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KR101040786B1 - 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치 - Google Patents

화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치 Download PDF

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KR101040786B1
KR101040786B1 KR1020090134001A KR20090134001A KR101040786B1 KR 101040786 B1 KR101040786 B1 KR 101040786B1 KR 1020090134001 A KR1020090134001 A KR 1020090134001A KR 20090134001 A KR20090134001 A KR 20090134001A KR 101040786 B1 KR101040786 B1 KR 101040786B1
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Abstract

본 발명은 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 있도록 한 화소에 관한 것이다.
본 발명의 화소는 캐소드전극이 제 2전원과 접속되는 유기 발광 다이오드와; 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 상기 제 2전원으로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 제 1트랜지스터와; 데이터선과 상기 제 1트랜지스터의 제 1전극 사이에 접속되며, 제 i(i는 자연수)주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 2트랜지스터와; 상기 제 1전원과 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극 사이에 접속되는 스토리지 커패시터와; 성기 제 1트랜지스터의 게이트전극 및 제 2전극 사이에 접속되며, 상기 제 i주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 복수의 제 3트랜지스터들과; 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 초기전원 사이에 접속되며, 제 i-1주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 복수의 제 4트랜지스터들과; 상기 제 3트랜지스터들 사이의 제 1공통단자 및 제 4트랜지스터들 사이의 제 2공통단자로 소정의 전압을 공급하기 위한 누설전류 방지부를 구비한다.

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 원하는 휘도의 영상을 표시할 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 유기 전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device) 등이 있다.
평판 표시장치 중 유기 전계발광 표시장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 다이오드를 이용하여 영상을 표시하는 것으로, 이는 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비전력으로 구동되는 장점이 있다.
유기전계발광 표시장치는 복수의 데이터선, 주사선, 전원선의 교차부에 매트 릭스 형태로 배열되는 복수개의 화소를 구비한다. 화소들은 일반적으로 유기 발광 다이오드, 유기 발광 다이오드로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 구동 트랜지스터, 데이터신호에 대응되는 전압을 충전하기 위한 스토리지 커패시터 및 구동 트랜지스터의 문턱전압을 보상하기 위한 보상회로를 구비한다.
상기와 같은 화소는 구동 트랜지스터의 문턱전압 및 데이터신호에 대응하는 전압을 스토리지 커패시터에 충전하고, 충전된 전압에 대응하는 전류를 유기 발광 다이오드로 공급하면서 소정의 영상을 표시한다.
이때, 화소에서 원하는 계조의 영상을 표시하기 위해서는 스토리지 커패시터에 충전된 전압을 일정하게 유지하여야 한다. 따라서, 전류 누설 경로에는 4개 이상의 트랜지스터를 직렬로 접속하여 스토리지 커패시터의 전압이 변동되는 것을 방지한다.
예를 들어, 스토리지 커패시터와 접속되는 제 1누설경로에 제 1트랜지스터가 형성되고, 제 2누설경로에 제 2트랜지스터가 형성되는 경우 제 1트랜지스터 및 제 2트랜지스터 각각은 4개 이상의 트랜지스터를 직렬로 접속하여 형성된다. 하지만, 상기와 같이 누설경로에 4개 이상의 트랜지스터를 직렬로 접속하여도 소정치 이상의 누설전류가 발생하여 원하는 휘도의 영상을 표시하지 못하는 문제점이 있다. 또한, 종래에는 소정치 이상의 누설전류에 대응하여 큰 용량을 가지도록 스토리지 커패시터를 형성하고, 이에 따라 개구율이 낮아지는 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 누설전류를 최소화하여 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 있도록 한 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 화소는 캐소드전극이 제 2전원과 접속되는 유기 발광 다이오드와; 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 상기 제 2전원으로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 제 1트랜지스터와; 데이터선과 상기 제 1트랜지스터의 제 1전극 사이에 접속되며, 제 i(i는 자연수)주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 2트랜지스터와; 상기 제 1전원과 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극 사이에 접속되는 스토리지 커패시터와; 성기 제 1트랜지스터의 게이트전극 및 제 2전극 사이에 접속되며, 상기 제 i주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 복수의 제 3트랜지스터들과; 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 초기전원 사이에 접속되며, 제 i-1주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 복수의 제 4트랜지스터들과; 상기 제 3트랜지스터들 사이의 제 1공통단자 및 제 4트랜지스터들 사이의 제 2공통단자로 소정의 전압을 공급하기 위한 누설전류 방지부를 구비한다.
바람직하게, 상기 누설전류 방지부는 상기 제 3트랜지스터들 및 제 4트랜지 스터들이 턴-오프되는 기간 동안 상기 소정의 전압을 공급한다. 상기 누설전류 방지부는 상기 소정의 전압을 상기 제 1공통단자 및 제 2공통단자로 공급하기 위하여 하나 이상의 트랜지스터를 구비한다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 화소는 유기 발광 다이오드와; 상기 유기 발광 다이오드로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 구동 트랜지스터와; 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극에 접속되는 스토리지 커패시터와; 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극과 제 1전압원 사이에 2개 이상의 트랜지스터가 직렬로 접속되어 형성되는 누설 트랜지스터와; 상기 누설 트랜지스터 사이의 공통단자로 제 1전압원과 상이한 제 2전압원의 전압을 공급하기 위한 누설전류 방지부를 구비한다.
바람직하게, 상기 제 1전압원은 상기 유기 발광 다이오드의 캐소드전극과 접속되는 제 2전원(ELVSS) 또는 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극의 전압을 초기화하기 위하여 외부로부터 공급되는 초기전원(Vint)이다. 상기 제 2전압원은 상기 제 1전압원보다 높은 전압으로 설정된다.
본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는 주사선들로 주사신호를 공급하고, 발광 제어선들로 발광 제어신호를 공급하기 위한 주사 구동부와; 데이터선들로 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 구동부와; 상기 주사선들 및 데이터선들의 교차부에 위치되는 화소들을 구비하며; i(i는 자연수)번째 수평라인에 위치되는 화소는 캐소드전극이 제 2전원과 접속되는 유기 발광 다이오드와; 제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 상기 제 2전원으로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 제 1트랜지스터와; 상기 데이터선과 상기 제 1트랜지스터의 제 1전극 사이에 접속되며, 제 i주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 2트랜지스터와; 상기 제 1전원과 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극 사이에 접속되는 스토리지 커패시터와; 성기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 상기 제 1트랜지스터의 제 2전극 사이에 접속되며, 상기 제 i주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 복수의 제 3트랜지스터들과; 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 초기전원 사이에 접속되며, 제 i-1주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 복수의 제 4트랜지스터들과; 상기 제 3트랜지스터들 사이의 제 1공통단자 및 제 4트랜지스터들 사이의 제 2공통단자로 소정의 전압을 공급하기 위한 누설전류 방지부를 구비한다.
바람직하게, 상기 누설전류 방지부는 제 i발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급되는 기간을 제외한 나머지 기간 동안 상기 소정의 전압을 공급한다. 상기 주사 구동부는 상기 제 i-1주사선 및 제 i주사선으로 공급되는 주사신호와 중첩되게 상기 제 i발광 제어선으로 발광 제어신호를 공급한다. 상기 누설전류 방지부는 상기 소정의 전압을 상기 제 1공통단자 및 제 2공통단자로 공급하기 위한 하나 이상의 트랜지스터를 구비한다.
본 발명의 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치에 의하면 누설 경로에 위치된 트랜지스터와 스토리지 커패시터 사이의 전압차를 최소화하고, 이에 따라 누설 전류를 방지할 수 있다. 또한, 누설 전류가 최소화되기 때문에 스토리지 커패시터의 사이즈를 줄일 수 있고, 이에 따라 개구율을 향상시킬 수 있다. 그리 고, 본원 발명에서는 누설 경로에 형성되는 트랜지스터의 수를 최소화하여 개구율을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예가 첨부된 도 1 내지 도 8을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치는 주사선들(S0 내지 Sn), 발광 제어선들(E1 내지 En) 및 데이터선들(D1 내지 Dm)과 접속되도록 위치되는 화소들(140)과, 주사선들(S0 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 구비한다.
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(S0 내지 Sn)로 순차적으로 공급한다. 또한, 주사 구동제어신호(SCS)를 공급받은 주사 구동부(110)는 발광 제어신호를 생성하 고, 생성된 발광 제어신호를 발광 제어선들(E1 내지 En)로 순차적으로 공급한다. 여기서, i(i는 자연수)번째 발광 제어선(Ei)으로 공급되는 발광 제어신호는 i-1번째 주사선(Si-1) 및 i번째 주사선(Si)으로 공급되는 주사신호와 중첩되도록 공급된다.
데이터 구동부(120)는 타이밍 제어부(150)로부터 데이터 구동제어신호(DCS)를 공급받는다. 데이터 구동제어신호(DCS)를 공급받은 데이터 구동부(120)는 주사신호가 공급될 때 데이터선들(D1 내지 Dm)로 데이터신호를 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), 제 2전원(ELVSS), 기준전원(Vref) 및 초기전원(Vint)을 공급받아 각각의 화소들(140)로 공급한다. 화소들(140)은 데이터신호에 대응하여 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어한다. 여기서, 화소들(140)은 초기전원(Vint)을 이용하여 구동 트랜지스터의 게이트전극을 초기화하고, 기준전원(Vref)을 이용하여 누설전류를 최소화한다.
이를 위해, 제 1전원(ELVDD)은 제 2전원(ELVSS)보다 높은 전압으로 설정된다. 그리고, 초기전원(Vint)은 데이터신호에서 구동 트랜지스터의 문턱전압을 감 한 전압보다 낮은 전압으로 설정되고, 기준전원(Vref)은 초기전원(Vint)보다 높은 전압으로 설정된다. 예를 들어, 기준전원(Vref)은 데이터 구동부(120)에서 출력될 수 있는 데이터신호들 중 중간 전압의 데이터신호와 동일한 전압으로 설정될 수 있다. 예컨데, 데이터 구동부(120)에서 2V 내지 4V의 데이터신호를 공급한다면 기준전원(Vref)은 3V의 전압으로 설정될 수 있다.
한편, 기준전원(Vref)은 일정한 직류 전압으로 다양한 전압으로 대체될 수 있다. 이에 대하여, 상세한 설명은 화소(140)의 구조와 결합하여 후술하기로 한다.
도 2은 도 1에 도시된 화소의 제 1실시예를 나타내는 도면이다. 도 2에서는 설명의 편의성을 위하여 제 n-1주사선(Sn-1), 제 n주사선(Sn) 및 제 m데이터선(Dm)과 접속된 화소를 도시하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 화소(140)는 유기 발광 다이오드(OLED)와, 데이터선(Dm), 주사선(Sn-1, Sn) 및 발광 제어선(En)에 접속되어 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어하기 위한 화소회로(142)와, 화소회로(142)의 누설전류의 경로에 형성된 트랜지스터와 전기적으로 접속되는 누설전류 방지부(144)를 구비한다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극은 화소회로(142)에 접속되고, 캐소드전극은 제 2전원(ELVSS)에 접속된다. 이와 같은 유기 발광 다이오드(OLED)는 화소회로(142)로부터 공급되는 전류에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성한다.
화소회로(142)는 주사선(Sn)으로 주사신호가 공급될 때 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호에 대응하는 전압을 충전하고, 충전된 전압에 대응하는 전류를 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급한다. 이를 위해, 화소회로(142)는 제 1 내지 제 6트랜지스터(M6), 스토리지 커패시터(Cst) 및 부스팅 커패시터(Cb)를 구비한다.
제 1트랜지스터(M1)의 제 1전극은 제 6트랜지스터(M6)를 경유하여 제 1전원(ELVDD)에 접속되고, 제 2전극은 제 5트랜지스터(M5)를 경유하여 유기 발광 다이오드(OLED)에 접속된다. 그리고, 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극은 제 1노드(N1)에 접속된다. 이와 같은 제 1트랜지스터(M1)는 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압, 즉, 제 1노드(N1)에 인가되는 전압에 대응하는 전류를 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급한다.
여기서, 제 1전극은 드레인전극 및 소오스전극 중 어느 하나로 설정되고, 제 2전극은 제 1전극과 다른 전극으로 설정된다. 예를 들어, 제 1전극이 소오스전극으로 설정되었다면 제 2전극은 드레인전극으로 설정된다.
제 3트랜지스터(M3_1, M3_2)들(또는 누설 트랜지스터)은 제 1노드(N1)와 제 1트랜지스터의 제 2전극 사이에 직렬로 접속된다. 여기서, 제 3트랜지스터(M3_1, M3_2)들은 제 1노드(N1)로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 이어지는 누설전류 경로에 위치되고, 이에 따라 2개 이상의 트랜지스터가 직렬로 접속된다. 제 3트랜지스터(M3_1, M3_2)들은 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 제 1트랜지스터(M1)를 다이오드 형태로 접속시킨다. 한편, 제 3트랜지스터들(M3_1, M3_2)의 공통단자는 제 2노드(N2), 즉 누설전류 방 지부(144)에 접속된다.
제 2트랜지스터(M2)의 제 1전극은 데이터선(D)에 접속되고, 제 2전극은 제 1트랜지스터(M1)의 제 1전극에 접속된다. 그리고, 제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극은 제 n주사선(Sn)에 접속된다. 이와 같은 제 2트랜지스터(M2)는 제 n주사선(Sn)에 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터선(D)으로 공급되는 데이터신호를 제 1트랜지스터(M1)의 제 1전극으로 공급한다.
제 6트랜지스터(M6)의 제 1전극은 제 1전원(ELVDD)에 접속되고, 제 2전극은 제 1트랜지스터(M1)의 제 1전극에 접속된다. 그리고, 제 6트랜지스터(M6)의 게이트전극은 발광 제어선(En)에 접속된다. 이와 같은 제 6트랜지스터(M6)는 발광 제어신호가 공급되지 않을 때(즉, 로우레벨의 전압이 공급될 때) 턴-온되어 제 1전원(ELVDD)과 제 1트랜지스터(M1)를 전기적으로 접속시킨다.
제 5트랜지스터(M5)의 제 1전극은 제 1트랜지스터(M1)에 접속되고, 제 2전극은 유기 발광 다이오드(OLED)에 접속된다. 그리고, 제 5트랜지스터(M5)의 게이트전극은 발광 제어선(En)에 접속된다. 이와 같은 제 5트랜지스터(M5)는 발광 제어신호가 공급되지 않을 때 턴-온되어 제 1트랜지스터(M1)와 유기 발광 다이오드(OLED)를 전기적으로 접속시킨다.
제 4트랜지스터(M4_1, M4_2)들(또는 누설 트랜지스터)은 제 1노드(N1)와 초기전원(Vint) 사이에 직렬로 접속된다. 여기서, 제 4트랜지스터(M4_1, M4_2)들은 제 1노드(N1)로부터 초기전원(Vint)으로 이어지는 누설전류 경로에 위치되고, 이에 따라 2개 이상의 트랜지스터가 직렬로 접속된다. 제 4트랜지스터(M4_1, M4_2)들은 제 n-1주사선(Sn-1)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 제 1노드(N1)와 초기전원(Vint)을 전기적으로 접속시킨다. 한편, 직렬로 접속된 제 4트랜지스터들(M4_1, M4_2)의 공통단자는 제 2노드(N2), 즉 누설전류 방지부(144)에 접속된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제 1노드(N1)와 제 1전원(ELVDD) 사이에 형성된다. 이와 같은 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호 및 제 1트랜지스터(M1)의 문특전압에 대응하는 전압을 충전한다.
부스팅 커패시터(Cb)는 제 1노드(N1)와 제 n주사선(Sn) 사이에 접속된다. 이와 같은 부스팅 커패시터(Cb)는 스토리지 커패시터(Cst)에 전압이 충전된 이후에 제 1노드(N1)의 전압을 상승시킨다.
누설전류 방지부(144)는 스토리지 커패시터(Cst)의 누설전류를 최소화한다. 이를 위해, 누설전류 방지부(144)는 제 7트랜지스터(M7)를 구비한다.
제 7트랜지스터(M7)는 제 2노드(N2)와 기준전원(Vref) 사이에 접속되며, 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되고, 발광 제어신호가 공급되지 않을 때 턴-온된다. 제 7트랜지스터(M7)가 턴-온되면 기준전원(Vref)의 전압이 제 2노드(N2)로 공급되고, 이에 따라 제 3트랜지스터(M3_1, M3_2) 및 제 4트랜지스터(M4_1, M4_2)의 누설전류를 최소화할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 화소의 구동방법을 나타내는 파형도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급된다. 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급되면 제 6트랜지스터(M6), 제 5트랜지스 터(M5) 및 제 7트랜지스터(M7)가 턴-오프된다.
이후, 제 n-1주사선(Sn-1)으로 주사신호가 공급된다. 제 n-1주사선(Sn-1)으로 주사신호가 공급되면 제 4트랜지스터(M4_1, M4_2)들이 턴-온된다. 제 4트랜지스터(M4_1, M4_2)들이 턴-온되면 제 1노드(N1)로 초기전원(Vint)이 공급된다.
제 1노드(N1)로 초기전원(Vint)이 공급된 이후에 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급된다. 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급되면 제 2트랜지스터(M2) 및 제 3트랜지스터(M3_1, M3_2)들이 턴-온된다. 제 2트랜지스터(M2)가 턴-온되면 데이터선(Dm)으로부터의 데이터신호가 제 1트랜지스터(M1)의 제 1전극으로 공급된다. 여기서, 제 n-1주사선(Sn-1)으로 주사신호가 공급되는 기간 동안 제 1노드(N1)의 전압이 초기화전원(Vint)에 의하여 초기화되었기 때문에(즉, 데이터신호의 전압보다 낮게 설정되기 때문에) 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온된다. 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온되면 데이터신호가 제 1트랜지스터(M1) 및 제 3트랜지스터(M3_1, M3_2)들을 경유하여 제 1노드(N1)로 공급된다. 이때, 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호 및 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압에 대응하는 전압을 충전한다.
스토리지 커패시터(Cst)에 소정의 전압이 충전된 후 제 n주사선(Sn)으로 주사신호의 공급이 중단된다. 이때, 주사선(Sn)의 전압은 로우레벨의 전압에서 하이레벨의 전압으로 상승한다. 주사선(Sn)의 전압이 상승하면 부스팅 커패시터(Cb)에 의하여 플로팅 상태로 설정된 제 1노드(N1)의 전압도 상승하고, 이에 따라 원하는 계조의 영상을 표시할 수 있다.
상세히 설명하면, 데이터 구동부(120)로부터 공급되는 데이터신호는 데이터 선(Dm)을 경유하여 화소(140)로 공급된다. 이 경우, 화소(140)로 공급된 데이터신호는 데이터선(Dm)의 기생 커패시터, 데이터선(Dm)의 저항 등에 의하여 원하는 전압보다 낮은 전압으로 설정된다. 따라서, 본원 발명에서는 부스팅 커패시터(Cb)를 이용하여 제 1노드(N1)의 전압을 상승시킴으로써 원하는 계조를 구현할 수 있다.
제 1노드(N1)의 전압이 상승한 후 제 n발광 제어선(En)으로 발광 제어신호의 공급이 중단된다. 이때, 제 n발광 제어선(En)으로는 로우레벨의 전압이 공급되고, 이에 따라 제 6트랜지스터(M6), 제 5트랜지스터(M5) 및 제 7트랜지스터(M7)가 턴-온된다.
제 6트랜지스터(M6)가 턴-온되면 제 1트랜지스터(M1)의 제 1전극과 제 1전원(ELVDD)이 전기적으로 접속된다. 제 5트랜지스터(M5)가 턴-온되면 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극과 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드전극이 접속된다. 이때, 제 1트랜지스터(M1)는 제 1노드(N1)에 인가되는 전압에 대하여 제 1전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 경유하여 제 2전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어한다.
제 7트랜지스터(M7)가 턴-온되면 제 2노드(N2)로 기준전원(Vref)이 공급된다. 여기서, 제 2노드(N2)는 제 3트랜지스터들(M3_1, M3_2) 및 제 4트랜지스터들(M4_1, M4_2)의 공통노드와 접속된다. 따라서, 제 2노드(N2)로 기준전원(Vref)이 공급되면 제 1노드(N1)의 제 2노드(N2)는 거의 유사한 전압으로 설정된다. 이 경우, 제 3트랜지스터들(M3_1, M3_2) 및 제 4트랜지스터들(M4_1, M4_2)로 흐르는 누설전류가 최소화되고, 이에 따라 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 있다. 다시 말하여, 제 1노드(N1) 및 제 2노드(N2)의 전압이 유사하게 설정되는 경우 제 1노드(N1)로부터 누설전류가 거의 발생하지 않고, 이에 따라 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압을 안정적을 유지할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 화소(140)의 구조는 실시예로서 본원 발명이 이에 한정되지 않는다. 실제로, 본원 발명은 스토리지 커패시터(Cst)로부터 누설전류 경로가 있는 다양한 화소들(140)에 적용 가능하다.
도 4는 도 1에 도시된 화소의 제 2실시예를 나타내는 도면이다 도 4를 설명할 때 도 2와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 할당함과 아울러 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2실시예에 의한 화소(140)는 유기 발광 다이오드(OLED)와, 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어하기 위한 화소회로(142)와, 화소회로(142)의 누설전류를 최소화하기 위하여 누설전류의 경로에 형성된 트랜지스터들과 전기적으로 접속되는 누설전류 방지부(144')를 구비한다.
누설전류 방지부(144')는 제 3트랜지스터들(M3_1, M3_2)의 공통노드와 기준전원(Vref) 사이에 접속되는 제 7트랜지스터(M7')와, 제 4트랜지스터들(M4_1, M4_2)의 공통노드와 기준전원(Vref) 사이에 접속되는 제 8트랜지스터(M8)를 구비한다.
제 7트랜지스터(M7')는 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급되지 않을 때 턴-온되어 제 3트랜지스터들(M3_1, M3_2)의 공통노드로 기준전원(Vref)을 공급 한다. 제 8트랜지스터(M8)는 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급되지 않을 때 턴-온되어 제 4트랜지스터들(M4_1, M4_2)의 공통노드로 기준전원(Vref)을 공급한다. 이와 같은 본 발명의 제 2실시예에 의한 화소(142)는 누설전류 방지부(144')에 2개의 트랜지스터가 포함될 뿐 동작과정은 2에 도시된 본원 발명의 제 1실시예와 동일하다.
도 5는 도 1에 도시된 화소의 제 3실시예를 나타내는 도면이다. 도 5를 설명할 때 도 2와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 할당함과 아울러 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 3실시예에 의한 화소(140)는 유기 발광 다이오드(OLED)와, 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어하기 위한 화소회로(142')와, 화소회로(142')의 누설전류를 최소화하기 위하여 누설전류의 경로에 형성된 트랜지스터들과 전기적으로 접속되는 누설전류 방지부(144)를 구비한다.
이와 같은 본 발명의 제 3실시예에서 화소회로(142')는 구동 트랜지스터인 제 1트랜지스터(M1_1, M1_2, M1_3)가 복수의 트랜지스터로 구성된다. 즉, 제 1트랜지스터(M1_1, M1_2, M1_3)들은 제 2트랜지스터(M2)의 제 2전극과 제 5트랜지스터(M5)의 제 1전극 사이에 직렬로 접속되며, 게이트전극이 제 1노드(N1)에 접속되도록 형성된다. 이와 같이 제 1트랜지스터들(M1_1, M1_2, M1_3)이 다수 형성되면 제 1노드(N1)에 인가된 전압에 대응하여 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류편차(즉, 화소별 편차)가 최소화된다.
도 6은 도 1에 도시된 화소의 제 4실시예를 나타내는 도면이다. 도 6을 설명할 때 도 2와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 할당함과 아울러 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 4실시예에 의한 화소(140)는 유기 발광 다이오드(OLED)와, 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어하기 위한 화소회로(142)와, 화소회로(142)의 누설전류를 최소화하기 위하여 누설전류의 경로에 형성된 트랜지스터들과 전기적으로 접속되는 누설전류 방지부(144'')를 구비한다.
누설전류 방지부(144'')는 제 2노드(N2)와 데이터선(Dm) 사이에 접속되며, 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프되고, 발광 제어신호가 공급되지 않을 때 턴-온되는 제 7트랜지스터(M7'')를 구비한다. 제 7트랜지스터(M7'')가 턴-온되면 데이터선(Dm)으로 공급되는 전압(즉, 데이터신호의 전압)이 제 2노드(N2)로 공급된다.
이때, 이전 기간 동안 제 1노드(N1)에 인가된 데이터신호의 전압과 제 2노드(N2)에 인가되는 데이터신호의 전압은 동일하거나 일부 전압차가 발생한다. 하지만, 제 1노드(N1) 및 제 2노드(N2)의 전압차는 데이터신호의 전압 범위 내로 설정되고, 이에 따라 제 1노드(N1)로부터 제 2노드(N2)로의 누설전류를 최소화할 수 있다.
한편, 도 6에서 누설전류 방지부(144'')에 하나의 트랜지스터(M7'')가 형성되는 것으로 도시되었지만 본원 발명이 이에 한정되지는 않는다. 일례로, 누설전 류 방지부(144'')에는 도 4에 도시된 바와 같이 2개의 트랜지스터(M7', M8)가 형성될 수 있다. 이 경우, 2개의 트랜지스터(M7', M8)는 기준전원(Vref)이 아닌 데이터선(Dm)과 접속된다.
도 7은 도 1에 도시된 화소의 제 5실시예를 나타내는 도면이다. 도 7을 설명할 때 도 4와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 할당함과 아울러 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 5실시예에 의한 화소(140)는 유기 발광 다이오드(OLED)와, 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어하기 위한 화소회로(142)와, 화소회로(142)의 누설전류를 최소화하기 위하여 누설전류의 경로에 형성된 트랜지스터들과 전기적으로 접속되는 누설전류 방지부(144''')를 구비한다.
누설전류 방지부(144''')는 제 3트랜지스터들(M3_1, M3_2)의 공통노드와 제 n주사선(Sn) 사이에 접속되는 제 7트랜지스터(M7''')와, 제 4트랜지스터들(M4_1, M4_2)의 공통노드와 제 n-1주사선(Sn-1) 사이에 접속되는 제 8트랜지스터(M8')를 구비한다.
제 7트랜지스터(M7''')는 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급되지 않을 때 턴-온되어 제 3트랜지스터들(M3_1, M3_2)의 공통노드로 제 n주사선(Sn)으로 공급되는 전압을 공급한다. 제 n발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급되지 않는 기간 동안 제 n주사선(Sn)으로는 하이레벨의 전압이 공급된다. 여기서, 일반적으로 하이레벨의 전압은 데이터신호의 전압과 동일하거나 유사한 전압으로 설정 된다. 제 8트랜지스터(M8)는 발광 제어선(En)으로 발광 제어신호가 공급되지 않을 때 턴-온되어 제 4트랜지스터들(M4_1, M4_2)의 공통노드로 제 n-1주사선(Sn)으로 공급되는 하이레벨의 전압을 공급한다. 이와 같은 본 발명의 제 5실시예에 의한 화소(142)는 제 7트랜지스터(M7''') 및 제 8트랜지스터(M8')가 기준전원(Vref) 대신에 주사선들(Sn-1, Sn)과 접속되는 것을 제외하고는 도 4에 도시된 본원 발명의 제 2실시예와 동일하다.
한편, 도 7에서는 제 7트랜지스터(M7''') 및 제 8트랜지스터(M8')가 서로 다른 주사선(Sn-1, Sn)에 접속되는 것으로 도시되었지만 본원 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 제 7트랜지스터(M7''') 및 제 8트랜지스터(M8')는 동일한 주사선(Sn-1 또는 Sn)에 접속될 수 있다.
도 8은 본원 발명의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 도 8은 도4에 도시된 본원 발명의 화소와, 도 4의 화소에서 누설전류 방지부(144')가 제거된 종래기술과의 비교결과를 나타내는다.
도 8을 참조하면, 종래의 화소는 고계조, 중간계조 및 저계조에서 소정의 누설전류가 발생된다. 하지만, 본원 발명의 화소(140)는 고계조, 중간계조 및 저계조에서 모두 누설전류가 거의 발생되지 않는다. 즉, 본원 발명에서는 누설전류가 거의 발생되지 않고, 이에 따라 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여 야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 유기전계발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 제 1실시예를 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시된 화소의 구동방법을 나타내는 파형도이다.
도 4는 도 1에 도시된 화소의 제 2실시예를 나타내는 회로도이다.
도 5는 도 1에 도시된 화소의 제 3실시예를 나타내는 회로도이다.
도 6은 도 1에 도시된 화소의 제 4실시예를 나타내는 회로도이다.
도 7은 도 1에 도시된 화소의 제 5실시예를 나타내는 회로도이다.
도 8은 본원 발명의 실시예에 의한 화소의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 주사 구동부 120 : 데이터 구동부
130 : 화소부 140 : 화소
142 : 화소회로 150 : 타이밍 제어부

Claims (23)

  1. 캐소드전극이 제 2전원과 접속되는 유기 발광 다이오드와;
    제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 상기 제 2전원으로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 제 1트랜지스터와;
    데이터선과 상기 제 1트랜지스터의 제 1전극 사이에 접속되며, 제 i(i는 자연수)주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 2트랜지스터와;
    상기 제 1전원과 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극 사이에 접속되는 스토리지 커패시터와;
    성기 제 1트랜지스터의 게이트전극 및 제 2전극 사이에 접속되며, 상기 제 i주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 복수의 제 3트랜지스터들과;
    상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 초기전원 사이에 접속되며, 제 i-1주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 복수의 제 4트랜지스터들과;
    상기 제 3트랜지스터들 사이의 제 1공통단자 및 제 4트랜지스터들 사이의 제 2공통단자로 소정의 전압을 공급하기 위한 누설전류 방지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 화소.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 누설전류 방지부는 상기 제 3트랜지스터들 및 제 4트랜지스터들이 턴-오프되는 기간 동안 상기 소정의 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 화소.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 누설전류 방지부는 상기 소정의 전압을 상기 제 1공통단자 및 제 2공통단자로 공급하기 위하여 하나 이상의 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 화소.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 누설전류 방지부는 상기 제 1공통단자 및 제 2공통단자와 상기 소정의 전압을 공급하기 위한 기준전원 사이에 접속되는 제 7트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 화소.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 기준전원은 상기 데이터선으로 공급되는 데이터신호들 중 어느 하나와 동일한 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 화소.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 기준전원은 데이터신호들 중 중간 전압의 데이터신호와 동일한 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 화소.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 누설전류 방지부는
    상기 제 1공통단자와 상기 소정의 전압을 공급하기 위한 기준전원 사이에 접속되는 제 7트랜지스터와,
    상기 제 2공통단자와 상기 기준전원 사이에 접속되는 제 8트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 화소.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 기준전원은 데이터신호들 중 중간 전압의 데이터신호와 동일한 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 화소.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 누설전류 방지부는 상기 제 1공통단자 및 제 2공통단자와 상기 데이터선 사이에 접속되는 제 7트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 화소.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 누설전류 방지부는
    상기 제 1공통단자와 상기 제 i주사선 사이에 접속되는 제 7트랜지스터와,
    상기 제 2공통단자와 상기 i-1주사선 사이에 접속되는 제 8트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 화소.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1트랜지스터는 복수의 트랜지스터가 직렬로 접속되어 형성되는 것을 특징으로 하는 화소.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1트랜지스터의 제 2전극과 상기 유기 발광 다이오드 사이에 접속되며, 상기 제 3트랜지스터들 및 제 4트랜지스터들과 서로 다른 시간에 턴-온되는 제 5트랜지스터와;
    상기 제 1트랜지스터의 제 1전극과 상기 제 1전원 사이에 접속되며, 상기 제 5트랜지스터와 동시에 턴-온 및 턴-오프되는 제 6트랜지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화소.
  13. 유기 발광 다이오드와;
    상기 유기 발광 다이오드로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 구동 트랜지스터와;
    상기 구동 트랜지스터의 게이트전극에 접속되는 스토리지 커패시터와;
    상기 구동 트랜지스터의 게이트전극과 제 1전압원 사이에 2개 이상의 트랜지스터가 직렬로 접속되어 형성되는 누설 트랜지스터와;
    상기 누설 트랜지스터 사이의 공통단자로 제 1전압원과 상이한 제 2전압원의 전압을 공급하기 위한 누설전류 방지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 화소.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제 1전압원은 상기 유기 발광 다이오드의 캐소드전극과 접속되는 제 2전원(ELVSS) 또는 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극의 전압을 초기화하기 위하여 외부로부터 공급되는 초기전원(Vint)인 것을 특징으로 하는 화소.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 제 2전압원은 상기 제 1전압원보다 높은 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 화소.
  16. 주사선들로 주사신호를 공급하고, 발광 제어선들로 발광 제어신호를 공급하기 위한 주사 구동부와;
    데이터선들로 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 구동부와;
    상기 주사선들 및 데이터선들의 교차부에 위치되는 화소들을 구비하며;
    i(i는 자연수)번째 수평라인에 위치되는 화소는
    캐소드전극이 제 2전원과 접속되는 유기 발광 다이오드와;
    제 1전원으로부터 상기 유기 발광 다이오드를 경유하여 상기 제 2전원으로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 제 1트랜지스터와;
    상기 데이터선과 상기 제 1트랜지스터의 제 1전극 사이에 접속되며, 제 i주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 제 2트랜지스터와;
    상기 제 1전원과 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극 사이에 접속되는 스토리지 커패시터와;
    성기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 상기 제 1트랜지스터의 제 2전극 사이에 접속되며, 상기 제 i주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 복수의 제 3트랜지스터들과;
    상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 초기전원 사이에 접속되며, 제 i-1주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 복수의 제 4트랜지스터들과;
    상기 제 3트랜지스터들 사이의 제 1공통단자 및 제 4트랜지스터들 사이의 제 2공통단자로 소정의 전압을 공급하기 위한 누설전류 방지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 누설전류 방지부는 제 i발광 제어선으로 발광 제어신호가 공급되는 기간을 제외한 나머지 기간 동안 상기 소정의 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 주사 구동부는 상기 제 i-1주사선 및 제 i주사선으로 공급되는 주사신호와 중첩되게 상기 제 i발광 제어선으로 발광 제어신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 누설전류 방지부는 상기 소정의 전압을 상기 제 1공통단자 및 제 2공통단자로 공급하기 위한 하나 이상의 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 소정의 전압은 상기 초기전원보다 높은 전압인 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 소정의 전압은 상기 데이터신호들 중 중간 전압의 데이터신호와 동일한 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  22. 제 19항에 있어서,
    상기 소정의 전압은 상기 주사신호가 공급되지 않을 때 상기 주사선으로 공급되는 전압인 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  23. 제 19항에 있어서,
    상기 소정의 전압은 상기 데이터선으로 공급되는 상기 데이터신호의 전압인 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
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