KR100473153B1

KR100473153B1 - 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치

Info

Publication number: KR100473153B1
Application number: KR10-2002-0066638A
Authority: KR
Inventors: 심재훈; 김성민; 김봉옥; 박노길; 곽미영; 서종욱; 김영관
Original assignee: (주)그라쎌
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2005-03-11
Anticipated expiration: 2022-10-30
Also published as: WO2004040540A1; KR20040039021A; AU2003274773A1

Abstract

본 발명은 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치는 다이오드, 커패시터 및 발광소자를 포함하여, 다수개의 각 픽셀 내의 발광소자를 다이오드가 턴 온되면, 입력되는 데이터신호와 제어신호의 전위차에 해당되는 전류량에 의거하여 소정 밝기로 발광시키고, 다이오드가 턴 오프되면, 커패시터의 방전에 따른 전류에 의거하여 소정 밝기로 발광시키는 것을 특징으로 하고, 또한, 트랜지스터, 커패시터 및 발광소자를 포함하여, 다수개의 각 픽셀 내의 발광소자를 트랜지스터가 턴 온되면, 입력되는 데이터신호의 전압레벨에 대응되는 전류량에 의거하여 소정 밝기로 발광시키고, 트랜지스터가 턴 오프되면, 커패시터의 방전에 따른 전류에 의거하여 소정 밝기로 발광시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 패시브 매트릭스형 디스플레이와 달리 M×N개의 픽셀의 각 행에 M개의 발광소자를 연결하고, 각 열에 N개의 다이오드를 연결함으로써 각 픽셀의 크로스토크 발생률을 최소화시킬 수 있으며, 또한, 각 픽셀의 발광소자를 구동시키기 위한 전기소자의 구성을 간소화함으로써 매트릭스형 디스플레이의 제작공정을 보다 간단하게 할 수 있으며, 이로 인해, 제품의 생산비용을 절감시킬 수 있다는 장점이 있다.

Description

매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치{Apparatus for driving organic light emitting device of display having matrix structure}

본 발명은 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수개의 픽셀 내에 위치한 발광소자를 보다 간소화된 전기소자로 구동시킬 수 있도록 한 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치에 관한 것이다.

최근 들어, 고도의 정보화 사회의 도래로, 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 단말기, 정보 통신 기기 혹은 이들의 복합 제품의 수요가 증대하고 있다. 이러한 제품들에는 박형, 경량의 디스플레이(display)가 적합하며, 그 디스플레이로는 LCD(Liquid Crystal Display) 또는 자발광형의 유기 EL 소자 및 유기 LED 소자(이하에서는 이들을 총칭하여 OLED 소자라 함) 등을 이용한 OLED 디스플레이 등이 있다.

OLED(Organic Light Emitting Device) 소자는 넓은 시야각과 고속 응답성 등의 뛰어난 특징을 갖고 있어 동화상 표시에 적합함으로써, OLED 소자를 이용한 디스플레이의 이용가치는 점점 더 중요하게 될 것으로 예상된다. 실제로, 유기물을 발광층으로 하는 OLED 소자의 발광 효율의 급속한 향상과, 영상 통신을 가능하게 하는 네트워크 기술의 진전이라는 두 가지 조건이 맞물리면서, OLED 디스플레이에 대한 기대가 계속 높아지고 있는 추세이다.

기존의 OLED 디스플레이는 다수개의 픽셀이 매트릭스 형상으로 배열된 구조를 갖고 있으며, 각 픽셀 내에 위치한 OLED 소자를 구동하는 방식에 따라 패시브 매트릭스형 디스플레이와, 액티브 매트릭스형 디스플레이로 구분된다.

도 1a는 일반적인 패시브 매트릭스형 디스플레이에 대한 예시도이다. 도 1a를 참조하면, 기존의 패시브 매트릭스형 디스플레이는 각 행(N_{2_1},...,N_{2_n})과 열(M_{1_1},..., M_{1_m})의 교점에 OLED(D₁₁,..., D_nm)가 배치된 M×N개의 픽셀로 구성된다. 패시브 매트릭스형 디스플레이는 특정 행(예컨대, N_{2_1})과 열(예컨대, M_{1_1})의 픽셀에 위치한 OLED(D₁₁)를 구동시키기 위해 상기 열(M_{1_1})로 전압을 인가함으로써 OLED(D ₁₁)를 발광시킨다.

도 1b는 도 1a에 도시된 소정 영역(A)에 해당되는 픽셀들을 회로적으로 도시한 예시도이다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 도 1a의 A영역에 포함되는 각 픽셀들의 OLED(D₁₁, D₁₂, D₂₁, D₂₂) 중 1행1열(N_{2_1} ×M_{1_1})에 위치한 OLED(D₁₁)를 발광시키고자 가정하면, 상기 OLED(D₁₁)의 제1전극(즉, 애노드단자)에 전압을 인가함으로써 해당 OLED(D₁₁)를 발광시킨다.

한편, 도 1b를 참조하면, 2행1열(N_{2_2} ×M_{1_1})에 위치한 OLED(D₂₁)와, 2행2열(N_{2_2} ×M_{1_2})에 위치한 OLED(D₂₂)는 회로적으로 연결되어 있다, 그 결과, 상기 두 OLED(D₂₁)(D₂₂)에 누설전류가 흘러 2행1열(N_{2_2} ×M_{1_1}), 2행2열(N_{2_2} ×M_{1_2}) 및 1행2열(N_{2_1} ×M_{1_2})에 위치한 각 OLED(D₂₁)(D₂₂)(D₁₂)는 소정의 밝기로 발광한다. 이때, 발광하는 픽셀의 수가 증가하면, 해당 픽셀들로부터 방출되는 빛은 십자모양으로 나타난다.

따라서, 패시브 매트릭스형 디스플레이는 각 픽셀의 행과 열에 OLED의 전극이 모두 연결되어 각 픽셀이 회로적으로 연결된 구조를 갖음으로써, 빛을 방출시키고자 하는 픽셀 이외의 픽셀들의 빛 방출에 따른 크로스토크(crosstalk)를 발생시키는 문제점이 있다.

도 2는 일반적인 액티브 매트릭스형 디스플레이에 대한 예시도이다. 도 2를 참조하면, 액티브 매트릭스형 디스플레이는 M×N개의 픽셀로 구성된 표시부(10), 표시부(10)의 좌측에 위치하는 주사구동회로(20) 및 표시부(10)의 상측에 위치하는 데이터구동회로(30)로 구성된다. 표시부(10)의 각 픽셀은 두 개의 트랜지스터와 커패시터 및 OLED로 구성된다.

여기서 특정 행(예컨대, N_{12_2})과 열(예컨대, M_{11_1})의 픽셀에 위치한 OLED(예컨대, D₂₁₁)를 예로 들어, 액티브 매트릭스형 디스플레이의 구동을 설명한다.

액티브 매트릭스형 디스플레이의 2행1열(N_{12_2} ×M_{11_1}) 픽셀에 위치한 제1트랜지스터(T₂₁₁)(또는 스위칭 트랜지스터라 함)의 게이트단자로 주사구동회로(20)의 제어신호가 인가되면, 제1트랜지스터(T₂₁₁)는 턴 온(turn-on)된다. 이때, 제2트랜지스터(T₂₁₂)(또는 드라이버 트랜지스터라 함)는 게이트단자로 상기 제1트랜지스터(T₂₁₁)의 턴 온에 따라 데이터구동회로(30)의 데이터신호를 입력받아 턴 온되어, OLED(D₂₁₁)를 발광시킨다.

한편, 상기 제1트랜지스터(T₂₁₁)가 턴 오프(turn-off)되면, 제2트랜지스터(T₂₁₂)는 제1트랜지스터(T₂₁₁)의 턴 온시 커패시터(C₂₁₁)에 충전된 전위차에 의거하여 턴 온됨으로써 OLED(D₂₁₁)를 발광시킨다.

따라서, 액티브 매트릭스형 디스플레이는 각 픽셀에 위치한 OLED를 구동시키기 위해 적어도 두 개의 트랜지스터를 이용해야 함으로써 복잡한 제작공정을 수반하는 문제점이 있다. 또한, 하나의 픽셀에 적어도 4개의 라인을 구비해야 함으로써 제품생산에 따른 비용을 가중시키는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 각 픽셀의 크로스토크 발생률을 최소화하고, 각 픽셀의 OLED를 구동시키기 위한 전기소자를 간소화하여 제작 공정을 보다 간단하게 할 수 있도록 한 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치는 다수개의 픽셀이 매트릭스 형상으로 배열된 매트릭스형 디스플레이의 각 픽셀에 위치한 발광소자를 구동시키기 위한 발광소자 구동장치에 있어서, 애노드단자로 데이터신호를 입력받고, 캐소드단자로 상기 데이터신호에 동기되는 제어신호를 입력받아, 입력된 데이터신호와 제어신호의 전위차에 의거하여 구동하는 다이오드와, 상기 다이오드가 턴 온되면, 다이오드의 캐소드단자에 연결된 제1단자로 데이터신호를 입력받고, 제2단자로 제어신호를 입력받아, 입력된 데이터신호와 제어신호의 전위차에 대응되는 전하를 충전하고, 상기 다이오드가 턴 오프되면 기 충전된 전하에 대응되는 전류를 방전하는 커패시터와, 애노드단자가 다이오드의 캐소드단자 및 커패시터의 제1단자에 동시 연결되고, 캐소드단자가 커패시터의 제2단자에 연결되어, 상기 다이오드가 턴 온되면 애노드단자로 입력되는 데이터신호와 캐소드단자로 입력되는 제어신호의 전위차에 해당되는 전류량에 의거하여 소정 밝기로 발광하고, 상기 다이오드가 턴 오프되면 커패시터의 방전에 따른 전류를 입력받아 그 전류의 양에 해당되는 빛의 밝기로 발광하는 발광소자를 포함하여 구성되는데 그 특징이 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치는 다수개의 픽셀이 매트릭스 형상으로 배열된 매트릭스형 디스플레이의 각 픽셀에 위치한 발광소자를 구동시키기 위한 발광소자 구동장치에 있어서, 게이트단자로 입력되는 제어신호에 따라 턴 온/턴 오프되어, 드레인단자로 상기 제어신호에 동기된 데이터신호를 입력받아 스위칭하는 트랜지스터와, 제1단자가 트랜지스터의 소스단자에 연결되고, 제2단자가 공통전극에 연결되어, 트랜지스터가 턴 온되면, 제1단자로 입력되는 데이터신호의 전압레벨에 대응되는 전하를 충전하고, 트랜지스터가 턴 오프되면, 기 충전된 전하에 대응되는 전류를 방전하는 커패시터와, 애노드단자가 트랜지스터의 소스단자 및 커패시터의 제1단자에 동시 연결되고, 캐소드단자가 커패시터의 제2단자 및 공통전극에 동시 연결되어, 트랜지스터가 턴 온되면, 애노드단자로 입력되는 데이터신호의 전압레벨에 상응하는 전류량에 의거하여 소정 밝기로 발광하고, 트랜지스터가 턴 오프되면, 커패시터의 방전에 따른 전류를 입력받아 그 전류의 양에 해당되는 빛의 밝기로 발광하는 발광소자를 포함하여 구성되는데 그 특징이 있다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여, 본 발명에 따른 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치에 대한 바람직한 실시예들을 좀 더 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 매트릭스형 디스플레이에 대한 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 매트릭스형 디스플레이는 M×N개의 픽셀로 이루어진 표시부(100), 표시부(100)의 좌측에 위치하는 주사구동회로(200) 및 표시부(100)의 상측에 위치하는 데이터구동회로(300)를 포함하여 구성된다. 표시부(100)의 각 픽셀은 다이오드, 커패시터, OLED(Organic Light Emitting Device)(이하, 발광소자라 함)로 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 매트릭스형 디스플레이의 각 픽셀은 픽셀의 행에 연결되는 발광소자(D₁₁₂,...,D_nm2) 및 커패시터(C₁₁₁,...,C_nm1)로 주사구동회로(200)의 제어신호를 입력받고, 각 픽셀의 열에 연결되는 다이오드(D₁₁₁,..., D_nm1)로 상기 제어신호에 동기된 데이터구동회로(300)의 데이터신호를 입력받아, 입력된 데이터신호와 제어신호의 전위차에 의거하여 구동함으로써 소정 밝기로 발광한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에서는 도 3에 도시된 M×N개의 픽셀들 중 1행1열(N_{102_1} ×M_{101_1})의 픽셀을 예로 들어, 해당 픽셀 내의 발광소자(D₁₁₂)에 대한 발광과정을 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치에 대한 회로도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치는 다이오드(D₁₁₁), 커패시터(C₁₁₁) 및 발광소자(D₁₁₂)를 포함하여 구성된다. 여기서 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 소정 픽셀의 행으로 인가되는 제어신호와 소정 픽셀의 열로 인가되는 데이터신호를 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 다이오드(D₁₁₁)는 애노드단자로 데이터구동회로(도 3의 300)로부터의 데이터신호를 입력받고, 캐소드단자로 주사구동회로(도 3의 200)로부터의 제어신호를 입력받아, 입력된 데이터신호와 제어신호의 전위차에 의거하여 구동한다.

즉, 다이오드(D₁₁₁)의 캐소드단자로 충전구간(도 5a의 A)의 로우(low)전압레벨에 해당되는 제어신호가 입력되는 동안에, 다이오드(D₁₁₁)의 애노드단자로 상기 제어신호에 동기된 충전구간(도 5b의 A)의 하이(high)전압레벨에 해당되는 데이터신호가 입력되면, 해당 다이오드(D₁₁₁)는 상기 데이터신호와 제어신호의 전위차가 턴-온 전압(turn-on voltage)(약, 0.7V)이상이므로 인해 턴 온(turn-on)되어, 충전구간(A)의 하이전압레벨에 해당되는 데이터신호를 커패시터(C₁₁₁) 및 발광소자(D₁₁₂)로 인가한다.

이때, 커패시터(C₁₁₁)는 다이오드(D₁₁₁)의 턴 온에 따라 해당 다이오드(D₁₁₁)의 캐소드단자에 연결된 제1단자로 충전구간(A)의 하이전압레벨에 해당되는 데이터신호를 입력받고, 상기 제1단자의 타 측인 제2단자로 충전구간(A)의 로우전압레벨에 해당되는 제어신호를 입력받아, 입력된 데이터신호와 제어신호의 전위차에 대응되는 전하를 충전한다.

한편, 발광소자(D₁₁₂)는 다이오드(D₁₁₁)의 턴 온에 따라 해당 다이오드(D₁₁₁)의 캐소드단자 및 커패시터(C₁₁₁)의 제1단자에 동시 연결된 애노드단자로 충전구간(A)의 하이전압레벨에 해당되는 데이터신호를 입력받고, 상기 커패시터(C₁₁₁)의 제2단자에 연결된 캐소드단자로 충전구간(A)의 로우전압레벨에 해당되는 제어신호를 입력받아, 입력된 데이터신호와 제어신호의 전위차에 해당되는 전류량에 의거하여 그 전류량에 해당되는 빛의 밝기로 발광한다.

이때, 발광소자(D₁₁₂)는 데이터신호와 제어신호의 큰 전위차에 의거하여 가장 밝은 밝기로 발광한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소정 픽셀을 이루는 다이오드 및 발광소자에 흐르는 전류를 나타낸 타이밍도로서, 도 6을 참조하면, 충전구간(A)동안 다이오드(D₁₁₁) 및 발광소자(D₁₁₂)에는 전류(I_D111)(I_D112)가 흐른다. 이때, 발광소자(D₁₁₂)는 일정레벨의 전류(I_D112)량에 해당되는 빛의 밝기로 발광한다.

다시, 도 4를 참조하면, 다이오드(D₁₁₁)의 캐소드단자로 충전구간(도 5a의 A)의 로우전압레벨에 해당되는 제어신호가 입력되는 동안에, 다이오드(D₁₁₁)의 애노드단자로 충전구간(도 5b의 A)의 로우전압레벨에 해당되는 데이터신호가 입력되면, 해당 다이오드(D₁₁₁)는 턴-온 전압 이하의 데이터신호 인가에 따라 턴 오프(turn-off)된다.

이때, 발광소자(D₁₁₂)도 발광소자(D₁₁₂)의 턴-온 전압(약, 2 ~ 3V)이하의 전압 인가로 인해 턴 오프된다. 이 경우, 발광소자(D₁₁₂)는 가장 어두운 상태가 된다.

한편, 다이오드(D₁₁₁)의 캐소드단자로 방전구간(도 5a의 B)의 하이전압레벨에 해당되는 제어신호가 입력되는 동안에, 다이오드(D₁₁₁)의 애노드단자로 상기 제어신호에 동기된 방전구간(도 5b의 B)의 하이전압레벨에 해당되는 데이터신호가 입력되면, 해당 다이오드(D₁₁₁)는 상기 데이터신호와 제어신호의 전위차가 턴-온 전압(약, 0.7V)이하이므로 인해 턴 오프된다.

이때, 커패시터(C₁₁₁)는 다이오드(D₁₁₁)의 턴 오프에 따라 충전구간(A)동안 충전된 전하에 대응하는 전류를 방전한다.

그리고 발광소자(D₁₁₂)는 다이오드(D₁₁₁)의 턴 오프시, 커패시터(C₁₁₁)에 충전된 전하에 대응되는 전압에 의거하여 턴 온되어, 상기 커패시터(C₁₁₁)의 방전에 따른 전류량에 해당되는 빛의 밝기로 발광한다.

또한, 다이오드(D₁₁₁)의 캐소드단자로 방전구간(도 5a의 B)의 하이전압레벨에 해당되는 제어신호가 입력되는 동안에, 다이오드(D₁₁₁)의 애노드단자로 방전구간(도 5b의 B)의 로우전압레벨에 해당되는 데이터신호가 입력되면, 다이오드(D₁₁₁)는 턴 오프된다. 이때, 커패시터(C₁₁₁) 및 발광소자(D₁₁₂)는 이미 상술한 방전구간(B)에서의 동작 과정을 반복한다.

도 6을 참조하면, 방전구간(B)동안 다이오드(D₁₁₁)에는 다이오드(D₁₁₁)의 턴 오프에 따라 전류가 흐르지 않으며(즉, I_D111= 0 A), 반면에, 발광소자(D₁₁₂)에는 커패시터(C₁₁₁)의 방전에 따른 전류(I_D112)가 흐른다. 이때, 발광소자(D₁₁₂)는 커패시터(C₁₁₁)의 방전에 따른 전류를 인가받아 그 전류의 양에 해당되는 빛의 밝기로 발광한다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 방전구간(B)동안 발광소자(D₁₁₂)에 흐르는 전류(I_D112)는 커패시터(C₁₁₁)의 정전용량(C)과 발광소자(D₁₁₂)의 내부저항(R _S)의 곱에 해당되는 시상수(T : Time constant, T = R_S×C)에 반비례하는 기울기(즉, , 여기서 V₀는 초기전압이고, a는 비례상수임)로 감소함으로써 발광소자(D₁₁₂)의 밝기는 점차적으로 어두워진다. 그러나, 사람의 눈은 응답속도가 느리기 때문에 방전구간(B)동안, 상기 발광소자(D₁₁₂)가 위치한 픽셀의 밝기가 점차적으로 어두워지는 것을 감지하지 못하고, 해당 픽셀의 밝기를 시간 평균한 밝기만을 감지함으로써 픽셀의 밝기를 일정한 것으로 인식한다.

또한, 방전구간(B)동안, 발광소자(D₁₁₂)에 흐르는 전류(I_D112)는 기울기 값에 따라 가변된다. 예컨대, 커패시터(C₁₁₁)의 정전용량(C)과 발광소자(D₁₁₂)의 내부저항(R_S)의 곱에 해당되는 시상수가 상기 전류(I_D112)의 기울기(즉, )에 해당되는 시상수보다 커지면, 전류(I_D112)의 기울기 절대치는 작아지므로 발광소자(D₁₁₂)에는 I_D112'의 전류가 흐른다. 한편, 시상수가 상기 전류(I_D112)의 기울기에 해당되는 시상수보다 작아지면, 전류(I_D112)의 기울기 절대치는 커지므로 발광소자(D₁₁₂)에는 I_D112"의 전류가 흐른다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치는 각 픽셀에 위치한 발광소자(D₁₁₂,...,D_nm2)를 충전구간(A)동안 각 다이오드(D₁₁₁,...,D_nm1)의 턴 온에 따라 인가되는 데이터신호와 제어신호의 전위차에 대응되는 전류에 의거하여 그 전류의 양에 해당되는 빛의 밝기로 발광시키고, 방전구간(B)동안 각 커패시터(C₁₁₁,...,C_nm1)의 방전에 따른 전류량에 해당되는 빛의 밝기로 발광시킨다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 매트릭스형 디스플레이에 대한 도면이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 매트릭스형 디스플레이는 M×N개의 픽셀로 이루어진 표시부(400), 표시부(400)의 좌측에 위치하는 주사구동회로(500) 및 표시부(400)의 상측에 위치하는 데이터구동회로(600)를 포함하여 구성된다. 표시부(400)의 각 픽셀은 트랜지스터, 커패시터 및 발광소자로 구성된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 매트릭스형 디스플레이의 각 픽셀은 픽셀의 행에 연결되는 각 트랜지스터(T₁₁₁,...,T_nm1)의 게이트단자로 주사구동회로(500)의 제어신호가 입력됨에 따라 각 트랜지스터(T₁₁₁,...,T_nm1)가 턴 온되면, 픽셀의 열에 연결된 각 트랜지스터(T₁₁₁,...,T_nm1)의 드레인단자로 인가되는 데이터구동회로(600)의 데이터신호를 발광소자(D₁₁₁,...,D_nm1)로 스위칭하여 해당 발광소자(D₁₁₁,...,D _nm1)를 구동시킴으로써 소정 밝기로 발광한다.

이하, 본 발명의 다른 실시예에서는 도 7에 도시된 M×N개의 픽셀들 중 1행1열(N_{402_1} ×M_{401_1})에 해당되는 픽셀을 예로 들어, 해당 픽셀 내의 발광소자에 대한 발광과정을 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치에 대한 회로도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치는 트랜지스터(T₁₁₁), 커패시터(C₁₁₁) 및 발광소자(D₁₁₁)로 구성된다. 여기서 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소정 픽셀의 행으로 인가되는 제어신호와 소정 픽셀의 열로 인가되는 데이터신호를 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 트랜지스터(T₁₁₁)는 게이트단자로 입력되는 주사구동회로(도 7의 500)의 제어신호에 따라 턴 온/턴 오프되어, 드레인단자로 입력되는 데이터구동회로(도 7의 600)의 데이터신호를 커패시터(C₁₁₁) 및 발광소자(D₁₁₁)로 스위칭한다.

즉, 트랜지스터(T₁₁₁)는 게이트단자로 충전구간(도 9a의 A1)의 하이전압레벨에 해당되는 제어신호가 입력되면, 턴 온되어, 드레인단자로 입력되는 상기 제어신호에 동기된 데이터신호를 해당 트랜지스터(T₁₁₁)의 소스단자에 병렬 연결된 커패시터(C₁₁₁) 및 발광소자(D₁₁₁)로 스위칭한다.

이때, 커패시터(C₁₁₁)는 트랜지스터(T₁₁₁)의 소스단자에 연결된 제1단자로 상기 트랜지스터(T₁₁₁)의 스위칭에 따른 데이터신호를 입력받아, 그 데이터신호의 전압레벨에 대응되는 전하를 충전한다.

그리고 발광소자(D₁₁₁)는 트랜지스터(T₁₁₁)의 소스단자 및 커패시터(C₁₁₁)의 제1단자에 동시 연결된 애노드단자로 상기 트랜지스터(T₁₁₁)의 스위칭에 따른 데이터신호를 입력받아, 그 데이터신호의 전압레벨에 대응되는 전류에 의거하여 발광한다. 여기서 발광소자(D₁₁₁)의 캐소드단자와 커패시터(C₁₁₁)의 제1단자의 타 측인 제2단자는 동일한 전극에 연결되고, 그 전극에는 기준 전압(예컨대, 0 V)이 인가되는 것이 바람직하다.

한편, 트랜지스터(T₁₁₁)는 게이트단자로 방전구간(도 9a의 B1)의 로우전압레벨에 해당되는 제어신호가 입력되면, 턴 오프되어, 드레인단자에 인가되는 데이터신호를 커패시터(C₁₁₁) 및 발광소자(D₁₁₁)로 스위칭하지 않는다.

이때, 커패시터(C₁₁₁)는 트랜지스터(T₁₁₁)의 턴 오프에 따라 충전구간(A1)동안 충전된 전하에 대응되는 전류를 방전한다.

이어서 발광소자(D₁₁₁)는 트랜지스터(T₁₁₁)의 턴 오프시, 커패시터(C₁₁₁)에 충전된 전하에 대응되는 전압에 의거하여 턴 온되어, 상기 커패시터(C₁₁₁)의 방전에 따른 전류를 인가받아 그 전류의 양에 해당되는 빛의 밝기로 방전한다.

여기서, 방전구간(B1)동안, 발광소자(D₁₁₁)의 빛의 밝기는 점차적으로 어두워진다. 이러한 밝기현상은 도 6을 참조하여 설명한 바와 동일하다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치는 각 픽셀의 발광소자(D₁₁₁,...,D_nm1)를 충전구간(A1)동안 각 트랜지스터(T₁₁₁,...,T_nm1)의 턴 온에 따라 인가되는 데이터신호의 전압레벨에 대응되는 전류에 의거하여 그 전류의 양에 해당되는 빛의 밝기로 발광시키고, 방전구간(B1)동안 각 커패시터(C₁₁₁,...,C_nm1)의 방전에 따른 전류량에 해당되는 빛의 밝기로 발광시킨다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

상기와 같은 본 발명의 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치는 기존의 패시브 매트릭스형 디스플레이와 달리 'M×N'개의 픽셀의 각 행에 M개의 발광소자를 연결하고, 각 열에 N개의 다이오드를 연결하여, 각 픽셀의 발광소자가 회로적으로 연결되는 것을 방지함으로써 각 픽셀의 크로스토크 발생률을 최소화시킬 수 있으며, 이로 인해, 액티브 매트릭스형 디스플레이와 유사한 효과를 가져다 줄 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 각 픽셀은 발광소자를 구동시키기 위해 다이오드 및 커패시터를 이용하거나 또는 하나의 트랜지스터 및 커패시터를 이용함으로써 매트릭스형 디스플레이의 제작 공정을 보다 간단하게 할 수 있으며, 이로 인해, 제품의 생산비용을 절감시킬 수 있다는 장점이 있다.

도 1a는 일반적인 패시브 매트릭스형 디스플레이에 대한 예시도,

도 1b는 도 1a에 도시된 소정 영역(A)에 해당되는 픽셀들을 회로적으로 도시한 예시도,

도 2는 일반적인 액티브 매트릭스형 디스플레이에 대한 예시도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 매트릭스형 디스플레이에 대한 도면,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치에 대한 회로도,

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 소정 픽셀의 행으로 인가되는 제어신호와 소정 픽셀의 열로 인가되는 데이터신호를 예시적으로 나타낸 도면,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소정 픽셀을 이루는 다이오드 및 발광소자에 흐르는 전류를 나타낸 타이밍도,

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 매트릭스형 디스플레이에 대한 도면,

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치에 대한 회로도,

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소정 픽셀의 행으로 인가되는 제어신호와 소정 픽셀의 열로 인가되는 데이터신호를 예시적으로 나타낸 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

D₁₁₁ : 다이오드 D₁₁₂ : 발광소자

C₁₁₁ : 커패시터

Claims

다수개의 픽셀이 매트릭스 형상으로 배열된 매트릭스형 디스플레이의 각 픽셀에 위치한 발광소자를 구동시키기 위한 발광소자 구동장치에 있어서,

애노드단자로 데이터신호를 입력받고, 캐소드단자로 상기 데이터신호에 동기되는 제어신호를 입력받아, 입력되는 데이터신호의 전압레벨과 제어신호의 전압레벨의 전위차에 의거하여 턴온 또는 턴오프하는 다이오드;

상기 다이오드가 턴온된 경우 다이오드의 캐소드단자에 연결되는 제1단자로 데이터신호를 입력받고 제2단자로 제어신호를 입력받아, 해당 데이터신호의 전압레벨과 제어신호의 전압레벨의 전위차에 대응되는 전하를 충전하고, 상기 다이오드가 턴오프된 경우 해당 다이오드의 턴온시 충전된 전하에 대응되는 전류를 방전하는 커패시터; 및

애노드단자가 다이오드의 캐소드단자와 커패시터의 제1단자의 접점에 연결되고, 캐소드단자가 커패시터의 제2단자에 연결되며, 상기 다이오드가 턴온된 경우 애노드단자로 데이터신호를 입력받고 캐소드단자로 제어신호를 입력받아, 해당 데이터신호의 전압레벨과 제어신호의 전압레벨의 전위차에 대응되는 전류량에 의거하여 소정 밝기로 발광하고, 상기 다이오드가 턴오프된 경우 상기 커패시터의 방전에 따른 전류를 입력받아 그 전류의 양에 해당되는 빛의 밝기로 발광하는 발광소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치.
제1항에 있어서,

상기 제어신호는

소정 구간동안 일정한 로우(low)전압레벨을 갖는 제1신호와, 해당 제1신호에 연속하고, 상기 로우전압레벨의 구간에 소정 배 비례하는 구간동안 일정한 하이(high)전압레벨을 갖는 제2신호를 한 주기로 하는 신호이고,

상기 데이터신호는

상기 제어신호의 한 주기 동안, 제어신호의 로우전압레벨에 해당되는 구간에 상응하는 간격으로 일정전압레벨의 하이/로우를 반복하는 제11신호와, 상기 제11신호에 소정의 위상차를 갖고 해당 제11신호에 동기하여 하이/로우를 반복하는 제12신호로 이루어지는 신호인 것을 특징으로 하는 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치.
제2항에 있어서, 상기 다이오드는

캐소드단자로 로우전압레벨의 제어신호가 입력되는 동안에, 그 제어신호에 동기하여 애노드단자로 하이전압레벨의 데이터신호가 입력되면, 상기 하이전압레벨의 데이터신호와 로우전압레벨의 제어신호의 전위차에 의거하여 턴 온되고, 제어신호에 동기하여 애노드단자로 로우전압레벨의 데이터신호가 입력되면, 로우전압레벨의 데이터신호와 로우전압레벨의 제어신호의 전위차에 의거하여 턴 오프되며,

캐소드단자로 하이전압레벨의 제어신호가 입력되는 동안에, 그 제어신호에 동기하여 애노드단자로 하이전압레벨의 데이터신호가 입력되면, 상기 하이전압레벨의 데이터신호와 하이전압레벨의 제어신호의 전위차에 의거하여 턴 오프되고, 제어신호에 동기하여 애노드단자로 로우전압레벨의 데이터신호가 입력되면, 로우전압레벨의 데이터신호와 하이전압레벨의 제어신호의 전위차에 의거하여 턴 오프되는 것을 특징으로 하는 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치.
제3항에 있어서, 상기 발광소자는

상기 다이오드가 턴 온되면, 발광소자의 애노드단자로 입력되는 하이전압레벨의 데이터신호와 해당 발광소자의 캐소드단자로 입력되는 로우전압레벨의 제어신호의 전위차에 해당되는 전류량에 의거하여 소정 밝기로 발광하는 것을 특징으로 하는 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치.
다수개의 픽셀이 매트릭스 형상으로 배열된 매트릭스형 디스플레이의 각 픽셀에 위치한 발광소자를 구동시키기 위한 발광소자 구동장치에 있어서,

게이트단자로 입력되는 제어신호에 따라 턴온 또는 턴오프되어, 드레인단자로 상기 제어신호에 동기되어 입력되는 데이터신호를 소스단자로 스위칭하는 트랜지스터;

제1단자가 트랜지스터의 소스단자에 연결되고, 제2단자가 공통전극에 연결되며, 상기 트랜지스터가 턴온된 경우 제1단자로 입력되는 데이터신호의 전압레벨에 대응되는 전하를 충전하고, 상기 트랜지스터가 턴오프된 경우 해당 트랜지스터의 턴온시 충전된 전하에 대응되는 전류를 방전하는 커패시터; 및

애노드단자가 트랜지스터의 소스단자와 커패시터의 제1단자의 접점에 연결되고, 캐소드단자가 커패시터의 제2단자와 같은 공통전극에 연결되며, 상기 트랜지스터가 턴온된 경우 애노드단자로 입력되는 데이터신호의 전압레벨에 상응하는 전류량에 의거하여 소정 밝기로 발광하고, 상기 트랜지스터가 턴오프된 경우 상기 커패시터의 방전에 따른 전류를 입력받아 그 전류의 양에 해당되는 빛의 밝기로 발광하는 발광소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치.
제5항에 있어서,

상기 제어신호는

소정 구간동안 일정한 하이(high)전압레벨을 갖는 제1신호와, 해당 제1신호에 연속하고, 상기 하이전압레벨의 구간에 소정 배 비례하는 구간동안 일정한 로우(low)전압레벨을 갖는 제2신호를 한 주기로 하는 신호이고,

상기 데이터신호는

상기 제어신호의 한 주기 동안, 제어신호의 하이전압레벨에 해당되는 구간에 상응하는 간격으로 일정전압레벨의 하이/로우를 반복하는 제11신호와, 상기 제11신호에 소정의 위상차를 갖고 해당 제11신호에 동기하여 하이/로우를 반복하는 제12신호로 이루어지는 신호인 것을 특징으로 하는 매트릭스형 디스플레이의 발광소자 구동장치.