KR20070072149A - 유기전계 발광표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 높은 데이터전류를 인가함에도 불구하고 낮은 전류를 발광소자에 공급할 수 있는 발광표시장치에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은, 데이터신호를 나타내는 데이터전류를 제1 스캔신호에 의해 전달하는 제1 스위칭소자와; 상기 제1 스위칭소자에 의해 전달된 데이터전류를 제2 스캔신호에 의해서 전달하는 제2 스위칭소자와; 상기 제2 스위칭소자에 의해 전달된 데이터전류에 따른 전압을 저장하는 저장소자와; 상기 제1 스캔신호에 따라 상기 저장소자에 저장된 전압을 변경시키는 커플링부와; 상기 변경된 전압에 따라 구동전류를 발생시키는 구동소자와; 상기 구동전류에 따라 빛을 발광하는 발광소자를 포함하여 구성된다.
유기전계 발광표시소자, 데이터전류, 구동전류, 전류상수

Description

유기전계 발광표시장치{ORGANIC ELECTRO LUMINESCENCE LIGHTING EMITTING DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명에 따른 유기전계 발광표시장치의 기본적인 화소 구조를 나타낸 화소회로도이다.
도 2a 내지 도 2c는 유기전계 발광표시장치의 기본적인 화소의 동작을 용이하게 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 기본적인 화소 구조를 나타낸 화소 회로도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 기본적인 화소에 입력되는 신호의 흐름도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 기본적인 화소의 동작을 용이하게 설명하기 위한 도면이다.
도 6a~도 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기본적인 화소를 시뮬레이션한 결과로써, 도 6a는 데이터전류(Id)와 발광소자(OLED)에 흐르는 구동전류(IEL)의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 6b는 C2/C1에 따른 데이터전류와 구동전류의 비율(scaling factor)을 나타낸 그래프이고, 도 6c는 문턱전압의 변화에 따른 구동전류 (IEL)의 변화를 나타낸 그래프이다.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
VDD: 전원전압
Id: 데이터전류 IEL: 구동전류
C1: 저장소자 C2: 커플링부
scan1,2; 제1,2 스캔신호 T1,T2: 제1,2 트랜지스터
T3,T4: 제1, 2 스위칭소자 D-IC: 데이터구동부
OLED: 유기전계 발광표시소자
본 발명은 발광표시장치에 관한 것으로, 특히 높은 데이터전류를 인가함에도 불구하고 낮은 전류를 발광소자에 공급할 수 있는 발광표시장치에 관한 것이다.
최근, 자체 발광타입으로서 높은 대조비(contrast ratio), 고휘도, 저소비전력빠른 응답시간 및 넓은 시야각의 특징을 갖는 유기전계 발광표시장치가 차세대 표시소자로서 주목받고 있으며, 이러한 장점으로 인해 모바일 폰(mobile phone), 개인휴대 정보단말기(personal digital assistant), 컴퓨터(computer) 및 텔레비젼(television) 등에 널리 사용되고 있다.
또한, 유기전계 발광표시장치는 자체 발광타입으로서 제작공정이 간단하여 초박막형 표시소자의 구현이 가능하여 유기전계 발광표시장치는 청색을 비롯한 가시광선의 빛을 구현할 수 있으므로, 자연색에 근접한 컬러를 표시할 수 있다.
그리고, 수 마이크로초의 빠른 응답시간을 갖기 때문에 동화상 구현이 용이하고, 시야각의 제한이 없으며, 저온에서도 안정적이다.
상기 유기전계 발광표시장치는 형광성 유기 화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 표시소자로서, MㅧN개의 유기전계 발광표시장치를 구동하여 화상을 표현한다.
한편, 상기 유기전계 발광표시장치는 액정표시소자와 같이 전압 구동방식을 적용하게 되면, 휘도가 불규칙해지고, 청색, 녹색 및 적색 사이의 감도차에 의해 구동 제어가 어려워지는 문제점이 있기 때문에 근래에는 전류 구동방식이 많이 사용되고 있다.
상기 표시소자들 중 유기전계 발광표시장치는 형광성 유기 화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 표시소자로서, MㅧN개의 유기전계 발광표시장치의 화소들을 전압으로 구동시키거나 또는 전류로 구동시켜 영상을 구현할 수 있다.
한편, 유기전계 발광표시장치에서는 복수의 화소를 매트릭스 형태로 배열하고, 각각의 화소에 구비된 박막 트랜지스터(thin film transistor: TFT)와 같은 스위칭소자(switching device)를 통해 화상정보를 각각의 화소에 선택적으로 공급하는 능동형 매트릭스 형태(active matrix type)가 널리 적용되고 있다.
그러나, 유기전계 발광표시장치의 복수개의 유기전계 발광표시소자를 전류로 구동하는 전류 구동방식에서는, 데이터신호에 대한 데이터전류를 공급하는 데이터 라인과 상기 유기전계 발광표시소자의 캐소드 사이에 커다란 기생 커패시턴스가 존재한다. 여기서, 데이터라인에 생기는 커패시턴스를 빨리 충전해야 빠르게 유기전계 발광표시장치를 고속으로 구동할 수 있다. 그러나, 상기 데이터라인에 생기는 커패시턴스를 빨리 충전하기 위해서는 큰 전류가 필요하고, 상기 큰 전류가 그대로 유기전계 발광표시소자에는 흐를 경우, 유기전계 발광표시소자가 손상되는 문제점이 있었다. 즉, 전류 구동방식은 큰 전류를 공급해서 낮은 전류로 유기전계 발광표시소자를 구동해야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 유기전계 발광표시소자를 전류로 구동하는 방식에서 큰 데이터전류가 공급해도 낮은 구동전류로 유기전계 발광표시소자를 구동할 수 있는 유기전계 발광표시장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 유기전계 발광표시소자에 존재하는 커패시터의 크기를 일정하게 함으로써, 데이턴전류를 구동전류로 1/150배 이상으로 감소시킬 수 있는 효과가 있는 유기전계 발광표시장치를 제공함에 있다. 즉, 개구율의 감소를 초래하지 않고도 큰 데이터전류를 통해 낮은 구동전류로 유기전계 발광표시소자를 발광시킬 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 유기전계 발광표시장치는, 데이터신호를 나타내는 데이터전류를 제1 스캔신호에 의해 전달하는 제1 스위칭소자와; 상 기 제1 스위칭소자에 의해 전달된 데이터전류를 제2 스캔신호에 의해서 전달하는 제2 스위칭소자와; 상기 제2 스위칭소자에 의해 전달된 데이터전류에 따른 전압을 저장하는 저장소자와; 상기 제1 스캔신호에 따라 상기 저장소자에 저장된 전압을 변경시키는 커플링부와; 상기 변경된 전압에 따라 구동전류를 발생시키는 구동소자와; 상기 구동전류에 따라 빛을 발광하는 발광소자를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치는, 데이터신호에 따른 데이터전류를 공급하는 데이터구동부와; 상기 데이터전류를 제1 스캔신호에 의해 전달하는 제1 스위칭소자와; 상기 제1 스위칭소자에 의해 전달된 데이터전류를 제2 스캔신호에 의해서 전달하는 제2 스위칭소자와; 상기 제2 스위칭소자에 의해 전달된 데이터전류에 따른 전압을 저장하는 저장소자와; 상기 제1 스캔신호에 따라 상기 저장소자에 저장된 전압을 변경시키는 커플링부와; 상기 커플링부로부터 출력되는 전압에 따라 동시에 구동되는 제1, 제2 구동소자와; 상기 제1, 제2 구동소자의 구동에 의해 발생되는 상기 구동전류에 따라 빛을 발광하는 발광소자를 포함하여 구성된다.
상기 제1, 제2 구동소자는 게이트가 서로 연결된 P타입 트랜지스터이고, 상기 제1 스위칭소자의 일단은 데이터전류를 공급받고, 상기 제1 스위칭소자의 타단은 상기 제2 스위칭소자의 일단과 연결된다. 상기 제2 스위칭소자의 타단은 상기 커플링부의 일단과 연결되고, 상기 커플링부의 타단은 상기 제1 스캔신호를 입력받는다. 또한, 상기 커플링부의 일단은 상기 저장소자의 일단과 연결된다.
그리고, 상기 저장소자의 타단은 전원전압을 공급받고, 상기 제1 구동소자의 일단은 전원전압을 공급받고, 상기 제1 구동소자의 타단은 상기 제2 구동소자의 일단과 연결된다. 상기 제2 구동소자의 타단은 발광소자와 연결된다.
여기서, 상기 제1 스캔신호와 상기 제2 스캔신호는 동시에 입력될 수도 있고, 상기 제2 스캔신호는 상기 제1 스캔신호가 입력되는 시간 내에 입력될 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 유기전계 발광표시장치는, 높은 데이터전류에서도 낮은 구동전류로 안정하게 유기전계 발광표시소자를 구동할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 유기전계 발광표시장치를 도 1~도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 유기전계 발광표시장치의 기본적인 화소 구조를 나타낸 화소회로도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 유기전계 발광표시장치의 기본적인 화소 구조는, 전원전압(VDD)과 접지 사이에 직렬로 순차적으로 연결된 유기전계 발광소자(OLED)(이하, '발광소자'라 함), 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)와, 상기 제1 트랜지스터(T1)의 게이트과 소스 사이에 연결된 제1 커패시터(C1)로 구성된 화소회로(110)와; 상기 화소회로로부터 유입되는 전류를 조절함으로써, 상기 제 1커패시터(C1)에 충전되는 전압 크기를 결정하여 상기 발광소자(OLED)에 공급될 전류를 결정하는 데이터구동부(D-IC)를 포함하여 구성된다.
상기 데이터구동부(D-IC)와 상기 화소회로 사이에는 제1 스위칭소자(T3)와 제2 스위칭소자(T4)가 연결되어 상기 제1, 2 트랜지스터(T1,T2)와 상기 데이터구동부(D-IC) 사이의 전류흐름을 제어한다.
상기 화소회로(110)는 상기 발광소자(OLED)의 애노드(A)가 전원전압(VDD)에 직접 연결되고, 캐소드(C)가 상기 제1 트랜지스터(T1)의 소스에 직접 연결된 탑 이미션(top emission)구조이다.
그리고, 상기 데이터구동부(D-IC)는 전원전압(VDD)으로부터 전류를 유입받으며, 상기 유입받는 전류의 양을 조절함으로써, 상기 발광소자(OLED)에 흐르는 전류를 조절하여 상기 발광소자(OLED)의 휘도를 제어하는 전류싱크타입(current sink type)이 적용되었다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 유기전계 발광표시장치의 기본적인 화소의 동작을 첨부된 도 2a~도 2c를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2a 내지 도 2c는 유기전계 발광표시장치의 기본적인 화소의 동작을 용이하게 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 제1 스캔신호와 제2 스캔신호가 저전압이 됨으로써, 상기 제1 스위칭소자(T3)와 제2 스위칭소자(T4)가 각각 턴-온(turn-on)되면, 전원전압(VDD)으로부터 상기 제1 트랜지스터(T1)를 통해 상기 데이터구동부(D-IC)로 데이터전류(Id)가 유입된다.
상기 제1, 2 스위칭소자(T3,T4)가 턴-온된 상태에서, 상기 제1 트랜지스터(T1)의 게이트과 드레인이 등전위가 되어 상기 제1 트랜지스터(T1)는 포화영역(saturation region) 내에서 동작하게 된다. 즉, 상기 제1 트랜지스터(T1)는 상기 제1 ,2 스위칭소자(T3, T4)의 턴-온에 의해서 턴-온됨으로써, 상기 전원전압(VDD)과 상기 데이터구동부(D-IC)를 전기적으로 연결시킨다. 반면에 상기 제2 트랜지스터(T2)는 게이트과 소스이 등전위가 되어 게이트-소스전압(Vgs)이 0V가 되므로, 턴-오프 상태가 된다.
상기 데이터구동부(D-IC)는 전류의 유입량을 조절하며, 상기 제1 트랜지스터(T1)에 흐르는 데이터전류(Id)에 따라 상기 제1 커패시터(발광표시장치)에 구동전압이 충전된다. 즉, 상기 제1 커패시터(발광표시장치)에 충전될 전압 크기는 상기 제1 트랜지스터(T1)에 흐르는 데이터전류(Id)에 따라 결정된다.
상기 데이터전류(Id)는 아래의 식과 같다.
Figure 112005078653075-PAT00001
여기서, k1은 상기 제1 트랜지스터(T1)의 W/L값에 비례하는 전류상수이며, Vst는 구동전압, Vth는 문턱전압(threshold voltage)을 각각 나타낸다. 즉, 상기 데이터전류(Id)값은 제1 트랜지스터(T1)의 전류상수가 달라짐에 따라 달라진다.
화소를 통해 다양한 계조의 화상을 표현하기 위해서는 발광소자(OLED)의 휘도를 다양하게 조절해야하며, 이러한 다양한 계조를 구현하기 위해 상기 데이터구동부(D-IC)는 유입되는 전류를 조절함으로써, 상기 제1 트랜지스터(T1)를 통해 제1 커패시터(발광표시장치)에 다양한 크기의 구동전압이 충전되도록 한다.
다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 스캔신호는 저전압 상태를 유지하고 제2 스캔신호가 고전압이 됨으로써, 상기 제1 스위칭소자(T3)는 턴-온 상태를 유지하고, 상기 제2 스위칭소자(T4)만 턴-오프 상태가 되면, 상기 제1 커패시터 (C1)는 충전된 구동전압을 그대로 유지하며, 상기 제2 트랜지스터(T2)도 그대로 턴-오프상태를 유지한다.
다음으로, 도 2c에 도시된 바와 같이, 제2 스캔신호가 고전압이 된 상태에서 제1 스캔신호가 고전압이 됨으로써, 상기 제2 스위칭소자(T4)와 상기 제1 스위칭소자(T3)가 모두 오프 상태가 될 때, 상기 화소회로(110)와 데이터구동부(D-IC) 사이의 전기적 연결은 완전히 끊어진다. 그리고, 상기 제1 트랜지스터(T1)와 제2 트랜지스터(T2)의 게이트에는 상기 제1 커패시터(C1)에 저장된 구동전압이 동시에 인가되어 상기 제1 트랜지스터(T1)와 제2 트랜지스터(T2)가 모두 턴-온된다.
상기 제1 ,2 스위칭소자(T3,T42)가 모두 오프된 상태에서는 상기 전원전압(VDD)과 접지 사이의 발광소자(OLED), 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)는 전기적으로 도통되므로, A 노드(node)에는 구동전류(IEL)가 흐른다.
상기 구동전류(IEL)는 직렬로 연결된 제1 트랜지스터(T1)와 상기 제2 트랜지스터(T2)의 전류상수에 따라 결정되는데, 이를 아래의 식에 도시하였다.
Figure 112005078653075-PAT00002
여기서, k2는 제2 트랜지스터(T2)의 W/L값에 비례하는 전류상수이다.
위 식에서 알 수 있는 바와 같이, 구동전류(IEL)/데이터전류(Id)는 k2/(k1+k2)의 관계가 성립한다.
한편, 도 2a 내지 도 2c에서 기술한 바와 같이, 제1 트랜지스터(T1)와 제2 트랜지스터(T2)는 게이트과 소스을 등전위로 연결하거나 게이트과 드레인을 등전위 로 연결하여 다이오드(diode)와 같이 동작시키는 것이 특징이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 따라서, 본 발명에 따른 유기전계 발광표시장치의 기본적인 화소의 화소회로도에서는, 제1 커패시터(C1)에는 발광소자(OLED)를 발광시키기 위한 구동전류(IEL)에 비해 종래보다 더 큰 데이터전류(Id)를 충전시킬 수 있다. 즉, 종래의 화소회로도보다 고 전류로 데이터라인에 형성되는 커패시턴스를 충전할 수 있음으로써, 고속구동이 가능하다.
그러나, 일반적으로 개구율을 고려하면 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터의 W/L의 비는 1:4 정도가 최대이다. 따라서 본 발명에 따른 유기전계 발광표시장치의 기본적인 화소의 화소회로도는 구동전류와 데이터전류의 비는 1:5 이다.
그러나 상기와 같은 비율로는 일반적인 OLED를 효율적으로 제어하기에 어렵다.
따라서, 이하에서는 구동전류와 데이터전류의 비를 훨씬 크게 한 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 기본적인 화소 구조를 나타낸 화소회로도를 첨부된 도 3~도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 기본적인 화소 구조를 나타낸 화소회로도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 기본적인 화소 구조를 나타낸 화소회로도는, 전원전압(VDD)과 접지 사이에 직렬로 순차적으로 연결된 유기전계 발광소자(OLED)(이하, '발광소자'라 함), 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)와, 상기 제1 트랜지스터(T1)의 게이트과 소스 사이에 연결된 제1 커패시터(C1)와 상기 제1 커패시터(C1)와 연결된 제2 커패시터(C2)로 구성된 화소회로(210)와; 상기 화소회로로부터 유입되는 전류를 조절함으로써, 상기 제1 커패시터(C1)에 충전되는 전압 크기를 결정하여 상기 발광소자(OLED)에 공급될 전류를 결정하는 데이터구동부(D-IC)를 포함하여 구성된다.
상기 데이터구동부(D-IC)와 상기 화소회로(210) 사이에는 제1 스위칭소자(T3)와 제2 스위칭소자(T4)가 연결되어 상기 제1, 2 트랜지스터(T1,T2)와 상기 데이터구동부(D-IC) 사이의 전류흐름을 제어한다. 여기서, 상기 제2 커패시터(C2)의 일단은 상기 제1 커패시터(C1)에 연결되고, 타단은 상기 제1 스위칭소자(T3)를 스위칭하는 제1 스캔신호를 인가받는다.
상기 화소회로(110)는 상기 발광소자(OLED)의 애노드(A)가 전원전압(VDD)에 직접 연결되고, 캐소드(C)가 상기 제1 트랜지스터(T1)의 소스에 직접 연결된 탑 이미션(top emission)구조이다.
그리고, 상기 데이터구동부(D-IC)는 전원전압(VDD)으로부터 전류를 유입받으며, 상기 유입받는 전류의 양을 조절함으로써, 상기 발광소자(OLED)에 흐르는 전류를 조절하여 상기 발광소자(OLED)의 휘도를 제어하는 전류싱크타입(current sink type)이 적용되었다.
상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 기본적인 화소 구조의 연결관계를 상세히 살펴보면 다음과 같다.
상기 기본적인 화소는, 데이터신호에 따른 데이터전류를 공급하는 데이터구 동부(D-IC)와; 상기 데이터전류를 제1 스캔신호(scan1)에 의해 전달하는 제1 스위칭소자(T3)와; 상기 제1 스위칭소자(T3)에 의해 전달된 데이터전류를 제2 스캔신호(scan2)에 의해서 전달하는 제2 스위칭소자(T4)와; 상기 제2 스위칭소자(T4)에 의해 전달된 데이터전류에 따른 전압을 저장하는 저장소자(C1)와; 상기 제1 스캔신호에 따라 상기 저장소자(C1)에 저장된 전압을 변경시키는 커플링부(C2)와; 상기 커플링부(C2)로부터 출력되는 전압에 따라 동시에 구동되는 제1, 제2 구동소자(T1, T2)와; 그리고 상기 제1, 제2 구동소자의 구동에 의해 발생되는 상기 구동전류(IEL)에 따라 빛을 발광하는 발광소자(OLED)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 커플링부(C2)는 커패시터로 구현되는 것이 바람직하다.
상기 제1, 제2 구동소자(T1, T2)는 게이트이 서로 연결되고, 전원전압(Vdd)과 상기 발광소자(OLED) 사이에 직렬로 연결된 P타입 트랜지스터인 것이 바람직하다.
상기 제1 스위칭소자(T3)의 일단은 상기 데이터구동부(D-IC)로부터 데이터전류를 공급받고, 상기 제1 스위칭소자(T3)의 타단은 상기 제2 스위칭소자(T4)의 일단과 연결된다. 그리고 상기 제2 스위칭소자(T4)의 타단은 상기 커플링부(C2)의 일단과 연결된다. 또한, 상기 커플링부(C2)의 일단은 상기 저장소자(C1)의 일단과 연결된다. 여기서, 상기 커플링부(C2)의 타단은 상기 제1 스캔신호(scan1)를 입력받고, 상기 저장소자의 타단은 전원전압(Vdd)을 공급받는다. 또한, 상기 제1 구동소자의 일단은 전원전압(Vdd)을 공급받는다.
상기 제1 스위칭소자(T3)에 의해 전달된 데이터전류를 전달하는 제2 스위칭소자(T4)는제2 스캔신호에 의해서 턴-온된다. 즉, 제2 스캔신호는 상기 제2 스위칭소자(T4)의 게이트에 입력된다.
상기 제1 스캔신호와 상기 제2 스캔신호는 동시에 입력되는 것이 가능하나, 상기 제2 스캔신호는 상기 제1 스캔신호가 입력되는 시간 내에 입력되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 기본적인 화소의 동작은 첨부된 도 4와 도 5를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 기본적인 화소에 입력되는 신호의 흐름도이고, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 기본적인 화소의 동작을 용이하게 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 상기 제2 스캔신호는 상기 제1 스캔신호가 입력되는 시간 내에 입력되고, 데이터전류(Id)는 일정한 값을 갖는다.
도 4 및 도 5a에 도시된 바와 같이, t1구간에서는, 제1 스캔신호(scan1)와 제2 스캔신호(scan2)가 저전압이 됨으로써, 상기 제1 스위칭소자(T3)와 제2 스위칭소자(T4)가 각각 턴-온(turn-on)되면, 전원전압(VDD)으로부터 상기 제1 트랜지스터(T1)를 통해 상기 데이터구동부(D-IC)로 데이터전류(Id)가 유입된다.
이때, 저장소자(C1)에 저장되는 전압을 Vc1라고 하면, 데이터전류(Id)와 Vc1의 관계는 아래의 식과 같다.
Figure 112005078653075-PAT00003
따라서, Vc1의 전압은 아래의 식과 같다.
Figure 112005078653075-PAT00004
이후, 도 4 및 도 5b에 도시된 바와 같이, t2구간에서는, 제1 스캔신호(scan1)는 저전압 상태를 유지하고 제2 스캔신호(scan2)가 고전압이 됨으로써, 상기 제1 스위칭소자(T3)는 턴-온 상태를 유지하고, 상기 제2 스위칭소자(T4)만 턴-오프 상태가 되면, 상기 제1 커패시터(C1)는 충전된 구동전압을 그대로 유지하며, 상기 제2 트랜지스터(T2)도 그대로 턴-오프상태를 유지한다.
다음으로, 도 4 및 도 5c에 도시된 바와 같이, t3구간에서는 제1 스캔신호가 저전압에서 고전압이 될 때, 상기 제1 스캔신호와 연결된 커플링부(C2)에 의해서 노드 B의 전압 Vb의 전압도 상기 커플링부(C2)의 커플링효과에 의해서 변동된다. 이때의 노드 B의 전압 Vb는 아래의 식과 같다.
Figure 112005078653075-PAT00005
여기서,
Figure 112005078653075-PAT00006
은 제1 스캔신호의 전압의 변동폭이다. 즉, 저전압에서 고전압으로 변동폭이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 노드 B의 전압(Vb)의 전압을 저장소자(C1)와 커플링부(C2)의 크기의 비율로써 감소시킬 수 있으므로 결국, 발광소자(OLED)를 구동시키는 구동전류를 데이터전류와 비교하여 큰 폭으로 감소시킬 수 있다.
또한, 저장소자(C1)과 커플링부(C2)의 크기의 합을 상기 실시예의 저장소자(C1)와 같게 할 수 있으므로 개구율이 떨어지는 문제점이 발생하지 않는다.
여기서, 제1 스캔신호와 제2 스캔신호를 동시에 저전압에서 고전압으로 상승 시킬 수 있지만, 이런 경우 노드 B의 전압(Vb)가 데이터전류(Id)에 의해서 영향을 받을 가능성이 높아 제2 스위칭소자(T4)를 완전히 턴-오프한 후에 제1 스위칭소자(T1)을 턴-오프하는 것이 바람직하다. 즉, 제2 스캔신호를 고전압으로 상승한 뒤, 제1 스캔신호를 고전압으로 상승시킨다.
이하에서는 상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치의 기본적인 화소의 특성을 첨부된 도 6a~도 6c를 참조하여 상세히 설명한다.
도 6a~도 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기본적인 화소를 시뮬레이션한 결과로써, 도 6a는 데이터전류(Id)와 발광소자(OLED)에 흐르는 구동전류(IEL)의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 6b는 C2/C1에 따른 데이터전류와 구동전류의 비율(scaling factor)을 나타낸 그래프이고, 도 6c는 문턱전압의 변화에 따른 구동전류(IEL)의 변화를 나타낸 그래프이다. 여기서, scaling factor는 데이터전류(Id)/구동전류(IEL)를 나타낸 것이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 데이터전류(Id)와 구동전류(IEL)는 큰 감소비율(scaling factor)를 갖는다. 여기서, C2/C1이 20fF/280fF이다. 특히, 데이터전류(Id)가 1.55uA일 때, 구동전류(IEL)은 10nA로써, 115:1의 감소비율(scaling factor)을 갖는다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 데이터전류(Id)가 5uA이고, C1+C2=300fF인 조건에서 C2를 5~50fF으로 변화하였을 때, C2가 커질수록 커플링효과가 크게 나타나므 로 B노드의 전압(Vb)의 전압 변동폭이 커지므로써 감소비율은 1000:1까지 증가한다.
도 6c에 도시된 바와 같이, C2/C1이 20fF/280fF, 데이터전류(Id)가 1.55uA, 구동전류(IEL)가 10nA 그리고 문턱전압(Vth)이 -0.55~-2.08까지 변화했을 때, 전 영역에서 구동전류의 오차는 4% 미만이 나타난다.
결과적으로 따라서, 본 발명의 다른 실시예는 안정적으로 실시 가능하다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 유기전계 발광표시소자를 전류로 구동하는 방식에서 큰 데이터전류가 공급해도 낮은 구동전류로 유기전계 발광표시소자를 구동할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 유기전계 발광표시소자에 존재하는 커패시터의 크기를 일정하게 함으로써, 데이턴전류를 구동전류로 1/150배 이상으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 즉, 개구율의 감소를 초래하지 않고도 큰 데이터전류를 통해 낮은 구동전류로 유기전계 발광표시소자를 발광시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 문턱전압이 큰 폭으로 변하더라도 구동전류의 오차율이 작아 안정적으로 실시될 수 있는 효과가 있다.

Claims (24)

  1. 데이터신호를 나타내는 데이터전류를 제1 스캔신호에 의해 전달하는 제1 스위칭소자와;
    상기 제1 스위칭소자에 의해 전달된 데이터전류를 제2 스캔신호에 의해서 전달하는 제2 스위칭소자와;
    상기 제2 스위칭소자에 의해 전달된 데이터전류에 따른 전압을 저장하는 저장소자와;
    상기 제1 스캔신호에 따라 상기 저장소자에 저장된 전압을 변경시키는 커플링부와;
    상기 변경된 전압에 따라 구동전류를 발생시키는 구동소자와;
    상기 구동전류에 따라 빛을 발광하는 발광소자를 포함하는 발광표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 구동소자는,
    게이트가 서로 연결된 두개의 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1,2 스위칭소자는,
    P타입 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 두개의 트랜지스터는,
    P타입 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 스위칭소자의 일단은 데이터전류를 공급받고,
    상기 제1 스위칭소자의 타단은 상기 제2 스위칭소자의 일단과 연결된 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 스위칭소자의 타단은 상기 커플링부의 일단과 연결된 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 커플링부의 타단은 상기 제1 스캔신호를 입력받는 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  8. 제7 항에 있어서
    상기 커플링부의 일단은 상기 저장소자의 일단과 연결된 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 저장소자의 타단은 전원전압을 공급받는 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 저장소자의 타단에서 공급하는 전압은,
    상기 구동소자를 구동시키는 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 구동소자의 일단은 전원전압을 공급받고,
    상기 구동소자의 타단은 발광소자와 연결된 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 스캔신호와 상기 제2 스캔신호는 동시에 입력되는 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 스캔신호는 상기 제1 스캔신호가 입력되는 시간 내에 입력되는 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  14. 데이터신호에 따른 데이터전류를 공급하는 데이터구동부와;
    상기 데이터전류를 제1 스캔신호에 의해 전달하는 제1 스위칭소자와;
    상기 제1 스위칭소자에 의해 전달된 데이터전류를 제2 스캔신호에 의해서 전달하는 제2 스위칭소자와;
    상기 제2 스위칭소자에 의해 전달된 데이터전류에 따른 전압을 저장하는 저장소자와;
    상기 제1 스캔신호에 따라 상기 저장소자에 저장된 전압을 변경시키는 커플링부와;
    상기 커플링부로부터 출력되는 전압에 따라 동시에 구동되는 제1, 제2 구동소자와;
    상기 제1, 제2 구동소자의 구동에 의해 발생되는 상기 구동전류에 따라 빛을 발광하는 발광소자를 포함하는 발광표시장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 구동소자는,
    게이트가 서로 연결된 P타입 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 발광표시장 치.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 스위칭소자의 일단은 데이터전류를 공급받고,
    상기 제1 스위칭소자의 타단은 상기 제2 스위칭소자의 일단과 연결된 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제2 스위칭소자의 타단은 상기 커플링부의 일단과 연결된 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 커플링부의 타단은 상기 제1 스캔신호를 입력받는 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  19. 제18 항에 있어서
    상기 커플링부의 일단은 상기 저장소자의 일단과 연결된 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 저장소자의 타단은 전원전압을 공급받는 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 제1 구동소자의 일단은 전원전압을 공급받고, 상기 제1 구동소자의 타단은 상기 제2 구동소자의 일단과 연결된 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 제2 구동소자의 타단은 발광소자와 연결된 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  23. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 스캔신호와 상기 제2 스캔신호는 동시에 입력되는 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  24. 제14 항에 있어서,
    상기 제2 스캔신호는 상기 제1 스캔신호가 입력되는 시간 내에 입력되는 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
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