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KR100836431B1 - 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치 - Google Patents

화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치 Download PDF

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KR100836431B1
KR100836431B1 KR1020070011782A KR20070011782A KR100836431B1 KR 100836431 B1 KR100836431 B1 KR 100836431B1 KR 1020070011782 A KR1020070011782 A KR 1020070011782A KR 20070011782 A KR20070011782 A KR 20070011782A KR 100836431 B1 KR100836431 B1 KR 100836431B1
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이왕조
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Abstract

본 발명은 균일한 휘도의 영상을 표시함과 동시에 트랜지스터의 수를 최소화할 수 있도록 한 화소에 관한 것이다.
본 발명의 화소는 유기 발광 다이오드와; 데이터선 및 주사선과 접속되면 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 2트랜지스터와; 상기 제 2트랜지스터의 제 2전극과 상기 유기 발광 다이오드 사이에 접속되는 제 1트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 제 2전극 사이에 접속되며, 발광 제어선으로부터 공급되는 발광 제어신호에 의해 제어되는 제 3트랜지스터와; 제 1전원과 상기 제 1트랜지스터의 제 1전극 사이에 접속되며, 상기 제 3트랜지스터와 교번적으로 턴-온 및 턴-오프되는 제 4트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터와 상기 유기 발광 다이오드 사이에 접속되며 적어도 상기 제 2트랜지스터가 턴-온되는 기간 동안 턴-오프되는 제 5트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 상기 제 1전원 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 구비한다.

Description

화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치{Pixel and Organic Light Emitting Display Device Using the Pixel}
도 1은 종래의 회소를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 주사 구동부에서 공급되는 구동파형을 나타내는 파형도이다.
도 4는 도 2에 도시된 화소의 제 1실시예를 나타내는 회로도이다.
도 5는 도 4에 도시된 화소의 구동방법을 나타내는 파형도이다.
도 6은 도 2에 도시된 화소의 제 2실시예를 나타내는 회로도이다.
도 7은 도 6에 도시된 화소의 구동방법을 나타내는 파형도이다.
도 8은 도 2에 도시된 화소의 제 3실시예를 나타내는 회로도이다.
도 9는 도 8에 도시된 화소의 구동방법을 나타내는 파형도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2,142 : 화소회로 4,140 : 화소
110 : 주사 구동부 120 : 데이터 구동부
130 : 화소부 150 : 타이밍 제어부
본 발명은 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치에 관한 것으로, 특히 균일한 휘도의 영상을 표시함과 동시에 트랜지스터의 수를 최소화할 수 있도록 한 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel) 및 유기전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display) 등이 있다.
평판 표시장치 중 유기전계발광 표시장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 다이오드를 이용하여 영상을 표시한다. 이러한, 유기전계발광 표시장치는 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비전력으로 구동되는 장점이 있다.
도 1은 종래의 유기전계발광 표시장치의 화소를 나타내는 회로도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 유기전계발광 표시장치의 화소(4)는 유기 발광 다이오드(OLED)와, 데이터선(Dm) 및 주사선(Sn)에 접속되어 유기 발광 다이오드(OLED)를 제어하기 위한 화소회로(2)를 구비한다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극은 화소회로(2)에 접속되고, 캐소드전극은 제 2전원(ELVSS)에 접속된다. 이와 같은 유기 발광 다이오드(OLED)는 화소회로(2)로부터 공급되는 전류에 대응되어 소정 휘도의 빛을 생성한다.
화소회로(2)는 주사선(Sn)에 주사신호가 공급될 때 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호에 대응되어 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어한다. 이를 위해, 화소회로(2)는 제 1전원(ELVDD)과 유기 발광 다이오드(OLED) 사이에 접속된 제 2트랜지스터(M2)와, 제 2트랜지스터(M2), 데이터선(Dm) 및 주사선(Sn)의 사이에 접속된 제 1트랜지스터(M1)와, 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극과 제 1전극 사이에 접속된 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다.
제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극은 주사선(Sn)에 접속되고, 제 1전극은 데이터선(Dm)에 접속된다. 그리고, 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자에 접속된다. 여기서, 제 1전극은 소오스전극 및 드레인전극 중 어느 하나로 설정되고, 제 2전극은 제 1전극과 다른 전극으로 설정된다. 예를 들어, 제 1전극이 소오스전극으로 설정되면 제 2전극은 드레인전극으로 설정된다. 주사선(Sn) 및 데이터선(Dm)에 접속된 제 1트랜지스터(M1)는 주사선(Sn)으로부터 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터선(Dm)으로부터 공급되는 데이터신호를 스토리지 커패시터(Cst)로 공급한다. 이때, 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호에 대응되는 전압을 충전한다.
제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 일측단자에 접속되고, 제 1전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 다른측단자 및 제 1전원(ELVDD)에 접속된다. 그리고, 제 2트랜지스터(M2)의 제 2전극은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극에 접속된다. 이와 같은 제 2트랜지스터(M2)는 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압값에 대응하여 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어한다. 이때, 유기 발광 다이오드(OLED)는 제 2트랜지스터(M2)로부터 공급되는 전류량에 대응되는 빛을 생성한다.
하지만, 이와 같은 종래의 유기전계발광 표시장치의 화소(4)는 균일한 휘도의 영상을 표시할 수 없는 문제점이 발생된다. 이를 상세히 설명하면, 화소(4) 각각 포함된 제 2트랜지스터(M2)(구동 트랜지스터)의 문턱전압은 공정편차 등에 의하여 화소(4)들 마다 상이하게 설정된다. 이와 같이 구동 트랜지스터의 문턱전압이 상이하게 설정되면 다수의 화소(4)들에 동일 계조에 대응하는 데이터신호를 공급하여도 구동 트랜지스터의 문턱전압의 차에 의하여 서로 다른 휘도의 빛이 유기 발광 다이오드(OLED)에서 생성된다.
이와 같은 문제점을 극복하기 위하여 화소(4)들 각각에 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하기 위하여 추가적으로 트랜지스터들을 삽입하는 구조가 제안되었다. 실제로, 화소들(4) 각각에 6개의 트랜지스터 및 1개의 커패시터를 사용하여 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하는 구조가 공지되어 있다. 하지만, 화소 들(4) 각각에 6개의 트랜지스터가 포함되면 화소(4)의 크기가 커지는 문제점이 발생된다. 또한, 화소들(4)에 포함된 다수의 트랜지스터에 의하여 오동작 확률이 증가하고, 이에 따라 수율이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 균일한 휘도의 영상을 표시함과 동시에 트랜지스터의 수를 최소화할 수 있도록 한 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 화소는 유기 발광 다이오드와; 데이터선 및 주사선과 접속되면 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 2트랜지스터와; 상기 제 2트랜지스터의 제 2전극과 상기 유기 발광 다이오드 사이에 접속되는 제 1트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 제 2전극 사이에 접속되며, 발광 제어선으로부터 공급되는 발광 제어신호에 의해 제어되는 제 3트랜지스터와; 제 1전원과 상기 제 1트랜지스터의 제 1전극 사이에 접속되며, 상기 제 3트랜지스터와 교번적으로 턴-온 및 턴-오프되는 제 4트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터와 상기 유기 발광 다이오드 사이에 접속되며 적어도 상기 제 2트랜지스터가 턴-온되는 기간 동안 턴-오프되는 제 5트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 상기 제 1전원 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 구비한다.
바람직하게, 상기 제 3트랜지스터는 상기 발광 제어신호가 공급될 때 턴-온되고, 상기 제 4트랜지스터는 상기 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프된다. 상기 제 3트랜지스터는 피모스로 형성되고, 상기 제 4트랜지스터는 엔모스로 형성된다. 상기 제 2트랜지스터는 상기 주사신호가 공급될 때 턴-온되고, 상기 제 5트랜지스터는 상기 주사신호가 공급될 때 턴-오프된다. 상기 제 2트랜지스터는 피모스로 형성되고, 상기 제 5트랜지스터는 엔모스로 형성된다. 상기 스토리지 커패시터는 상기 데이터선으로부터 상기 제 2트랜지스터, 상기 제 1트랜지스터 및 제 3트랜지스터를 경유하여 공급되는 데이터신호에 대응되는 전압을 충전한다. 상기 제 3트랜지스터는 상기 발광 제어신호가 공급될 때 턴-온되고, 상기 제 4트랜지스터는 반전 발광 제어선으로 공급되며 상기 발광 제어신호와 반전된 극성을 가지는 반전 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프된다. 상기 제 2트랜지스터는 상기 주사신호가 공급될 때 턴-온되고, 상기 제 5트랜지스터는 반전 주사선으로 공급되면 상기 주사신호와 반전된 극성을 가지는 반전 주사신호가 공급될 때 턴-오프된다. 상기 제 2트랜지스터는 i(i는 자연수)번째 주사선으로 상기 주사신호가 공급될 때 턴-온되고, 상기 제 5트랜지스터는 i+1번째 반전 발광 제어선으로 공급되며 상기 발광 제어신호와 반전된 극성을 가지는 반전 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프된다.
본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는 주사선들로 주사신호를 순차적으로 공급하고, 발광 제어선들로 발광 제어신호를 순차적으로 공급하기 위한 주사 구동부와; 데이터선들로 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 구동부와; 상기 주사선들 및 데이터선들의 교차부에 상기 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한항에 기재된 화소를 구비한다.
바람직하게, 상기 주사 구동부는 i-1번째 주사선 및 i번째 주사선으로 공급되는 주사신호와 i번째 발광 제어선으로 공급되는 발광 제어신호가 중첩되도록 공급한다. 상기 주사 구동부는 반전된 주사신호를 반전 주사선들로 순차적으로 공급하고, 반전된 발광 제어신호를 반전 발광 제어선들로 순차적으로 공급한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 첨부된 도 2 내지 도 9를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는 주사선들(S1 내지 Sn) 및 데이터선들(D1 내지 Dm)과 접속되도록 위치되는 화소들(140)을 포함하는 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 데이 터 구동부(120)와, 주사 구동부(110) 및 데이터 구동부(120)를 제어하기 위한 타이밍 제어부(150)를 구비한다.
주사 구동부(110)는 타이밍 제어부(150)로부터 주사 구동제어신호(SCS)를 공급받는다. 주사 구동제어신호(SCS)를 공급받은 주사 구동부(110)는 도 3과 같이 주사신호를 주사선들(S1 내지 Sn)로 순차적으로 공급한다. 또한, 주사 구동제어신호(SCS)를 공급받은 주사 구동부(110)는 발광 제어신호를 발광 제어선들(E1 내지 En)로 순차적으로 공급한다. 여기서, i(i는 자연수)번째 발광 제어선(Ei)으로 공급되는 발광 제어신호는 i번째 주사선(Si) 및 i-1번째 주사선(Si-1)으로 공급되는 주사신호와 중첩되게 공급된다. 그리고, 발광 제어신호는 주사신호와 동일한 극성의 신호로 설정된다. 도 3에서는 제 1주사선(S1)부터 주사신호가 공급되는 것으로 도시되었지만 제 0주사선(S0)(미도시)으로부터 주사신호가 공급될 수도 있다.
데이터 구동부(120)는 타이밍 제어부(150)로부터 데이터 구동제어신호(DCS)를 공급받는다. 데이터 구동제어신호(DCS)를 공급받은 데이터 구동부(120)는 데이터신호를 생성하고, 생성된 데이터신호를 주사신호와 동기되도록 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 제 1전원(ELVDD) 및 제 2전원(ELVSS)을 공급받아 각각의 화소들(140)로 공급한다. 제 1전원(ELVDD) 및 제 2전원(ELVSS)을 공급받은 화소들(140) 각각은 데이터신호에 대응되는 빛을 생성한다. 여기서, 화소들(140)의 발광 시간은 발광 제어신호에 의하여 제어된다.
도 4는 도 2에 도시된 화소의 제 1실시예를 나타내는 도면이다. 도 4에서는 설명의 편의성을 위하여 제 n주사선(Sn) 및 제 m데이터선(Dm)과 접속된 화소를 도시하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1실시예에 의한 화소(140)는 유기 발광 다이오드(OLED)와, 데이터선(Dm) 및 주사선(Sn)에 접속되어 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어하기 위한 화소회로(142)를 구비한다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극은 화소회로(142)에 접속되고, 캐소드전극은 제 2전원(ELVSS)에 접속된다. 유기 발광 다이오드(OLED)는 화소회로(142)로부터 공급되는 전류량에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성한다. 여기서, 제 2전원(ELVSS)은 제 1전원(ELVDD)보다 낮은 전압값으로 설정된다.
화소회로(142)는 주사선(Sn)으로 주사신호가 공급될 때 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호에 대응되어 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어한다. 이를 위해, 화소회로(142)는 제 1 내지 제 5트랜지스터(M1 내지 M5)와, 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 제 1 내지 제 3트랜지스터(M1 내지 M3)는 피모스(PMOS) 트랜지스터로 설정되고, 제 4 및 제 5트랜지스터(M4, M5)는 엔모 스(NMOS) 트랜지스터로 설정된다.
제 2트랜지스터(M2)의 제 1전극은 데이터선(Dm)에 접속되고, 제 2전극은 제 1노드(N1)에 접속된다. 그리고, 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극은 제 n주사선(Sn)에 접속된다. 이와 같은 제 2트랜지스터(M2)는 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호를 제 1노드(N1)로 공급한다.
제 1트랜지스터(M1)의 제 1전극은 제 1노드(N1)에 접속되고, 제 2전극은 제 5트랜지스터(M5)의 제 1전극에 접속된다. 그리고, 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 제 1단자에 접속된다. 이와 같은 제 1트랜지스터(M1)는 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 대응되는 전류를 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급한다.
제 3트랜지스터(M3)의 제 1전극은 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극에 접속되고, 제 2전극은 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극에 접속된다. 그리고, 제 3트랜지스터(M3)의 게이트전극은 제 n발광 제어선(En)에 접속된다. 이와 같은 제 3트랜지스터(M3)는 제 n발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-온되어 제 1트랜지스터(M1)를 다이오드 형태로 접속시킨다.
제 4트랜지스터(M4)의 제 2전극은 제 1전원(ELVDD)에 접속되고, 제 1전극은 제 1노드(N1)에 접속된다. 그리고, 제 4트랜지스터(M4)의 게이트전극은 발광 제어선(En)에 접속된다. 이와 같은 제 4트랜지스터(M4)는 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프된다.
제 5트랜지스터(M5)의 제 2전극은 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극에 접속되고, 제 1전극은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극에 접속된다. 그리고, 제 5트랜지스터(M5)의 게이트전극은 제 n주사선(Sn)에 접속된다. 이와 같은 제 5트랜지스터(M5)는 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급될 때 턴-오프된다.
스토리지 커패시터(Cst)의 제 1단자는 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극에 접속되고, 제 2단자는 제 1전원(ELVDD)에 접속된다. 이와 같은 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호에 대응되는 전압을 충전한다.
이와 같은 화소의 동작과정을 도 5의 파형도와 결부하여 상세히 설명하기로 한다. 먼저, 제 1기간(T1) 동안 제 n발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급된다. 제 n발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급되면 제 3트랜지스터(M3)가 턴-온되고, 제 4트랜지스터(M4)가 턴-오프된다. 그리고, 제 1기간(T1) 동안 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급되지 않기 때문에, 즉 하이의 신호가 제 n주사선(Sn)으로 공급되기 때문에 제 5트랜지스터(M5)가 턴-온 상태를 유지한다.
제 1기간(T1) 동안 제 3트랜지스터(M3) 및 제 5트랜지스터(M5)가 턴-온되면 스토리지 커패시터(Cst)의 제 1단자 및 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극이 대략 제 2전원(ELVSS)의 전압으로 초기화된다. 실제로, 제 1기간(T1) 동안 스토리지 커패시터(Cst)의 제 1단자 및 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극은 제 2전원(ELVSS)에 유기 발광 다이오드(OLED)의 문턱전압을 합한 전압값으로 초기화된다.
제 2기간(T2) 동안 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급된다. 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급되면 제 2트랜지스터(M2)가 턴-온되고, 제 5트랜지스 터(M5)가 턴-오프된다.
제 2트랜지스터(M2)가 턴-온되면 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호가 제 1노드(N1)로 공급된다. 여기서, 제 1기간(T1) 동안 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극이 대략 제 2전원(ELVSS)의 전압으로 초기화되었기 때문에 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온된다. 그러면, 데이터신호는 제 1트랜지스터(M1) 및 제 3트랜지스터(M3)를 경유하여 스토리지 커패시터(Cst)의 제 1단자로 공급된다. 여기서, 데이터신호는 다이오드 형태로 접속된 제 1트랜지스터(M1)를 경유하여 스토리지 커패시터(Cst)로 공급되기 때문에 스토리지 커패시터(Cst)에는 데이터신호 및 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압에 대응되는 전압이 충전된다.
제 2기간(T2) 이후에는 제 n주사선(Sn)으로 주사신호의 공급이 중단됨과 아울러 제 n발광 제어선(En)으로 발광 제어신호의 공급이 중단된다. 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급이 중단되면 제 2트랜지스터(M2)가 턴-오프되고, 제 5트랜지스터(M5)가 턴-온된다. 제 n발광 제어선(En)으로 발광 제어신호의 공급이 중단되면 제 3트랜지스터(M3)가 턴-오프되고, 제 4트래지스터(M4)가 턴-온된다.
제 5트랜지스터(M5)가 턴-온되면 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극과 유기 발광 다이오드(OLED)가 전기적으로 접속된다. 제 4트랜지스터(M4)가 턴-온되면 제 1트랜지스터(M1)의 제 1전극과 제 1전원(ELVDD)이 전기적으로 접속된다. 이때, 제 1트랜지스터(M1)는 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 대응되는 전류를 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 공급한다. 유기 발광 다이오드(OLED)는 자신에게 공급되는 전류량에 대응하여 소 정 휘도의 빛을 생성한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 의한 화소(140) 각각에 포함되는 스토리지 커패시터(Cst)에는 데이터신호뿐만 아니라 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압에 대응되는 전압이 추가적으로 충전된다. 따라서, 화소들(140) 각각에 포함되는 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압과 무관하게 유기 발광 다이오드(OLED)로 흐르는 전류량을 제어할 수 있고, 이에 따라 균일한 휘도의 화상을 표시할 수 있다. 또한, 본 발명의 제 1실시예에 의한 화소(140)에는 5개의 트랜지스터(M1 내지 M5) 만이 포함되고, 제 1전원(ELVDD) 및 제 2전원(ELVSS) 이외에 추가되는 전원이 없기 때문에 화소의 구조가 단순해지는 장점이 있다.
한편, 도 3에 도시된 화소(140)에서는 제 4트랜지스터(M4) 및 제 5트랜지스터(M5)를 엔모스(NMOS) 형으로 사용한다. 일반적으로 유기전계발광 표시장치에서는 엔모스(NMOS) 형태의 트랜지스터를 사용하지 않는다.
상세히 설명하면, 엔모스 트랜지스터는 피모스 트랜지스터와 비교할 때 공정에 의한 편차가 높게 나타난다. 따라서, 엔모스 트랜지스터를 구동 트랜지스터로 사용하는 경우 문턱전압 등의 편차에 의하여 균일한 화상을 표시하기 어렵다. 또한, 엔모스 트랜지스터는 피모스 트랜지스터와 비교할 때 높은 누설전류가 발생한다. 따라서, 엔모스 트랜지스터로 화소를 구현하는 경우 높은 누설전류에 의하여 원하는 휘도의 전압을 표시할 수 없다.
본 발명의 제 1실시예에 의한 화소(140)에서 제 4트랜지스터(M4) 및 제 5트랜지스터(M5)는 구동 트랜지스터로 사용되지 않기 때문에 문턱전압의 편차와 무관 하게 구동된다. 또한, 본 발명의 제 1실시예에 의한 화소(140)에서 제 4트랜지스터(M4) 및 제 5트랜지스터(M5)에 의한 누설전류가 발생하더라도 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 영향을 주지 않고, 이에 따라 표시하는 영상의 화질에 영향을 주지 않는다.
도 6은 본 발명의 제 2실시예에 의한 화소를 나타내는 도면이다. 도 6을 설명할 때 도 4와 동일한 구성에 대해서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 2실시예에 의한 화소(142)에서는 제 4트랜지스터(M4) 및 제 5트랜지스터(M5)가 피모스 트랜지스터로 형성된다. 여기서, 제 4트랜지스터(M4)는 제 n반전 발광 제어선(/En)으로 공급되는 반전 발광 제어신호에 의하여 구동되고, 제 5트랜지스터(M5)는 제 n반전 주사선(/Sn)으로 공급되는 반전 주사신호에 의하여 구동된다.
제 n반전 발광 제어선(/En)으로 공급되는 반전 발광 제어신호는 제 n발광 제어선(En)으로 공급되는 발광 제어신호와 동일한 시점에 공급되며 반전된 극성을 갖는다. 제 n반전 주사선(/Sn)으로 공급되는 반전 주사신호는 제 n주사선(Sn)으로 공급되는 주사신호와 동일한 시점에 공급되며 반전된 극성을 갖는다. 주사 구동부(110)는 반전 발광 제어선들(/E1 내지 /En)(미도시)로 반전 발광 제어신호를 순차적으로 공급하고, 반전 주사선들(/S1 내지 /Sn)로 반전 주사신호를 순차적으로 공급한다.
본 발명의 제 2실시예에 의한 화소(142)의 동작과정을 도 7의 파형도와 결부 하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 제 1기간(T1) 동안 제 n발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급되고, 제 n반전 발광 제어선(/En)으로 반전 발광 제어신호가 공급된다. 제 n발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급되면 제 3트랜지스터(M3)가 턴-온된다. 제 n반전 발광 제어선(/En)으로 반전 발광 제어신호가 공급되면 제 4트랜지스터(M4)가 턴-오프된다. 여기서, 제 1기간 동안 제 n반전 주사선(/Sn)으로 로우의 신호가 공급되기 때문에 제 5트랜지스터(M5)가 턴-온 상태를 유지한다.
제 1기간(T1) 동안 제 3트랜지스터(M3) 및 제 5트랜지스터(M5)가 턴-온되면 스토리지 커패시터(Cst)의 제 1단자 및 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극이 대략 제 2전원(ELVSS)의 전압으로 초기화된다.
제 2기간(T2) 동안 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급되고, 제 n반전 주사선(/Sn)으로 반전 주사신호가 공급된다. 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급되면 제 2트랜지스터(M2)가 턴-온된다. 제 n반전 주사선(/Sn)으로 반전 주사신호가 공급되면 제 5트랜지스터(M5)가 턴-오프된다.
제 2트랜지스터(M2)가 턴-온되면 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호가 제 1노드(N1)로 공급된다. 여기서, 제 1기간(T1) 동안 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극이 대략 제 2전원(ELVSS)의 전압으로 초기화되었기 때문에 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온된다. 그러면, 데이터신호는 제 1트랜지스터(M1) 및 제 3트랜지스터(M3)를 경유하여 스토리지 커패시터(Cst)의 제 1단자로 공급된다. 여기서, 데이터신호는 다이오드 형태로 접속된 제 1트랜지스터(M1)를 경유하여 스토리지 커패시 터(Cst)로 공급되기 때문에 스토리지 커패시터(Cst)에는 데이터신호 및 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압에 대응되는 전압이 충전된다.
제 2기간(T2) 이후에는 주사신호, 반전 주사신호, 발광 제어신호 및 반전 발광 제어신호의 공급이 중단된다. 주사신호의 공급이 중단되면 제 2트랜지스터(M2)가 턴-오프된다. 반전 주사신호의 공급이 중단되면 제 5트랜지스터(M5)가 턴-온된다. 발광 제어신호의 공급이 중단되면 제 3트랜지스터(M3)가 턴-오프된다. 반전 발광 제어신호의 공급이 중단되면 제 4트랜지스터(M4)가 턴-온된다.
제 5트랜지스터(M5)가 턴-온되면 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극과 유기 발광 다이오드(OLED)가 전기적으로 접속된다. 제 4트랜지스터(M4)가 턴-온되면 제 1트랜지스터(M1)의 제 1전극과 제 1전원(ELVDD)이 전기적으로 접속된다. 이때, 제 1트랜지스터(M1)는 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 대응되는 전류를 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 공급한다. 유기 발광 다이오드(OLED)는 자신에게 공급되는 전류량에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성한다.
이와 같은 본 발명의 제 2실시예에 의한 화소(140) 각각에 포함되는 스토리지 커패시터(Cst)에는 데이터신호뿐만 아니라 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압에 대응되는 전압이 추가적으로 충전된다. 따라서, 화소들(140) 각각에 포함되는 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압과 무관하게 유기 발광 다이오드(OLED)로 흐르는 전류량을 제어할 수 있고, 이에 따라 균일한 휘도의 화상을 표시할 수 있다. 또한, 본 발명의 제 2실시예에 의한 화소(140)에는 5개의 트랜지스터(M1 내지 M5) 만이 포함 되고, 제 1전원(ELVDD) 및 제 2전원(ELVSS) 이외에 추가되는 전원이 없기 때문에 화소의 구조가 단순해지는 장점이 있다.
도 8은 본 발명의 제 3실시예에 의한 화소를 나타내는 도면이다. 도 8을 설명할 때 도 6과 동일한 구성에 대해서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 3실시예에 의한 화소(142)에서는 제 5트랜지스터(M5)가 제 n+1반전 발광 제어선(/En+1)으로 공급되는 반전 발광 제어신호에 의하여 구동된다. 이와 같이 제 5트랜지스터(M5)가 제 n+1반전 발광 제어선(/En+1)에 의하여 구동되면 도 6과 비교하여 반전 주사선(/Sn)을 제거할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 제 3실시예에 의한 화소(142)의 동작과정을 도 9의 파형도와 결부하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 제 1기간(T1) 동안 제 n발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급되고, 제 n반전 발광 제어선(/En)으로 반전 발광 제어신호가 공급된다. 제 n발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급되면 제 3트랜지스터(M3)가 턴-온된다. 제 n반전 발광 제어선(/En)으로 반전 발광 제어신호가 공급되면 제 4트랜지스터(M4)가 턴-오프된다. 여기서, 제 1기간(T1) 동안 제 n+1반전 발광 제어선(/En+1)으로 로우의 신호가 공급되기 때문에 제 5트랜지스터(M5)가 턴-온 상태를 유지한다.
제 1기간(T1) 동안 제 3트랜지스터(M3) 및 제 5트랜지스터(M5)가 턴-온되면 스토리지 커패시터(Cst)의 제 1단자 및 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극이 대략 제 2전원(ELVSS)의 전압으로 초기화된다.
제 2기간(T2) 동안 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급되고, 제 n+1반전 발광 제어선(/En+1)으로 반전 발광 제어신호가 공급된다. 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급되면 제 2트랜지스터(M2)가 턴-온된다. 제 n+1반전 발광 제어선(/En+1)으로 반전 발광 제어신호가 공급되면 제 5트랜지스터(M5)가 턴-오프된다.
제 2트랜지스터(M2)가 턴-온되면 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호가 제 1노드(N1)로 공급된다. 여기서, 제 1기간(T1) 동안 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극이 대략 제 2전원(ELVSS)의 전압으로 초기화되었기 때문에 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온된다. 그러면, 데이터신호는 제 1트랜지스터(M1) 및 제 3트랜지스터(M3)를 경유하여 스토리지 커패시터(Cst)의 제 1단자로 공급된다. 여기서, 데이터신호는 다이오드 형태로 접속된 제 1트랜지스터(M1)를 경유하여 스토리지 커패시터(Cst)로 공급되기 때문에 스토리지 커패시터(Cst)에는 데이터신호 및 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압에 대응되는 전압이 충전된다.
제 2기간(T2) 이후에는 주사신호, 발광 제어신호 및 반전 발광 제어신호의 공급이 중단된다. 주사신호의 공급이 중단되면 제 2트랜지스터(M2)가 턴-오프된다. 발광 제어신호의 공급이 중단되면 제 3트랜지스터(M3)가 턴-오프된다. 반전 발광 제어신호의 공급이 중단되면 제 4트랜지스터(M4) 및 제 5트랜지스터(M5)가 턴-온된다.
제 5트랜지스터(M5)가 턴-온되면 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극과 유기 발광 다이오드(OLED)가 전기적으로 접속된다. 제 4트랜지스터(M4)가 턴-온되면 제 1 트랜지스터(M1)의 제 1전극과 제 1전원(ELVDD)이 전기적으로 접속된다. 이때, 제 1트랜지스터(M1)는 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 대응되는 전류를 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 공급한다. 유기 발광 다이오드(OLED)는 자신에게 공급되는 전류량에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성한다.
이와 같은 본 발명의 제 3실시예에 의한 화소(140) 각각에 포함되는 스토리지 커패시터(Cst)에는 데이터신호뿐만 아니라 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압에 대응되는 전압이 추가적으로 충전된다. 따라서, 화소들(140) 각각에 포함되는 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압과 무관하게 유기 발광 다이오드(OLED)로 흐르는 전류량을 제어할 수 있고, 이에 따라 균일한 휘도의 화상을 표시할 수 있다. 또한, 본 발명의 제 3실시예에 의한 화소(140)에는 5개의 트랜지스터(M1 내지 M5) 만이 포함되고, 제 1전원(ELVDD) 및 제 2전원(ELVSS) 이외에 추가되는 전원이 없기 때문에 화소의 구조가 단순해지는 장점이 있다.
상기 발명의 상세한 설명과 도면은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 따라서, 이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치에 의하면 화소들 각각에 포함되는 구동 트랜지스터(제 1트랜지스터)의 문턱전압이 보상되도록 스토리지 커패시터에 충전되는 전압을 제어하기 때문에 균일한 휘도의 화상을 표시할 수 있다. 또한, 본 발명의 화소는 5개의 트랜지스터 및 하나의 커패시터를 사용하며, 제 1전원 및 제 2전원 이외에 추가되는 전원이 없기 때문에 화소의 구조가 단순해짐과 아울러 트랜지스터들의 오동작 확률을 줄일 수 있다.

Claims (12)

  1. 유기 발광 다이오드와;
    데이터선 및 주사선과 접속되면 주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 2트랜지스터와;
    상기 제 2트랜지스터의 제 2전극과 상기 유기 발광 다이오드 사이에 접속되는 제 1트랜지스터와;
    상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 제 2전극 사이에 접속되며, 발광 제어선으로부터 공급되는 발광 제어신호에 의해 제어되는 제 3트랜지스터와;
    제 1전원과 상기 제 1트랜지스터의 제 1전극 사이에 접속되며, 상기 제 3트랜지스터와 교번적으로 턴-온 및 턴-오프되는 제 4트랜지스터와;
    상기 제 1트랜지스터와 상기 유기 발광 다이오드 사이에 접속되며 적어도 상기 제 2트랜지스터가 턴-온되는 기간 동안 턴-오프되는 제 5트랜지스터와;
    상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 상기 제 1전원 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 화소.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 3트랜지스터는 상기 발광 제어신호가 공급될 때 턴-온되고, 상기 제 4트랜지스터는 상기 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되는 것을 특징으로 하는 화소.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 3트랜지스터는 피모스로 형성되고, 상기 제 4트랜지스터는 엔모스로 형성되는 것을 특징으로 하는 화소.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2트랜지스터는 상기 주사신호가 공급될 때 턴-온되고, 상기 제 5트랜지스터는 상기 주사신호가 공급될 때 턴-오프되는 것을 특징으로 하는 화소.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2트랜지스터는 피모스로 형성되고, 상기 제 5트랜지스터는 엔모스로 형성되는 것을 특징으로 하는 화소.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 스토리지 커패시터는 상기 데이터선으로부터 상기 제 2트랜지스터, 상기 제 1트랜지스터 및 제 3트랜지스터를 경유하여 공급되는 데이터신호에 대응되는 전압을 충전하는 것을 특징으로 하는 화소.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 3트랜지스터는 상기 발광 제어신호가 공급될 때 턴-온되고, 상기 제 4트랜지스터는 반전 발광 제어선으로 공급되며 상기 발광 제어신호와 반전된 극성을 가지는 반전 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되는 것을 특징으로 하는 화소.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2트랜지스터는 상기 주사신호가 공급될 때 턴-온되고, 상기 제 5트랜지스터는 반전 주사선으로 공급되면 상기 주사신호와 반전된 극성을 가지는 반전 주사신호가 공급될 때 턴-오프되는 것을 특징으로 하는 화소.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2트랜지스터는 i(i는 자연수)번째 주사선으로 상기 주사신호가 공급될 때 턴-온되고, 상기 제 5트랜지스터는 i+1번째 반전 발광 제어선으로 공급되며 상기 발광 제어신호와 반전된 극성을 가지는 반전 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되는 것을 특징으로 하는 화소.
  10. 주사선들로 주사신호를 순차적으로 공급하고, 발광 제어선들로 발광 제어신호를 순차적으로 공급하기 위한 주사 구동부와;
    데이터선들로 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 구동부와;
    상기 주사선들 및 데이터선들의 교차부에 상기 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한항에 기재된 화소를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 주사 구동부는 i-1번째 주사선 및 i번째 주사선으로 공급되는 주사신호와 i번째 발광 제어선으로 공급되는 발광 제어신호가 중첩되도록 공급하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 주사 구동부는 반전된 주사신호를 반전 주사선들로 순차적으로 공급하고, 반전된 발광 제어신호를 반전 발광 제어선들로 순차적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
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