KR102338942B1 - 유기발광다이오드 표시장치 및 이의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 유기발광다이오드 표시장치는 표시패널, 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 포함한다. 표시패널은 복수 개의 화소들, 화소들과 연결되는 제1 및 제2 스캔라인, 에미션라인, 기준전압라인 및 데이터라인을 포함한다. 구동트랜지스터는 노드 A에 연결되는 게이트전극과 노드 B에 연결되는 소스전극 및 고전위 구동전압 입력단과 연결되는 드레인전극을 포함한다. 제1 트랜지스터는 노드 A 및 노드 B에 접속하며, 제1 스캔라인을 통해서 입력되는 제1 스캔신호에 의해서 스위칭된다. 제2 트랜지스터는 유기발광다이오드의 애노드 전극에 접속하는 노드 C 및 노드 B에 접속하며, 에미션라인을 통해서 입력되는 에미션신호에 의해서 스위칭된다. 제3 트랜지스터는 노드 C와 기준전압라인에 접속하며, 제1 스캔신호에 의해서 스위칭된다. 제4 트랜지스터는 노드 D 및 기준전압라인에 접속되며, 에미션신호에 의해서 스위칭된다. 제5 트랜지스터는 노드 D 및 데이터라인에 접속되며, 제2 스캔라인을 통해서 입력받는 제2 스캔신호에 의해서 스위칭된다. 스토리지 커패시터는 제1 전극이 노드 A에 접속되고, 제2 전극이 노드 D에 접속한다.

Description

유기발광다이오드 표시장치 및 이의 구동방법{Organic Light Emitting Display and Driving Method thereof}
본 발명은 액티브 매트릭스 타입의 유기발광다이오드 표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
액티브 매트릭스 타입의 유기발광다이오드 표시장치는 스스로 발광하는 유기발광다이오드(OLED)(Organic Light Emitting Diode: 이하, "OLED"라 함)를 포함하며, 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 자발광 소자인 OLED는 도 1과 같은 구조를 갖는다. OLED는 애노드전극 및 캐소드전극과, 이들 사이에 형성된 유기 화합물층(HIL, HTL, EML, ETL, EIL)을 포함한다. 유기 화합물층은 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL)으로 이루어진다. 애노드전극과 캐소드전극에 구동전압이 인가되면 정공수송층(HTL)을 통과한 정공과 전자수송층(ETL)을 통과한 전자가 발광층(EML)으로 이동되어 여기자를 형성하고, 그 결과 발광층(EML)이 가시광을 발생하게 된다.
유기발광다이오드 표시장치는 OLED를 각각 포함한 화소들을 매트릭스 형태로 배열하고 비디오 데이터의 계조에 따라 화소들의 휘도를 조절한다. 화소들 각각은 게이트-소스 간 전압에 따라 OLED에 흐르는 구동전류를 제어하는 구동 트랜지스터(Thin Film Transistor), 구동 트랜지스터의 게이트-소스 간 전압을 한 프레임 동안 일정하게 유지시키는 스토리지 커패시터, 및 게이트신호에 응답하여 구동 트랜지스터의 게이트-소스 간 전압을 프로그래밍하는 적어도 하나 이상의 스위치 트랜지스터를 포함한다. 구동전류는 데이터전압에 따른 구동 트랜지스터의 게이트-소스 간 전압에 의해 결정되며, 화소의 휘도는 OLED에 흐르는 구동전류의 크기에 비례한다.
이러한 유기발광다이오드 표시장치에서는 공정 편차, 구동시간 경과에 따른 게이트-바이어스 스트레스(Gate-Bias Stress) 등의 이유로 화소들 간 구동 트랜지스터의 문턱전압이 달라져 동일한 데이터전압에 대해서도 구동전류 편차가 발생하는 문제가 있다. 이를 해결하기 구동트랜지스터의 문턱전압 변화를 샘플링하고, 문턱전압의 변화가 구동전류에 미치는 영향을 제거하기 위한 유기발광다이오드 표시장치의 화소구조를 이용하기도 한다. 종래의 문턱전압 보상을 위한 유기발광다이오드 표시장치는 화소에 데이터전압을 충전하기 이전에 구동트랜지스터의 문턱전압을 샘플링하는 샘플링 기간이 요구된다. 표시패널이 고해상도가 되면서 1 수평기간(H)이 짧아지고, 이에 따라서 샘플링 기간도 줄어들게 된다. 샘플링 기간이 줄어들면 문턱전압의 보상능력이 저하되기 때문에 표시패널의 화질품질에도 악영향을 끼친다.
본 발명은 구동트랜지스터의 문턱전압 보상을 효율적으로 할 수 있는 유기발광다이오드 표시장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시 예에 의한 유기발광다이오드 표시장치는 화소행에 따라 배열된 화소들 및 구동회로를 포함한다. 구동회로는 (j-1) 수평기간 동안에, (j-1) 번째 화소행에 배열된 화소들의 구동트랜지스터의 문턱전압을 샘플링하고 j 번째 화소행에 배열된 화소들의 구동트랜지스터 게이트 전극의 전압을 초기화한다. 그리고 구동회로는 j 수평기간 동안에, j 번째 화소행에 배열된 화소들의 구동트랜지스터의 문턱전압을 샘플링한다.
본 발명의 실시 예에 의한 유기발광다이오드 표시장치는 표시패널, 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 포함한다. 표시패널은 복수 개의 화소들, 화소들과 연결되는 제1 및 제2 스캔라인, 에미션라인, 기준전압라인 및 데이터라인을 포함한다. 화소들은 구동트랜지스터, 제1 내지 제5 트랜지스터 및 스토리지 커패시터를 포함한다. 구동트랜지스터는 노드 A에 연결되는 게이트전극과 노드 B에 연결되는 소스전극 및 고전위 구동전압 입력단과 연결되는 드레인전극을 포함한다. 제1 트랜지스터는 노드 A 및 노드 B에 접속하며, 제1 스캔라인을 통해서 입력되는 제1 스캔신호에 의해서 스위칭된다. 제2 트랜지스터는 유기발광다이오드의 애노드 전극에 접속하는 노드 C 및 노드 B에 접속하며, 에미션라인을 통해서 입력되는 에미션신호에 의해서 스위칭된다. 제3 트랜지스터는 노드 C와 기준전압라인에 접속하며, 제1 스캔신호에 의해서 스위칭된다. 제4 트랜지스터는 노드 D 및 기준전압라인에 접속되며, 에미션신호에 의해서 스위칭된다. 제5 트랜지스터는 노드 D 및 데이터라인에 접속되며, 제2 스캔라인을 통해서 입력받는 제2 스캔신호에 의해서 스위칭된다. 스토리지 커패시터는 제1 전극이 노드 A에 접속되고, 제2 전극이 노드 D에 접속한다. 게이트 구동부는 제1 및 제2 스캔라인에 각각 제1 및 제2 스캔신호를 제공하고, 에미션라인에 에미션신호를 제공한다. 데이터 구동부는 데이터라인에 데이터전압을 제공한다.
본 발명은 구동트랜지스터의 문턱전압을 샘플링하는 과정을 이전의 수평기간 동안에 수행하기 때문에, 문턱전압 샘플링 기간을 충분히 길게 확보할 수 있다. 따라서, 본 발명은 구동트랜지스터의 문턱전압 보상을 효율적으로 할 수 있다.
또한, 본 발명은 스토리지 커패시터와 접속하는 트랜지스터들을 더블 게이트 구조로 형성함으로써 누설전류로 인해서 발광 휘도가 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 OLED와 그 발광원리를 보여주는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시장치를 보여주는 도면.
도 3은 화소 어레이의 연결구조를 나타내는 모식도.
도 4는 제1 실시 예에 의한 화소 구조의 등가 회로도를 나타내는 도면.
도 5는 화소에 인가되는 게이트신호의 일 예를 보여주는 도면.
도 6a는 초기화기간에 대응되는 화소의 등가 회로도.
도 6b는 샘플링기간에 대응되는 화소의 등가 회로도.
도 6c는 발광기간에 대응되는 화소의 등가 회로도.
도 7은 제2 실시 예에 의한 화소 구조의 등가 회로도를 나타내는 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치를 나타내는 도면이고, 도 3은 화소 어레이와 게이트 구동부의 연결관계를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 화소들(PXL)이 매트릭스 형태로 배열되는 표시패널(10)과, 데이터라인들(DL)을 구동시키기 위한 데이터 구동부(12)와, 게이트라인(GL)을 구동하는 게이트 구동부(13)와, 데이터 구동부(12) 및 게이트 구동부(13)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(11)를 구비한다.
표시패널(10)은 n개의 화소행(R#j)과 m개의 화소열에 배열되는 복수 개의 화소(PXL)들, 제1 내지 제m 데이터라인(DL1~DL[m]), 게이트라인(GL)을 포함한다. 게이트라인(GL)은 n 개의 제1 스캔라인(SL1), n개의 제2 스캔라인(SL2), 제1 내지 제n 에미션라인(EL[1]~EL[n])을 포함한다. 제k 데이터라인(DL[k])은 k 번째 열의 화소들과 연결된다. j(j는 n이하의 자연수) 번째 제1 및 제2 스캔라인(SL2[j])은 j 화소행(R#j)에 배열된 화소들과 연결된다. 제j 에미션라인(EL[j])은 j 화소행(R#j)에 배열되는 화소들과 연결된다.
화소(PXL)들은 도시하지 않은 전원발생부로부터 고전위 및 저전위 구동전압(EVDD,EVSS)과 초기화전압(Vinit) 및 기준전압(Vref)을 공통으로 공급받을 수 있다. OLED의 불필요한 발광이 방지되도록 초기화전압(Vinit)은 저전위 구동전압보다 충분히 낮은 범위 내에서 선택됨이 바람직하다.
화소(PXL)를 구성하는 트랜지스터들은 산화물 반도체층을 포함하는 산화물 트랜지스터로 구현될 수 있다. 산화물 트랜지스터는 전자 이동도, 공정 편차 등을 모두 고려할 때 표시패널(10)의 대면적화에 유리하다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 트랜지스터의 반도체층을 아몰포스 실리콘 또는, 폴리 실리콘 등으로 형성할 수도 있다.
화소(PXL)들 각각은 구동 트랜지스터의 문턱전압 변화를 보상하기 위해 다수의 트랜지스터들과 스토리지 커패시터들을 포함한다. 본 발명의 실시 예에 의한 구체적인 화소구조는 후술하기로 한다.
타이밍 콘트롤러(11)는 외부로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 표시패널(10)의 해상도에 맞게 재정렬하여 데이터 구동부(12)에 공급한다. 또한, 타이밍 콘트롤러(11)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 도트클럭신호(DCLK) 및 데이터 인에이블신호(DE) 등의 타이밍 신호들에 기초하여 데이터 구동부(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)와, 게이트 구동부(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)를 발생한다.
데이터 구동부(12)는 데이터 제어신호(DDC)를 기반으로 타이밍 콘트롤러(11)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 데이터전압으로 변환한다. 데이터 구동부(12)는 데이터전압을 데이터라인(DL)에 공급한다.
게이트 구동부(13)는 게이트 제어신호(GDC)를 기반으로 스캔신호와 에미션신호를 생성한다. 게이트 구동부(13)는 스캔신호를 스캔라인(SL)에 순차적으로 제공하고, 에미션신호(EM[j])를 에미션라인(EL)에 순차적으로 제공한다. 즉, 게이트 구동부(13)는 스캔신호(SCAN)를 제1 스캔라인(SL)부터 제n 스캔라인(SL)에 순차적으로 제공하고, 에미션신호(EM[j])를 제1 에미션라인(EL)부터 제n 에미션라인(EL)에 순차적으로 제공한다. 게이트 구동부(13)는 GIP(Gate-driver In Panel) 방식에 따라 표시패널(10)의 비표시영역 상에 직접 형성될 수 있다.
게이트 구동부(13)는 도 3과 같이 n개의 제1 스캔라인들(SL1[1]~SL1[n],n은 자연수)을 구동하는 제1 스캔 구동부(131), n개의 제2 스캔라인들(SL2[1]~SL2[n])을 구동하는 제2 스캔 구동부(132), n개의 에미션라인들(EL[1]~EL[n])을 구동하는 에미션 구동부(133) 포함할 수 있다. 제1 스캔 구동부(131)은 제1 스캔신호(SCAN1)를 생성한 후 제1 스캔라인들(SL1[1]~SL1[n])에 순차적으로 공급한다. 제2 스캔 구동부(132)는 제2 스캔신호(SCAN2)를 생성한 후 제2 스캔라인들(SL2[1]~SL2[n])에 순차적으로 공급한다. 에미션 구동부(133)는 에미션신호(EM)를 생성한 후 에미션라인들(EL[1]~EL[n])에 순차적으로 공급한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 화소 구조를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 화소에 제공되는 구동신호를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하여, j번째 화소 행에서 k번째 화소 열에 배치된 화소(PXL[j,k])에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
화소(PXL[j,k])는 유기발광다이오드(OLED), 구동 트랜지스터(DT), 제1 트랜지스터(T1) 내지 제5 트랜지스터(T5) 및 스토리지 커패시터(C)를 포함한다. 본 발명의 실시 예에서는 각 트랜지스터들이 P 타입으로 구현되는 것을 개시하고 있으나, 각 트랜지스터들의 반도체 타입은 이에 한정되지 않는다. 만약 제1 트랜지스터(T1) 내지 제5 트랜지스터(T5)가 N 타입으로 구현되는 경우에는 도 5에 도시되는 게이트신호들(SCAN1[j],SCAN2[j],EM[j])은 반전되어야 한다.
유기발광다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)로부터 공급되는 구동 전류에 의해 발광한다. 도 1과 같이 OLED의 애노드전극과 캐소드전극 사이에는 다층의 유기 화합물층이 형성된다. 유기 화합물층은 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL)을 포함한다. 유기발광다이오드(OLED)의 애노드전극은 노드 D에 접속되고, 그의 캐소드전극은 저전위 구동전압(EVSS)의 입력단에 접속된다.
구동 트랜지스터(DT)는 자신의 게이트-소스 간 전압(Vgs)에 따라 유기발광다이오드(OLED)에 인가되는 구동전류를 제어한다. 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극은 노드 A에 접속되고, 소스전극은 노드 B에 접속되며, 드레인전극은 고전위 구동전압(ELVDD) 입력단에 접속된다.
제1 트랜지스터(T1)의 제1 및 제2 전극은 각각 노드 A와 노드 B에 접속되고, 게이트전극은 제1 스캔라인(SL1)에 접속된다. 즉, 제1 트랜지스터(T1)는 제1 스캔신호(SCAN1)에 의해서 스위칭되어 노드 A와 노드 B를 접속한다.
제2 트랜지스터(T2)의 제1 및 제2 전극은 각각 노드 B 및 노드 C에 접속하고, 게이트전극은 에미션라인(EL[j])에 연결된다. 즉, 제2 트랜지스터(T2)는 에미션신호(EM[j])에 응답하여 구동트랜지스터(DT)와 유기발광다이오드(OLED) 간의 전류경로를 연결한다.
제3 트랜지스터(T3)의 제1 및 제2 전극은 각각 노드 B와 유기발광다이오드(OLED)에 접속하며, 게이트전극은 제j 에미션라인(EL[j])에 접속된다. 즉, 제3 트랜지스터(T3)는 제j 에미션신호(EM[j])에 응답하여 구동트랜지스터(DT)와 유기발광다이오드(OLED) 간의 전류 경로를 스위칭한다.
제4 트랜지스터(T4)의 제1 및 제2 전극은 각각 노드 D와 기준전압라인(VRL)에 접속하며, 게이트전극은 에미션라인(EL[j])에 접속된다. 즉, 제4 트랜지스터(T4)는 에미션신호(EM)에 응답하여 기준전압(Vref)을 노드 D에 제공한다.
제5 트랜지스터(T5)의 제1 및 제2 전극은 각각 데이터라인(DL[k])과 노드 D에 접속하며, 게이트전극은 제2 스캔라인(SL2)에 접속된다. 즉, 제5 트랜지스터(T5)는 제2 스캔신호(SCAN2[j])에 응답하여 데이터전압(Vdata)을 노드 D에 제공한다.
스토리지 커패시터(C)는 노드 A와 노드 D 사이에 접속된다. 스토리지 커패시터(C)는 소스팔로워(source-follower) 방식에 따라 구동 트랜지스터의 문턱전압을 샘플링하는 데 이용된다.
제1 실시 예에서, j 번째 화소행(R#j)에 배치되는 화소의 동작을 도 5와 도 6a 내지 도 6c, 그리고 [표 1]을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 6a 내지 도 6c는 각각 구동신호에 따른 화소의 등가회로도이고, [표 1]은 화소들의 동작 기간에 대응하는 각 노드의 전위를 나타내는 표이다.
제1 실시 예의 제1 트랜지스터(T1) 내지 제5 트랜지스터(T5)는 N형 트랜지스터로 구현되기 때문에, 각 구동신호의 로우레벨 전압은 트랜지스터들의 턴-온 신호를 의미하고, 각 구동신호의 하이레벨 전압은 트랜지스터들의 턴-오프 전압을 의미한다.
각 화소들의 동작은 초기화 기간(Ti), 샘플링 기간(Ts) 및 발광기간(Te)을 포함한다. 초기화 기간(Ti)은 구동트랜지스터(DT)의 게이트전극에 접속하는 노드 A의 전압을 초기화하는 기간이다. 초기화 기간(Ti) 동안에 노드 A를 초기화하는 전압은 기준전압(Vref)을 이용할 수 있다. 샘플링 기간(Ts)은 구동트랜지스터(DT)의 문턱전압을 샘플링하고, 스토리지 커패시터(Cst)에 접속하는 노드 D에 데이터전압(Data)을 충전하는 기간이다. 발광기간(Te)은 문턱전압에 영향없이 유기발광다이오드를 발광시키는 구긴이다.
초기화 기간(Ti), 샘플링 기간(Ts) 및 발광기간(Te) 각각은 1 수평기간(1H) 동안에 수행된다. j수평기간(jH)은 j 번째 화소행(R#j)에 제j 스캔신호(SCAN[j])가 제공되는 기간으로 정의될 수 있다.
초기화 기간 샘플링 기간 발광기간
노드 A Vref ELVDD ELVDD-Vth-(Vdata-Vref)
노드 B Vref Vref Vdata
j화소행에 배열된 화소들의 초기화 기간(Ti)은 (j-1) 번째 화소행에 데이터전압을 공급하는 (j-1)번째 수평 기간([j-1]H) 동안에 수행된다.
초기화 기간(Ti) 동안에, 제1 스캔신호(SCAN1) 및 에미션신호(EM)는 온레벨 전압으로 입력되고, 제2 스캔신호(SCAN2)는 오프레벨 전압으로 입력된다. 이에 따라서, 제4 트랜지스터(T4)는 에미션신호(EM[j])에 의해서 턴-온 되어서 기준전압을 노드 D에 충전한다.
제1 트랜지스터(T1) 및 제3 트랜지스터(T3)는 제2 스캔신호(SCAN2[j])에 의해서 턴-온되고, 제2 트랜지스터(T2)는 에미션신호(EM[j])에 의해서 턴-온된다. 따라서, 초기화 기간(Ti) 동안 제1 내지 제3 트랜지스터(T1~T3)는 기준전압라인(VRL) 및 노드 A를 연결하기 때문에, 노드 A는 기준전압(Vref)으로 충전된다.
샘플링 기간(Ts)은 j번째 화소행에 배열되는 화소들에 데이터전압을 입력하는 j번째 수평 기간(jH) 동안에 수행된다.
샘플링 기간(Ts) 동안에, 제1 스캔신호(SCAN1) 및 제2 스캔신호(SCAN2[j])는 온레벨 전압으로 반전되고, 에미션신호(EM[j])는 오프레벨 전압으로 반전된다.
에미션신호(EM[j])가 로우레벨로 반전됨에 따라서 제2 트랜지스터(T2)는 턴-오프되고, 노드 B와 노드 C 간의 전류 경로는 차단된다.
샘플링 기간(Ts) 동안에, 제1 트랜지스터(T1)는 제1 스캔신호(SCAN1)에 의해서 턴-온되고 노드 A 및 노드 B는 접속된다. 이에 따라서 노드 A 및 노드 B는 다이오드 연결(Diode Connection)이 되고, 노드 A에는 고전위 구동전압(ELVDD)과 구동트랜지스터의 문턱전압(Vth)의 차이에 해당하는 "ELVDD-Vth"레벨의 전압이 충전된다.
샘플링 기간(Ts)동안에, 제5 트랜지스터(T5)는 제2 스캔신호(SCAN2[j])에 의해서 턴-온되어, 데이터라인(DL)으로부터 제공받는 데이터전압(Vdata)을 노드 D에 충전한다.
발광기간(Te)은 프로그래밍 기간(Tp) 이후부터 그 다음 프레임의 초기화 기간(Ti)까지 연속된다.
발광기간(Te) 동안, 제1 스캔신호(SCAN1) 및 제2 스캔신호(SCAN2)는 오프레벨 전압으로 반전되고, 에미션신호(EM[j])는 온레벨 전압으로 반전된다.
제4 트랜지스터(T4)는 에미션신호(EM[J])에 의해서 턴-온되어 기준전압을 노드 D에 충전한다. 따라서, 샘플링 기간(Ts) 동안에 데이터전압(Vdata)이 충전된 노드 D는 발광기간(Te)에서 기준전압(Vref)으로 변한다. 즉, 샘플링 기간(Ts)에서 발광기간(Te)이 되는 과정에서 노드 D는 데이터전압(Vdata)에서 기준전압(Vref)의 차이에 해당하는 "Vdata-Vref" 만큼 전압레벨이 변한다. 이처럼 노드 D의 전압레벨이 변하는 것에 대응하여 노드 A의 전압레벨도 변한다. 즉, 노드 A의 전압레벨은 샘플링 기간의 "ELVDD-Vth"의 전압레벨에서 "Vdata-Vref"의 변화량이 반영되어 "ELVDD-Vth-(Vdata-Vref)"의 전압레벨이 된다.
결국, 발광기간(Te) 동안에 OLED에 흐르는 구동전류(Ioled)에 대한 관계식은 아래의 수학식 1과 같이 된다.
Figure 112015062179487-pat00001
수학식 1에서, k는 구동 트랜지스터(DT)의 전자 이동도, 기생 커패시턴스 및 채널 용량 등에 의해 결정되는 비례 상수를 지시한다.
유기발광다이오드(OLED)는 이러한 구동전류 관계식에 의해 발광함으로써 원하는 계조를 표시할 수 있다. 다시 말해서, 유기발광다이오드(OLED)의 구동전류(Ioled) 관계식은 k/2(Vsg-Vth)2인데, 프로그래밍 기간(Tp)을 통해 프로그래밍 된 Vsg에는 Vth 성분이 이미 포함되어 있으므로, 최종적인 구동전류(Ioled) 관계식에서 Vth 성분은 소거되게 된다. 이는 문턱전압(Vth) 변화가 구동전류(Ioled)에 미치는 영향이 제거된 것을 나타내고 있다.
이처럼 본 발명에 의한 유기발광다이오드 표시장치에서, j 번째 화소행의 초기화 기간은 (j-1) 번째 화소행의 샘플링 기간과 중첩된다. 즉, 각 화소행의 화소들의 초기화 기간 및 샘플링 기간이 1 수평기간(1H) 동안에 수행된다. 제1 실시 예는 구동트랜지스터의 초기화 기간과 샘플링 기간을 다른 수평기간 동안에 각각 수행하여, 샘플링 기간을 충분히 확보할 수 있기 때문에 구동트랜지스터의 문턱전압 보상을 효율적으로 할 수 있다. 결국 본 발명은 발광 휘도가 왜곡되는 것을 효율적으로 개선할 수 있다.
도 7은 제2 실시 예에 의한 화소 구조를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하여, j번째 화소 행에서 k번째 화소 열에 배치된 화소(PXL[j,k])에 대해서 살펴보면 다음과 같다. 이하, 제2 실시 예에서 전술한 실시 예와 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
도 7을 참조하여, j번째 화소 행에서 k번째 화소 열에 배치된 화소(PXL[j,k])에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
화소(PXL[j,k])는 유기발광다이오드(OLED), 구동 트랜지스터(DT), 제1 트랜지스터(T1) 내지 제5 트랜지스터(T5) 및 스토리지 커패시터(C)를 포함한다. 본 발명의 실시 예에서는 각 트랜지스터들이 P 타입으로 구현되는 것을 개시하고 있으나, 각 트랜지스터들의 반도체 타입은 이에 한정되지 않는다. 만약 제1 트랜지스터(T1) 내지 제5 트랜지스터(T5)가 N 타입으로 구현되는 경우에는 도 5에 도시되는 게이트신호들(SCAN1[j],SCAN2[j],EM[j])은 반전되어야 한다.
유기발광다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)로부터 공급되는 구동 전류에 의해 발광한다.
구동 트랜지스터(DT)는 자신의 게이트-소스 간 전압(Vgs)에 따라 유기발광다이오드(OLED)에 인가되는 구동전류를 제어한다. 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극은 노드 A에 접속되고, 소스전극은 노드 B에 접속되며, 드레인전극은 고전위 구동전압(ELVDD) 입력단에 접속된다.
제1 트랜지스터(T1)의 제1 및 제2 전극은 각각 노드 A와 노드 B에 접속되고, 게이트전극은 제1 스캔라인(SL1)에 접속된다. 즉, 제1 트랜지스터(T1)는 제1 스캔신호(SCAN1)에 의해서 스위칭되어 노드 A와 노드 B를 접속한다. 제1 트랜지스터(T1)는 더블 게이트 구조로 이루어져서 누설전류를 줄일 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)가 턴-오프 된 상태에서 누설전류가 발생할 경우에는 스토리지 커패시터(C)의 전위가 변한다. 스토리지 커패시터(C)의 전위가 변하면, 구동트랜지스터(DT)의 게이트-소스 전위도 변한다. 구동트랜지스터(DT)의 게이트-소스 전위는 유기발광다이오드(OLED)의 휘도를 결정하기 때문에, 결국 제1 트랜지스터(T1)의 누설전류는 발광 휘도를 변화시킨다. 따라서, 스토리지 커패시터(C)와 접속하는 제1 트랜지스터(T1)를 더블 게이트 구조로 구성함으로써, 제1 트랜지스터(T1)의 누설전류를 줄일 수 있고, 발광 휘도가 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)의 제1 및 제2 전극은 각각 노드 B 및 노드 C에 접속하고, 게이트전극은 에미션라인(EL[j])에 연결된다. 즉, 제2 트랜지스터(T2)는 에미션신호(EM[])에 응답하여 구동트랜지스터(DT)와 유기발광다이오드(OLED) 간의 전류경로를 연결한다.
제3 트랜지스터(T3)의 제1 및 제2 전극은 각각 노드 B와 유기발광다이오드(OLED)에 접속하며, 게이트전극은 제j 에미션라인(EL[j])에 접속된다. 즉, 제3 트랜지스터(T3)는 제j 에미션신호(EM[j])에 응답하여 구동트랜지스터(DT)와 유기발광다이오드(OLED) 간의 전류 경로를 스위칭한다.
제4 트랜지스터(T4)의 제1 및 제2 전극은 각각 노드 D와 기준전압라인(VRL)에 접속하며, 게이트전극은 에미션라인(EL)에 접속된다. 즉, 제4 트랜지스터(T4)는 에미션신호(EM)에 응답하여 기준전압(Vref)을 노드 D에 제공한다.
제5 트랜지스터(T5)의 제1 및 제2 전극은 각각 데이터라인(DL)과 노드 D에 접속하며, 게이트전극은 제2 스캔라인(SL2)에 접속된다. 즉, 제5 트랜지스터(T5)는 제2 스캔신호(SCAN2[j])에 응답하여 데이터전압(Vdata)을 노드 D에 제공한다.
스토리지 커패시터(C)는 노드 A와 노드 D 사이에 접속된다. 스토리지 커패시터(C)는 소스팔로워(source-follower) 방식에 따라 구동 트랜지스터의 문턱전압을 샘플링하는 데 이용된다.
제2 실시 예는 제1 트랜지스터(T1)가 더블 게이트 구조로 이루어진 것을 나타내고 있다. 스토리지 커패시터(C)와 접속하는 트랜지스터의 누설전류가 발생하였을 때에 발광 휘도가 왜곡되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 더블 게이트 구조를 갖는 트랜지스터는 스토리지 커패시터(C)와 접속하는 다른 트랜지스터에도 적용될 수 있다.
예컨대, 도면에는 도시하지 않았지만, 제2 트랜지스터(T4) 또한 더블 게이트 구조로 형성할 수 있다. 또는 제1 트랜지스터(T1)나 제4 트랜지스터(T4) 중에서 적어도 어느 하나가 더블 게이트 구조를 갖도록 형성할 수 있다.
결국, 제1 트랜지스터(T1) 및 제4 트랜지스터(T4)의 게이트 구조는 다음의 [표 2]에 도시된 실시 예 중에서 어느 하나로 선택될 수 있다.
제1 트랜지스터 제4 트랜지스터
싱글 게이트 싱글 게이트
싱글 게이트 더블 게이트
더블 게이트 싱글 게이트
더블 게이트 더블 게이트
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 표시패널 11 : 타이밍 콘트롤러
12 : 데이터 구동부 13 : 게이트 구동부
14 : 데이터라인 15 : 게이트라인

Claims (10)

  1. 복수 개의 화소들, 상기 화소들과 연결되는 제1 및 제2 스캔라인, 에미션라인, 기준전압라인 및 데이터라인이 배치되는 표시패널;
    상기 제1 및 제2 스캔라인에 각각 제1 및 제2 스캔신호를 제공하고, 상기 에미션라인에 에미션신호를 제공하는 게이트 구동부; 및
    상기 데이터라인에 상기 데이터전압을 제공하는 데이터 구동부를 포함하고,
    상기 화소는,
    노드 A에 연결되는 게이트전극과 노드 B에 연결되는 소스전극 및 고전위 구동전압 입력단과 연결되는 드레인전극을 포함하는 구동 트랜지스터;
    상기 노드 A 및 상기 노드 B에 접속하며, 상기 제1 스캔라인을 통해서 입력되는 제1 스캔신호에 의해서 스위칭되는 제1 트랜지스터;
    유기발광다이오드의 애노드 전극에 접속하는 노드 C 및 상기 노드 B에 접속하며, 상기 에미션라인을 통해서 입력되는 에미션신호에 의해서 스위칭되는 제2 트랜지스터;
    상기 노드 C와 상기 기준전압라인에 접속하며, 상기 제1 스캔신호에 의해서 스위칭되는 제3 트랜지스터;
    상기 노드 D 및 상기 기준전압라인에 접속되며, 상기 에미션신호에 의해서 스위칭되는 제4 트랜지스터;
    상기 노드 D 및 상기 데이터라인에 접속되며, 상기 제2 스캔라인을 통해서 입력받는 제2 스캔신호에 의해서 스위칭되는 제5 트랜지스터; 및
    제1 전극이 상기 노드 A에 접속되고, 제2 전극이 노드 D에 접속하는 스토리지 커패시터를 포함하고,
    상기 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 포함하는 구동회로는,
    (j-1)(j는 자연수) 수평기간 동안에, (j-1) 번째 화소행에 배열된 화소들의 구동트랜지스터의 문턱전압을 샘플링하고, j 번째 화소행에 배열된 화소들의 구동트랜지스터 게이트 전극의 전압을 초기화하며,
    j 수평기간 동안에, 상기 j 번째 화소행에 배열된 화소들의 상기 구동트랜지스터의 문턱전압을 샘플링하는 유기발광다이오드 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동회로는 상기 j 수평기간 동안에 상기 j 번째 화소행에 배열된 화소들에 상기 데이터전압을 제공하는 유기발광다이오드 표시장치.
  3. 복수 개의 화소들, 상기 화소들과 연결되는 제1 및 제2 스캔라인, 에미션라인, 기준전압라인 및 데이터라인이 배치되는 표시패널;
    상기 제1 및 제2 스캔라인에 각각 제1 및 제2 스캔신호를 제공하고, 상기 에미션라인에 에미션신호를 제공하는 게이트 구동부; 및
    상기 데이터라인에 상기 데이터전압을 제공하는 데이터 구동부를 포함하고,
    상기 화소는
    노드 A에 연결되는 게이트전극과 노드 B에 연결되는 소스전극 및 고전위 구동전압 입력단과 연결되는 드레인전극을 포함하는 구동 트랜지스터;
    상기 노드 A 및 상기 노드 B에 접속하며, 상기 제1 스캔라인을 통해서 입력되는 제1 스캔신호에 의해서 스위칭되는 제1 트랜지스터;
    유기발광다이오드의 애노드 전극에 접속하는 노드 C 및 상기 노드 B에 접속하며, 상기 에미션라인을 통해서 입력되는 에미션신호에 의해서 스위칭되는 제2 트랜지스터;
    상기 노드 C와 상기 기준전압라인에 접속하며, 상기 제1 스캔신호에 의해서 스위칭되는 제3 트랜지스터;
    상기 노드 D 및 상기 기준전압라인에 접속되며, 상기 에미션신호에 의해서 스위칭되는 제4 트랜지스터;
    상기 노드 D 및 상기 데이터라인에 접속되며, 상기 제2 스캔라인을 통해서 입력받는 제2 스캔신호에 의해서 스위칭되는 제5 트랜지스터; 및
    제1 전극이 상기 노드 A에 접속되고, 제2 전극이 노드 D에 접속하는 스토리지 커패시터를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    (j-1) 수평기간 동안 j 화소행에 배열되는 화소들의,
    상기 제4 트랜지스터는 상기 에미션 신호에 의해서 상기 노드 D를 기준전압으로 초기화하고,
    상기 제1 및 제3 트랜지스터는 상기 제1 스캔신호에 의해서 턴-온되고 상기 제2 트랜지스터는 상기 에미션 신호에 의해서 턴-온되어서, 상기 노드 A를 상기 기준전압으로 초기화하는 유기발광다이오드 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    j 수평기간 동안 상기 j 화소행에 배열되는 화소들의
    상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 스캔신호에 의해서 턴-온되어 상기 노드 A 및 노드 B를 다이오드 연결시킴으로써, 상기 노드 A를 상기 고전위 구동전압 입력단으로부터 제공받는 고전위 구동전압으로 충전시키는 유기발광다이오드 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 j 수평기간 동안 상기 j 화소행에 배열되는 화소들의
    상기 제5 트랜지스터는 상기 제2 스캔신호에 의해서 턴-온되어 상기 데이터전압을 상기 노드 D에 충전시키는 유기발광다이오드 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    (j+1) 수평기간 동안 상기 j 화소행에 배열되는 화소들의
    제4 트랜지스터는 상기 에미션신호에 의해서 턴-온되어 상기 기준전압을 상기 노드 D에 충전시키는 유기발광다이오드 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    (j+1) 수평기간 동안 상기 j 화소행에 배열되는 화소들의
    상기 제2 트랜지스터는 상기 에미션신호에 응답하여 상기 노드 B 및 상기 노드 C를 연결하고,
    상기 j 수평기간에서 상기 (j+1) 수평기간으로 진행되는 과정에서 상기 노드 D의 전압 변화량이 상기 노드 A에 반영된 상태에서 상기 유기발광다이오드가 발광하는 유기발광다이오드 표시장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 트랜지스터 및 상기 제5 트랜지스터 중에서 적어도 어느 하나는 더블 게이트 구조인 유기발광다이오드 표시장치.
  10. (j-1)(j는 자연수) 수평기간 동안에, (j-1) 번째 화소행에 배열된 화소들의 구동트랜지스터의 문턱전압을 샘플링하고, j 번째 화소행에 배열된 화소들의 구동트랜지스터 게이트 전극의 전압을 초기화하는 제1 단계;
    j 수평기간 동안에, 상기 j 번째 화소행에 배열된 화소들의 상기 구동트랜지스터의 문턱전압을 샘플링하고, 상기 j 번째 화소행에 배열된 화소들에 데이터전압을 충전하는 제2 단계; 및
    (j+1) 수평기간 동안에, 상기 j 번째 화소행에 배열된 화소들에 충전된 상기 데이터전압을 바탕으로 유기발광다이오드를 발광시키는 제3 단계를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
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