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KR101289631B1 - 유기 발광다이오드 표시장치와 그 구동방법 - Google Patents

유기 발광다이오드 표시장치와 그 구동방법 Download PDF

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KR101289631B1
KR101289631B1 KR1020060090268A KR20060090268A KR101289631B1 KR 101289631 B1 KR101289631 B1 KR 101289631B1 KR 1020060090268 A KR1020060090268 A KR 1020060090268A KR 20060090268 A KR20060090268 A KR 20060090268A KR 101289631 B1 KR101289631 B1 KR 101289631B1
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Abstract

본 발명은 구동전류의 변화량을 최소화하여 표시 품질을 높일 수 있는 유기 발광다이오드 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유기 발광다이오드 표시장치는 데이터라인들과 게이트라인들이 교차되고 구동전압원과 기저전압원 사이에 형성되어 구동전류에 의해 발광하는 유기발광다이오드소자, 제1 노드와 상기 기저전압원 사이에 접속된 커패시터, 및 상기 제1 노드를 통해 게이트에 인가되는 전압에 따라 상기 유기발광다이오드소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동소자를 구비하는 유기발광다이오드 표시장치는, 데이터전압이 공급되는 데이터라인; 제1 스캔펄스가 공급되는 제1 게이트라인; 상기 제1 스캔펄스에 이어서 제2 스캔펄스가 공급되는 제2 게이트라인; 제1 기간 동안 상기 제1 스캔펄스의 전압에서 상기 구동소자와 함께 한 화소 내에 배치되는 제1 스위치소자의 문턱전압을 뺀 리셋전압을 상기 제1 노드에 충전시킨 후, 상기 데이터전압이 상기 데이터라인에 공급되는 제2 기간 동안 상기 제2 스캔펄스에 응답하여 상기 제1 노드와 분리된 제2 노드와 상기 데이터라인 사이의 제3 스위치소자를 턴-온시켜 상기 제2 노드를 상기 데이터전압으로 충전시킴과 아울러 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이의 제2 스위치소자를 이용하여 상기 제2 스위치소자의 문턱전압이 가산된 데이터전압까지 상기 리셋전압을 방전시킴과 동시에 상기 커패시터에 상기 제2 스위치소자의 문턱전압이 가산된 데이터전압을 충전시킨 다음, 제3 기간 동안 상기 스위치소자들을 턴 오프시켜 상기 제1 노드의 전압으로 상기 구동소 자를 구동시키는 스위치 구동회로를 구비한다.

Description

유기 발광다이오드 표시장치와 그 구동방법{OrgAniC Light Emitting Diode DisplAy And Driving Method Thereof}
도 1은 종래 유기 발광다이오드 표시장치의 발광원리를 설명하기 위한 다이어그램을 나타내는 도면.
도 2는 종래 유기 발광다이오드 표시장치를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 3은 도 2에 도시된 화소를 상세히 나타내는 회로도.
도 4는 포지티브 게이트-바이어스 스트레스(Positive gAte-BiAs stress)로 인해 구동 TFT의 문턱전압이 증가하는 일 예를 보여주는 도면.
도 5는 구동 TFT의 문턱전압 상승에 따른 유기발광다이오드소자의 전류 감소를 보여주기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치를 나타내는 블럭도.
도 7은 도 6의 화소들 중 어느 하나에 공급되는 스캔펄스의 타이밍도.
도 8은 본 발명에 제1 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치에 구비된 화소를 나타내는 회로도.
도 9는 도 7의 리셋 구간(A)에 대한 화소의 등가회로도.
도 10은 도 7의 보상 구간(B)에 대한 화소의 등가회로도.
도 11은 도 7의 발광 구간(C)에 대한 화소의 등가회로도.
도 12는 도 7의 A,B, 및 C 구간에서의 제1 노드에 인가되는 전압의 과도상태를 도시한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면.
도 13은 동일 계조 표현시, 실제로 구동 TFT의 문턱전압 상승에 대응하여 구동전류의 감소가 최소가 되는 것을 보여주기 위한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면.
도 14는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치를 나타내는 블럭도.
도 15는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치에 구비된 화소를 나타내는 회로도.
도 16은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치를 나타내는 블럭도.
도 17은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치에 구비된 화소를 나타내는 회로도.
도 18a 내지 도 18c는 도 7의 A,B, 및 C 구간 동안 제1 노드에 인가되는 전압에 따른 구동전류의 과도상태를 도시한 도면.
도 19는 도 7의 A 구간 동안 구동 TFT의 문턱전압 상승에 따른 도 18a 내지 도 18c 각각의 구동전류 변화량을 도시한 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
116 : 표시패널 118 : 게이트 구동회로
120 : 데이터 구동회로 122,222,322 : 화소들
124 : 타이밍 콘트롤러 130 : 유기발광다이오드소자 구동회로
S[n-1] : 전단 스캔펄스 S[n] : 후단 스캔펄스
Vd : 데이터전압 DR : 구동 TFT
SW1,SW2,SW3 : 제1, 제2 및 제3 스위치 TFT
SWa : 과전류 억제 스위치 TFT C : 커패시터
Ca : 과전류 억제 커패시터
본 발명은 유기 발광다이오드 표시장치와 그 구동방법에 관한 것으로 특히, 구동전류의 변화량을 최소화하여 표시 품질을 높일 수 있는 유기 발광다이오드 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(CAthode RAy TuBe)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시장치는 액정표시장치(Liquid CrystAl DisplAy : 이하, “LCD”라 함), 전계 방출 표시장치(Field Emission DisplAy : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PlAsmA DisplAy PAnel : 이하, “PDP” 라 함) 및 유기 발광다이오드 표시장치(OrgAniC Light Emitting Diode DisplAy) 등이 있다.
이들 중 PDP는 구조와 제조공정이 단순하기 때문에 경박 단소하면서도 대화면화에 가장 유리한 표시장치로 주목받고 있지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다. 또한,스위칭 장치로 박막 트랜지스터(Thin Film TrAnsistor : 이하, “TFT”라 함)가 적용된 액티브 매트릭스 LCD는 반도체 공정을 이용하기 때문에 대화면화에 어렵고 백라이트 유닛으로 인하여 소비전력이 큰 단점이 있다.
이에 비하여, 유기 발광다이오드 표시장치는 발광층의 재료에 따라 무기 발광다이오드 표시장치와 유기 발광다이오드 표시장치로 대별되며 스스로 발광하는 자발광 장치로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 무기 발광다이오드 표시장치는 유기 발광다이오드 표시장치에 비하여 전력소모가 크고 고휘도를 얻을 수 없으며 R(Red), G(Green), B(Blue)의 다양한 색을 발광시킬 수 없다. 반면에, 유기 발광다이오드 표시장치는 수십 볼트의 낮은 직류 전압에서 구동됨과 아울러, 빠른 응답속도를 가지고, 고휘도를 얻을 수 있으며 R, G, B의 다양한 색을 발광시킬 수 있어 차세대 평판 디스플레이장치에 적합하다.
이러한, 유기 발광다이오드 표시장치는 도 1에 도시된 바와 같이 양극(100)과 음극(70) 사이에 전압이 인가되면, 음극(70)으로부터 발생된 전자는 전자 주입층(78A) 및 전자 수송층(78B)을 통해 유기 발광층(78C) 쪽으로 이동된다, 또한, 양극(100)으로 부터 발생된 정공은 정공 주입층(78e) 및 정공 수송층(78d)을 통해 유기 발광층(78C) 쪽으로 이동한다. 이에 따라, 유기 발광층(78C)에서는 전자 수 송층(78B)과 정공 수송층(78d)으로부터 공급되어진 전자와 정공이 충돌하여 재결합함으로써 빛이 발생하게 되고, 이 빛은 양극(100)을 통해 외부로 방출되어 화상이 표시되게 된다.
도 2는 종래의 유기 발광다이오드 표시장치를 개략적으로 나타내는 블록도로서 도 2를 참조하면, 종래 유기 발광다이오드 표시장치는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차로 정의된 영역에 각각 배열되어진 화소들(28)을 구비하는 표시패널(20)과, 표시패널(20)의 게이트 라인들(GL)을 구동하는 게이트 구동회로(22)와, 표시패널(20)의 데이터 라인들(DL)을 구동하는 데이터 구동회로(24)와, 데이터 구동회로(24)에 다수의 감마전압들을 공급하는 감마전압 생성부(26) 및 데이터 구동 회로(24) 및 게이트 구동회로(22)를 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(27)를 구비한다.
표시패널(20)에는 화소들(28)이 매트릭스 형태로 배치된다. 그리고, 표시패널(20)에는 외부의 고전위 전압원(VDD)으로부터 고전위 전압을 공급받는 공급패드(10)와, 외부의 기저전압원(GND)으로부터 기저전압을 공급받는 기저패드(12)가 설치된다. (일례로, 공급전압원(VDD) 및 기저전압원(GND)은 전원부로부터 공급될 수 있다) 공급패드(10)로 공급된 고전위 전압은 각각의 화소들(28)로 공급된다. 그리고, 기저패드(12)로 공급된 기저전압은 각각의 화소들(28)로 공급된다.
게이트 구동회로(22)는 게이트 라인들(GL)에 게이트 신호를 공급하여 게이트 라인들(GL)을 순차적으로 구동한다.
감마전압 생성부(26)는 다양한 전압 값을 가지는 감마전압을 데이터 구동회 로(24)로 공급한다.
데이터 구동회로(24)는 타이밍 콘트롤러(27)로부터 입력된 디지털 데이터 신호를 감마전압 생성부(26)로부터의 감마전압을 이용하여 아날로그 데이터 신호로 변환한다. 그리고, 데이터 구동회로(24)는 아날로그 데이터 신호를 게이트 신호가 공급될 때마다 데이터 라인들(DL)에 공급한다.
타이밍 콘트롤러(27)는 다수의 동기신호들을 이용하여 데이터 구동회로(24)를 제어하기 위한 데이터 제어신호 및 게이트 구동회로(22)를 제어하기 위한 게이트 제어신호를 생성한다. 타이밍 콘트롤러(27)에서 생성된 데이터 제어신호는 데이터 구동회로(24)로 공급되어 데이터 구동회로(24)를 제어한다. 타이밍 콘트롤러(27)에서 생성된 게이트 제어신호는 게이트 구동회로(22)로 공급되어 게이트 구동회로(22)를 제어한다. 아울러, 타이밍 콘트롤러(27)는 스케일러로부터 공급되는 디지털 데이터 신호를 데이터 구동회로(24)로 공급한다.
화소들(28) 각각은 게이트 라인(GL)에 게이트 신호가 공급될 때 데이터 라인(DL)으로부터의 데이터 신호를 공급받아 그 데이터 신호에 상응하는 빛을 발생하게 된다.
이를 위하여, 화소들(28) 각각은 도 3에 도시된 바와 같이 기저전압원(GND)(기저패드(12)로부터 공급되는 전압)에 음극이 접속된 유기발광다이오드소자(OLED)와, 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL) 및 고전위 전압원(VDD)(공급패드(10)로부터 공급되는 전압)에 접속되고 유기발광다이오드소자(OLED)의 양극에 접속되어 그 유기발광다이오드소자(OLED)를 구동하기 위한 셀 구동 회로(30)를 구비 한다.
셀 구동회로(30)는 게이트 라인(GL)에 접속되는 게이트와 데이터 라인(DL)에 접속되는 소스 및 노드(N)에 접속되는 드레인을 구비하는 스위칭 TFT(T1)와, 노드(N)에 접속되는 게이트와 고전위 전압원(VDD)에 접속되는 소스 및 유기발광다이오드소자(OLED)에 접속되는 드레인을 구비하는 구동 TFT(T2)와, 고전위 전압원(VDD)과 노드(N) 사이에 접속된 커패시터(C)를 구비한다.
스위칭 TFT(T1)는 게이트 라인(GL)에 게이트 신호가 공급되면 턴-온되어 데이터 라인(DL)에 공급된 데이터 신호를 노드(N)에 공급한다. 노드(N)에 공급된 데이터 신호는 커패시터(C)에 충전됨과 아울러 구동 TFT(T2)의 게이트로 공급된다. 구동 TFT(T2)는 게이트로 공급되는 데이터 신호에 응답하여 고전위 전압원(VDD)으로부터 유기발광다이오드소자(OLED)로 공급되는 전류량(I)을 제어함으로써 유기발광다이오드소자(OLED)의 발광량을 조절하게 된다. 그리고, 스위칭 TFT(T1)가 턴 오프 되더라도 커패시터(C)에 저장된 데이터 신호에 의해, 구동 TFT(T2)는 구동전류(I)를 유지하여 유기발광다이오드소자(OLED)의 발광을 한 프레임 동안 유지되게 한다. 여기서, 실제 셀 구동회로(30)는 상술한 구조 이외에 다양한 구조로 설정될 수 있다.
그런데, 일반적으로 이와 같이 구동되는 유기 발광다이오드 표시장치에서 동일한 극성의 게이트전압이 장시간 인가되면 구동 TFT(T2)의 문턱 전압(Vth)이 상승하여 동작 특성에 변동이 발생되는 문제점이 있다. 이러한 구동 TFT(T2)의 동작특성 변화는 도 4의 실험결과에서도 알 수 있다.
도 4는 채널폭/채널길이(W/L)가 120μm/6μm인 시료용 수소화된 비정질 실리콘 TFT(A-Si:H TFT)에 포지티브 게이트-바이어스 스트레스(Positive gAte-BiAs stress)를 인가하였을 때 그 시료용 A-Si:H TFT의 특성 변화를 초래한다는 것을 보여 주는 실험 결과이다. 도 4에 있어서 횡축은 시료용 A-Si:H TFT의 게이트전압[V]이며 종축은 시료용 A-Si:H TFT의 소스단자와 드레인단자 사이의 전류[A]를 나타낸다. 박스 내의 인덱스는 그래프 색별로 게이트전압 인가시간[seC]을 나타낸다.
도 4는 시료용 A-Si:H TFT의 게이트단자에 +30V의 전압을 인가할 때 전압 인가 시간에 따른 TFT의 문턱전압과 전달 특성 곡선의 이동을 보여 준다. 도 4에서 알 수 있는 바, A-Si:H TFT의 게이트단자에 정극성의 전압의 인가되는 시간이 길어질수록 TFT의 전달 특성 곡선이 우측으로 이동(31)하고 그 A-Si:H TFT의 문턱전압이 상승한다. (Vth1 에서 Vth4 로 문턱 전압이 상승)
이와 같이 구동 TFT(T2)의 문턱전압이 상승하게 되면 구동 TFT(T2)의 동작이 불안정하게 되므로, 동일한 데이터전압(Vd)이 인가되더라도 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류(I)는 감소하게 된다.
도 5는 구동 TFT(T2)의 문턱전압(Vth) 상승에 따른 유기발광다이오드소자(OLED)의 전류(I) 감소를 보여주기 위한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 구동 TFT(T2)의 문턱전압(Vth)이 1V 에서 5V 까지 상승하게 되면, 동일한 데이터전압(Vd= 4V일때)이 인가되더라도 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류(I)는 550nA 로부터 점점 감소되어 결국 0A로 수렴하게 된다.
결과적으로, 종래 유기 발광다이오드 표시장치에서는 동일한 데이터전압(Vd)이 인가되더라도 구동 TFT(T2)의 문턱전압 특성에 의존하는 구동전류(I)의 편차로 인해 휘도 불균일 현상이 나타나게 되고, 이에 따라 표시품질이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 구동전류의 변화량을 최소화하여 표시 품질을 높일 수 있는 유기 발광다이오드 표시장치와 그 구동방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따라 데이터라인들과 게이트라인들이 교차되고 구동전압원과 기저전압원 사이에 형성되어 구동전류에 의해 발광하는 유기발광다이오드소자, 제1 노드와 상기 기저전압원 사이에 접속된 커패시터, 및 상기 제1 노드를 통해 게이트에 인가되는 전압에 따라 상기 유기발광다이오드소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동소자를 구비하는 유기발광다이오드 표시장치는, 데이터전압이 공급되는 데이터라인; 제1 스캔펄스가 공급되는 제1 게이트라인; 상기 제1 스캔펄스에 이어서 제2 스캔펄스가 공급되는 제2 게이트라인; 제1 기간 동안 상기 제1 스캔펄스의 전압에서 상기 구동소자와 함께 한 화소 내에 배치되는 제1 스위치소자의 문턱전압을 뺀 리셋전압을 상기 제1 노드에 충전시킨 후, 상 기 데이터전압이 상기 데이터라인에 공급되는 제2 기간 동안 상기 제2 스캔펄스에 응답하여 상기 제1 노드와 분리된 제2 노드와 상기 데이터라인 사이의 제3 스위치소자를 턴-온시켜 상기 제2 노드를 상기 데이터전압으로 충전시킴과 아울러 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이의 제2 스위치소자를 이용하여 상기 제2 스위치소자의 문턱전압이 가산된 데이터전압까지 상기 리셋전압을 방전시킴과 동시에 상기 커패시터에 상기 제2 스위치소자의 문턱전압이 가산된 데이터전압을 충전시킨 다음, 제3 기간 동안 상기 스위치소자들을 턴 오프시켜 상기 제1 노드의 전압으로 상기 구동소자를 구동시키는 스위치 구동회로를 구비한다.
상기 제1 기간은 상기 제1 스캔펄스의 하이논리기간과 상기 제2 스캔펄스의 라이징에지를 포함하는 기간으로 결정되고, 상기 제2 기간은 상기 제2 스캔펄스의 하이논리기간과 상기 제2 스캔펄스의 폴링에지를 포함하는 기간으로 결정되며, 상기 제3 기간은 상기 제2 스캔펄스의 로우논리기간으로 결정된다.
상기 구동소자 및 상기 복수의 스위치소자들은 N 타입 전자 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터이다.
상기 구동소자 및 상기 복수의 스위치소자들은 비정질 실리콘층으로 형성되는 반도체층을 구비한다.
상기 구동소자는, 상기 제1 노드에 접속되는 게이트와, 상기 유기발광다이오드소자의 캐소드에 접속되는 드레인과, 상기 기저전압원에 접속되는 소스를 구비한다.
상기 제1 스위치소자는, 상기 제1 게이트라인에 공통접속되는 게이트 및 드 레인과, 상기 제1 노드에 접속되는 소스를 구비한다.
상기 제2 스위치소자는, 상기 제1 노드에 공통접속되는 게이트 및 드레인과, 상기 제2 노드에 접속되는 소스를 구비한다.
상기 제3 스위치소자는, 상기 제2 게이트라인에 접속되는 게이트와, 상기 데이터라인에 접속되는 드레인과, 상기 제2 노드에 접속되는 소스를 구비한다.
상기 제3 기간 동안 상기 유기발광다이오드소자에 흐르는 전류(IOLED)는, 아래의 수식과 같다.
Figure 112006067284119-pat00001
여기서, VthDR은 상기 구동소자를 턴 온 시키기 위한 구동소자 문턱전압, Vth2는 상기 제2 스위치소자 문턱전압, IOLED는 구동전류, kn은 상기 구동소자의 이동도와 기생용량에 의해 결정되는 상수값, Vgs는 상기 구동소자의 게이트와 소스간 차전압, Vd는 상기 데이터전압을 각각 의미한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 상기 제1 노드에 충전되는 리셋전압으로 인해 상기 제1 기간 동안 상기 유기발광다이오드소자 에 흐르는 과전류를 억제하기 위해 상기 제1 노드와 상기 유기발광다이오드의 캐소드 사이에 과전류 억제 커패시터를 더 구비한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 상기 제1 노드에 충전되는 리셋전압으로 인해 상기 제1 기간 동안 상기 유기발광다이오드소자에 흐르는 과전류를 억제하기 위해 상기 제1 스위치소자의 게이트 및 드레인과 상기 유기발광다이오드의 캐소드 사이에 과전류 억제 스위치소자를 더 구비한다.
본 발명의 실시 예에 따라 데이터라인들과 게이트라인들이 교차되고 구동전압원과 기저전압원 사이에 형성되어 구동전류에 의해 발광하는 유기발광다이오드소자, 제1 노드와 상기 기저전압원 사이에 접속된 커패시터, 및 상기 제1 노드를 통해 게이트에 인가되는 전압에 따라 상기 유기발광다이오드소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동소자를 구비하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법은, 제1 스캔펄스를 제1 게이트라인에 공급한 후에 제2 스캔펄스를 제2 게이트라인에 공급하는 단계; 제1 기간 동안 상기 구동소자와 함께 한 화소 내에 배치되는 제1 스위치소자의 문턱전압만큼 상기 제1 스캔펄스의 전압을 낮춘 리셋전압을 상기 제1 노드에 충전시키는 단계; 데이터전압이 상기 데이터라인에 공급되는 제2 기간 동안 상기 제2 스캔펄스에 응답하여 상기 제1 노드와 분리된 제2 노드를 상기 데이터전압으로 충전시킴과 아울러 상기 구동소자와 함께 한 화소내에 배치되는 제2 스위치소자의 문턱전압이 가산된 데이터전압까지 상기 리셋전압을 방전시킴과 동시에 상기 커패시터에 상기 제2 스위치소자의 문턱전압이 더해진 데이터전압을 충전시키는 단계; 및 제3 기간 동안 상기 제1 노드의 전압으로 상기 구동소자를 구동시키는 단계를 포함 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 6 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 6 내지 도 13은 본 발명의 제1 실시 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치를 나타내는 블럭도이고, 도 7은 도 6의 화소들(122) 중 어느 하나에 공급되는 스캔펄스(S[n-1],S[n])의 타이밍도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 m×n 개의 화소들(122)이 형성되는 표시패널(116)과, 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 데이터전압을 공급하기 위한 데이터 구동회로(120)와, 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 교차하는 게이트라인들(GL1[0] 내지 GL1[n])에 스캔펄스(S1[0] 내지 S1[n])를 공급하기 위한 게이트 구동회로(118)와, 데이터 구동회로(120) 및 게이트 구동회로(118)를 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(124)를 구비한다.
표시패널(116)은 n 개의 게이트라인들(GL1[1] 내지 GL1[n])과 m 개의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)의 교차로 정의된 화소 영역들에 형성된 화소들(122)을 구비한다. 이러한 표시패널(116)에는 구동전압을 각각의 화소들(122)에 공급하기 위한 신호배선들이 형성된다. 또한, 도시하지는 않았지만, 표시패널(116)에는 기저전압을 각각의 화소들(122)에 공급하기 위한 신호배선들이 형성된다. 게이트라 인(GL[0])은 첫 번째 수평라인에 위치하는 화소들(122)에 리셋전압을 공급하기 위한 것이다.
데이터 구동회로(120)는 타이밍 콘트롤러(124)로부터의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 데이터전압으로 변환한다. 데이터 구동회로(120)는 타이밍 콘트롤러(124)로부터의 제어신호(DDC)에 응답하여 데이터전압을 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 이 데이터전압은 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 접속된 화소들(122)에 공급된다.
게이트 구동회로(118)는 타이밍 콘트롤러(124)로부터의 제어신호(GDC)에 응답하여 도 7에 도시된 스캔펄스(S)를 게이트라인들(GL1[0] 내지 GL1[n])에 순차적으로 공급한다. 이 스캔펄스(S)는 게이트라인들(GL1[1] 내지 GL1[n])에 접속된 화소들(122)에 공급된다.
타이밍 콘트롤러(124)는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동회로(120)에 공급하고 수직/수평 동기신호와 클럭신호 등을 이용하여 게이트 구동회로(118)와 데이터 구동회로(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호(DDC, GDC)를 발생한다.
도 7의 타이밍도에서, A는 화소들(122)을 구동시키기 위한 구동 TFT의 게이트에 리셋전압을 공급하기 위한 리셋구간이고, B는 구동 TFT의 문턱전압의 변화에 대응하여 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 구동전류의 편차를 최소화하기 위한 보상구간이고, C는 구동 TFT의 문턱전압 변화에 상관없이 디지털 비디오 데이터의 계조에 상응되는 아날로그 감마전압에 의해 유기발광다이오드소자(OLED)가 발광 되는 발광구간이다. 여기서, 리셋구간(A)은 전단 스캔펄스(S[n-1])의 하이논리기간과 후단 스캔펄스(S[n])의 라이징에지 사이의 기간으로 결정되며, 보상구간(B)은 후단 스캔펄스(S[n])의 하이논리기간과 후단 스캔펄스(S[n])의 폴링에지 사이의 기간으로 결정된다. 또한, 발광구간(C)은 후단 스캔펄스(S2[n])의 로우논리기간으로 결정된다. 이러한, A, B, 및 C 에서의 화소들(122)의 동작에 대해서는 도 9 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
한편, 표시패널(116)에는 화소들(122)로 구동전압을 공급하기 위한 구동전압원(VDD)과, 화소들(122)로 기저전압을 공급하기 위한 기저전압원(GND)이 접속된다.
화소들(122) 각각은 도 8과 같이 유기발광다이오드소자(OLED), 1 개의 구동 TFT, 3 개의 스위치 TFT, 및 1 개의 커패시터를 구비한다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치에 구비된 화소(122)를 나타내는 회로도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 화소(122)는 데이터 라인(DL1 내지 DLm)과 게이트 라인(GL[0] 내지 GL[n])으로부터 공급되는 구동신호에 따라 유기발광다이오드소자(OLED)를 구동시키기 위한 유기발광다이오드소자 구동회로(130)와, 유기발광다이오드소자 구동회로(130)와 구동전압원(VDD) 사이에 접속되어 구동신호에 따라 발광되는 유기발광다이오드소자(OLED)를 구비한다.
유기발광다이오드소자 구동회로(130)는 유기발광다이오드소자(OLED)의 구동전류(IOLED)를 제어하기 위한 구동 TFT(DR), 제1 노드(N1 : 구동 TFT(DR)의 게이 트(G))에 리셋전압을 공급하기 위한 제1 스위치 TFT(SW1), 제2 노드(N2)에 데이터전압(Vp)을 공급하기 위한 제3 스위치 TFT(SW3), 제1 노드(N1)에 충전된 리셋전압을 보상전압치까지 방전시키기 위한 제2 스위치 TFT(SW2), 및 리셋전압과 보상전압을 저장하기 위한 커패시터(C)를 구비한다. 여기서, TFT들은 N 타입 전자 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET, MetAl-Oxide SemiConduCtor Field EffeCt TrAnsistor)이다. 특히, TFT들의 반도체층은 비정질 실리콘층으로 형성되어 동일한 게이트 바이어스 스트레스에 의한 TFT들 간의 문턱전압의 변화량은 거의 동일하다.
구동 TFT(DR)의 게이트(G)는 제1 노드(N1)에 접속되고, 구동 TFT(DR)의 드레인(D)은 유기발광다이오드소자(OLED)의 캐소드에 접속되며, 구동 TFT(DR)의 소스는 기저전압원(GND)에 접속된다. 이러한 구동 TFT(DR)는 제1 노드(N1)를 통해 게이트(G)에 인가되는 전압에 따라 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 전류를 제어한다.
제1 스위치 TFT(SW1)의 게이트(G)와 드레인(D)은 전단 게이트라인(GL[n-1])에 공통접속되고, 제1 스위치 TFT(SW1)의 소스(S)는 제1 노드(N1)에 접속된다. 이러한, 제1 스위치 TFT(SW1)는 전단 게이트라인(GL[n-1])으로부터의 전단 스캔펄스(S[n-1])에 응답하여 턴 온 됨으로써, 리셋전압이 제1 노드(N1)에 공급되게 한다. 여기서, 리셋전압은 전단 스캔펄스(S[n-1])의 하이논리전압(VGH)과 제1 스위치 TFT(SW1)의 문턱전압(Vth1)의 차전압으로 정의된다. 리셋전압(VGH-Vth1)은 커패시터(C)를 통해 제1 노드(N1)에 충전된다.
제3 스위치 TFT(SW3)의 게이트(G)는 후단 게이트라인(GL[n])에 접속되고, 제3 스위치 TFT(SW3)의 드레인(D)은 데이터라인(DLk(1≤k≤m))에 접속되며, 제3 스위치 TFT(SW3)의 소스(S)는 제2 노드(N2)에 접속된다. 이러한 제3 스위치 TFT(SW3)는 후단 게이트라인(GL[n])으로부터의 후단 스캔펄스(S[n])에 응답하여 턴 온 됨으로써, 데이터전압(Vd)이 제2 노드(N2)에 공급되게 한다.
제2 스위치 TFT(SW2)의 게이트(G)와 드레인(D)은 제1 노드(N1)에 공통접속되고, 제2 스위치 TFT(SW2)의 소스(S)는 제2 노드(N2)에 접속된다. 이러한 제2 스위치 TFT(SW2)는 제1 노드(N1)에 충전된 리셋전압(VGH-Vth1)에 응답하여 턴 온 됨으로써, 제1 노드(N1)에 충전된 리셋전압(VGH-Vth1)을 보상전압치까지 방전시킨다. 여기서, 보상전압은 데이터전압(Vd)과 제2 스위치 TFT(SW2)의 문턱전압(Vth2)의 합산전압(Vd+Vth2)으로 정의된다. 보상전압(Vd+Vth2)은 커패시터(C)를 통해 제1 노드(N1)에 충전된다.
커패시터(C)의 일측은 제1 노드(N1)에 접속되고, 커패시터(C)의 타측은 기저전압원(GND)에 접속된다. 이러한 커패시터(C)는 전단 스캔펄스(S[n-1])의 하이논리기간(도 7의 A 구간) 동안 제1 노드(N1)에 공급되는 리셋전압(VGH-Vth1)을 저장한 후, 후단 스캔펄스(S[n])의 하이논리기간(도 7의 B 구간) 및 후단 스캔펄스(S[n])의 로우논리기간(도 7의 C 구간) 동안 제1 노드(N1)의 전압을 보상전압(Vd+Vth2)으로 유지한다.
유기발광다이오드소자(OLED)의 애노드는 구동전압원(VDD)에 접속되고, 캐소드는 구동 TFT(DR)의 드레인(D)에 접속된다. 이러한 유기발광다이오드소나(OLED) 는 도 1과 같은 구조를 가지며, 제1 노드(N1)를 통해 구동 TFT(DR)의 게이트(G)에 인가되는 전압에 따라 제어되는 구동전류(IOLED)에 의해 발광한다. 여기서, 투명전극으로 형성되는 유기발광다이오드소자(OLED)의 애노드는 구동 TFT(DR)가 형성되는 기판의 반대쪽에 형성된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 화소들(122)는 상부 발광(Top Emission) 방식에 따라 발광하게 된다.
이러한 화소들(122)의 동작을 도 9 내지 도 12를 참조하여 단계적으로 설명하면 다음과 같다.
도 9는 도 7의 리셋구간(A)에 대한 화소(122)의 등가회로도이다.
도 9를 참조하면, 리셋구간(A) 동안 전단 스캔펄스(S[n-1])는 하이논리전압(VGH)으로 발생되어 제1 스위치 TFT(SW1)를 턴 온시키고, 후단 스캔펄스(S[n]) 는 로우논리전압(VGL)으로 발생되어 제3 스위치 TFT(SW3)를 턴 오프 시킨다. 이에 따라, 제1 스위치 TFT(SW1)는 문턱전압(Vth1) 이상의 전압에서 턴 온되는 다이오드처럼 동작하게 된다. 이 다이오드(SW1)에는 포워드 바이어스가 인가되고 있으므로, 제1 노드(N1)에는 커패시터(C)를 통해 아래의 수학식 1 과 같은 리셋전압(Vr)이 충전되게 된다.
여기서, VGH는 전단 스캔펄스(S[n-1])의 하이논리전압, Vth1는 제1 스위치 TFT(SW1)의 문턱전압을 각각 의미한다.
이 리셋전압(Vr)은 리셋구간(A) 동안 커패시터(C)에 저장되어 유지된다.
도 10은 도 7의 보상구간(B)에 대한 화소(122)의 등가회로도이다.
도 10을 참조하면, 보상구간(B) 동안 전단 스캔펄스(S[n-1])는 로우논리전압(VGL)으로 상태가 반전되어 제1 스위치 TFT(SW1)를 턴 오프시키고, 후단 스캔펄스(S[n])는 하이논리전압(VGH)으로 상태가 반전되어 제3 스위치 TFT(SW3)를 턴 온 시킨다. 제3 스위치 TFT(SW3)가 턴 온 됨에 따라, 제2 노드(N2)에는 데이터전압(Vd)이 공급된다. 이때, 제2 스위치 TFT(SW2)는 문턱전압(Vth1) 이상의 전압에서 턴 온되는 다이오드처럼 동작하게 된다. 이에 따라, 제1 노드(N1)에 충전된 리셋전압(Vr)은 제2 노드(N2)에 인가되는 데이터전압(Vd)보다 높은 전위를 가지므로, 다이오드(SW2)에는 포워드 바이어스가 인가되게 되고, 이에 따라 제1 노드(N1)의 전압은 리셋전압(Vr) 값으로부터 방전되어 보상전압(Vd+Vth2)값으로 수렴하게 된다.
이 보상전압(Vc)은 보상구간(A) 및 발광구간(C) 동안 커패시터(C)에 저장되어 유지된다.
여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 TFT들의 반도체층은 비정질 실리콘으로 형성되므로, 구동 TFT(DR)의 문턱전압(VthDR)값과 제2 스위치 TFT(SW2)의 문턱전압(Vth2)값은 거의 동일하다. 따라서, 구동 TFT(DR)의 문턱전압(VthDR)은 아래의 수학식 2 와 같이 소거되어, 결과적으로 구동전류(IOLED)는 데이터전압(Vd)만의 함수가 된다.
Figure 112006067284119-pat00003
여기서, VthDR은 구동 TFT(DR)의 문턱전압, Vth2는 제2 스위치 TFT(SW2)의 문턱전압, IOLED는 구동전류, kn는 구동 TFT(DR)의 이동도와 기생용량에 의해 결정되는 상수값, Vgs는 구동 TFT(DR)의 게이트와 소스 간 차전압, Vd는 데이터전압을 각각 의미한다.
수학식 2에서 보는 바와 같이, 구동전류(IOLED)는 데이터전압(Vd)만의 함수로 결정되므로, 구동 TFT(DR)의 문턱전압(VthDR)이 게이트 바이어스 스트레스로 인해 변화되더라도 구동전류(IOLED)에는 거의 영향을 미치지 않게 된다.
도 11은 도 7의 발광구간(C)에 대한 화소(122)의 등가회로도이다.
도 11을 참조하면, 발광구간(C) 동안 전단 스캔펄스(S[n-1])는 로우논리전압(VGL)을 유지하여 제1 스위치 TFT(SW1)의 턴 오프 상태를 유지시키고, 후단 스캔펄스(S[n])는 로우논리전압(VGL)으로 상태가 반전되어 제3 스위치 TFT(SW3)를 턴 오프 시킨다. 제3 스위치 TFT(SW3)가 턴 오프됨에 따라, 수학식 2에서 보는 바와 같이, 데이터전압(Vd)만의 함수로 결정되는 구동전류(IOLED)에 의해 유기발광다이오드소자(OLED)가 발광하게 된다.
도 12는 도 7의 A,B, 및 C 구간에서의 제1 노드(N1)에 인가되는 전압(V(N1))의 과도상태를 도시한 시뮬레이션 결과이다.
도 12를 참조하면, 리셋기간(A) 동안 제1 노드(N1)에 인가되는 전압(V(N1))은, 리셋전압(Vr = VGH - Vth1)으로 충전된 후 보상기간(B) 동안 방전을 통해 보상전압(Vc = Vd + Vth2)으로 수렴되어 수학식 2를 만족시키는 것을 알 수 있다.
도 13은 동일 계조 표현시, 실제로 구동 TFT(DR)의 문턱전압(VthDR) 상승에 대응하여 구동전류의 감소가 최소가 되는 것을 보여주기 위한 시뮬레이션 결과이다.
도 5에서 본 바와 같이, 종래에는 구동 TFT(T2)의 문턱전압(Vth)이 1V에서 5V까지 상승할 때, 동일한 데이터전압이 인가되더라도 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 구동전류의 변화량(△I)는 100% 였다.
그러나, 도 13에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 구동 TFT(DR)의 문턱전압(VthDR)이 1V에서 5V까지 상승하더라도, 동일 계조에서 유기발광다이오드소자(OLED)에 흐르는 구동전류의 변화량(△IOLED)은 최대 10% 이내로 그 변화폭이 대폭적으로 감소됨을 알 수 있다.
이상적인 경우, 수학식 2에서 본 바와 같이 게이트 바이어스 스트레스에 의 해 제2 스위치 TFT(SW2) 및 구동 TFT(DR)의 문턱전압(Vth2,VthDR)의 변화량은 완전히 동일하다. 이처럼 이상적인 경우에는 구동전류(IOLED)가 데이터전압(Vd)만의 함수로 결정되므로, 구동 TFT(DR)의 문턱전압(VthDR)의 변화에 대한 구동전류의 변화량(△IOLED)은 0%를 나타낸다. 그러나, 실제적인 경우, 제2 스위치 TFT(SW2) 및 구동 TFT(DR)에서 다른 크기로 발생되는 기생용량(Cgs, Cgd)과 이들(Cgd,Cgs)의 커플링(Coupling) 현상에 의해 제2 스위치 TFT(SW2) 및 구동 TFT(DR)의 문턱전압(Vth2, VthDR)의 변화량이 완전히 동일하게 되지는 않는다. 여기서, Cgs는 게이트 - 소스 간 기생용량, Cgd는 게이트 - 드레인 간 기생용량(Cgd)을 의미한다. 결과적으로, 구동 TFT(DR)의 문턱전압(VthDR)의 변화에 대한 구동전류의 변화량(△IOLED)은 인가되는 데이터전압의 크기에 반비례하여 1 % 내지 10 % 의 값을 나타낸다.
도 14 내지 도 19는 본 발명의 제2 및 제3 실시 예를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치를 나타내는 블럭도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 화소들(222)외에는 제1 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치와 동일한 구성을 가지므로, 화소들(222)을 제외한 나머지 구성수단들에는 제1 실시 예와 동일한 도면 기호를 부여하고, 이들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
화소들(222) 각각은 도 15와 같이 유기발광다이오드소자(OLED), 1 개의 구동 TFT, 3 개의 스위치 TFT, 및 2 개의 커패시터를 구비한다.
도 15는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치에 구비된 화소(222)를 나타내는 회로도이다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 화소(222)는 제1 실시 예에 따른 화소(122)에 비해 과전류억제 커패시터(Ca)를 제외하고는 동일한 구성을 가지므로, 과전류억제 커패시터(Ca)를 제외한 나머지 구성수단들에는 제1 실시 예와 동일한 도면 기호를 부여하고, 이들의 동작에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
리셋구간(도 7의 A) 동안 제1 노드(N1)에 충전되는 리셋전압(Vr = VGH-Vth1)에 의해 유기발광다이오드소자(OLED)에는 화이트 계조에 상응하는 구동전류(약 1㎂)보다 큰 과전류가 순간적으로 흐르게 된다.(도 18a 참조)
이러한 과전류를 억제하기 위해, 과전류억제 커패시터(Ca)의 일측은 제1 노드(N1)에 접속되고, 과전류억제 커패시터(Ca)의 타측은 구동 TFT(DR)의 드레인(D)에 접속된다. 이 과전류억제 커패시터(Ca)는 제1 노드(N1)와 구동 TFT(DR)의 드레인(D)을 커패시터 커플링시킴으로써, 구동 TFT(DR)의 드레인(D) 전위를 과전류억제 커패시터(Ca)의 접속 전보다 상승시킨다. 이에 따라, 구동전압원(VDD)과 구동 TFT(DR)의 드레인(D) 간의 전위차가 감소되어 도 18b와 같이 유기발광다이오드소자(OLED)를 통해 흐르는 과전류량은 감소하게 된다.
도 16은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치를 나타내는 블럭도이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장 치는 화소들(322)외에는 제1 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치와 동일한 구성을 가지므로, 화소들(322)을 제외한 나머지 구성수단들에는 제1 실시 예와 동일한 도면 기호를 부여하고, 이들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
화소들(322) 각각은 도 17과 같이 유기발광다이오드소자(OLED), 1 개의 구동 TFT, 4 개의 스위치 TFT, 및 1 개의 커패시터를 구비한다.
도 17은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치에 구비된 화소(322)를 나타내는 회로도이다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 화소(322)는 제1 실시 예에 따른 화소(122)에 비해 과전류억제 스위치 TFT(SWa)를 제외하고는 동일한 구성을 가지므로, 과전류억제 스위치 TFT(SWa)를 제외한 나머지 구성수단들에는 제1 실시 예와 동일한 도면 기호를 부여하고, 이들의 동작에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
리셋구간(도 7의 A) 동안 제1 노드(N1)에 충전되는 리셋전압(Vr = VGH-Vth1)에 의해 유기발광다이오드소자(OLED)에는 화이트 계조에 상응하는 구동전류(약 1㎂)보다 큰 과전류가 순간적으로 흐르게 된다.(도 18a 참조)
이러한 과전류를 억제하기 위해, 과전류억제 스위치 TFT(SWa)의 게이트(G)와 드레인(D)은 전단 게이트라인(GL[n-1])에 공통접속되고, 과전류억제 스위치 TFT(SWa)의 소스(S)는 구동 TFT(DR)의 드레인(D)에 접속된다. 이러한, 과전류억제 스위치 TFT(SWa)는 전단 게이트라인(GL[n-1])으로부터의 전단 스캔펄스(S[n-1])에 응답하여 턴 온 되어 다이오드처럼 동작함으로써, 리셋전압(Vr = VGH-Vth1)과 유사한 크기를 가지는 고전위전압(VGH-Vtha)이 구동 TFT(DR)의 드레인(D)에 공급되게 한다. 이에 따라, 구동전압원(VDD)과 구동 TFT(DR)의 드레인(D) 간의 전위차가 과전류억제 스위치 TFT(SWa)의 접속 전보다 감소되어 도 18c와 같이 유기발광다이오드소자(OLED)를 통해 흐르는 과전류량은 감소하게 된다.
도 18a 내지 도 18c는 도 7의 A,B, 및 C 구간 동안 제1 노드(N1)에 인가되는 전압(V(N1))에 따른 구동전류의 과도상태를 도시한 시뮬레이션 결과이며, 도 19는 도 7의 A 구간 동안 구동 TFT(DR)의 문턱전압(VthDR) 상승에 따른 도 18a 내지 도 18c 각각의 구동전류 변화량을 도시한 시뮬레이션 결과이다.
도 18a 내지 도 18b에 있어서 횡축은 시간(time(s))을, 종축은 구동전류(IOLED)를 나타낸다. 도 19에 있어서 횡축은 구동소자의 문턱전압(VthDR)을, 종축은 구동전류(IOLED)를 나타낸다.
본 발명의 제1 실시 예와 같이 과전류 억제수단을 구비하지 않는 경우에는, 도 18a 에서와 같이 리셋구간(A) 동안에 과전류가 상대적으로 크게 발생된다. 그러나, 본 발명의 제2 및 제3 실시 예와 같이 과전류 억제수단(Ca,SWa)을 구비하는 경우에는 각각 도 18b 및 도 18c에서와 같이 리셋구간(A) 동안에 과전류가 상대적으로 작게 발생 됨을 알 수 있다. 이러한 리셋구간(A) 동안에 발생되는 과전류는 도 19에 도시된 바와 같이, 구동 TFT(DR)의 문턱전압(VthDR)의 상승에 반비례하여 점점 감소하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광다이오드 표시장치와 그 구동방법은 유기발광다이오드소자에 흐르는 구동전류가 구동 TFT의 문턱전압변화에 상관없이 데이터전압에 의해서만 변화되도록 함으로써 구동 TFT의 문턱전압 변화에 따른 구동전류의 변화량을 최소화하여 표시 품질을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광다이오드 표시장치와 그 구동방법은 과전류 억제수단을 구비함으로써 구동 TFT의 게이트에 리셋전압이 공급되는 기간 동안 유기발광다이오드소자에 흐르는 순간적인 과전류의 크기를 줄일 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광다이오드 표시장치와 그 구동방법은 구동 TFT의 문턱전압 변화에 따른 구동전류의 변화량을 최소화하여 표시 품질을 높임으로써 신뢰성을 향상시킴과 동시에, 구동 TFT의 문턱전압을 일정하게 하기 위한 부가적인 구성수단을 생략하여 표시모듈을 단순하게 설계할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (14)

  1. 데이터라인들과 게이트라인들이 교차되고 구동전압원과 기저전압원 사이에 형성되어 구동전류에 의해 발광하는 유기발광다이오드소자, 제1 노드와 상기 기저전압원 사이에 접속된 커패시터, 및 상기 제1 노드를 통해 게이트에 인가되는 전압에 따라 상기 유기발광다이오드소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동소자를 구비하는 유기발광다이오드 표시장치에 있어서,
    데이터전압이 공급되는 데이터라인;
    제1 스캔펄스가 공급되는 제1 게이트라인;
    상기 제1 스캔펄스에 이어서 제2 스캔펄스가 공급되는 제2 게이트라인;
    제1 기간 동안 상기 제1 스캔펄스의 전압에서 상기 구동소자와 함께 한 화소 내에 배치되는 제1 스위치소자의 문턱전압을 뺀 리셋전압을 상기 제1 노드에 충전시킨 후, 상기 데이터전압이 상기 데이터라인에 공급되는 제2 기간 동안 상기 제2 스캔펄스에 응답하여 상기 제1 노드와 분리된 제2 노드와 상기 데이터라인 사이의 제3 스위치소자를 턴-온시켜 상기 제2 노드를 상기 데이터전압으로 충전시킴과 아울러 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이의 제2 스위치소자를 이용하여 상기 제2 스위치소자의 문턱전압이 가산된 데이터전압까지 상기 리셋전압을 방전시킴과 동시에 상기 커패시터에 상기 제2 스위치소자의 문턱전압이 가산된 데이터전압을 충전시킨 다음, 제3 기간 동안 상기 스위치소자들을 턴 오프시켜 상기 제1 노드의 전압으로 상기 구동소자를 구동시키는 스위치 구동회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 기간은 상기 제1 스캔펄스의 하이논리기간과 상기 제2 스캔펄스의 라이징에지를 포함하는 기간으로 결정되고, 상기 제2 기간은 상기 제2 스캔펄스의 하이논리기간과 상기 제2 스캔펄스의 폴링에지를 포함하는 기간으로 결정되며, 상기 제3 기간은 상기 제2 스캔펄스의 로우논리기간으로 결정되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동소자 및 상기 복수의 스위치소자들은 N 타입 전자 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 구동소자 및 상기 복수의 스위치소자들은 비정질 실리콘층으로 형성되는 반도체층을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 구동소자는,
    상기 제1 노드에 접속되는 게이트와, 상기 유기발광다이오드소자의 캐소드에 접속되는 드레인과, 상기 기저전압원에 접속되는 소스를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 스위치소자는,
    상기 제1 게이트라인에 공통접속되는 게이트 및 드레인과, 상기 제1 노드에 접속되는 소스를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 스위치소자는,
    상기 제1 노드에 공통접속되는 게이트 및 드레인과, 상기 제2 노드에 접속되는 소스를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제3 스위치소자는,
    상기 제2 게이트라인에 접속되는 게이트와, 상기 데이터라인에 접속되는 드레인과, 상기 제2 노드에 접속되는 소스를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 기간 동안 상기 유기발광다이오드소자에 흐르는 전류(IOLED)는, 아래의 수식과 같은 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
    Figure 112006067284119-pat00004
    여기서, VthDR은 상기 구동소자를 턴 온 시키기 위한 구동소자 문턱전압, Vth2는 상기 제2 스위치소자 문턱전압, IOLED는 구동전류, kn은 상기 구동소자의 이동도와 기생용량에 의해 결정되는 상수값, Vgs는 상기 구동소자의 게이트와 소스간 차전압, Vd는 상기 데이터전압을 각각 의미한다.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 노드에 충전되는 리셋전압으로 인해 상기 제1 기간 동안 상기 유기발광다이오드소자에 흐르는 과전류를 억제하기 위해 상기 제1 노드와 상기 유기발광다이오드의 캐소드 사이에 과전류 억제 커패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 노드에 충전되는 리셋전압으로 인해 상기 제1 기간 동안 상기 유기발광다이오드소자에 흐르는 과전류를 억제하기 위해 상기 제1 스위치소자의 게이트 및 드레인과 상기 유기발광다이오드의 캐소드 사이에 과전류 억제 스위치소자를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  12. 데이터라인들과 게이트라인들이 교차되고 구동전압원과 기저전압원 사이에 형성되어 구동전류에 의해 발광하는 유기발광다이오드소자, 제1 노드와 상기 기저전압원 사이에 접속된 커패시터, 및 상기 제1 노드를 통해 게이트에 인가되는 전압에 따라 상기 유기발광다이오드소자에 흐르는 전류를 제어하는 구동소자를 구비하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법에 있어서,
    제1 스캔펄스를 제1 게이트라인에 공급한 후에 제2 스캔펄스를 제2 게이트라인에 공급하는 단계;
    제1 기간 동안 상기 구동소자와 함께 한 화소 내에 배치되는 제1 스위치소자의 문턱전압만큼 상기 제1 스캔펄스의 전압을 낮춘 리셋전압을 상기 제1 노드에 충전시키는 단계;
    데이터전압이 상기 데이터라인에 공급되는 제2 기간 동안 상기 제2 스캔펄스에 응답하여 상기 제1 노드와 분리된 제2 노드를 상기 데이터전압으로 충전시킴과 아울러 상기 구동소자와 함께 한 화소내에 배치되는 제2 스위치소자의 문턱전압이 가산된 데이터전압까지 상기 리셋전압을 방전시킴과 동시에 상기 커패시터에 상기 제2 스위치소자의 문턱전압이 더해진 데이터전압을 충전시키는 단계; 및
    제3 기간 동안 상기 제1 노드의 전압으로 상기 구동소자를 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 기간은 상기 제1 스캔펄스의 하이논리기간과 상기 제2 스캔펄스의 라이징에지를 포함하는 기간으로 결정되고, 상기 제2 기간은 상기 제2 스캔펄스의 하이논리기간과 상기 제2 스캔펄스의 폴링에지를 포함하는 기간으로 결정되며, 상기 제3 기간은 상기 제2 스캔펄스의 로우논리기간으로 결정되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제3 기간동안 상기 유기발광다이오드소자에 흐르는 전류(IOLED)는, 아래의 수식과 같은 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
    Figure 112006067284119-pat00005
    여기서, VthDR은 상기 구동소자를 턴 온 시키기 위한 구동소자 문턱전압, Vth2는 상기 제2 스위치소자 문턱전압, IOLED는 구동전류, kn은 상기 구동소자의 이동도와 기생용량에 의해 결정되는 상수값, Vgs는 상기 구동소자의 게이트와 소스간 차전압, Vd는 상기 데이터전압을 각각 의미한다.
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