원 라인(108, VDD)은 각각 기준 전압(Vref) 및 구동 전압(VDD)이 인가되는 배선으로서, 화소 내에서 데이터 라인(106)과 나란히 배열되어 있다.The reference power line 109 and the driving power lines 108 and VDD are wirings to which the reference voltage Vref and the driving voltage VDD are applied, respectively, and are arranged in parallel with the data lines 106 in the pixel.

복수의 TFT(ST1 ~ ST5, D1)는 제1 내지 제6 TFT(110 ~ 160)로 구성되며, 이하, 제1 내지 제5 TFT(110 ~ 150)를 스위칭 TFT, 제6 TFT(160)를 드라이빙 TFT로 약칭하기로 한다. 여기서, 복수의 TFT(110 ~ 160)는 PMOS로 형성될 수 있다.The plurality of TFTs ST1 to ST5 and D1 include first to sixth TFTs 110 to 160. Hereinafter, the first to fifth TFTs 110 to 150 may be switched to the TFT and the sixth TFT 160. Abbreviated as driving TFT. Here, the plurality of TFTs 110 to 160 may be formed of PMOS.

제1 스위칭 TFT(110)는 게이트 라인(102)으로부터 인가되는 스캔 신호에 따라 스위칭되어 데이터 전압(Vdata)을 제1 노드(a node)로 공급한다.The first switching TFT 110 is switched according to the scan signal applied from the gate line 102 to supply the data voltage Vdata to the first node a node.

제2 스위칭 TFT(120)는 EM 라인(104)으로부터 인가되는 발광 신호(EM)에 따라 스위칭되어, 기준 전원 라인(109)에 인가되는 기준 전압(Vref)을 제1 노드(a node)로 공급한다. 즉, 기준 전압(Vref)을 스토리지 커패시터(170)의 일측 단자에 공급한다.The second switching TFT 120 is switched according to the light emission signal EM applied from the EM line 104 to supply the reference voltage Vref applied to the reference power supply line 109 to the first node a node. do. That is, the reference voltage Vref is supplied to one terminal of the storage capacitor 170.

제3 스위칭 TFT(130)는 게이트 라인(102)으로부터 인가되는 스캔 신호에 따라 스위칭되어, 후술되는 드라이빙 TFT(160)를 다이오드 커넥션 시킨다. 이때, 드라이빙 TFT(160)는 구동 전원 라인(108)으로부터의 구동 전원(VDD)을 제3 노드(mdtd node)로 공급한다.The third switching TFT 130 is switched according to the scan signal applied from the gate line 102 to diode-connect the driving TFT 160 to be described later. In this case, the driving TFT 160 supplies the driving power supply VDD from the driving power supply line 108 to the third node (mdtd node).

즉, 제3 스위칭 TFT(130)는 드라이빙 TFT(160)가 다이오드 커넥션되고 제4 스위칭 TFT(140)가 오프 구동될 때 구동 전원 라인(108)로부터의 구동 전압(VDD)을 제2 노드(b node)에 공급하게 된다.That is, the third switching TFT 130 receives the driving voltage VDD from the driving power supply line 108 when the driving TFT 160 is diode-connected and the fourth switching TFT 140 is driven off. node).

이때, 제3 노드(mdtd node)에 공급된 구동 전원(VDD)은 제3 스위칭 TFT(130)를 경유하여 제2 노드(b node)에 공급되어 제2 노드(b node)의 전압을 드라이빙 TFT(160)의 문턱 전압(Vth)으로 높인다.In this case, the driving power supply VDD supplied to the third node (mdtd node) is supplied to the second node (b node) via the third switching TFT 130 to drive the voltage of the second node (b node). The threshold voltage Vth of 160 is increased.

여기서, 제3 스위칭 TFT(130)의 소스 및 드라이빙 TFT(160)의 드레인은 제3 노드(mdtd node)에 접속되고, 제3 스위칭 TFT(130)의 드레인은 제2 노드(b node)에 접속된다.Here, the source of the third switching TFT 130 and the drain of the driving TFT 160 are connected to a third node (mdtd node), and the drain of the third switching TFT 130 is connected to a second node (b node). do.

제4 스위칭 TFT(140)는 EM 라인(104)에 인가되는 발광 신호(EM)에 따라 스위칭되어, 구동 전류를 유기 발광 다이오드(OLED)에 공급한다.The fourth switching TFT 140 is switched according to the light emission signal EM applied to the EM line 104 to supply a driving current to the organic light emitting diode OLED.

여기서, 제4 스위칭 TFT(140)의 소스는 상기 제3 노드(mdtd node)에 접속되고, 드레인은 유기 발광 다이오드(190, OLED)에 접속된다.Here, the source of the fourth switching TFT 140 is connected to the third node (mdtd node) and the drain is connected to the organic light emitting diode 190 (OLED).

제5 스위칭 TFT(150)는 게이트 라인(102)으로부터의 스캔 신호에 따라 스위칭되어, 기준 전원 라인(109)으로부터의 기준 전압(Vref)을 제4 스위칭 TFT(140)의 드레인과 유기 발광 다이오드(OLED) 사이에 형성된 제4 노드(c node)에 공급한다.The fifth switching TFT 150 is switched in accordance with the scan signal from the gate line 102 to transfer the reference voltage Vref from the reference power supply line 109 to the drain of the fourth switching TFT 140 and the organic light emitting diode ( It supplies to the 4th node (c node) formed between OLED.

여기서, 상기 제5 스위칭 TFT(150)는 1 프레임 기간 중 초기화 기간에 유기 발광 다이오드(OLED)를 초기화 시키는 역할을 한다.Here, the fifth switching TFT 150 plays a role of initializing the organic light emitting diode OLED in an initialization period of one frame period.

상기 스토리지 커패시터(170) 및 가변 커패시터(180)는 드라이빙 TFT(160)의 게이트 전압 즉, 드라이빙 TFT(160)의 문턱 전압(Vth)를 일정 기간 동안 유지시키는 역할을 한다.The storage capacitor 170 and the variable capacitor 180 maintain the gate voltage of the driving TFT 160, that is, the threshold voltage Vth of the driving TFT 160 for a predetermined period of time.

스토리지 커패시터(170)는 제1 노드(a node)와 제2 노드(b node) 사이에 형성된다. 이러한, 스토리지 커패시터(170)의 일측 단자는 제1 노드(a node)에 접속되고, 타측 단자는 제2 노드(b node)에 접속된다.The storage capacitor 170 is formed between the first node (a node) and the second node (b node). One terminal of the storage capacitor 170 is connected to a first node (a node) and the other terminal is connected to a second node (b node).

스토리지 커패시터(170)는 가변 커패시터(180)와의 커플링에 의해 문턱 전압(Vth)이 보상된 데이터 전압(Vdata)을 제2 노드(b node) 즉, 드라이빙 TFT(160)의 게이트에 공급한다.The storage capacitor 170 supplies the data voltage Vdata of which the threshold voltage Vth is compensated by the coupling with the variable capacitor 180 to the gate of the second node b, that is, the driving TFT 160.

가변 커패시터(180)는 제2 노드(b node)와 구동 전압(VDD) 사이 즉, 드라이빙 TFT(160)의 게이트와 소스 사이에 형성된다. 이러한, 가변 커패시터(180)의 일측 단자는 구동 전원 라인(108)과 접속되고, 타측 단자는 스토리지 커패시터(170)의 타측 단자와 드라이빙 TFT(160)의 게이트 사이에 형성된 제2 노드(b node)에 접속된다.The variable capacitor 180 is formed between the second node b node and the driving voltage VDD, that is, between the gate and the source of the driving TFT 160. One terminal of the variable capacitor 180 is connected to the driving power line 108, and the other terminal is a second node (b node) formed between the other terminal of the storage capacitor 170 and the gate of the driving TFT 160. Is connected to.

가변 커패시터(180)는 초기화 기간 이후 스캔 신호의 오프(off) 시, 캡(cap)이 형성되어 상기 제2 노드(b node)의 전압이 급격하게 상승 또는 하강하는 것을 방지시키고 일정 전압으로 유지(holding)되도록 한다.When the scan signal is turned off after the initialization period, the variable capacitor 180 has a cap to prevent the voltage of the second node (b node) from rising or falling abruptly and to maintain a constant voltage ( holding).

이러한, 가변 커패시터(180)는 후술되는 드라이빙 TFT(160)의 게이트와 소스 간에 형성되는 전압(Vgs)이 구동 전압(VDD) + 문턱 전압(Vth) 이상인 경우에 캡(cap)이 형성되다. 한편, 구동 전압(VDD) + 문턱 전압(Vth) 미만인 경우에는 가변 커패시터(180)의 캡(cap)이 형성이 형성되지 않는다. 즉, 가변 커패시터(180)는 인가되는 전압에 따라 캡(cap)이 가변적으로 형성(variable capacitance)된다.The variable capacitor 180 has a cap formed when the voltage Vgs formed between the gate and the source of the driving TFT 160 to be described later is equal to or higher than the driving voltage VDD + threshold voltage Vth. On the other hand, when the driving voltage VDD is less than the threshold voltage Vth, the cap of the variable capacitor 180 is not formed. That is, the variable capacitor 180 has a variable capacitance in accordance with the applied voltage (cap).

여기서, 가변 커패시터(180)는 액티브층과 게이트 메탈 사이에 절연층을 개재하는 구조로 형성될 수 있고, 게이트 메탈과 소스/드레인 메탈 사이에 절연층을 개재하는 구조로도 형성될 수 있다.Here, the variable capacitor 180 may be formed to have a structure between the active layer and the gate metal with an insulating layer, and may be formed with a structure having an insulating layer between the gate metal and the source / drain metal.

복수의 TFT(110 ~ 160)가 P 타입(P type)인 경우에 가변 커패시터(180)는 게이트 메탈과 소스 메탈 사이에 절연층이 개재된 구조로 형성될 수 있다. 한편, 복수의 TFT(110 ~ 160)가 N 타입(N type)인 경우에 가변 커패시터(180)는 게이트 메탈과 드레인 메탈 사이에 절연층이 개재된 구조로 형성될 수 있다.When the plurality of TFTs 110 to 160 are P type, the variable capacitor 180 may have a structure in which an insulating layer is interposed between the gate metal and the source metal. Meanwhile, when the plurality of TFTs 110 to 160 are N type, the variable capacitor 180 may have a structure in which an insulating layer is interposed between the gate metal and the drain metal.

유기 발광 다이오드(190, OLED)는 상기 제4 스위칭 TFT(140)의 턴-온에 의해 공급되는 구동 전류를 통해 발광하고, 유기 발광장치는 각 화소에 형성된 유기 발광 다이오드(190, OLED)의 발광을 이용하여 화상을 구현하게 된다.The organic light emitting diode 190 (OLED) emits light through a driving current supplied by the turn-on of the fourth switching TFT 140, and the organic light emitting device emits light of the organic light emitting diodes 190 (OLED) formed in each pixel. The image is implemented using.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광장치의 구동 타이밍을 나타내는 도면이고, 도 5 내지 도 8은 도 4의 구동 타이밍에 따른 유기 발광장치의 구동방법을 나타내는 도면이다. 이하, 도 4 내지 도 8을 결부하여 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광장치의 구동방법에 대하여 설명하기로 한다.4 is a view illustrating a driving timing of an organic light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 5 to 8 are views illustrating a method of driving an organic light emitting device according to the driving timing of FIG. 4. Hereinafter, a driving method of an organic light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 8.

도 4에 도시된 바와 같이, 유기 발광장치는 1 프레임 기간을 복수의 구간으로 나누어 유기 발광 다이오드(190, OLED)의 발광을 제어한다.As shown in FIG. 4, the organic light emitting device controls light emission of the organic light emitting diode 190 by dividing one frame period into a plurality of sections.

제1 구간(①)은 초기화(Initializing) 구간으로, EM 라인(104)의 발광 신호(EM)가 공급(On)되어 제2 스위칭 TFT(120) 및 제4 스위칭 TFT(140)가 턴-온된다.The first period ① is an initializing period, and the light emission signal EM of the EM line 104 is supplied (On) so that the second switching TFT 120 and the fourth switching TFT 140 are turned on. do.

이때, 게이트 라인(120)의 스캔 신호(scan)는 초기 일정 기간 동안에는 공급되지 않다가, 이후 초기화 기간에 스캔 신호(scan)가 공급(On)되어 제1 스위칭 TFT(110), 제3 스위칭 TFT(130) 및 제5 스위칭 TFT(150)가 턴-온된다.In this case, the scan signal scan of the gate line 120 is not supplied during an initial predetermined period, and then a scan signal scan is supplied (On) during an initial period, so that the first switching TFT 110 and the third switching TFT are supplied. 130 and the fifth switching TFT 150 are turned on.

발광 신호(EM) 및 스캔 신호(scan)가 공급되어 제1 스위칭 TFT 내지 제5 스위칭 TFT(110 ~ 150)가 턴온 되면, 기준 전원 라인(109)으로부터의 기준 전압(Vref)이 제4 스위칭 TFT(140)의 드레인과 유기 발광 다이오드(OLED) 사이에 형성된 제4 노드(c node)에 공급된다. 이를 통해, 이전 프레임 기간에 유기 발광 다이오드(OLED)에 형성되어 있던 전압을 초기화(reset) 시킨다.When the light emission signal EM and the scan signal are supplied and the first to fifth switching TFTs 110 to 150 are turned on, the reference voltage Vref from the reference power supply line 109 becomes the fourth switching TFT. It is supplied to a fourth node (c node) formed between the drain of 140 and the organic light emitting diode (OLED). As a result, the voltage formed in the organic light emitting diode OLED in the previous frame period is reset.

즉, 초기화 구간에서 EM 라인(104)으로 발광 신호(EM)가 인가되어 제4 스위칭 TFT(140)가 턴-온 상태가 되기 때문에, 제2 노드(b node)의 전압이 제4 노드(c node)로 빠지게 된다.That is, since the light emission signal EM is applied to the EM line 104 in the initialization period and the fourth switching TFT 140 is turned on, the voltage of the second node b node becomes the fourth node c. node).

제2 구간(②)은 프로그래밍(programming) 및 센싱(sensing) 구간으로, 유기 발광 다이오드(190)의 발광을 위한 구동 전압을 화소에 프로그래밍하고, 드라이빙 TFT(160)의 문턱 전압(Vth)을 센싱 한다.The second section ② is a programming and sensing section. The driving voltage for emitting light of the organic light emitting diode 190 is programmed into the pixel, and the threshold voltage Vth of the driving TFT 160 is sensed. do.

도 5에 도시된 바와 같이, 게이트 라인(102)으로 스캔 신호(scan)를 공급하는 상태를 유지하여, 제1 스위칭 TFT(110), 제3 스위칭 TFT(130) 및 제5 스위칭 TFT(150)의 온(On) 상태가 유지되도록 한다. 다만, EM 라인(104)의 발광 신호(EM)를 차단(Off)하여 제2 스위칭 TFT(120) 및 제4 스위칭 TFT(140)는 오프(Off) 상태가 되도록 한다.As shown in FIG. 5, the first switching TFT 110, the third switching TFT 130, and the fifth switching TFT 150 are maintained by supplying a scan signal to the gate line 102. To keep the On state. However, the second switching TFT 120 and the fourth switching TFT 140 are turned off by blocking the light emission signal EM of the EM line 104.

이때, 제1 스위칭 TFT(110)가 온(On) 상태가 되어 제1 노드(a node)에는 데이터 전압(Vdata)이 공급된다. 또한, 드라이빙 TFT(160)가 다이오드 커넥션 되고 제3 스위칭 TFT(130)가 온(On) 상태가 되어, 제2 노드(b node) 전압은 드라이빙 TFT(160)의 문턱 전압(Vth)으로 높아진다.At this time, the first switching TFT 110 is turned on, and the data voltage Vdata is supplied to the first node a node. In addition, the driving TFT 160 is diode-connected and the third switching TFT 130 is turned on, so that the second node (b node) voltage is increased to the threshold voltage Vth of the driving TFT 160.

즉, 제1 스위칭 TFT(110) 및 제3 스위칭 TFT(130)가 온(On) 상태가 되면서, 드라이빙 TFT(160)의 게이트와 소스 간의 전압(Vgs)이 구동 전압(VDD) + 문턱 전압(Vth)으로 형성되어 가변 커패시터(180)의 캡(cap)이 형성된다.That is, while the first switching TFT 110 and the third switching TFT 130 are turned on, the voltage Vgs between the gate and the source of the driving TFT 160 is the driving voltage VDD + the threshold voltage ( Vth) to form a cap of the variable capacitor 180.

제2 노드(b node)에 가변 커패시터(180)에 의한 전압 분배가 이루어져 제2 노드(b node) 전압을 문턱 전압(Vth)으로 높이게 된다. 이때, 게이트와 소스 간의 전압(Vgs)을 이용하여 문턱 전압(Vth)을 센싱할 수 있다.The voltage distribution by the variable capacitor 180 is performed at the second node b node to increase the voltage of the second node b to the threshold voltage Vth. In this case, the threshold voltage Vth may be sensed using the voltage Vgs between the gate and the source.

제3 구간(③)은 플로팅(floating) 구간으로, 데이터 전압(Vdata)을 유지(holding)시키고, 문턱 전압(Vth)을 보상시키는 구간이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 발광 신호(EM) 및 스캔 신호(scan)가 오프(Off)되어 스토리지 커패시터(170) 및 가변 커패시터(180)에 의해 제2 노드(b node)의 전압이 유지됨과 아울러, 문턱 전압(Vth)이 보상된다.The third section ③ is a floating section, in which the data voltage Vdata is held and the threshold voltage Vth is compensated for. As shown in FIG. 4, the light emission signal EM and the scan signal are turned off to maintain the voltage of the second node b by the storage capacitor 170 and the variable capacitor 180. In addition, the threshold voltage Vth is compensated.

도 6을 참조하면, 스캔 신호(scan)가 오프(Off) 즉, 하이(high) 신호가 인가되어 제3 스위칭 TFT(130)가 오프되면, 제3 스위칭 TFT(130)의 플로팅(floating) 상태에서 제3 스위칭 TFT(130)의 게이트에 인가되는 전압이 로우(low)에서 하이(high)로 변화됨으로 인해, 제2 노드(b node) 및 제3 노드(mdtd node)의 전압도 로우에서 하이로 변화되게 된다.Referring to FIG. 6, when the scan signal is off, that is, a high signal is applied and the third switching TFT 130 is turned off, the floating state of the third switching TFT 130 is floating. Since the voltage applied to the gate of the third switching TFT 130 is changed from low to high, the voltages of the second node (b node) and the third node (mdtd node) are also low to high. Will be changed to

스캔 신호가 하이로 인가(Off) 시, 제2 노드(b node)의 전압이 구동 전압(Vdd) + 문턱 전압(|Vth|) 보다 높은 경우, 제2 노드(b node)와 구동 전압(VDD) 사이 즉, 드라이빙 TFT(160)의 게이트 소스 간에 가변 커패시터(180)의 캡이 형성(On)되어 제2 노드(b node)의 전압이 급격하게 상승 또는 하강하는 것을 방지하고, 일정 전압이 유지(holding)되도록 한다.When the scan signal is high (Off), when the voltage of the second node (b node) is higher than the driving voltage (Vdd) + threshold voltage (| Vth |), the second node (b node) and the driving voltage (VDD) ), That is, a cap of the variable capacitor 180 is formed (On) between the gate source of the driving TFT 160 to prevent the voltage of the second node (b node) from rising or falling rapidly, and the constant voltage is maintained. to be held.

이때, 드라이빙 TFT(160)의 다이오드 커넥션 상태에서, 드라이빙 TFT(160)의 다이오드 커넥션의 끝단에 위치한 제3 노드(mdtd node)의 전압이 제2 노드(b node)의 전압보다 높아지게 되어 제3 스위칭 TFT(130)의 소스에서 드레인으로 채널이 형성된다.At this time, in the diode connection state of the driving TFT 160, the voltage of the third node (mdtd node) located at the end of the diode connection of the driving TFT 160 is higher than the voltage of the second node (b node) so that the third switching A channel is formed from the source to the drain of the TFT 130.

제3 스위칭 TFT(130)의 소스에서 드레인으로 채널이 형성되면, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제3 노드(mdtd node)로부터 제2 노드(b node)로 전류(i)가 흐르게 되어, 제2 노드(b node)에는 데이터 전압(Vdata)에 따른 전하(Q)에 상기 전류(i)에 따른 전하(?Q)가 더해지게 된다. 이에 따라, 드라이빙 TFT(160)의 문턱 전압(Vth)이 보상되고, 이후 발광 구간에서 데이터 전압(Vdata)의 전달율이 향상되게 된다.When a channel is formed from the source to the drain of the third switching TFT 130, as shown in FIGS. 6 and 8, the current i flows from the third node (mdtd node) to the second node (b node). Accordingly, the charge Q according to the current i is added to the charge Q according to the data voltage Vdata. As a result, the threshold voltage Vth of the driving TFT 160 is compensated, and then the transfer rate of the data voltage Vdata is improved in the emission period.

이어서, 제4 구간(④)은 발광 구간으로, EM 라인(104)으로 발광 신호(EM)가 인가되어 제2 스위칭 TFT(120) 및 제4 스위칭 TFT(140)가 온(On) 상태가 된다.Subsequently, the fourth period ④ is a light emission period, and the light emission signal EM is applied to the EM line 104 so that the second switching TFT 120 and the fourth switching TFT 140 are turned on. .

이때, 제2 스위칭 TFT(120)가 온(On)되어 제1 노드(a node)에 기준 전압(Vref)이 공급되면, 기준 전압(Vref)과 데이터 전압(Vdata)의 차이의 전압(Vref-Vdata)과 스토리지 커패시터(170)의 전하가 제2 노드(b node)로 전달되고, 제4 스위칭 TFT(140)가 온(On) 상태가 되어 유기 발광 다이오드(190)가 발광하게 된다. 제4 구간(발광 구간)에는 가변 커패시터(180)가 플로팅 되어 캡이 오프(Off) 상태가 된다.At this time, when the second switching TFT 120 is turned on and the reference voltage Vref is supplied to the first node a node, the voltage Vref− is the difference between the reference voltage Vref and the data voltage Vdata. Vdata) and charges of the storage capacitor 170 are transferred to the second node (b node), and the fourth switching TFT 140 is turned on so that the organic light emitting diode 190 emits light. In the fourth section (light emitting section), the variable capacitor 180 is floated to turn off the cap.

여기서, 상술한 제3 구간(③)에서 제3 노드(mdtd node)에서 제2 노드(b node)로 유입된 전류(i)에 의해 드라이빙 TFT(160)의 문턱 전압(Vth)의 보상이 높아져 유기 발광 다이오드(190)의 발광 효율이 향상되게 된다.Here, the compensation of the threshold voltage Vth of the driving TFT 160 is increased by the current i introduced from the third node (mdtd node) to the second node (b node) in the above-described third period (③). The light emission efficiency of the organic light emitting diode 190 is improved.

본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광장치의 화소에서 가변 커패시터(180)가 없을 경우, 스토리지 커패시터(170)에 의해 구동 전압(VDD)이 드랍(drop)이 일정부분 보상될 수 있다.When there is no variable capacitor 180 in the pixel of the organic light emitting diode according to the embodiment of the present invention, a drop of the driving voltage VDD may be partially compensated by the storage capacitor 170.

하지만, 상술한 제2 구간(센싱 구간)에서 검출한 드라이빙 TFT(160)의 문턱 전압(VDD + Vth)이 발광 구간에서 센싱율이 감소되는 문제점이 발생될 수 있다.However, a problem may occur in that a sensing rate of the threshold voltage VDD + Vth of the driving TFT 160 detected in the above-described second period (sensing period) is reduced in the emission period.

여기서, 문턱 전압의 센싱율은 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.Here, the sensing rate of the threshold voltage may be expressed by Equation 1 below.

Figure pat00001
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도 9를 참조하면, 드라이빙 TFT(160)의 다이오드 커넥션을 통해서 제2 노드(b node)에 저장된 문턱 전압(Vth)의 센싱율 즉, 상술한 센싱 구간에서의 문턱 전압(Vth)의 센싱율은 100% 미만이다.Referring to FIG. 9, the sensing rate of the threshold voltage Vth stored in the second node b node through the diode connection of the driving TFT 160, that is, the sensing rate of the threshold voltage Vth in the above-described sensing period is Less than 100%.

또한, 상술한 제3 구간(③)에서 플로팅 상태인 제1 노드(a node), 제2 노드(b node) 및 제3 노드(mdtd node)가 상호 캡 커플링 되어 제3 스위칭 TFT(130)이 전압이 스캔 신호 전압 이상으로 상승(≥ scan V)하게 된다.In addition, in the above-described third section ③, the first node (a node), the second node (b node) and the third node (mdtd node) in a floating state are mutually cap-coupled to the third switching TFT 130. This voltage rises above the scan signal voltage (≥ scan V).

이때, 제2 노드(b node)의 전압이 제3 노드(mdtd node) 보다 상대적으로 크게 증가되어 제2 노드(b node)로부터 제3 노드(mdtd node)로 누설 전류(i)가 흐르게 된다. 이에 따라, 문턱 전압(Vth)의 센싱율 및 문턱 전압(Vth)의 보상 능력이 떨어지게 된다.At this time, the voltage of the second node (b node) is relatively larger than the third node (mdtd node) so that the leakage current (i) flows from the second node (b node) to the third node (mdtd node). Accordingly, the sensing rate of the threshold voltage Vth and the compensating ability of the threshold voltage Vth are reduced.

아울러, TFT 자체의 캡(cap)이나 기생 캡(cap) 등에 의해 구동 전압(VDD)의 보상율은 100% 미만이 되게 된다. 문턱 전압(Vth)의 센싱율이 더 낮아질 경우에는 문턱 전압(Vth)의 센싱 및 보상에 심각한 문제가 초래된다.In addition, the compensation ratio of the driving voltage VDD becomes less than 100% by the cap of the TFT itself, the parasitic cap, or the like. When the sensing rate of the threshold voltage Vth is lowered, serious problems arise in sensing and compensation of the threshold voltage Vth.

결과적으로 제2 노드(b node)로부터 제3 노드(mdtd node)로 흐르는 누설 전류(i)만큼 문턱 전압(Vth)의 보상율이 낮아지고, 제4 구간(발광 구간)에서 유기 발광 다이오드(190, OLED)의 발광 효율이 낮아지게 된다.As a result, the compensation rate of the threshold voltage Vth is lowered by the leakage current i flowing from the second node b node to the third node mdtd node, and the organic light emitting diode 190, OLED's luminous efficiency is lowered.

이와 대비하여 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광장치는 제2 노드(b node)와 구동 전압(VDD) 간에 상술한 가변 커패시터(180)의 캡(cap)이 가변 적으로 형성(제3 구간에는 cap On, 제4 구간에는 cap Off)되어 구동 전압(VDD)의 드랍에 대한 보상율을 100% 이상으로 향상시킬 수 있다.In contrast, referring to FIG. 10, in the organic light emitting diode display according to an exemplary embodiment, the cap of the variable capacitor 180 may be variable between the second node b and the driving voltage VDD. Formation (cap on in the third section and cap off in the fourth section) may improve the compensation rate for the drop of the driving voltage VDD to 100% or more.

한편, 데이터 전압(Vdata)이 제1 노드(a node)에서 제2 노드(b node)로 전달될 때, 화소 내의 전체 커패시터 용량만큼 데이터 전압의 레인지(range)를 감소시킬 수 있다.On the other hand, when the data voltage Vdata is transferred from the first node (a node) to the second node (b node), the range of the data voltage may be reduced by the total capacitor capacity in the pixel.

본 발명에서는 발광 구간에서 제1 노드(a node)에서 제2 노드(b node)로 데이터 전압(Vdata)이 전달될 때, 상기 가변 커패시터(180)의 캡(cap)이 오프(Off)되어 화소 내의 전체 커패시터 용량을 감소시킨다. 따라서, 발광 구간에서 제1 노드(a node)에서 제2 노드(b node)로 전달되는 데이터 전압(Vdata)의 전달율을 높여, 유기 발광 다이오드(190, OLED)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.In the present invention, when the data voltage Vdata is transferred from the first node (a node) to the second node (b node) in the light emission period, the cap of the variable capacitor 180 is turned off (Off) pixel Reduces the total capacitor capacity in the chamber. Accordingly, the light emitting efficiency of the organic light emitting diodes 190 and OLED may be improved by increasing the transfer rate of the data voltage Vdata transferred from the first node a node to the second node b node in the emission period.

도 11은 문턱 전압(Vth)의 쉬프트(shift)에 따른 발광 구간에서 유기 발광 다이오드(190, OLED)에 흐르는 전류의 평균 비율을 도시하고 있다.FIG. 11 illustrates an average ratio of currents flowing through the organic light emitting diodes 190 and OLED in the light emission period according to the shift of the threshold voltage Vth.

도 11을 참조하면, 종래 기술의 유기 발광장치는 드라이빙 TFT의 문턱 전압(Vth)이 쉬프트(Vth 편차 발생) 됨에 따라, 유기 발광 다이오드(OLED)에 흐르는 전류의 편차가 증가하게 된다.Referring to FIG. 11, in the organic light emitting device of the related art, as the threshold voltage Vth of the driving TFT is shifted (Vth deviation occurs), the variation of the current flowing through the organic light emitting diode OLED is increased.

이와 대비하여, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 장치는 상술한 가변 커패시터(180)의 캡(cap)을 가변적으로 형성(variable cap)시킴으로, 문턱 전압(Vth)의 보상율을 높일 수 있고, 문턱 전압(Vth)의 쉬프트에 따른 유기 발광 다이오드(OLED)에 흐르는 전류의 편차가 개선되는 것을 확인할 수 있다.In contrast, the organic light emitting device according to the embodiment of the present invention may increase the compensation rate of the threshold voltage Vth by varying the cap of the variable capacitor 180. It can be seen that the variation of the current flowing through the organic light emitting diode OLED according to the shift of the voltage Vth is improved.

도 12를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 장치는 데이터 전압(Vdata)의 전달율을 높여, 데이터 전압의 레인지(data range)를 감소시킬 수 있다. 아울러, 저 계조에서 보상능력이 향상되어 표시 화면이 명암비(contrast)를 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 12, an organic light emitting diode device according to an exemplary embodiment of the present disclosure may increase a transfer rate of a data voltage Vdata to reduce a data range of the data voltage. In addition, at low gray levels, the compensating ability may be improved, and thus the display screen may improve contrast.

상술한 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광장치에서, 복수의 TFT(110 ~ 160)가 PMOS인 것을 기준으로 설명하였지만, 본 발명에 따른 유기 발광장치는 복수의 TFT(110 ~ 160)가 NMOS인 경우도 포함한다. 아울러, 유기 발광 다이오드(190, OLED)가 광을 상부로 방출하는 방식(Top emission) 및 광을 하부로 방출하는 방식(Bottom emission) 모두를 포함한다.In the above description, in the organic light emitting device according to the embodiment of the present invention, the plurality of TFTs 110 to 160 are PMOS. This includes the case of NMOS. In addition, the organic light emitting diode 190 may include both a top emission method and a bottom emission method.

본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 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.It will be understood by those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, it is to be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

본 발명의 범위는 상기 상세한 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.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

102: 게이트 라인 104: EM 라인
106: 데이터 라인 108: 구동 전원 라인
109: 기준 전원 라인 110 ~ 150: 스위칭 TFT
160: 드라이빙 TFT 170: 스토리지: 커패시터
180: 가변 커패시터 190: 유기 발광 다이오드(OLED)102: gate line 104: EM line
106: data line 108: driving power line
109: reference power line 110 to 150: switching TFT
160: driving TFT 170: storage: capacitor
180: variable capacitor 190: organic light emitting diode (OLED)

Claims (13)

제1 방향으로 이격되어 배열된 게이트 라인 및 EM 라인;
상기 게이트 라인 및 EM 라인과 교차 배열된 데이터 라인;
상기 데이터 라인과 나란히 배열된 기준 전원 라인 및 구동 전원 라인;
상기 게이트 라인, EM 라인, 데이터 라인, 기준 전원 라인, 구동 전원 라인과 개별적으로 연결되는 복수의 스위칭 TFT 및 드라이빙 TFT;
상기 복수의 스위칭 TFT 중 하나의 스위칭 TFT를 사이에 두고 상기 드라이빙 TFT와 연결되어 발광하는 유기 발광 다이오드;
상기 복수의 스위칭 TFT 중 제1 TFT의 드레인과 상기 드라이빙 TFT의 게이트 간의 제1 노드와 제2 노드 사이에 형성된 스토리지 커패시터; 및
상기 드라이빙 TFT의 게이트와 소스 간에 형성된 가변 커패시터;를 포함하고,
상기 가변 커패시터는 상기 게이트 라인에 공급되는 스캔 신호 및 상기 EM 라인에 공급되는 EM 신호가 오프(Off)되는 플로팅 구간에 캡 온되어 상기 제2 노드의 전압을 일정 전압으로 유지시키고, 상기 드라이빙 TFT의 문턱 전압(Vth)을 보상시키는 것을 특징으로 하는 유기 발광장치.Gate lines and EM lines spaced apart in a first direction;
A data line intersected with the gate line and the EM line;
A reference power line and a driving power line arranged in parallel with the data line;
A plurality of switching TFTs and driving TFTs individually connected to the gate line, EM line, data line, reference power line, and driving power line;
An organic light emitting diode connected to the driving TFT to emit light with one switching TFT among the plurality of switching TFTs interposed therebetween;
A storage capacitor formed between a first node and a second node between a drain of a first TFT and a gate of the driving TFT among the plurality of switching TFTs; And
And a variable capacitor formed between the gate and the source of the driving TFT.
The variable capacitor is capped on a floating section in which the scan signal supplied to the gate line and the EM signal supplied to the EM line are turned off to maintain the voltage of the second node at a constant voltage, An organic light emitting device, characterized in that for compensating for the threshold voltage (Vth). 제 1 항에 있어서, 상기 가변 커패시터의 캡은
상기 드라이빙 TFT의 게이트와 소스 간에 형성되는 전압(Vgs)에 따라 가변적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광장치.The method of claim 1, wherein the cap of the variable capacitor is
And an organic light emitting device configured to be variably formed according to a voltage Vgs formed between a gate and a source of the driving TFT. 제 2 항에 있어서, 상기 가변 커패시터는
상기 드라이빙 TFT의 게이트와 소스 간에 형성되는 전압(Vgs)이 구동 전압(VDD) + 문턱 전압(|Vth|) 이상인 경우에 캡 온(cap On)되는 것을 특징으로 하는 유기 발광장치.The method of claim 2, wherein the variable capacitor
And a cap-on when the voltage Vgs formed between the gate and the source of the driving TFT is equal to or greater than a driving voltage VDD + a threshold voltage | Vth |. 제 2 항에 있어서, 상기 가변 커패시터는
상기 드라이빙 TFT의 게이트와 소스 간에 형성되는 전압(Vgs)이 구동 전압(VDD) + 문턱 전압(Vth) 미만인 경우에 캡 오프(cap Off)되는 것을 특징으로 하는 유기 발광장치.The method of claim 2, wherein the variable capacitor
And cap off when the voltage Vgs formed between the gate and the source of the driving TFT is less than a driving voltage VDD + a threshold voltage Vth. 제 2 항에 있어서, 상기 가변 커패시터는
상기 게이트 라인에 공급되는 스캔 신호가 오프되고 상기 EM 라인에 공급되는 EM 신호가 온되는 발광 구간에 캡 오프되는 것을 특징으로 하는 유기 발광장치.The method of claim 2, wherein the variable capacitor
And a cap off in the light emitting period in which the scan signal supplied to the gate line is turned off and the EM signal supplied to the EM line is turned on. 제 1 항에 있어서,
상기 가변 커패시터의 일측 단자는 상기 구동 전원 라인에 연결되고, 타측 단자는 타측 단자는 상기 제2 노드에 연결되는 것을 특징으로 하는 유기 발광장치.The method of claim 1,
And one terminal of the variable capacitor is connected to the driving power line, and the other terminal of the variable capacitor is connected to the second node. 제 1 항에 있어서, 상기 가변 커패시터는
액티브층과 게이트 메탈 사이에 절연층이 개재되어 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광장치.The method of claim 1, wherein the variable capacitor
An organic light emitting device, characterized in that the insulating layer is formed between the active layer and the gate metal. 제 1 항에 있어서, 상기 가변 커패시터는
게이트 메탈과 소스/드레인 메탈 사이에 절연층이 개재되어 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광장치.The method of claim 1, wherein the variable capacitor
And an insulating layer interposed between the gate metal and the source / drain metal. 제 1 항에 있어서,
복수의 스위칭 TFT 및 드라이빙 TFT는 PMOS 또는 NMOS 인 것을 특징으로 하는 유기 발광장치.The method of claim 1,
And a plurality of switching TFTs and a driving TFT are PMOS or NMOS. 게이트 라인에 공급되는 스캔 신호가 온(On)되고 EM 라인에 공급되는 EM 신호가 오프(Off)되는 프로그래밍 구간에, 제1 노드와 제2 노드 사이에 형성된 스토리지 커패시터에 데이터 전압을 충전시키는 단계;
상기 게이트 라인에 공급되는 스캔 신호 및 EM 라인에 공급되는 EM 신호가 오프(Off)되는 플로팅 구간에, 드라이빙 TFT의 게이트와 소스 간에 형성된 가변 커패시터가 캡 온(cap On)되는 단계;
상기 드라이빙 TFT가 다이오드 커넥션 상태에서 상기 드라이빙 TFT의 드레인과 게이트 사이에 형성된 스위칭 TFT에 채널이 형성되는 단계; 및
상기 채널을 통해 상기 드라이빙 TFT의 드레인과 연결된 제3 노드로부터 상기 드라이빙 TFT의 게이트와 연결된 제2 노드로 구동 전압(VDD)에 따른 전류가 유입되어 상기 드라이빙 TFT의 문턱 전압(Vth)을 보상시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광장치의 구동방법.Charging a data voltage to a storage capacitor formed between a first node and a second node in a programming period in which a scan signal supplied to a gate line is on and an EM signal supplied to an EM line is off;
Capping a variable capacitor formed between a gate and a source of a driving TFT in a floating period in which a scan signal supplied to the gate line and an EM signal supplied to an EM line are turned off;
Forming a channel in the switching TFT formed between the drain and the gate of the driving TFT in the driving state of the driving TFT; And
Compensating the threshold voltage Vth of the driving TFT by introducing a current according to the driving voltage VDD from a third node connected to the drain of the driving TFT through the channel to a second node connected to the gate of the driving TFT; Driving method of an organic light emitting device comprising a. 제 10 항에 있어서,
상기 플로팅 구간에서, 상기 가변 커패시터의 캡 온(cap On)에 의해 구동 전원 라인으로부터 공급되는 구동 전압(VDD)의 드랍이 보상되는 것을 특징으로 하는 유기 발광장치의 구동방법.11. The method of claim 10,
And in the floating period, a drop of a driving voltage VDD supplied from a driving power line is compensated by cap on of the variable capacitor. 제 10 항에 있어서,
상기 스캔 신호는 오프 상태가 유지되고 상기 EM 신호가 온(On)되는 발광 구간에서, 가변 커패시터가 캡 오프(cap Off)되는 것을 특징으로 하는 유기 발광장치의 구동방법.11. The method of claim 10,
The scan signal is maintained in the off state, the driving method of the organic light emitting device, characterized in that the variable capacitor is cap off (cap Off) in the light emitting period when the EM signal is On. 제 12 항에 있어서, 상기 발광 구간에서,
상기 드라이빙 TFT의 드레인과 유기 발광 다이오드(OLED) 사이에 형성된 스위칭 TFT가 상기 EM 신호에 의해 턴온 되고, 프로그래밍 구간에 스토리지 커패시터에 충전되어 상기 제2 노드로 전달된 전하와 상기 플로팅 구간에 보상된 전압을 통해 상기 유기 발광 다이오드의 발광이 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 발광장치의 구동방법.The method of claim 12, wherein in the light emitting period,
The switching TFT formed between the drain of the driving TFT and the organic light emitting diode (OLED) is turned on by the EM signal, charged in a storage capacitor in a programming period, and transferred to the second node and compensated for the floating period. The organic light emitting diode driving method of the organic light emitting diode is made through.
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