KR20070066491A - 전압보상방식 유기전계발광소자 및 그 구동방법 - Google Patents

전압보상방식 유기전계발광소자 및 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 전압보상방식 유기전계발광소자 및 그 구동방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유기 전계발광소자는 구동용 트랜지스터의 문턱전압을 저장시에 제1 내지 제3 컬러화소별로 저장소자의 일측으로 서로 다른 전위 레벨의 프리차징 전압을 인가하여 문턱전압을 저장한 후, 저장된 문턱전압을 구동용 트랜지스터 구동시에 상쇄되도록 구동함으로써, 문턱전압과 전원전압의 전압강하에 의한 불량을 보상하며, 유기 EL의 효율차이로 발생하는 컬러별 휘도 불균일을 개선하는 효과가 있다.

Description

전압보상방식 유기전계발광소자 및 그 구동방법{Organic Elecroluminescence Device and driving method of the same}
도 1은 일반적인 유기전계발광소자의 단위화소의 등가 회로도.
도 2a 및 도 2b는 각각 종래 전압보상방식 유기전계발광소자의 단위 화소의 등가 회로도 및 신호 파형도.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기전계발광소자의 일부를 도시한 등가 회로도.
도 3b는 단위 화소의 동작을 설명하기 위한 구동 파형도.
도 4a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기전계발광소자의 일부를 도시한 등가 회로도.
도 4b는 단위 화소의 동작을 설명하기 위한 구동파형도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호설명〉
SL: 스캔 배선 SPL: 샘플링 배선
EM: 발광제어 배선 VDD: 전원전압 배선
VSS: 접지전압 DL1: 제1 데이터 배선
DL2: 제2 데이터 배선 DL3: 제3 데이터 배선
PCL: 프리차징 제어 배선 PVL1: 제1 프리차징 배선
PVL2: 제2 프리차징 배선 PVL3: 제3 프리차징 배선
PT: 프리차징 트랜지스터 T1: 제1 트랜지스터
T2: 제2 트랜지스터 T3: 제3 트랜지스터
T4: 제4 트랜지스터 C1: 제1 커패시터
C2: 제2 커패시터
본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 전압보상방식 유기전계발광소자 및 그 구동방법에 관한 것이다.
새로운 평판디스플레이 중 하나인 유기전계발광소자는 자체발광형이기 때문에 액정표시장치(LCD)에 비해 시야각, 대조비 등이 우수하며, 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하다. 또한 직류 저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르며 전부 고체이기 때문에 외부충격에 강하고 사용온도 범위도 넓으며 특히 제조비용 측면에서도 저렴한 장점을 가지고 있다.
이러한 유기전계발광소자를 구동하는 방식으로는 양극과 음극을 교차되도록 형성하고 라인을 선택하여 구동하는 단순매트릭스(passive matrix) 방식과, 박막트랜지스터(TFT)와 커패시터를 각 화소의 화소전극에 접속하여 커패시터 용량으로 구 동전압을 유지하도록 하여 구동하는 액티브 매트릭스(active matrix) 방식이 있다.
도 1은 일반적인 유기전계발광소자의 단위화소의 등가회로도이다.
도시한 바와 같이, 유기전계발광소자는 교차 구성되는 스캔 배선(SL) 및 데이터 배선(DL)과, 게이트 전극 및 소스 전극이 스캔 배선(SL) 및 데이터 배선(DL)에 연결되는 스위칭 트랜지스터(T1)와, 게이트 전극 및 소스 전극이 스위칭 트랜지스터(T1)의 드레인 전극 및 전원전압 배선(VDD)에 연결되는 구동 트랜지스터(T2)와, 구동 트랜지스터(T2)의 소스 전극과 게이트 전극 사이에 구성되는 커패시터(C)와, 구동 트랜지스터(T2)의 드레인 전극과 양극이 연결되고, 음극은 접지되는 유기 EL 소자(OLED)로 구성된다.
유기전계발광소자의 동작은 스위칭 트랜지스터(T1)가 턴-온(turn-on) 되면 데이터 전압이 구동 트랜지스터(T2)의 게이트 전극에 인가되고, 데이터 전압에 따라서 구동 트랜지스터(T2)를 통해 유기 EL 소자(OLED)에 전류가 흘러 발광함으로써, 영상을 디스플레이 하며, 커패시터(C)에 의해 일정시간 게이트 전극에 인가되는 데이터 전압을 유지하게 된다.
이 때, 유기 EL 소자에 흐르는 전류는 다음의 식으로 구해진다.
Figure 112005075295298-PAT00001
여기서, IOLED는 유기 EL 소자에 흐르는 전류, Vgs는 구동 트랜지스터(T2)의 게이트와 소스 사이의 전압, Vth는 구동 트랜지스터(T2)의 문턱전압, Vdata는 데이터 전압, β는 상수값이다.
한편, 유기전계발광소자는 제조공정의 특성상 각 구동 트랜지스터(T2)의 문턱전압(Vth)에 편차가 발생하게 되며, 문턱전압(Vth)의 편차로 인해 유기 EL 소자에 공급되는 전류량이 달라져 휘도가 달라지는 문제점이 발생하며, 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 구동 트랜지스터(T2)의 문턱전압(Vth)을 보상하는 전압보상방식의 유기전계발광소자가 제안되었다.
도 2a 및 도 2b는 각각 종래 전압보상방식 유기전계발광소자의 단위 화소의 등가 회로도 및 신호 파형도이다.
도시한 바와 같이, 교차 구성되는 제1 스캔 배선(SLn), 제2 스캔 배선(SLn-1), 전원전압 배선(VDD), 데이터 배선(DL)과 제1 내지 제5 트랜지스터(T, T2, T3, T4, T5)와 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)와 유기 EL 소자(OLED)로 구성되며, 제2 트랜지스터(T2)는 NMOS형 트랜지스터이고, 제1, 제3, 제4, 제5 트랜지스터(T1, T3, T4, T5)는 PMOS형 트랜지스터이다.
제1 트랜지스터(T1)는 구동용 트랜지스터로 소스 전극은 전원전압 배선(VDD)과 연결되고 드레인 전극은 제2 트랜지스터(T2)를 통해 유기 EL 소자(OLED)에 연결되며, 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 제2 스캔 배선(SLn-1)에 연결된다. 제3 트랜지스터(T3)는 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 연결되어 형성되는 제1 노드(N1)와 제1 트랜지스터(T1)의 드레인 전극 사이에 구성되고, 게이트 전극이 제2 스캔 배선(SLn-1)에 연결된다.
제4 트랜지스터(T4)는 게이트 전극이 제2 스캔 배선(SLn-1)과 연결되고, 소스 전극이 전원전압 배선(VDD)과 연결되며, 제5 트랜지스터(T5)는 스위칭용 트랜지 스터로 게이트 전극이 제1 스캔 배선(SLn)과 연결되고, 소스 전극은 데이터 배선(DL)과 연결되며, 드레인 전극은 제4 트랜지스터(T4)의 드레인 전극과 연결되어 제2 노드(N2)를 형성한다.
제1 커패시터(C1)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 구성되고, 제2 커패시터(C2)는 전원전압 배선(VDD)과 제2 노드(N2) 사이에 구성된다.
이와 같은 종래 전압보상방식 유기전계발광소자의 동작을 구동 파형도를 참조하여 간략히 설명하면, 제1 스캔 신호(SLn)가 하이 값이고, 제2 스캔 신호(SLn-1)가 로우 값인 구간에서 제1, 제2, 제5 트랜지스터(T1, T2, T5)는 턴-오프(turn-off) 되고, 제3, 제4 트랜지스터(T3, T4)는 턴-온(turn-on) 된다. 따라서 제2 노드(N2)는 전원전압으로 수렴하고, 제1 노드(N1)는 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압(Vth)으로 수렴되므로 제1 커패시터(C1)에는 VDD-Vth 전압이 저장된다.
다음으로 제1 스캔 신호(SLn)가 로우 값이고, 제2 스캔 신호(SLn-1)가 하이 값인 구간에서 제3 및 제4 트랜지스터(T3, T4)는 턴-오프 되고, 제1, 제2, 제5 트랜지스터(T1, T2, T5)는 턴-온 된다. 따라서 제2 노드(N2)에는 데이터 전압이 인가되고, 제1 노드(N1)는 VDD-Vdata-(VDD-Vth) = Vdata-Vth 전압으로 수렴한다.
이로 인해서 구동용 트랜지스터의 게이트 소스 간 전압(Vgs)은 VDD-(Vdata-Vth) 전압이 되고, 유기 EL 소자에
Figure 112005075295298-PAT00002
만큼의 전류가 흐르게 되며, 수식에서 알 수 있듯이 구동용 트랜지스터의 문턱전압이 보상된다.
상술한 바와 같이, 종래 전압보상방식 유기전계발광소자는 구동용 트랜지스 터의 문턱전압을 보상하는 효과가 있지만, 고휘도 및 대면적화 등에 따른 전원전압의 전압강하로 유기 EL 소자에 흐르는 전류가 변하게 되어 화질불량이 발생하는 단점이 있으며, 동일 전류가 흐르더라도 유기 EL의 효율차이로 각 컬러별로 휘도 차이가 발생하여 화질이 저하되는 단점이 있다.
따라서 본 발명은 이러한 유기전계발광소자의 단점 개선을 목적으로 하며, 이를 위해 전원전압의 전압강하 및 문턱전압을 보상함과 아울러 컬러별 유기 EL의 효율차이로 발생하는 휘도차이를 개선하기 위한 전압보상방식 유기전계발광소자를 제안하고자 한다.
상기와 같은 목적을 위하여 본 발명에 따른 유기전계발광소자는 다수의 제1 내지 제3 데이터 배선과; 상기 각 데이터 배선과 교차 구성되어 매트릭스 형태의 화소영역을 정의하는 다수의 스캔 배선과, 상기 스캔 배선과 평행하게 구성되는 다수의 샘플링 배선, 발광제어 배선, 전원전압 배선과; 상기 각 화소영역마다 구비되는 유기 EL 소자와; 상기 유기 EL 소자를 구동하기 위해 상기 각 화소영역마다 구비되는 제1 내지 제4 트랜지스터와 제1 및 제2 커패시터와; 상기 제1 내지 제3 데이터 배선이 각각 연결되며, 서로 다른 전위 레벨의 프리차징 전압이 인가되는 제1 내지 제3 프리차징 배선을 포함한다.
이 때, 상기 다수의 제1 내지 제3 데이터 배선은 각각 상기 프리차징 전압을 스위칭 하기 위한 프리차징 트랜지스터를 통해 상기 제1 내지 제3 프리차징 배선에 연결된다.
상기 다수의 프리차징 트랜지스터는 게이트 전극이 프리차징 제어 배선에 공통으로 연결된다.
상기 제1 내지 제3 프리차징 배선은 데이터 배선의 끝단부에 구성된다.
상기 제1 내지 제3 데이터 배선에는 각각 제1 내지 제3 컬러 데이터가 인가된다.
상기 제1 내지 제3 컬러는 적색, 녹색, 청색이다.
상기 제1 내지 제4 트랜지스터는 PMOS형 트랜지스터이다.
상기 제1 트랜지스터는 구동용 트랜지스터로 소스 전극이 상기 전원전압 배선에 연결되고, 드레인 전극은 상기 제2 트랜지스터를 통해 상기 유기 EL 소자에 연결되며, 제2 트랜지스터는 게이트 전극이 상기 발광제어 배선에 연결되며, 상기 제3 트랜지스터는 소스 전극이 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 연결되어 제1 노드를 형성하고, 드레인 전극은 제1 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되며, 제4 트랜지스터는 게이트 전극이 상기 스캔 배선에 연결되고, 소스 전극이 상기 데이터 배선에 연결되며, 상기 제1 커패시터는 일측이 상기 제4 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되어 제2 노드를 형성하고, 타측이 상기 제1 노드에 연결되며, 상기 제2 커패시터는 상기 제2 노드와 상기 전원전압 배선 사이에 구성된다.
상기와 같은 목적을 위하여 본 발명에 따른 유기전계발광소자는 다수의 출력 단자를 구비한 데이터 드라이버 IC와; 상기 각 출력단자마다 연결되는 제1 내지 제3 데이터 배선과; 상기 출력단자와 상기 제1 내지 제3 데이터 배선 사이에 각각 구성되는 제1 내지 제3 MUX와; 상기 데이터 배선과 교차 구성되어 화소영역을 정의하는 다수의 스캔 배선과, 상기 스캔배선과 평행하게 구성되는 다수의 샘플링 배선, 발광제어 배선, 전원전압 배선과; 상기 각 화소영역마다 구비되는 유기 EL 소자와; 상기 유기 EL 소자를 구동하기 위해 상각 각 화소영역마다 구비되는 제1 내지 제4 트랜지스터와 제1 및 제2 커패시터와; 상기 제1 내지 제3 데이터 배선이 각각 연결되며, 서로 다른 전위 레벨의 프리차징 전압이 인가되는 제1 내지 제3 프리차징 배선을 포함한다.
이 때, 상기 제1 내지 제3 MUX는 순차적으로 구동한다.
상기 제1 내지 제3 데이터 배선은 각각 상기 프리차징 전압을 스위칭 하기 위한 프리차징 트랜지스터를 통해 상기 제1 내지 제3 프리차징 배선에 연결된다.
상기 다수의 프리차징 트랜지스터는 게이트 전극이 프리차징 제어 배선에 공통으로 연결된다.
상기 제1 내지 제3 프리차징 배선은 데이터 배선의 끝단부에 구성된다.
상기 제1 내지 제3 데이터 배선이 구성된 화소영역은 각각 제1 내지 제3 컬러화소이다.
상기 제1 내지 제3 컬러는 적색, 녹색, 청색이다.
상기 제1 내지 제4 트랜지스터는 PMOS형 트랜지스터이다.
상기 제1 트랜지스터는 구동용 트랜지스터로 소스 전극이 상기 전원전압 배 선에 연결되고, 드레인 전극은 상기 제2 트랜지스터를 통해 상기 유기 EL 소자에 연결되며, 제2 트랜지스터는 게이트 전극이 상기 발광제어 배선에 연결되며, 상기 제3 트랜지스터는 소스 전극이 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 연결되어 제1 노드를 형성하고, 드레인 전극은 제1 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되며, 제4 트랜지스터는 게이트 전극이 상기 스캔 배선에 연결되고, 소스 전극이 상기 데이터 배선에 연결되며, 상기 제1 커패시터는 일측이 상기 제4 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되어 제2 노드를 형성하고, 타측이 상기 제1 노드에 연결되며, 상기 제2 커패시터는 상기 제2 노드와 상기 전원전압 배선 사이에 구성된다.
상기와 같은 목적을 위하여 본 발명에 따른 유기전계발광소자의 구동방법은 컬러화소별로 상기 커패시터의 일측에 제1 내지 제3 프리차징 전압을 인가받아, 상기 커패시터의 양단 전압차를 컬러화소별로 달리하여 상기 유기 EL 소자에 공급되는 전류를 조절하기 위한 구동용 트랜지스터의 문턱전압을 샘플링 하는 단계와; 각 화소별로 상기 커패시터의 일측에 유효 데이터 전압을 인가받아, 상기 커패시터에 샘플링 된 문턱전압을 상기 구동용 트랜지스터 구동시에 상쇄되도록 구동하여 각 유기 EL 소자를 발광하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 컬러화소는 적색, 녹색, 청색 컬러로 구성된다.
상기 제1 내지 제3 컬러화소 그룹으로 구분하여, 상기 제1 내지 제3 컬러화소가 동일 유효 데이터 전압을 순차적으로 인가받는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기전계발광소자의 일부를 도시한 등 가 회로도이고, 도 3b는 단위 화소의 동작을 설명하기 위한 구동 파형도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기전계발광소자는 다수의 제1 내지 제3 데이터 배선(DL1, DL2, DL3)과, 데이터 배선(DL)과 교차 구성되어 화소영역을 정의하는 다수의 스캔 배선(SL), 샘플링 배선(SPL), 발광제어 배선(EM), 전원전압 배선(VDD)과, 각 화소영역마다 구비된 유기 EL 소자(OLED)와, 제1 내지 제3 데이터 배선(DL1, DL2, DL3)이 각각 연결되며, 서로 다른 전위 레벨의 프리차징 전압이 인가되는 제1 내지 제3 프리차징 배선(PVL1, PVL2, PVL3)으로 구성되며, 각 화소영역마다 유기 EL 소자(OLED)를 구동하기 위해 제1 내지 제4 트랜지스터(T1, T2, T3, T4)와 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)를 구비한다.
이 때, 제1 내지 제3 데이터 배선(DL1, DL2, Dl3)에는 각각 제1 내지 제3 컬러 데이터가 인가되며, 일반적으로 제1 내지 제3 컬러는 적색, 녹색, 청색이다. 또한, 제1 내지 제3 데이터 배선(DL1, Dl2, DL3)은 각각 프리차징 트랜지스터(PT)를 통해 제1 내지 제3 프리차징 배선(PVL1, PVl2, PVL3)과 연결되며, 각 데이터 배선(DL)과 프리차징 배선(PVL) 사이에 구성된 다수의 프리차징 트랜지스터(PT)는 게이트 전극이 프리차징 제어 배선(PCL)에 공통으로 연결되어 구동 된다. 따라서 다수의 데이터 배선(DL)은 동일한 구간동안 해당 프리차징 전압이 인가된다.
각 화소영역에 구비되는 제1 내지 제4 트랜지스터(T1, T2, T3, T4)는 PMOS형 트랜지스터로 구성되며, 각 화소영역의 구조를 간단히 설명하면, 제1 트랜지스터(T1)는 소스 전극이 전원전압 배선(VDD)에 연결되고, 드레인 전극은 제2 트랜지스터(T2)를 통해 유기 EL 소자(OLED)에 연결되며, 제2 트랜지스터(T2)는 게이트 전극 이 발광제어 배선(EM)에 연결된다. 제3 트랜지스터(T3)는 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 연결되어 형성되는 제1 노드(N1)와 제1 트랜지스터(T1)의 드레인 전극 사이에 구성된다. 제4 트랜지스터(T4)는 게이트 전극이 스캔 배선(SL)에 연결되고, 소스 전극이 데이터 배선(DL)에 연결되며, 제1 커패시터(C1)는 일측이 제4 트랜지스터(T4)의 드레인 전극과 연결되어 제2 노드(N2)를 형성하고, 타측이 제1 노드(N1)에 연결되며, 제2 커패시터(C2)는 제2 노드(N2)와 전원전압 배선(VDD) 사이에 구성된다.
이와 같은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기전계발광소자의 동작을 구동파형도를 참조하여 설명하면, 스캔 배선 및 샘플링 배선(SL, SPL)의 신호가 로우 값이고, 발광제어 배선(EM)의 신호가 하이 값인 구간에서 제2 트랜지스터(T2)는 턴-오프 되고, 제3 및 제4 트랜지스터(T3, T4)는 턴-온 된다. 따라서 제1 노드(N1)는 VDD-Vth 전압으로 수렴하고, 제2 노드(N2)에 Vpre 전압이 인가되므로, 제1 커패시터(C1)에는 두 전압의 전위차인 Vpre-(VDD-Vth) 전압이 저장된다. 여기서 VDD는 전원전압이고, Vth는 구동용 트랜지스터(제1 트랜지스터)의 문턱전압이며, Vpre는 프리차징 전압이다.
이 때, 제1 내지 제3 데이터 배선(DL1, DL2, DL3)이 구성된 화소별로 제1 내지 제3 프리차징 전압(제1 내지 제3 프리차징 배선의 전압이며, 설명의 편의상 Vpre1, Vpre2, Vpre3 이라 함)이 인가되므로, 제1 내지 제3 데이터 배선(DL1, DL2, DL3)의 화소영역에 구비된 제1 커패시터(C1)에는 각각 Vpre1-(VDD-Vth), Vpre2-(VDD-Vth), Vpre3-(VDD-Vth) 전압이 저장된다. 한편, 제1 내지 제3 컬러가 적색, 녹색, 청색일 경우, 제1 내지 제3 프리차징 전압(Vpre1, Vpre2, Vpre3)은 순차적으로 높은 전위 레벨(Vpre1 < Vpre2 < Vpre3) 구성하며, 바람직하게는 제1 내지 제2 프리차징 전압은 서로 근사(
Figure 112005075295298-PAT00003
)하며, 제3 프리차징 전압은 이보다 높은 전위 레벨(
Figure 112005075295298-PAT00004
)로 구성한다.
다음으로 스캔 배선(SL)의 신호가 로우 값이고, 샘플링 배선 및 발광제어 배선(EM)의 신호가 하이 값인 구간에서 제2 및 제3 트랜지스터(T2, T3)는 턴-오프 되고, 제4 트랜지스터(T4)는 턴-온 된다. 따라서 제1 노드(N1)는 플로팅(Floating) 되었다가, 제2 노드(N2)로 유효 데이터 전압이 인가되면, 제1 커패시터(C1)에 의해 Vdata-(Vpre-(VDD-Vth)) 전압으로 수렴한다.
이로 인해 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 소스간 전압(Vgs)은 VDD-{Vdata-(Vpre-(VDD-Vth))} 전압이 되며, 이를 간단히 하면 VDD-Vdata+Vpre-VDD+Vth = Vpre-Vdata+Vth 전압이 된다.
다음으로 발광제어 배선(EM)의 신호가 로우 값이 되면, 제2 트랜지스터(T2)가 턴-온 되어 유기 EL 소자(OLED)에
Figure 112005075295298-PAT00005
만큼의 전류가 흐르게 된다.
수식을 통해 알 수 있듯이 본 발명에 따른 유기전계발광소자는 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압에 따른 영향을 보상하고, VDD 전압의 전압강하를 보상한다. 또한, 각 화소의 구동용 트랜지스터의 문턱전압(Vth)을 샘플링 함에 있어서 제1 내지 제3 컬러화소별로 서로 다른 전위 레벨의 프리차징 전압을 사용함으로써, 유기 EL 소자(OLED)의 효율차이에 의해 발생하는 휘도 차이를 보상할 수 있다.
한편, 데이터 드라이버 IC의 출력단자마다 제1 내지 제3 데이터 배선(DL1, DL2, DL3)이 공통으로 연결되어 MUX로 구동하는 방식일 경우 본 발명에 따른 유기전계발광소자의 효과가 더욱 크다.
먼저, MUX 방식의 유기전계발광소자를 간단히 설명하면, 단일 스캔 신호 주기안에서 MUX의 동작으로 제1 내지 제3 컬러화소가 순차적으로 구동하고, 단일 스캔 신호 주기동안에는 단일 데이터 신호만 인가되는 방식으로 정의할 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 컬러 화소가 하나의 데인터를 단일 스캔신호 주기안에서 순차적으로 인가받아 구동하는 방식이다.
도 4a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기전계발광소자의 일부를 도시한 등가 회로도이고, 도 4b는 단위 화소의 동작을 설명하기 위한 구동파형도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 유기전계발광소자는 MUX 방식의 유기전계발광소자이며, 설명의 편의를 위해 앞서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기전계발광소자와의 차이점 위주로 설명한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기전계발광소자는 영상 데이터를 공급하는 데이트 드라이버(정확히는 데이트 드라이버 IC)의 각 출력단자(OUTPIN)마다 제1 내지 제3 데이터 배선(DL1, DL2, DL3)이 연결되어 동일 데이터를 순차적으로 인가받으며, 제1 내지 제3 데이터 배선(DL1, DL2, DL3)은 각각 제1 내지 제3 MUX(M1, M2, M3)를 통해서 단일 출력단자(OUTPIN)와 연결된다.
이 때, 단일 출력단자(OUTPIN)에 연결되는 제1 내지 제3 데이터 배선(DL1, DL2, DL3)은 제1 내지 제3 컬러화소에 구성되는 데이터 배선으로 정의되며, 언급한 바 있듯이 제1 내지 제3 컬러화소는 통상 적색, 녹색, 청색(R, G, B) 화소로 구성된다.
이와 같은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기전계발광소자의 동작을 도 4b의 구동 파형도를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기전계발광소자의 차이점 위주로 설명한다.
구동용 트랜지스터(T1)의 문턱전압(Vth)을 저장하는 구간에서 저장소자인 제1 커패시터(C1)의 일측으로 프리차징 전압(Vpre)을 인가하여 문턱전압(Vth)을 저장한 후, 데이터 배선(DL)으로 유효 데이터 전압(Vdata)을 인가하여 구동용 트랜지스터(T1)의 게이트 소스 간 전압을 Vpre-Vdata+Vth 전압으로 수렴시켜 유기 EL 소자(OLED)를 구동한다.
이 때, 언급한 바 있듯이 제1 내지 제3 데이터 배선(DL1, DL2, DL3)에는 동일한 유효 데이터 전압(Vdata)이 인가되며, 좀 더 상세하게는 유효 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 구간동안 제1 내지 제3 MUX(M1, M2, M3)가 1/3구간씩 순차적으로 구동함으로써, 제1 내지 제3 데이터 배선(DL1, DL2, DL3)에 단일 출력단자(OUTPIN)로부터 공급되는 동일한 유효 데이터 전압(Vdata)이 순차적으로 인가된다.
한편, 제1 내지 제3 MUX(M, M2, M3)의 구동 구간은 정확하게는 스캔 배선(SL)의 신호가 로우 값을 유지하고, 유효 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 구간이다.
이와 같이, 본 발명에 따른 유기전계발광소자는 구동용 트랜지스터의 문턱전압을 보상하고, VDD 전압의 전압강하로 야기되는 유기 EL 소자의 전율 변화량을 보상하며, 구동용 트랜지스터의 문턱전압을 저장시에 컬러 화소별로 저장소자의 일측에 서로 다른 전위 레벨의 프리차징 전압을 인가하여 저장함으로써, 유기 EL 소자의 효율차이에 의해 발생하는 컬러별 휘도 차이를 보상한다.
본 발명은 상술한 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기전계소자는 구동용 트랜지스터의 문턱전압을 저장시에 제1 내지 제3 컬러화소별로 저장소자의 일측으로 서로 다른 전위 레벨의 프리차징 전압을 인가하여 문턱전압을 저장한 후, 저장된 문턱전압을 구동용 트랜지스터 구동시에 상쇄되도록 구동함으로써, 문턱전압과 전원전압의 전압강하에 의한 불량을 보상하며, 유기 EL의 효율차이로 발생하는 컬러별 휘도 불균일을 개선하는 효과가 있다.

Claims (20)

  1. 다수의 제1 내지 제3 데이터 배선과;
    상기 각 데이터 배선과 교차 구성되어 매트릭스 형태의 화소영역을 정의하는 다수의 스캔 배선과, 상기 스캔 배선과 평행하게 구성되는 다수의 샘플링 배선, 발광제어 배선, 전원전압 배선과;
    상기 각 화소영역마다 구비되는 유기 EL 소자와;
    상기 유기 EL 소자를 구동하기 위해 상기 각 화소영역마다 구비되는 제1 내지 제4 트랜지스터와 제1 및 제2 커패시터와;
    상기 제1 내지 제3 데이터 배선이 각각 연결되며, 서로 다른 전위 레벨의 프리차징 전압이 인가되는 제1 내지 제3 프리차징 배선
    을 포함하는 유기전계발광소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 제1 내지 제3 데이터 배선은 각각 상기 프리차징 전압을 스위칭 하기 위한 프리차징 트랜지스터를 통해 상기 제1 내지 제3 프리차징 배선에 연결되는 유기전계발광소자.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 다수의 프리차징 트랜지스터는 게이트 전극이 프리차징 제어 배선에 공통으로 연결되는 유기전계발광소자.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 프리차징 배선은 데이터 배선의 끝단부에 구성되는 유기전계발광소자.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 데이터 배선에는 각각 제1 내지 제3 컬러 데이터가 인가되는 유기전계발광소자.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 컬러는 적색, 녹색, 청색인 유기전계발광소자.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 트랜지스터는 PMOS형 트랜지스터인 유기전계발광소자.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터는 구동용 트랜지스터로 소스 전극이 상기 전원전압 배선에 연결되고, 드레인 전극은 상기 제2 트랜지스터를 통해 상기 유기 EL 소자에 연결되며, 제2 트랜지스터는 게이트 전극이 상기 발광제어 배선에 연결되며, 상기 제3 트랜지스터는 소스 전극이 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 연결되어 제1 노드를 형성하고, 드레인 전극은 제1 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되며, 제4 트랜지스터는 게이트 전극이 상기 스캔 배선에 연결되고, 소스 전극이 상기 데이터 배선에 연결되며, 상기 제1 커패시터는 일측이 상기 제4 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되어 제2 노드를 형성하고, 타측이 상기 제1 노드에 연결되며, 상기 제2 커패시터는 상기 제2 노드와 상기 전원전압 배선 사이에 구성되는 유기전계발광소자.
  9. 다수의 출력단자를 구비한 데이터 드라이버 IC와;
    상기 각 출력단자마다 연결되는 제1 내지 제3 데이터 배선과;
    상기 출력단자와 상기 제1 내지 제3 데이터 배선 사이에 각각 구성되는 제1 내지 제3 MUX와;
    상기 데이터 배선과 교차 구성되어 화소영역을 정의하는 다수의 스캔 배선과, 상기 스캔배선과 평행하게 구성되는 다수의 샘플링 배선, 발광제어 배선, 전원전압 배선과;
    상기 각 화소영역마다 구비되는 유기 EL 소자와;
    상기 유기 EL 소자를 구동하기 위해 상각 각 화소영역마다 구비되는 제1 내지 제4 트랜지스터와 제1 및 제2 커패시터와;
    상기 제1 내지 제3 데이터 배선이 각각 연결되며, 서로 다른 전위 레벨의 프리차징 전압이 인가되는 제1 내지 제3 프리차징 배선
    을 포함하는 유기전계발광소자.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 MUX는 순차적으로 구동하는 유기전계발광소자.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 데이터 배선은 각각 상기 프리차징 전압을 스위칭 하기 위한 프리차징 트랜지스터를 통해 상기 제1 내지 제3 프리차징 배선에 연결되는 유기전계발광소자.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 다수의 프리차징 트랜지스터는 게이트 전극이 프리차징 제어 배선에 공통으로 연결되는 유기전계발광소자.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 프리차징 배선은 데이터 배선의 끝단부에 구성되는 유기전계발광소자.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 데이터 배선이 구성된 화소영역은 각각 제1 내지 제3 컬러화소인 유기전계발광소자.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 컬러는 적색, 녹색, 청색인 유기전계발광소자.
  16. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 트랜지스터는 PMOS형 트랜지스터인 유기전계발광소자.
  17. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터는 구동용 트랜지스터로 소스 전극이 상기 전원전압 배선에 연결되고, 드레인 전극은 상기 제2 트랜지스터를 통해 상기 유기 EL 소자에 연결되며, 제2 트랜지스터는 게이트 전극이 상기 발광제어 배선에 연결되며, 상기 제3 트랜지스터는 소스 전극이 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 연결되어 제1 노드를 형성하고, 드레인 전극은 제1 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되며, 제4 트랜지스터는 게이트 전극이 상기 스캔 배선에 연결되고, 소스 전극이 상기 데이터 배선에 연결되며, 상기 제1 커패시터는 일측이 상기 제4 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되어 제2 노드를 형성하고, 타측이 상기 제1 노드에 연결되며, 상기 제2 커패시터는 상기 제2 노드와 상기 전원전압 배선 사이에 구성되는 유기전계발광소자.
  18. 다수의 제1 내지 제3 데이터 배선과, 상기 데이터 배선과 교차 구성되어 화소영역을 정의하는 다수의 스캔 배선과, 각 화소마다 구비된 유기 EL 소자와, 상기 제1 내지 제3 데이터 배선에 각각 서로 다른 전위 레벨의 제1 내지 제3 프리차징 전압을 인가하는 제1 내지 제3 프리차징 배선으로 구성되며, 상기 각 화소마다 상기 유기 EL 소자를 구동하기 위한 제1 내지 제4 트랜지스터와, 제1 및 제2 커패시터를 구비하는 전압보상방식의 유기전계발광소자의 구동방법에 있어서,
    컬러화소별로 상기 커패시터의 일측에 제1 내지 제3 프리차징 전압을 인가받아, 상기 커패시터의 양단 전압차를 컬러화소별로 달리하여 상기 유기 EL 소자에 공급되는 전류를 조절하기 위한 구동용 트랜지스터의 문턱전압을 샘플링 하는 단계와;
    각 화소별로 상기 커패시터의 일측에 유효 데이터 전압을 인가받아, 상기 커패시터에 샘플링 된 문턱전압을 상기 구동용 트랜지스터 구동시에 상쇄되도록 구동하여 각 유기 EL 소자를 발광하는 단계
    를 포함하는 유기전계발광소자의 구동방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 컬러화소는 적색, 녹색, 청색 컬러로 구성되는 유기전계발광소자의 구동방법.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 컬러화소 그룹으로 구분하여, 상기 제1 내지 제3 컬러화 소가 동일 유효 데이터 전압을 순차적으로 인가받는 유기전계발광소자의 구동방법.
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