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KR100530659B1 - 유기 전계 발광 디스플레이 픽셀 구동회로 - Google Patents

유기 전계 발광 디스플레이 픽셀 구동회로 Download PDF

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KR100530659B1 KR10-2003-0082853A KR20030082853A KR100530659B1 KR 100530659 B1 KR100530659 B1 KR 100530659B1 KR 20030082853 A KR20030082853 A KR 20030082853A KR 100530659 B1 KR100530659 B1 KR 100530659B1
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Abstract

본 발명은 유기 전계 발광(Electro Luminiscence) 디스플레이의 구동회로에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 각 픽셀(pixel)을 구동시키는 전류에 영향을 미치는 트랜지스터의 구성을 변경함으로써 인접 칼럼의 픽셀간의 전류 값의 차이의 편차를 줄이고 그에 따른 유기 전계 발광 디스플레이의 표시품질의 향상을 가능하도록 하는 유기 전계 발광 디스플레이의 픽셀 구동회로에 관한 것이다.
본 발명의 픽셀 구동회로는 유기 전계 발광 디스플레이의 n번째 칼럼에 기하학적으로 가장 인접한 트랜지스터를 B(n), 상기 B(n)의 출력 전류값을 IB(n), n번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류를 I(n)이라고 할 때, 상기 n번째 픽셀의 칼럼을 구동시키는 전류 I(n)은 상기 B(n)의 출력 전류 값의 영향을 받지 않고 다른 칼럼에 기하학적으로 가장 인접한 트랜지스터의 출력 전류의 영향을 받는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 유기 전계 발광 디스플레이의 픽셀 구동회로는 종래 두 개의 트랜지스터에 의해 영향을 받던 인접 픽셀간의 전류의 차를 인접한 네 개의 칼럼에 해당하는 트랜지스터의 출력을 반영하도록 함으로써, 인접한 칼럼의 픽셀간의 전류 출력의 차이의 편차가 감소하게 되어 유기 전계 발광 디스플레이의 표시품질을 향상시킬 수 있다.

Description

유기 전계 발광 디스플레이 픽셀 구동회로{Organic Electro Luminiscence Display Pixel Driving Circuit}
본 발명은 유기 전계 발광(Electro Luminiscence) 디스플레이의 구동회로에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 각 픽셀(pixel)을 구동시키는 전류에 영향을 미치는 트랜지스터의 구성을 변경함으로써 인접 픽셀간의 전류 값의 차이의 편차를 줄이고 그에 따른 유기 전계 발광 디스플레이의 표시품질의 향상을 가능하도록 하는 유기 전계 발광 디스플레이의 픽셀 구동회로에 관한 것이다.
유기 전계 발광 디스플레이는 외부 전기장이 유기 발광물질에 인가되어 유기물 내에서 전자와 홀이 결합하여 빛을 내는 자체 발광현상을 이용한 평판 디스플레이이며, 소비전력이 낮고, 휘도가 높으며 반응속도가 빠름에도 중량이 작기 때문에 이동통신 단말기, PDA, 캠코더, 팜 피씨 등 대부분의 전자응용 제품에 사용될 수 있는 강력한 차세대 디스플레이로 평가된다.
상기 유기 전계 발광 디스플레이는 유기 물질 형성 재료에 따라서 고분자형 및 저분자형으로 나뉘며, 구동방식에 따라 수동방식(Passive Matrix) 및 능동방식(Active Matrix)으로 나뉜다.
상기 유기 전계 발광 디스플레이는 영상을 디스플레이 하기 위해 각 픽셀 당 하나의 다이오드가 할당되며, 각 다이오드에 공급되는 전류는 각 다이오드가 위치한 칼럼에 기하학적으로 가장 인접한 두 개의 트랜지스터의 출력 전류 값을 합한 값을 갖는다. 다시 말하면, 상기 다이오드는 각 칼럼에 기하학적으로 가장 인접한 두 개의 트랜지스터의 드레인으로 출력되는 전류의 값을 합한 값에 해당하는 전류를 입력받으며, 같은 칼럼에 속한 다이오드는 동일한 값의 전류를 입력받는다. 이 경우, n-1번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류를 I(n-1), n번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류를 I(n), n+1번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류를 I(n+1)이라고 할 때, n-1번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류는 두 개의 B(n-1) 트랜지스터의 출력전류 값을, n번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류는 두 개의 B(n) 트랜지스터의 출력전류 값을, 그리고 n+1번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류는 두 개의 B(n+1) 트랜지스터의 출력전류 값을 합한 것으로 다음과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 1]
I(n-1)=2*IB(n-1),
I(n)=2*IB(n),
I(n+1)=2*IB(n+1)...
여기서, IB(n-1)는 B(n-1) 트랜지스터의 출력전류의 값을, IB(n)은 B(n) 트랜지스터의 출력전류의 값을, IB(n+1)은 B(n+1) 트랜지스터의 출력전류의 값을 의미한다.n번째 칼럼의 다이오드(20)에 입력되는 두 개의 트랜지스터 B(n)(13, 14)의 출력 전류는 모두 IB(n)으로서 실질적으로 동일하다. 이는, 동일한 다이오드로 입력되는 두 트랜지스터 B(n)(13)과 B(n)(14)이 서로 매우 인접한 거리(예를 들어, 수 ㎛ 이내의 거리)에 위치하기 때문이다. 따라서, 상기 두 트랜지스터 B(n)(13)과 B(n)(14)의 특성 편차는 매우 작으며, 두 트랜지스터 B(n)(13, 14)의 출력 전류는 실질적으로 동일하다고 할 수 있다.그러나, 서로 이웃한 다이오드(20, 21)로 각각 입력되는 두 개의 트랜지스터 B(n)(14) 및 B(n+1)(15)는 서로 수십 ㎛ 내지 수백 ㎛의 거리를 두고 배치된다. 따라서, 서로 상이한 다이오드로 입력되는 트랜지스터 사이의 특성 편차는, 동일한 다이오드로 입력되는 트랜지스터 사이의 특성 편차에 비하여 훨씬 크다. 이에 따라, 서로 상이한 다이오드로 입력되는 트랜지스터의 출력 전류값도 서로 편차가 크게 나타난다.
바로 인접한 칼럼의 픽셀 구동 전류의 차이를 ㅿI라고 할 때,
[수학식 2]
ㅿI(n-1)=I(n-1)-I(n)=2[IB(n-1)-IB(n)],
ㅿI(n)=I(n)-I(n+1)=2[IB(n)-IB(n+1)],
ㅿI(n+1)=I(n+1)-I(n+2)=2[IB(n+1)-IB(n+2)],...
라고 표현할 수 있다.
즉, n번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류와 n+1번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류의 차이인 ㅿI(n)은 트랜지스터 B(n)의 드레인 단자를 통해 출력되는 전류 값 IB(n)으로부터 트랜지스터 B(n+1)의 드레인 단자를 통해 출력되는 전류 값 IB(n+1)을 뺀 값의 2배에 해당한다. 다시 말해, n번째 칼럼의 픽셀에 흐르는 전류와 n+1번째 칼럼의 픽셀에 흐르는 전류의 차이가 트랜지스터 B(n) 및 트랜지스터 B(n+1)의 드레인 단자를 통해 출력되는 전류 값의 영향을 받으므로, 각 칼럼에 기하학적으로 인접한 트랜지스터의 드레인 단자를 통해 출력되는 전류 값에 따라 각 칼럼의 픽셀에 흐르는 전류 값이 달라진다.
이와 같이, 트랜지스터의 드레인 단자를 통해 출력되는 전류의 값이 각 트랜지스터 별로 다른 경우에 인접한 칼럼의 픽셀 간에 흐르는 전류 값 역시 차이가 나게 되는데, 인접한 픽셀을 구동시키는 전류 값의 차이가 0에 가까울수록 유기 전계 발광 디스플레이의 표시품질이 좋게 마련이므로, 상기와 같은 유기 전계 발광 디스플레이의 구동 회로 구성으로서는 인접한 픽셀 각각에 흐르는 전류 값의 차이가 불가피하게 발생되어 유기 전계 발광 디스플레이의 패널의 표시품질이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같이 인접한 픽셀에 흐르는 전류의 차이가 발생함으로써 유기 전계 발광 디스플레이의 표시품질이 떨어지는 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있도록, 해당 픽셀에 전류를 공급하는 트랜지스터의 구성을 간단히 변경하여 해당 픽셀을 구동시키는 전류의 값이 인접 픽셀을 구동시키는 전류의 값과 차이가 크지 않도록 하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 이루고자 하는 것으로, 유기 전계 발광 디스플레이의 n번째 칼럼에 기하학적으로 가장 인접한 트랜지스터를 B(n), 상기 B(n)의 출력 전류값을 IB(n), n번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류를 I(n)이라고 할 때, 상기 n번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류 I(n)은 상기 B(n)의 출력 전류 값의 영향을 받지 않고 다른 칼럼에 기하학적으로 가장 인접한 트랜지스터의 출력 전류의 영향을 받는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광(Electro Luminiscence) 디스플레이 픽셀 구동회로에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 n번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류 I(n)은 n-1번째 칼럼에 기하학적으로 가장 인접한 트랜지스터 B(n-1)의 출력전류인 IB(n-1) 및 n+1번째 칼럼에 기하학적으로 가장 인접한 트랜지스터 B(n+1)의 출력전류인 IB(n+1)의 합과 같다.
또한, 바람직하게는, 상기 n번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류 I(n) 및 n+1번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류 I(n+1)의 차인 ㅿI(n)은 n-1번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류 값으로부터 n번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류 값을 뺀 값의 1/2와 n+1번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류 값으로부터 n+2번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류 값을 뺀 값의 1/2를 더한 것과 같은 값을 갖는다.
또한, 바람직하게는, 상기 트랜지스터는 바이어스에 의해 전류의 양이 조절되는 상보형-모스(CMOS:Complementary Metal Oxide Semiconductor; 이하, "CMOS"라 칭함) 트랜지스터 또는 양극 접합 트랜지스터(BJT: Bipolar Junction Transistor) 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 유기 전계 발광 디스플레이 픽셀 구동회로의 실시예에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명이 하기의 실시예에 의해 제한되는 것이 아니며, 수동형 및 능동형 유기 전계 발광 디스플레이 픽셀 구동회로 모두에 적용될 수 있음은 해당 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
도 2는 본 발명에 의한 유기 전계 발광 디스플레이의 픽셀 구동회로를 간단하게 도시한 것이다.
유기 전계 발광 디스플레이는 각 픽셀에 해당하는 다이오드를 포함하며, 상기 다이오드는 각 칼럼에 할당된 트랜지스터로부터 출력 전류를 입력받아 동작하게 된다.
상기 트랜지스터는 CMOS 트랜지스터의 P형 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터로서 해당 칼럼의 픽셀을 구동하는 역할을 하는데, 상기 트랜지스터의 소스 단자는 구동 전류를 발생시키는 전원에 연결되어 있으며, 게이트 단자는 구동 전류를 조절하는 바이어스에 연결된다. 또한, 상기 트랜지스터는 양극 접합 트랜지스터로 구현될 수 있다.
상기 트랜지스터의 드레인 단자를 통해 출력되는 전류 값이 상기 칼럼 내의 다이오드에 흐르게 되는데, 도 2에서 도시하고 있는 바와 같이, n번째 칼럼의 픽셀에 출력 전류를 공급하기 위해 연결된 트랜지스터는 B(n-1)(32) 및 B(n+1)(35)이다. 즉, n번째 픽셀의 칼럼에 흐르는 출력 전류I(n)는 B(n)(33, 34)의 드레인 단자를 통해 흐르는 전류 값의 두 배에 해당하는 값이 아니라 B(n-1)(32)의 드레인 단자를 통해 출력되는 전류 값 IB(n-1) 및 B(n+1)(35)의 드레인 단자를 통해 출력되는 전류 값 IB(n+1)을 합한 것과 같다.
마찬가지로, n+1번째 칼럼의 픽셀에 흐르는 전류 I(n+1)는 B(n)(34)의 드레인 단자를 통해 출력되는 전류 값 IB(n) 및 B(n+2)(37)의 드레인 단자를 통해 출력되는 전류 값 IB(n+2)을 합한 값과 같은 값을 갖는다.
이로부터, 상기 n번째 칼럼의 픽셀에 흐르는 전류 I(n)와 n+1번째 칼럼의 픽셀에 흐르는 전류 I(n+1)의 차 ㅿI(n)을 구해보면, B(n-1)(32)의 드레인 단자를 통해 출력되는 전류 값 IB(n-1)으로부터 B(n)(34)의 드레인 단자를 통해 출력되는 전류 값 IB(n)을 뺀 후, B(n+1)(35)의 드레인 단자를 통해 출력되는 전류 값 IB(n+1)으로부터 B(n+2)(37)의 드레인 단자를 통해 출력되는 전류 값 IB(n+2)을 뺀 값을 다시 더한 값과 같다.
이는 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.
[수학식 3]
ㅿI(n-1)=I(n-1)-I(n)=IB(n-2)-IB(n-1)+IB(n)-IB(n+1)=0.5*ㅿI(n-2)+0.5*ㅿI(n),
ㅿI(n)=I(n)-I(n+1)=IB(n-1)-IB(n)+IB(n+1)-IB(n+2)=0.5*ㅿI(n-1)+0.5*ㅿI(n+1),
ㅿI(n+1)=I(n+1)-I(n+2)=IB(n)-IB(n+1)+IB(n+2)-IB(n+3)=0.5*ㅿI(n)+0.5*ㅿI(n+2)...
상기 식은 n번째 칼럼의 픽셀과 n+1번째 칼럼의 픽셀에 흐르는 전류 값의 차이는 n-1번째 칼럼의 픽셀과 n번째 칼럼의 픽셀에 흐르는 전류 값의 차의 1/2에 해당하는 값에 n+1번째 칼럼의 픽셀과 n+2번째 칼럼의 픽셀에 흐르는 전류 값의 차의 1/2에 해당하는 값을 더한 값과 같음을 나타내고 있다. 이는 종래에서와 같이 픽셀간의 전류 값의 차이가 대상 칼럼에 기하학적으로 가장 인접한 트랜지스터의 출력 전류 값에만 영향을 받는 것이 아니라, 상기 기하학적으로 가장 인접한 트랜지스터 이외의 트랜지스터의 출력 전류 값에 영향을 받도록 함으로써 인접한 칼럼의 픽셀에 흐르는 전류 값의 편차를 줄이는 것을 의미한다.즉, n번째 칼럼과 n+1번째 칼럼 간의 전류의 편차는 종래에는 n번째 칼럼 및 n+1번째 칼럼에 가장 인접한 트랜지스터의 전류 영향만을 받았지만, 도 2에 도시되어 있는 바와 같은 본 발명에서는 n번째 칼럼과 n+1번째 칼럼에 인접한 트랜지스터 뿐만 아니라, n-1번째 칼럼 및 n+2번째 칼럼에 가장 인접한 트랜지스터의 전류 영향도 받는다. 따라서, 배치된 트랜지스터 간의 거리의 차이에 따라 발생할 수 있는 전류 편차를 최대한 감소시킬 수 있다.
본 발명에 의한 유기 전계 발광 디스플레이의 픽셀 구동회로는 종래 두 개의 트랜지스터에 의해 영향을 받던 인접 칼럼의 픽셀간의 전류의 차를 인접한 네 개의 칼럼에 해당하는 트랜지스터의 출력을 반영하도록 함으로써, 인접한 칼럼의 픽셀간의 전류 출력의 차이의 편차가 감소하게 되어 유기 전계 발광 디스플레이의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 유기 전계 발광 디스플레이의 픽셀 구동회로를 간단하게 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 유기 전계 발광 디스플레이의 픽셀 구동회로를 간단하게 도시한 것이다.

Claims (4)

  1. 유기 전계 발광 디스플레이의 n번째 칼럼에 기하학적으로 가장 인접한 트랜지스터를 B(n), 상기 B(n)의 출력 전류 값을 IB(n), n번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류를 I(n)이라고 할 때,
    상기 n번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류 I(n)은 상기 B(n)의 출력 전류 값의 영향을 받지 않고 다른 칼럼에 기하학적으로 가장 인접한 트랜지스터의 출력 전류의 영향을 받는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광(Electro Luminiscence) 디스플레이 픽셀 구동회로.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 n번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류 I(n)은 n-1번째 칼럼에 기하학적으로 가장 인접한 트랜지스터 B(n-1)의 출력전류인 IB(n-1) 및 n+1번째 칼럼에 기하학적으로 가장 인접한 트랜지스터 B(n+1)의 출력전류인 IB(n+1)의 합과 같은 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 디스플레이 픽셀 구동회로.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 n번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류 I(n) 및 n+1번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류 I(n+1)의 차인 ㅿI(n)은 n-1번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류 값으로부터 n번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류 값을 뺀 값의 1/2와 n+1번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류 값으로부터 n+2번째 칼럼의 픽셀을 구동시키는 전류 값을 뺀 값의 1/2를 더한 것과 같은 값임을 특징으로 하는 유기 전계 발광 디스플레이 픽셀 구동회로.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 바이어스에 의해 전류의 양이 조절되는 상보형-모스(CMOS) 트랜지스터 또는 양극 접합 트랜지스터(BJT) 임을 특징으로 하는 유기 전계 발광 디스플레이 픽셀 구동회로.
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