KR20120002070A - 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 응답속도가 개선된 화소에 관한 것이다.
본 발명에 의한 화소는, 고전위 화소전원인 제1 전원과 저전위 화소전원인 제2 전원 사이에 접속된 유기발광다이오드와; 상기 제1 전원과 상기 유기발광다이오드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 제1 노드에 접속되는 제1 트랜지스터와; 상기 제1 전원에 접속되는 제1 트랜지스터의 제1 전극과 데이터선 사이에 접속되며, 게이트 전극이 현재 주사선에 접속되는 제2 트랜지스터와; 상기 유기발광다이오드에 접속되는 제1 트랜지스터의 제2 전극과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 상기 현재 주사선에 접속되는 제3 트랜지스터와; 상기 제1 트랜지스터의 제2 전극과 상기 유기발광다이오드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 발광 제어선에 접속되는 제4 트랜지스터와; 상기 제2 전원 또는 초기화전원인 제3 전원과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 이전 주사선에 접속되는 제5 트랜지스터와; 상기 제2 전원 또는 상기 제3 전원과 상기 제4 트랜지스터 사이에 접속되며, 게이트 전극이 상기 이전 주사선에 접속되는 제6 트랜지스터와; 상기 제1 전원과 상기 제1 노드 사이에 접속되는 스토리지 커패시터;를 포함한다.

Description

화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치{Pixel and Organic Light Emitting Display Device Using the Same}
본 발명은 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치에 관한 것으로, 특히 응답속도가 개선된 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치에 관한 것이다.
최근, 음극선관과 비교하여 무게가 가볍고 부피가 작은 각종 평판 표시장치(Flat Panel Display Device)들이 개발되고 있다.
평판 표시장치들 중 특히 유기전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device)는 자발광소자인 유기발광다이오드를 이용하여 영상을 표시함으로써, 휘도 및 색순도가 뛰어나 차세대 표시장치로 주목받고 있다.
이와 같은 유기전계발광 표시장치는 유기발광다이오드를 구동하는 방식에 따라, 패시브 매트릭스형 유기전계발광 표시장치(PMOLED)와, 액티브 매트릭스형 유기전계발광 표시장치(AMOLED)로 나뉜다.
이 중 액티브 매트릭스형 유기전계발광 표시장치는 주사선들 및 데이터선들의 교차부에 위치된 다수의 화소들을 포함한다. 그리고, 각 화소는 유기발광다이오드와, 이를 구동하기 위한 화소회로를 포함한다. 이러한 화소회로는 통상적으로 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터 및 스토리지 커패시터를 포함하여 구성된다.
이와 같은 액티브 매트릭스형 유기전계발광 표시장치는 소비전력이 작은 이점을 가져, 휴대용 표시장치 등에 유용하게 이용된다.
단, 액티브 매트릭스형 유기전계발광 표시장치의 경우, 구동 트랜지스터의 히스테리시스(hysteresis)에 기인하여 응답속도가 저하될 우려가 있다. 예컨대, 화소가 수 프레임에 걸쳐 블랙을 표시한 이후에 화이트를 표시하는 경우, 블랙표시기간 동안 구동 트랜지스터에 지속적인 오프 전압이 인가되면서 트랜지스터의 특성 곡선이 쉬프트되어 이후 화이트표시기간의 초기에 목표한 휘도치를 충분히 표현하지 못하면서 응답속도가 저하될 우려가 있다. 이와 같이 화소의 응답속도가 저하되면 화면 끌림 현상이 발생하면서 화질이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 응답속도가 개선된 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치를 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면은, 고전위 화소전원인 제1 전원과 저전위 화소전원인 제2 전원 사이에 접속된 유기발광다이오드와; 상기 제1 전원과 상기 유기발광다이오드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 제1 노드에 접속되는 제1 트랜지스터와; 상기 제1 전원에 접속되는 제1 트랜지스터의 제1 전극과 데이터선 사이에 접속되며, 게이트 전극이 현재 주사선에 접속되는 제2 트랜지스터와; 상기 유기발광다이오드에 접속되는 제1 트랜지스터의 제2 전극과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 상기 현재 주사선에 접속되는 제3 트랜지스터와; 상기 제1 트랜지스터의 제2 전극과 상기 유기발광다이오드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 발광 제어선에 접속되는 제4 트랜지스터와; 상기 제2 전원 또는 초기화전원인 제3 전원과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 이전 주사선에 접속되는 제5 트랜지스터와; 상기 제2 전원 또는 상기 제3 전원과 상기 제4 트랜지스터 사이에 접속되며, 게이트 전극이 상기 이전 주사선에 접속되는 제6 트랜지스터와; 상기 제1 전원과 상기 제1 노드 사이에 접속되는 스토리지 커패시터;를 포함하는 화소를 제공한다.
여기서, 상기 제4 트랜지스터는, 상기 이전 주사선으로 이전 주사신호가 공급되는 초기화 기간 중 제1 기간 동안 상기 발광 제어선으로 공급되는 발광 제어신호에 의해 턴-온될 수 있다.
그리고, 상기 초기화 기간 중 제1 기간 동안, 상기 제1 전원으로부터 상기 제1 트랜지스터, 상기 제4 트랜지스터 및 상기 제6 트랜지스터를 경유하여 상기 제2 전원 또는 상기 제3 전원으로 전류패스가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제4 트랜지스터는, 상기 초기화 기간 중 상기 제1 기간에 후속되는 제2 기간 동안 상기 발광 제어신호에 의해 턴-오프될 수 있다.
또한, 상기 화소는, 상기 제1 전원과 상기 제1 트랜지스터의 제1 전극 사이에 접속되며, 게이트 전극이 상기 발광 제어선에 접속되는 제7 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 전원 및 상기 제3 전원은 동일한 전압원으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 제6 트랜지스터는, 상기 제4 트랜지스터와 상기 제2 전원의 사이에, 상기 유기발광다이오드와 병렬 연결되도록 접속될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 주사선들로 순차적으로 주사신호를 공급하고 상기 주사선들과 나란하게 형성된 발광 제어선들로 발광 제어신호를 공급하는 주사 구동부와, 데이터선들로 데이터신호를 공급하는 데이터 구동부와, 상기 주사선들, 발광 제어선들 및 데이터선들의 교차부에 배치되며 고전위 화소전원인 제1 전원 및 저전위 화소전원인 제2 전원을 공급받는 다수의 화소들을 구비한 화소부를 포함하며, 상기 화소들 각각은, 상기 제1 전원과 상기 제2 전원 사이에 접속된 유기발광다이오드와; 상기 제1 전원과 상기 유기발광다이오드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 제1 노드에 접속되는 제1 트랜지스터와; 상기 제1 전원에 접속되는 제1 트랜지스터의 제1 전극과 데이터선 사이에 접속되며, 게이트 전극이 현재 주사선에 접속되는 제2 트랜지스터와; 상기 유기발광다이오드에 접속되는 제1 트랜지스터의 제2 전극과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 상기 현재 주사선에 접속되는 제3 트랜지스터와; 상기 제1 트랜지스터의 제2 전극과 상기 유기발광다이오드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 발광 제어선에 접속되는 제4 트랜지스터와; 상기 제2 전원 또는 초기화전원인 제3 전원과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 이전 주사선에 접속되는 제5 트랜지스터와; 상기 제2 전원 또는 상기 제3 전원과 상기 제4 트랜지스터 사이에 접속되며, 게이트 전극이 상기 이전 주사선에 접속되는 제6 트랜지스터와; 상기 제1 전원과 상기 제1 노드 사이에 접속되는 스토리지 커패시터;를 포함하는 유기전계발광 표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 주사 구동부는, 상기 이전 주사선으로 이전 주사신호가 공급되는 기간 중 제1 기간 동안, 상기 발광 제어선으로 상기 제4 트랜지스터가 턴-온되도록 하는 발광 제어신호를 공급할 수 있다.
또한, 상기 주사 구동부는, 상기 이전 주사신호가 공급되는 기간 중 상기 제1 기간에 후속되는 제2 기간 동안, 상기 발광 제어선으로 상기 제4 트랜지스터가 턴-오프되도록 하는 발광 제어신호를 공급할 수 있다.
또한, 상기 주사 구동부는, 상기 이전 주사신호가 공급되는 기간 중 상기 제1 기간에 후속되는 제2 기간으로부터 상기 현재 주사선으로 현재 주사신호가 공급되는 제3 기간 동안, 상기 발광 제어선으로 상기 제4 트랜지스터가 턴-오프되도록 하는 발광 제어신호를 지속적으로 공급할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 각각의 화소는 유기발광다이오드와 병렬로 연결되는 제6 트랜지스터를 구비한다. 그리고, 구동 트랜지스터의 게이트 전극이 접속되는 제1 노드로 초기화 전압을 전달하는 초기화 기간 중 제1 기간 동안, 고전위 화소전원으로부터 구동 트랜지스터 및 제6 트랜지스터를 경유하여 저전위 화소전원 또는 초기화 전원으로 우회되는 전류패스를 형성한다. 이에 의해, 블랙 휘도의 상승을 방지하면서도 구동 트랜지스터의 히스테리시스에 기인한 화소의 응답속도 저하의 문제를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치의 화소를 도시한 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시된 화소를 구동하기 위한 구동신호들을 도시한 파형도이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 3의 구동신호들에 의해 구동되는 도 2의 화소의 구동방법을 순차적으로 도시한 회로도 및 파형도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는 주사선들(S1 내지 Sn), 발광 제어선들(E1 내지 En) 및 데이터선들(D1 내지 Dm)의 교차부에 위치되는 다수의 화소들(140)을 구비한 화소부(130)와, 주사선들(S1 내지 Sn) 및 발광 제어선들(E1 내지 En)을 구동하기 위한 주사 구동부(110)와, 데이터선들(D1 내지 Dm)을 구동하기 위한 데이터 구동부(120)와, 주사 구동부(110) 및 데이터 구동부(120)를 제어하기 위한 타이밍 제어부(150)를 포함한다.
주사 구동부(110)는 타이밍 제어부(150)로부터 주사 구동제어신호(SCS)를 공급받는다.　주사 구동제어신호(SCS)를 공급받은 주사 구동부(110)는 주사신호를 생성하고, 생성된 주사신호를 주사선들(S1 내지 Sn)로 순차적으로 공급한다.　
또한, 주사 구동부(110)는 주사 구동제어신호(SCS)에 대응하여, 주사선들(S1 내지 Sn)과 나란하게 형성된 발광 제어선들(E1 내지 En)로 발광 제어신호를 공급한다.
단, 본 발명에서, 주사 구동부(110)는 화소들(140)에 구비되는 소정의 트랜지스터들(미도시)이 턴-온되도록 하는 주사신호를 주사선들(S1 내지 Sn)로 순차적으로 공급하되, 각 화소들(140)을 기준으로, 이전 주사선으로 이전 주사신호가 공급되는 기간 중 초기기간(제1 기간)에는 화소들(140)에 구비되는 소정의 트랜지스터들이 턴-온되도록 하는 발광 제어신호를 발광 제어선들(E1 내지 En)로 공급한다.
이후, 주사 구동부(110)는 이전 주사신호가 공급되는 기간 중 제1 기간에 후속되는 제2 기간으로부터, 현재 주사선으로 현재 주사신호가 공급되는 제3 기간까지는 화소 내 소정의 트랜지스터들이 턴-오프되도록 하는 발광 제어신호를 지속적으로 공급하고, 현재 주사신호의 공급이 완료된 이후에 상기 소정의 트랜지스터들이 턴-온되도록 하는 발광 제어신호를 공급한다.
한편, 편의상 도 1에서는 하나의 주사 구동부(110)에서 주사신호 및 발광 제어신호를 모두 생성하여 출력하는 것으로 도시하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 복수의 주사 구동부(110)가 화소부(130)의 양측으로부터 주사신호 및 발광 제어신호를 공급하거나, 혹은 주사신호를 생성하여 출력하는 구동회로와 발광 제어신호를 생성하여 출력하는 구동회로를 별개의 구동회로로 구분하고 이를 각각 주사 구동부 및 발광제어 구동부로 명명할 수도 있을 것이다. 이때, 주사 구동부 및 발광제어 구동부는 화소부(130)의 동일한 일 측에 형성될 수도 있고, 혹은 대향되는 상이한 측면에 형성될 수도 있다.
데이터 구동부(120)는 타이밍 제어부(150)로부터 데이터 구동제어신호(DCS)를 공급받는다. 데이터 구동제어신호(DCS)를 공급받은 데이터 구동부(120)는 이에 대응하는 데이터신호를 생성하고, 생성된 데이터신호를 데이터선들(D1 내지 Dm)로 공급한다.
타이밍 제어부(150)는 외부로부터 공급되는 동기신호들에 대응하여 데이터 구동제어신호(DCS) 및 주사 구동제어신호(SCS)를 생성한다. 타이밍 제어부(150)에서 생성된 데이터 구동제어신호(DCS)는 데이터 구동부(120)로 공급되고, 주사 구동제어신호(SCS)는 주사 구동부(110)로 공급된다　 그리고, 타이밍 제어부(150)는 외부로부터 공급되는 데이터(Data)를 데이터 구동부(120)로 공급한다.
화소부(130)는 외부로부터 고전위 화소전원인 제1 전원(ELVDD)과 저전위 화소전원인 제2 전원(ELVSS)을 공급받아 각각의 화소들(140)로 공급한다.　제1 전원(ELVDD) 및 제2 전원(ELVSS)을 공급받은 화소들(140) 각각은 데이터신호에 대응하는 빛을 생성한다.　또한, 화소부(130)는 화소들(140)의 구조에 따라서는 초기화전원과 같은 제3 전원을 더 공급받고, 이를 각각의 화소들(140)로 공급할 수 있다.
한편, 도 1에서는 화소(140)들이 하나의 주사선, 즉, 현재 주사선과 접속되는 것으로 도시되었지만 실제로 본원발명의 화소(140)들은 2개의 주사선과 접속된다.　예를 들어, i(i는 자연수)번째 수평라인에 위치되는 화소(140)는 현재 주사선인 제i 주사선(Si)과 이전 주사선인 제i-1 주사선(Si-1)과 접속될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치의 화소를 도시한 회로도이다. 편의상 도 2에서는 n(n은 자연수)번째 수평라인에 위치되며, 제m 데이터선(Dm)과 접속되는 화소를 도시하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치의 화소는, 제1 전원(ELVDD)과 제2 전원(ELVSS) 사이에 접속된 유기발광다이오드(OLED)와, 제1 전원(ELVDD)과 유기발광다이오드(OLED) 사이에 접속된 제1 트랜지스터(T1)와, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 데이터선(Dm) 사이에 접속된 제2 트랜지스터(T2)와, 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극과 게이트 전극 사이에 접속되는 제3 트랜지스터(T3)와, 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극과 유기발광다이오드(OLED) 사이에 접속된 제4 트랜지스터(T4)와, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극이 접속되는 제1 노드(N1)와 제2 전원(ELVSS) 또는 초기화전원인 제3 전원(VINT) 사이에 접속되는 제5 트랜지스터(T5)와, 제4 트랜지스터(T4)와 제2 전원(ELVSS) 또는 제3 전원(VINT) 사이에 접속되는 제6 트랜지스터(T6)와, 제1 전원(ELVDD)과 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극 사이에 접속되는 제7 트랜지스터(T7)와, 제1 전원(ELVDD)과 제1 노드(N1) 사이에 접속되는 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다.
보다 구체적으로, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극은 제7 트랜지스터(T7)를 경유하여 제1 전원(ELVDD)에 접속되고, 제2 전극은 제4 트랜지스터(T4)를 경유하여 유기발광다이오드(OLED)에 접속된다. 여기서, 제1 전극과 제2 전극은 서로 다른 전극으로, 예컨대 제1 전극이 소스 전극이면 제2 전극은 드레인 전극이다. 그리고, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제1 노드(N1)에 접속된다.
이러한 제1 트랜지스터(T1)는 제1 노드(N1)의 전압에 대응하여 유기발광다이오드(OLED)로 공급되는 구동전류를 제어하는 것으로, 화소의 구동 트랜지스터로 기능한다.
제2 트랜지스터(T2)의 제1 전극은 데이터선(Dm)에 접속되고, 제2 전극은 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극에 접속된다. 특히, 제2 트랜지스터(T2)의 제2 전극은, 제1 및 제3 트랜지스터(T1, T3)가 턴-온될 때 상기 제1 및 제3 트랜지스터(T1, T3)를 경유하여 제1 노드(N1)에 접속된다. 그리고, 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 현재 주사선(Sn)에 접속된다.
이러한 제2 트랜지스터(T2)는 현재 주사선(Sn)으로부터 현재 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터선(Dm)으로부터 공급되는 데이터신호를 화소 내부로 전달한다.
제3 트랜지스터(T3)의 제1 전극은 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극에 접속되고, 제2 전극은 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극이 접속되는 제1 노드(N1)에 접속된다. 그리고, 제3 트랜지스터(T3)의 게이트 전극은 현재 주사선(Sn)에 접속된다.
이러한 제3 트랜지스터(T3)는 현재 주사선(Sn)으로부터 현재 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 제1 트랜지스터(T1)를 다이오드 형태로 연결한다.
제4 트랜지스터(T4)의 제1 전극은 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극에 접속되고, 제2 전극은 유기발광다이오드(OLED), 예컨대 상기 유기발광다이오드(OLED)의 애노드 전극에 접속된다. 그리고, 제4 트랜지스터(T4)의 게이트 전극은 발광 제어선(En)에 접속된다.
이러한 제4 트랜지스터(T4)는 발광 제어선(En)으로부터 공급되는 발광 제어신호에 대응하여 턴-온 또는 턴-오프 되면서 화소 내에 전류패스를 형성하거나 혹은 전류패스가 형성되는 것을 차단한다.
제5 트랜지스터(T5)의 제1 전극은 제1 노드(N1)에 접속되고, 제2 전극은 제2 전원(ELVSS) 또는 제3 전원(VINT)에 접속된다. 여기서, 제3 전원(VINT)은 화소의 초기화 전압을 공급하기 위한 초기화 전원으로, 제2 전원(ELVSS)과 상이한 전위를 갖는 상이한 전압원으로 설정되어 별도로 공급되거나, 혹은 제2 전원(ELVSS)과 동일한 전압원으로 설정될 수 있다. 즉, 화소의 설계 구조에 따라 별도의 초기화 전원(VINT)이 공급되거나, 혹은 제2 전원(ELVSS)이 초기화 전원으로 이용될 수 있다. 그리고, 제5 트랜지스터(T5)의 게이트 전극은 이전 주사선(Sn-1)에 접속된다.
이러한 제5 트랜지스터(T5)는 이전 주사선(Sn-1)으로부터 이전 주사신호가 공급될 때 턴-온되어, 제2 전원(ELVSS) 또는 제3 전원(VINT)의 전압을 제1 노드(N1)로 인가함에 의해 제1 노드(N1)를 초기화한다.
제6 트랜지스터(T6)의 제1 전극은 제4 트랜지스터(T4)의 제2 전극에 접속되고, 제2 전극은 제2 전원(ELVSS) 또는 제3 전원(VINT)에 접속된다. 제6 트랜지스터(T6)의 제2 전극이 제2 전원(ELVSS)에 접속되면, 제6 트랜지스터(T6)는 제4 트랜지스터(T4)와 제2 전원(ELVSS)의 사이에, 유기발광다이오드(OLED)와 병렬 연결되도록 접속된다. 그리고, 제6 트랜지스터(T6)의 게이트 전극은 이전 주사선(Sn-1)에 접속된다.
이러한 제6 트랜지스터(T6)는 이전 주사선(Sn-1)으로부터 이전 주사신호가 공급될 때 턴-온되어, 제4 트랜지스터(T4)를 제2 전원(ELVSS) 또는 제3 전원(VINT)에 연결한다.
제7 트랜지스터(T7)의 제1 전극은 제1 전원(ELVDD)에 접속되고 제2 전극은 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극에 접속된다. 그리고, 제7 트랜지스터(T7)의 게이트 전극은 발광 제어선(En)에 접속된다.
이러한 제7 트랜지스터(T7)는 발광 제어선(En)으로부터 공급되는 발광 제어신호에 대응하여 턴-온 또는 턴-오프 되면서 화소 내에 전류패스를 형성하거나 혹은 전류패스가 형성되는 것을 차단한다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 전원(ELVDD)과 제1 노드(N1) 사이에 접속되어 제1 노드(N1)로 공급되는 전압에 대응하는 전압을 충전한다.
단, 본 발명에서, 이전 주사선(Sn-1)으로 이전 주사신호가 공급되는 초기화 기간 중 제1 기간 동안, 제4 트랜지스터(T4) 및 제7 트랜지스터(T7)가 턴-온되도록 하는 발광 제어신호가 발광 제어선(En)으로 공급된다.
이에 따라, 상기 초기화 기간 중 제1 기간 동안 제1 전원(ELVDD)으로부터 제7 트랜지스터(T7), 제1 트랜지스터(T1), 제4 트랜지스터(T4) 및 제6 트랜지스터(T6)를 경유하여 제2 전원(ELVSS) 또는 제3 전원(VINT)으로 향하는 전류패스가 형성된다.
즉, 본 발명에 의한 화소에서는, 데이터 프로그래밍기간 및 발광기간에 앞서 제1 트랜지스터(T1)에 소정의 전류를 흘려주어 구동 트랜지스터의 히스테리시스에 기인한 화소의 응답속도 저하를 방지한다.
다시 말하면, 화소가 장시간에 걸쳐 저휘도(예컨대, 블랙)를 표시한 이후에 고휘도(예컨대, 화이트)를 표시하는 경우에도, 고휘도를 표시하기 위한 데이터 프로그래밍기간 및 발광기간에 앞선 초기화 기간 중에 제1 트랜지스터(T1)에 히스테리시스 보상을 위한 소정의 전류를 흘려주어, 고휘도 표시기간의 초기에도 목표한 휘도치를 표현할 수 있게 됨에 따라 화소의 응답속도를 개선할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 화소는, 유기발광다이오드(OLED)와 병렬 연결되는 형태로 접속되는 제6 트랜지스터(T6)를 구비한다. 그리고, 구동 트랜지스터(즉, 제1 트랜지스터(T1))의 게이트 전극이 접속되는 제1 노드(N1)를 초기화하는 초기화 기간 중 제1 기간 동안, 제1 전원(ELVDD)으로부터 제1 트랜지스터(T1)와, 유기발광다이오드(OLED)에 병렬 접속되는 제6 트랜지스터(T6)를 경유하여, 제2 전원(ELVSS) 또는 제3 전원(VINT)으로 우회되는 전류패스를 형성한다.
이에 따라, 초기화 기간 중 유기발광다이오드(OLED)가 발광하는 것을 방지하여 블랙 휘도의 상승을 방지하면서도 제1 트랜지스터(T1)의 히스테리시스에 기인한 응답속도 저하의 문제를 개선할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 화소를 구동하기 위한 구동신호들을 도시한 파형도이다.
도 3을 참조하면, 이전 주사선(Sn-1) 및 현재 주사선(Sn)으로 순차적으로 이전 주사신호 및 현재 주사신호가 공급된다. 여기서, 이전 주사신호 및 현재 주사신호는 화소에 포함되는 트랜지스터, 특히 도 2의 제2 및 제3 트랜지스터(T2, T3)와 제5 및 제6 트랜지스터(T5, T6)가 턴-온될 수 있는 전압(예를 들면, 로우전압)으로 설정된다.
그리고, 발광 제어선(En)으로 공급되는 발광 제어신호는, 이전 주사신호가 공급되는 초기화 기간의 제1 기간(t1) 동안 화소에 포함되는 트랜지스터, 특히 도 2의 제4 및 제7 트랜지스터(T4, T7)가 턴-온될 수 있는 전압(예를 들면, 로우전압)으로 설정되고, 초기화 기간의 나머지 기간(즉, 제1 기간(t1)에 후속되는 제2 기간(t2))으로부터 현재 주사신호가 공급되는 제3 기간(t3) 동안 상기 제4 및 제7 트랜지스터(T4, T7)가 턴-오프될 수 있는 전압(예를 들면, 하이전압)으로 설정된 후, 현재 주사신호의 공급이 완료된 이후의 발광기간, 즉 제4 기간(t4)에 상기 제4 및 제7 트랜지스터(T4, T7)가 턴-온될 수 있는 전압으로 설정된다.
다시 말하면, 제4 및 제7 트랜지스터(T4, T7)가 턴-오프될 수 있는 하이전압의 발광 제어신호는 이전 주사신호가 공급되는 기간 중에 공급이 개시되어 현재 주사신호의 공급이 완료될 때까지 공급이 유지된다.
이러한 도 3의 구동신호들에 의해 구동되는 화소의 동작과정은 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 이하에서 상세히 설명하기로 한다.
도 4a 내지 도 4d는 도 3의 구동신호들에 의해 구동되는 도 2의 화소의 구동방법을 순차적으로 도시한 회로도 및 파형도이다.
우선, 도 4a를 참조하면, 이전 주사선(Sn-1)으로 이전 주사신호가 공급되는 초기화 기간(t1, t2) 중 제1 기간(t1) 동안, 발광 제어선(En)으로는 로우전압의 발광 제어신호가 공급된다.
이전 주사선(Sn-1)으로 로우전압의 이전 주사신호가 공급되면, 제5 및 제6 트랜지스터(T5, T6)가 턴-온된다.
제5 트랜지스터(T5)가 턴-온되면 제2 전원(ELVSS) 또는 제3 전원(VINT)의 전압이 제1 노드(N1)에 전달되고, 제6 트랜지스터(T6)가 턴-온되면 제4 트랜지스터(T4)가 제2 전원(ELVSS) 또는 제3 전원(VINT)에 연결된다.(도 4a의 화살표 방향은, 제1 기간(t1)의 이전에 제1 노드(N1)의 전압이 제2 전원(ELVSS) 또는 제3 전원(VINT)의 전압 이상으로 설정되었을 것임을 고려하여 도시됨.)
여기서, 제2 전원(ELVSS) 또는 제3 전원(VINT)의 전압은 제1 노드(N1)를 초기화시킬 수 있을 정도로 충분히 낮은 전압, 예컨대 데이터신호의 계조전압 중 최저전압(구동 트랜지스터가 PMOS 트랜지스터인 경우 최고계조 전압)보다 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압 이상 낮은 전압으로 설정될 수 있다. 따라서, 이후의 데이터프로그래밍 기간(t3) 동안 제1 트랜지스터(T1)가 순방향으로 다이오드 연결되도록 하여 데이터신호가 제1 트랜지스터(T1) 및 제3 트랜지스터(T3)를 경유하여 안정적으로 제1 노드(N1)에 전달되도록 한다.
이와 같이 제2 전원(ELVSS) 또는 제3 전원(VINT)의 전압은 로우전압으로 설정되는 것으로, 이전 주사선(Sn-1)으로 이전 주사신호가 공급되는 초기화 기간(t1 내지 t2) 동안 제1 트랜지스터(T1)도 턴-온된다.
한편, 발광 제어선(En)으로 로우전압의 발광 제어신호가 공급되면, 제4 및 제7 트랜지스터(T4, T7)가 턴-온된다.
따라서, 제1 기간(t1) 동안 제1 노드(N1)에 제2 전원(ELVSS) 또는 제3 전원(VINT)의 초기화 전압이 인가됨과 아울러, 제1 전원(ELVDD)으로부터 제7 트랜지스터(T7), 제1 트랜지스터(T1), 제4 트랜지스터(T4) 및 제6 트랜지스터(T6)를 경유하여 제2 전원(ELVSS) 또는 제3 전원(VINT)으로의 전류패스가 형성된다.
이에 따라, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 및 제2 전극과 게이트 전극 각각에 소정의 바이어스 전압이 인가되면서 상기 제1 트랜지스터(T1)에 전류가 흐르게 된다. 이에 의해, 제1 트랜지스터(T1)의 히스테리시스가 보상됨은 물론, 상기 전류가 제4 트랜지스터(T4)로부터 제6 트랜지스터(T6) 측으로 우회되어 흐르도록 함으로써 유기발광다이오드(OLED)가 발광하는 것을 방지하여 블랙 휘도의 상승을 방지한다.
즉, 제1 기간(t1)은 제1 트랜지스터(T1)에 바이어스 전압을 인가하여 소정의 전류를 흘려줌에 의해 상기 제1 트랜지스터(T1)의 히스테리시스에 기인한 응답속도의 저하를 방지하여 응답속도를 개선하기 위한 응답속도 개선 구간으로, 특히 본 발명에서는 이 기간 동안 유기발광다이오드(OLED)가 발광하는 것을 방지하여 블랙을 선명하게 표시할 수 있는 장점도 가진다.
이후, 도 4b에 도시된 바와 같이, 초기화 기간(t1, t2) 중 제1 기간(t1)에 후속되는 제2 기간(t2) 동안, 발광 제어선(En)으로 공급되는 발광제어신호의 전압이 하이전압으로 변경된다.
즉, 제2 기간(t2) 동안, 이전 주사선(Sn-1)에는 로우전압의 이전 주사신호의 공급이 유지됨과 아울러, 발광 제어선(En)으로는 하이전압의 발광 제어신호가 공급된다.
발광 제어선(En)으로 하이전압의 발광 제어신호가 공급되면, 제4 및 제7 트랜지스터(T4, T7)가 턴-오프되면서 제1 기간(t1)에 제1 트랜지스터(T1)를 경유하여 흐르던 전류가 차단된다.
그리고, 로우전압의 이전 주사신호는 제1 기간(t1)에서와 같이 제2 기간(t2) 동안에도 공급이 유지되므로 제5 트랜지스터(T5)는 턴-온 상태를 유지하고, 따라서 제1 노드(N1)는 제2 전원(ELVSS) 또는 제3 전원(VINT)의 전압으로 안정적으로 초기화된다.
이후, 도 4c에 도시된 바와 같이, 제3 기간(t3) 동안 현재 주사선(Sn)으로 로우전압의 현재 주사신호가 공급된다.
그러면, 제2 및 제3 트랜지스터(T2, T3)가 턴-온되고, 제1 트랜지스터(T1)는 제3 트랜지스터(T3)에 의해 다이오드 연결된다.
이러한 제3 기간(t3) 동안 데이터선(Dm)으로는 데이터신호가 공급되고, 상기 데이터신호는 제2 트랜지스터(T2), 제1 트랜지스터(T1) 및 제3 트랜지스터(T3)를 경유하여 제1 노드(N1)로 전달된다. 이때, 제1 트랜지스터(T1)가 다이오드 연결된 상태이므로 제1 노드(N1)에는 데이터신호와 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압의 차전압이 전달된다.
즉, 제3 기간(t3)은, 제1 노드(N1)로 데이터신호와 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압에 상응하는 전압을 인가하는 데이터프로그래밍 및 문턱전압보상 기간으로, 이러한 제3 기간(t3)에 제1 노드(N1)에 전달된 전압은 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된다.
현재 주사선(Sn)으로의 현재 주사신호의 공급이 완료된 이후, 도 4d에 도시된 바와 같이, 제4 기간(t4) 동안 발광 제어선(En)으로 로우전압의 발광 제어신호가 공급된다.
이에 따라, 제4 및 제7 트랜지스터(T4, T7)가 턴-온되어, 제1 전원(ELVDD)으로부터 제7 트랜지스터(T7), 제1 트랜지스터(T1), 제4 트랜지스터(T4) 및 유기발광다이오드(OLED)를 경유하여 제2 전원(ELVSS)으로 구동전류가 흐르게 된다.
이때, 구동전류는 제1 노드(N1)의 전압에 대응하여 제1 트랜지스터(T1)에 의해 제어되는 것으로, 앞선 제3 기간(t3) 동안 제1 노드(N1)에는 데이터신호의 전압과 더불어 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압에 상응하는 전압이 저장되었으므로, 제4 기간(t4) 동안에는 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압이 상쇄되어 상기 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압 편차와 무관하게 데이터신호에 대응하는 구동전류가 흐르게 된다.
즉, 제4 기간(t4)은 화소의 발광기간으로, 상기 제4 기간(t4) 동안 유기발광다이오드(OLED)는 데이터신호에 대응하는 휘도로 발광한다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
110: 주사 구동부 120: 데이터 구동부
130: 화소부 140: 화소
150: 타이밍 제어부

Claims (14)

  1. 고전위 화소전원인 제1 전원과 저전위 화소전원인 제2 전원 사이에 접속된 유기발광다이오드와,
    상기 제1 전원과 상기 유기발광다이오드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 제1 노드에 접속되는 제1 트랜지스터와,
    상기 제1 전원에 접속되는 제1 트랜지스터의 제1 전극과 데이터선 사이에 접속되며, 게이트 전극이 현재 주사선에 접속되는 제2 트랜지스터와,
    상기 유기발광다이오드에 접속되는 제1 트랜지스터의 제2 전극과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 상기 현재 주사선에 접속되는 제3 트랜지스터와,
    상기 제1 트랜지스터의 제2 전극과 상기 유기발광다이오드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 발광 제어선에 접속되는 제4 트랜지스터와,
    상기 제2 전원 또는 초기화전원인 제3 전원과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 이전 주사선에 접속되는 제5 트랜지스터와,
    상기 제2 전원 또는 상기 제3 전원과 상기 제4 트랜지스터 사이에 접속되며, 게이트 전극이 상기 이전 주사선에 접속되는 제6 트랜지스터와,
    상기 제1 전원과 상기 제1 노드 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 포함하는 화소.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제4 트랜지스터는, 상기 이전 주사선으로 이전 주사신호가 공급되는 초기화 기간 중 제1 기간 동안 상기 발광 제어선으로 공급되는 발광 제어신호에 의해 턴-온되는 화소.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 초기화 기간 중 제1 기간 동안, 상기 제1 전원으로부터 상기 제1 트랜지스터, 상기 제4 트랜지스터 및 상기 제6 트랜지스터를 경유하여 상기 제2 전원 또는 상기 제3 전원으로 전류패스가 형성되는 화소.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제4 트랜지스터는, 상기 초기화 기간 중 상기 제1 기간에 후속되는 제2 기간 동안 상기 발광 제어신호에 의해 턴-오프되는 화소.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전원과 상기 제1 트랜지스터의 제1 전극 사이에 접속되며, 게이트 전극이 상기 발광 제어선에 접속되는 제7 트랜지스터를 더 포함하는 화소.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전원 및 상기 제3 전원은 동일한 전압원으로 설정되는 화소.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제6 트랜지스터는, 상기 제4 트랜지스터와 상기 제2 전원의 사이에, 상기 유기발광다이오드와 병렬 연결되도록 접속되는 화소.
  8. 주사선들로 순차적으로 주사신호를 공급하고, 상기 주사선들과 나란하게 형성된 발광 제어선들로 발광 제어신호를 공급하는 주사 구동부와,
    데이터선들로 데이터신호를 공급하는 데이터 구동부와,
    상기 주사선들, 발광 제어선들 및 데이터선들의 교차부에 배치되며, 고전위 화소전원인 제1 전원 및 저전위 화소전원인 제2 전원을 공급받는 다수의 화소들을 구비한 화소부를 포함하며,
    상기 화소들 각각은,
    상기 제1 전원과 상기 제2 전원 사이에 접속된 유기발광다이오드와;
    상기 제1 전원과 상기 유기발광다이오드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 제1 노드에 접속되는 제1 트랜지스터와;
    상기 제1 전원에 접속되는 제1 트랜지스터의 제1 전극과 데이터선 사이에 접속되며, 게이트 전극이 현재 주사선에 접속되는 제2 트랜지스터와;
    상기 유기발광다이오드에 접속되는 제1 트랜지스터의 제2 전극과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 상기 현재 주사선에 접속되는 제3 트랜지스터와;
    상기 제1 트랜지스터의 제2 전극과 상기 유기발광다이오드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 발광 제어선에 접속되는 제4 트랜지스터와;
    상기 제2 전원 또는 초기화전원인 제3 전원과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, 게이트 전극이 이전 주사선에 접속되는 제5 트랜지스터와;
    상기 제2 전원 또는 상기 제3 전원과 상기 제4 트랜지스터 사이에 접속되며, 게이트 전극이 상기 이전 주사선에 접속되는 제6 트랜지스터와;
    상기 제1 전원과 상기 제1 노드 사이에 접속되는 스토리지 커패시터;를 포함하는 유기전계발광 표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 주사 구동부는, 상기 이전 주사선으로 이전 주사신호가 공급되는 기간 중 제1 기간 동안, 상기 발광 제어선으로 상기 제4 트랜지스터가 턴-온되도록 하는 발광 제어신호를 공급하는 유기전계발광 표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 주사 구동부는, 상기 이전 주사신호가 공급되는 기간 중 상기 제1 기간에 후속되는 제2 기간 동안, 상기 발광 제어선으로 상기 제4 트랜지스터가 턴-오프되도록 하는 발광 제어신호를 공급하는 유기전계발광 표시장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 주사 구동부는, 상기 이전 주사신호가 공급되는 기간 중 상기 제1 기간에 후속되는 제2 기간으로부터 상기 현재 주사선으로 현재 주사신호가 공급되는 제3 기간 동안, 상기 발광 제어선으로 상기 제4 트랜지스터가 턴-오프되도록 하는 발광 제어신호를 지속적으로 공급하는 유기전계발광 표시장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 화소들 각각은, 상기 제1 전원과 상기 제1 트랜지스터의 제1 전극 사이에 접속되며, 게이트 전극이 상기 발광 제어선에 접속되는 제7 트랜지스터를 더 포함하는 유기전계발광 표시장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제2 전원 및 상기 제3 전원은 동일한 전압원으로 설정되는 유기전계발광 표시장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제6 트랜지스터는, 상기 제4 트랜지스터와 상기 제2 전원의 사이에, 상기 유기발광다이오드와 병렬 연결되도록 접속되는 유기전계발광 표시장치.
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