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KR100604059B1 - 화소 및 이를 이용한 발광 표시장치 - Google Patents

화소 및 이를 이용한 발광 표시장치 Download PDF

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KR100604059B1
KR100604059B1 KR1020040102817A KR20040102817A KR100604059B1 KR 100604059 B1 KR100604059 B1 KR 100604059B1 KR 1020040102817 A KR1020040102817 A KR 1020040102817A KR 20040102817 A KR20040102817 A KR 20040102817A KR 100604059 B1 KR100604059 B1 KR 100604059B1
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transistor
electrode
light emitting
gate electrode
emitting element
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김양완
최상무
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 균일한 휘도의 영상을 표시할 수 있도록 한 화소에 관한 것이다.
본 발명의 제 1측면은 발광소자와; 제 1전극이 데이터선에 접속되며 게이트전극이 제 n(n은 자연수)주사선에 접속되는 제 2트랜지스터와; 제 1전극이 제 1전원에 접속되고, 제 2전극이 상기 제 2트랜지스터의 제 2전극 및 상기 발광소자의 애노드전극에 접속되며 상기 데이터선으로부터 공급되는 데이터신호에 대응하여 상기 제 1전원으로부터 상기 발광소자로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 제 1트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터의 제 1전극과 게이트전극 사이에 설치되며 게이트전극이 상기 제 n주사선에 접속되는 제 3트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 상기 제 1전원 사이에 설치되어 상기 데이터신호에 대응되는 전압을 충전하기 위한 스토리지 커패시터와; 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 상기 발광소자의 애노드전극 사이에 설치되며 게이트전극이 제 n-1주사선에 접속되는 제 4트랜지스터를 구비하는 화소를 제공한다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명에서는 화소들 각각에 포함된 트랜지스터의 문턱전압과 무관하게 균일한 화상을 표시할 수 있다.

Description

화소 및 이를 이용한 발광 표시장치{Pixel and Light Emitting Display Using The Same}
도 1은 종래의 발광 표시장치의 화소를 나타내는 회로도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 발광 표시장치를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 의한 화소를 나타내는 회로도.
도 4는 도 3에 도시된 화소의 구동방법을 나타내는 파형도.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 의한 화소를 나타내는 회로도.
도 6은 본 발명의 제 3실시예에 의한 화소를 나타내는 회로도.
도 7은 본 발명의 제 4실시예에 의한 화소를 나타내는 회로도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2,142 : 화소회로 4,140 : 화소
110 : 주사 구동부 120 : 데이터 구동부
130 : 화상 표시부 140 : 화소
150 : 타이밍 제어부
본 발명은 화소 및 이를 이용한 발광 표시장치에 관한 것으로, 특히 균일한 휘도의 영상을 표시할 수 있도록 한 화소와 이를 이용한 발광 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 발광 표시장치(Light Emitting Display) 등이 있다.
평판표시장치 중 발광 표시장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 자발광소자이다. 이러한, 발광 표시장치는 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비전력으로 구동되는 장점이 있다. 일반적인 발광 표시장치는 화소마다 형성되는 트랜지스터를 이용하여 데이터신호에 대응되는 전류를 발광소자로 공급함으로써 발광소자에서 빛이 발광되게 한다.
도 1은 종래의 발광 표시장치의 화소를 나타내는 회로도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 발광 표시장치의 화소(4)는 발광소자(OLED)와, 데이터선(Dm) 및 주사선(Sn)에 접속되어 발광소자(OLED)를 제어하기 위한 화소회로(2)를 구비한다.
발광소자(OLED)의 애노드전극은 화소회로(2)에 접속되고, 캐소드전극은 제 2전원(VSS)에 접속된다. 이와 같은 발광소자(OLED)는 화소회로(2)로부터 공급되는 전류에 대응되어 소정의 빛을 생성한다.
화소회로(2)는 주사선(Sn)에 주사신호가 공급될 때 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호에 대응되어 발광소자(OLED)로 공급되는 전류량을 제어한다. 이를 위해, 화소회로(2)는 제 1전원(VDD)과 발광소자(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(C)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(C)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(C)로 공급한다. 이때, 스토리지 커패시터(C)는 데이터신호에 대응되는 전압을 충전한다.
제 2트랜지스터(M2)의 게이트전극은 스토리지 커패시터(C)의 일측단자에 접속되고, 제 1전극은 스토리지 커패시터(C)의 다른측단자 및 제 1전원(VDD)에 접속 된다. 그리고, 제 2트랜지스터(M2)의 제 2전극은 발광소자(OLED)의 애노드전극에 접속된다. 이와 같은 제 2트랜지스터(M2)는 스토리지 커패시터(C)에 저장된 전압값에 대응하여 제 1전원(VDD)으로부터 발광소자(OLED)로 흐르는 전류량을 제어한다. 이때, 발광소자(OLED)는 제 2트랜지스터(M2)로부터 공급되는 전류량에 대응되는 빛을 생성한다.
하지만, 이와 같은 종래의 발광 표시장치의 화소(4)는 균일한 휘도의 영상을 표시할 수 없는 문제점이 발생된다. 이를 상세히 설명하면, 화소(4)에 각각 포함된 제 2트랜지스터(M2)의 문턱전압은 공정편차 등에 의하여 화소(4)들 마다 상이하게 설정된다. 이와 같이 제 2트랜지스터(M2)의 문턱전압이 상이하게 설정되면 다수의 화소(4)들에 동일 계조에 대응하는 데이터신호를 공급하여도 제 2트랜지스터(M2)의 문턱전압의 차에 의하여 서로 다른 휘도의 빛이 발광소자(OLED)에서 생성된다.
따라서, 본 발명의 목적은 균일한 휘도의 영상을 표시할 수 있도록 한 화소와 이를 이용한 발광 표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1측면은 발광소자와; 제 1전극이 데이터선에 접속되며 게이트전극이 제 n(n은 자연수)주사선에 접속되는 제 2트 랜지스터와; 제 1전극이 제 1전원에 접속되고, 제 2전극이 상기 제 2트랜지스터의 제 2전극 및 상기 발광소자의 애노드전극에 접속되며 상기 데이터선으로부터 공급되는 데이터신호에 대응하여 상기 제 1전원으로부터 상기 발광소자로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 제 1트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터의 제 1전극과 게이트전극 사이에 설치되며 게이트전극이 상기 제 n주사선에 접속되는 제 3트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 상기 제 1전원 사이에 설치되어 상기 데이터신호에 대응되는 전압을 충전하기 위한 스토리지 커패시터와; 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 상기 발광소자의 애노드전극 사이에 설치되며 게이트전극이 제 n-1주사선에 접속되는 제 4트랜지스터를 구비하는 화소를 제공한다.
본 발명의 제 2측면은 발광소자와; 제 1전극이 데이터선에 접속되며 게이트전극이 제 n(n은 자연수)주사선에 접속되는 제 2트랜지스터와; 제 1전극이 제 1전원에 접속되고, 제 2전극이 상기 제 2트랜지스터의 제 2전극 및 상기 발광소자의 애노드전극에 접속되며 상기 데이터선으로부터 공급되는 데이터신호에 대응하여 상기 제 1전원으로부터 상기 발광소자로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 제 1트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터의 제 1전극과 게이트전극 사이에 설치되며 게이트전극이 상기 제 n주사선에 접속되는 제 3트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 상기 제 1전원 사이에 설치되어 상기 데이터신호에 대응되는 전압을 충전하기 위한 스토리지 커패시터와; 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 상기 발광소자의 캐소드전극 사이에 설치되며 게이트전극이 제 n-1주사선에 접속되는 제 4트랜지스터를 구비하는 화소를 제공한다.
본 발명의 제 3측면은 발광소자와; 제 1전극이 데이터선에 접속되며 게이트전극이 제 n(n은 자연수)주사선에 접속되는 제 2트랜지스터와; 제 1전극이 제 1전원에 접속되고, 제 2전극이 상기 제 2트랜지스터의 제 2전극 및 상기 발광소자의 애노드전극에 접속되며 상기 데이터선으로부터 공급되는 데이터신호에 대응하여 상기 제 1전원으로부터 상기 발광소자로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 제 1트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터의 제 1전극과 게이트전극 사이에 설치되며 게이트전극이 상기 제 n주사선에 접속되는 제 3트랜지스터와; 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 상기 제 1전원 사이에 설치되어 상기 데이터신호에 대응되는 전압을 충전하기 위한 스토리지 커패시터와; 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 초기화전원 사이에 설치되며 게이트전극이 제 n-1주사선에 접속되는 제 4트랜지스터를 구비하는 화소를 제공한다.
본 발명의 제 4측면은 데이터선들 및 주사선들과 접속되도록 위치되는 복수의 화소를 포함하는 화상 표시부와, 상기 데이터선을 구동하기 위한 데이터 구동부와, 상기 주사선을 구동하기 위한 주사 구동부를 구비하며, 상기 화소들 각각은 발광소자와, 상기 데이터선으로부터 공급되는 데이터신호에 대응하여 제 1전원으로부터 상기 발광소자로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 제 1트랜지스터와, 제 n(n은 자연수)주사선 및 데이터선에 접속되도록 위치되어 상기 제 1트랜지스터의 제 2전극으로 상기 데이터신호를 공급하기 위한 제 2트랜지스터와, 상기 제 1트랜지스터의 게이트단자와 상기 제 1전원 사이에 접속되는 스토리지 커패시터와, 상기 제 1트랜지스터의 게이트단자로 누설전류가 유입될 수 있도록 누설전류 유입경로를 제 공하는 제 3트랜지스터와, 상기 제 1트랜지스터의 게이트단자로부터 누설전류가 방출될 수 있도록 누설전류 방출경로를 제공하는 제 4트랜지스터를 포함하는 발광 표시장치를 제공한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 첨부된 도 2 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 발광 표시장치는 주사선들(S1 내지 Sn) 및 데이터선들(D1 내지 Dm)에 의하여 구획된 영역에 형성되는 화소들(140)을 포함하는 화상 표시부(130)와, 주사선들(S1 내지 Sn)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(S1 내지 Sn)로 순차적으로 공급한다. 또한 주사 구동부(110)는 주사 구동제어신호(SCS)에 응답하여 발광 제어신호를 생성하 고, 생성된 발광 제어신호를 발광 제어선들(E1 내지 En)로 순차적으로 공급한다. 여기서, 발광 제어신호의 폭은 주사신호의 폭과 동일하거나 넓게 설정된다.
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.
화상 표시부(130)는 외부로부터 제 1전원(VDD) 및 제 2전원(VSS)을 공급받아 각각의 화소들(140)로 공급한다. 제 1전원(VDD) 및 제 2전원(VSS)을 공급받은 화소들(140) 각각은 데이터신호에 대응되는 빛을 생성한다. 여기서, 화소들(140)의 발광시간은 발광 제어신호에 의하여 제어된다.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 의한 화소를 나타내는 회로도이다. 그리고, 도 4는 도 3의 구동방법을 나타내기 위한 파형도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1실시예에 의한 화소(140)는 발광소자(OLED)와, 데이터선(Dm), 주사선(S) 및 발광 제어선(En)에 접속되어 발광소자 (OLED)를 발광시키기 위한 화소회로(142)를 구비한다.
발광소자(OLED)의 애노드전극은 화소회로(142)에 접속되고, 캐소드전극은 제 2전원(VSS)에 접속된다. 제 2전원(VSS)은 제 1전원(VDD)보다 낮은 전압으로 설정된다. 이와 같은 발광소자(OLED)는 화소회로(142)로부터 공급되는 전류에 대응되어 소정의 빛을 생성한다. 이를 위하여, 발광소자(OLED)는 형광성 및/또는 인광성을 포함하는 유기물질 등으로 형성된다.
화소회로(142)는 주사선(S)에 주사신호가 공급될 때 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호에 대응되어 발광소자(OLED)로 공급되는 전류량을 제어한다. 이를 위하여, 화소회로(142)는 제 1 내지 제 6트랜지스터(M1 내지 M6)와, 스토리지 커패시터(C)를 구비한다.
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)에 주사신호가 공급될 때 데이터선(D)으로 공급되는 데이터신호를 제 1노드(N1)로 공급한다.
제 1트랜지스터(M1)의 제 1전극은 제 1노드(N1)에 접속되고, 제 2전극은 제 6트랜지스터(M6)의 제 1전극에 접속된다. 그리고, 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극은 스토리지 커패시터(C)에 접속된다. 이와 같은 제 1트랜지스터(M1)는 스토리지 커패시터(C)에 충전된 전압에 대응되는 전류를 발광소자(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 3트랜 지스터(M3)의 게이트전극은 제 n주사선(Sn)에 접속된다. 이와 같은 제 3트랜지스터(M3)는 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 제 1트랜지스터(M1)를 다이오드 형태로 접속시킨다.
제 4트랜지스터(M4)의 제 1전극 및 게이트전극은 제 n-1주사선(Sn-1)과 접속되고, 제 2전극은 스토리지 커패시터(C) 및 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극과 접속된다. 이와 같은 제 4트랜지스터(M4)는 제 n-1주사선(Sn-1)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극 및 스토리지 커패시터(C)를 초기화한다.
제 5트랜지스터(M5)의 제 1전극은 제 1전원(VDD)에 접속되고, 제 2전극은 제 1노드(N1)에 접속된다. 그리고, 제 5트랜지스터(M5)의 게이트전극은 발광 제어선(En)에 접속된다. 이와 같은 제 5트랜지스터(M5)는 발광 제어선(En)으로부터 발광 제어신호(EMI)가 공급되지 않을 때 턴-온되어 제 1전원(VDD)과 제 1노드(N1)를 전기적으로 접속시킨다.
제 6트랜지스터(M6)의 제 1전극은 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극에 접속되고, 제 2전극은 발광소자(OLED)의 애노드전극에 접속된다. 그리고, 제 6트랜지스터(M6)의 게이트전극은 발광 제어선(En)에 접속된다. 이와 같은 제 6트랜지스터(M6)는 발광 제어신호(EMI)가 공급되지 않을 때 턴-온되어 제 1트랜지스터(M1)로부터 공급되는 전류를 발광소자(OLED)를 공급한다.
이와 같은 화소(140)의 동작과정을 상세히 설명하면, 먼저 제 n-1주사선(Sn-1)으로 주사신호가 공급되어 제 4트랜지스터(M4)가 턴-온된다. 제 4트랜지스터 (M4)가 턴-온되면 스토리지 커패시터(C) 및 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극이 제 n-1주사선(Sn-1)과 접속된다. 그러면, 스토리지 커패시터(C) 및 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극이 주사신호의 전압값으로 초기화된다. 여기서, 주사신호는 데이터신호보다 낮은 전압값으로 설정된다.
이후, 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급된다. 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급되면 제 2트랜지스터(M2) 및 제 3트랜지스터(M3)가 턴-온된다. 제 3트랜지스터(M3)가 턴-온되면 제 1트랜지스터(M1)가 다이오드 형태로 접속된다. 제 2트랜지스터(M2)가 턴-온되면 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호가 제 2트랜지스터(M2)를 경유하여 제 1노드(N1)로 공급된다. 이때, 제 1트랜지스터(M1)의 게이트단자 전압이 주사신호에 의하여 초기화되었기 때문에(즉, 제 1노드(N1)로 공급되는 데이터신호의 전압보다 낮게 설정되었기 때문에) 제 1트랜지스터(M1)가 턴-온된다.
제 1트랜지스터(M1)가 턴-온되면 제 1노드(N1)에 인가된 데이터신호가 제 1트랜지스터(M1) 및 제 3트랜지스터(M3)를 경유하여 스토리지 커패시터(C)의 일측으로 공급된다. 여기서, 데이터신호는 다이오드 형태로 접속된 제 1트랜지스터(M1)를 경유하여 스토리지 커패시터(C)로 공급되기 때문에 스토리지 커패시터(C)에는 데이터신호 및 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압에 대응되는 전압이 충전된다.
스토리지 커패시터(C)에 데이터신호 및 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압에 대응되는 전압이 충전된 후 발광 제어신호(EMI)의 공급이 중단되어 제 5트랜지스터(M5) 및 제 6트랜지스터(M6)가 턴-온된다. 제 5트랜지스터(M5) 및 제 6트랜지스터 (M6)가 턴-온되면 제 1전원(VDD)으로부터 발광소자(OLED)로의 전류경로가 형성된다. 여기서, 제 1트랜지스터(M1)는 스토리지 커패시터(C)에 충전된 전압에 대응되어 제 1전원(VDD)으로부터 발광소자(OLED)로 흐르는 전류를 제어한다.
실제로, 발광소자(OLED)로 흐르는 전류는 수학식 1 및 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
IOLED = β/2(VGS - VTH)2
IOLED = β/2{(VDD - VDATA + VTH) - VTH}2 = β/2(VDD - VDATA)2
수학식 1 및 수학식 2에서 IOLED는 발광소자(OLED)에 흐르는 전류, VGS는 제 1트랜지스터(M1)의 게이트와 소오스간의 전압, VTH는 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압, 그리고 β는 상수를 나타낸다.
즉, 본 발명의 제 1실시예에 의한 화소(140)는 수학식 2와 같이 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압과 무관하게 데이터신호에 대응하여 발광소자(OLED)로 흐르는 전류를 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제 1실시예에 의한 화소(140)는 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압과 무관하게 균일한 휘도의 영상을 표시할 수 있다. 하지만, 본 발명의 제 1실시예에 의한 화소(140)에서는 제 1트랜지스터(M1)의 게이트단자에서 원하지 않는 누설전류가 발생된다.
이를 상세히 설명하면, 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극의 전압은 제 6트랜지스터(M6)의 제 1단자의 전압보다 높게 설정된다. 이와 같이 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극 전압이 제 6트랜지스터(M6)의 제 1단자의 전압보다 높게 설정되면 제 3트랜지스터(M3)가 턴-오프되더라도 소정의 누설전류가 발생된다. 이와 같이 누설전류가 발생되면 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극 전압이 서서히 낮아져 원하는 휘도의 영상을 표시하지 못한다. 따라서, 본 발명에서는 이와 같은 문제점을 극복하기 위하여 도 5와 같은 본 발명의 제 2실시예에 의한 화소를 제안한다.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 의한 화소를 나타내는 회로도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 2실시예에 의한 화소(140)는 발광소자(OLED)와, 데이터선(Dm), 주사선(S) 및 발광 제어선(En)에 접속되어 발광소자(OLED)를 발광시키기 위한 화소회로(142)를 구비한다.
발광소자(OLED)의 애노드전극은 화소회로(142)에 접속되고, 캐소드전극은 제 2전원(VSS)에 접속된다. 제 2전원(VSS)은 제 1전원(VDD)보다 낮은 전압으로 설정된다. 이와 같은 발광소자(OLED)는 화소회로(142)로부터 공급되는 전류에 대응되어 소정의 빛을 생성한다.
화소회로(142)는 제 n주사선(Sn)에 주사신호가 공급될 때 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호에 대응되어 발광소자(OLED)로 공급되는 전류량을 제어한다. 이를 위하여, 화소회로(142)는 제 1 내지 제 6트랜지스터(M1 내지 M6)와 스토리지 커패시터(C)를 구비한다.
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)에 주사신호가 공급될 때 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호를 제 1노드(N1)로 공급한다.
제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극은 제 1노드(N1)에 접속되고, 제 1전극은 제 5트랜지스터(M5)의 제 2전극과 접속된다. 그리고, 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극은 스토리지 커패시터(C)에 접속된다. 이와 같은 제 1트랜지스터(M1)는 스토리지 커패시터(C)에 충전된 전압에 대응되는 전류를 발광소자(OLED)로 공급한다.
제 3트랜지스터(M3)의 제 1전극은 제 1트랜지스터(M1)의 제 1전극에 접속되고, 제 2전극은 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극에 접속된다. 그리고, 제 3트랜지스터(M3)의 게이트전극은 제 n주사선(Sn)에 접속된다. 이와 같은 제 3트랜지스터(M3)는 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 제 1트랜지스터(M1)를 다이오드 형태로 접속시킨다.
제 4트랜지스터(M4)의 제 1전극은 발광소자(OLED)의 애노드전극에 접속되고, 게이트전극은 제 n-1주사선(Sn-1)에 접속된다. 그리고, 제 4트랜지스터(M4)의 제 2전극은 스토리지 커패시터(C) 및 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극과 접속된다. 이와 같은 제 4트랜지스터(M4)는 제 n-1주사선(Sn-1)으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되어 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극 및 스토리지 커패시터(C)를 초기화한다.
제 5트랜지스터(M5)의 제 1전극은 제 1전원(VDD)에 접속되고, 제 2전극은 제 1트랜지스트(M1)의 제 1전극 및 제 3트랜지스터(M3)의 제 1전극에 접속된다. 그리 고, 제 5트랜지스터(M5)의 게이트전극은 발광 제어선(En)에 접속된다. 이와 같은 제 5트랜지스터(M5)는 발광 제어선(En)으로부터 발광 제어신호(EMI)가 공급되지 않을 때 턴-온되어 제 1전원(VDD)의 전압을 제 1트랜지스터(M1)의 제 1전극으로 공급한다.
제 6트랜지스터(M6)의 제 1전극은 제 1노드(N1)에 접속되고, 제 2전극은 발광소자(OLED)의 애노드전극에 접속된다. 그리고, 제 6트랜지스터(M6)의 게이트전극은 발광 제어선(En)에 접속된다. 이와 같은 제 6트랜지스터(M6)는 발광 제어신호(EMI)가 공급되지 않을 때 턴-온되어 제 1트랜지스터(M1)로부터 공급되는 전류를 발광소자(OLED)로 공급한다.
이와 같은 제 2실시예에 의한 화소의 동작과정을 도 4와 결부하여 상세히 설명하면, 먼저 제 n-1주사선(Sn-1)으로 주사신호가 공급되어 제 4트랜지스터(M4)가 턴-온된다. 제 4트랜지스터(M4)가 턴-온되면 스토리지 커패시터(C) 및 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극이 발광소자(OLED)의 애노드전극과 접속된다. 여기서, 제 6트랜지스터(M6)가 턴-오프 상태이기 때문에 발광소자(OLED)의 애노드전극의 전압은 캐소드전극의 전압(Vss)과 대략 유사하게 설정된다. 따라서, 제 n-1주사선(Sn-1)으로 주사신호가 공급될 때 스토리지 커패시터(C) 및 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극은 발광소자(OLED)의 애노드전극에 인가되는 전압으로 초기화된다. 이 경우, 발광소자(OLED)의 애노드전극 전압은 데이터신호보다 낮은 전압값으로 설정된다.
이후, 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급된다. 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급되면 제 2트랜지스터(M2) 및 제 3트랜지스터(M3)가 턴-온된다. 제 3트 랜지스터(M3)가 턴-온되면 제 1트랜지스터(M1)의 제 1전극 및 게이트전극이 전기적으로 접속된다. 제 2트랜지스터(M2)가 턴-온되면 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호가 제 2트랜지스터(M2)를 경유하여 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극으로 공급된다. 이때, 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극의 전압은 데이터신호의 전압보다 낮게 설정되기 때문에 제 1트랜지스터(M1)의 제 2전극으로 공급된 데이터신호의 전압은 제 1전극을 경유하여 게이트전극으로 공급된다.
즉, 제 n주사선(Sn)으로 주사신호가 공급될 때 데이터신호가 제 1트랜지스터(M1) 및 제 3트랜지스터(M3)를 경유하여 스토리지 커패시터(C)의 일측으로 공급된다. 여기서, 데이터신호는 다이오드 형태로 접속된 제 1트랜지스터(M1)를 경유하여 스토리지 커패시터(C)로 공급되기 때문에 스토리지 커패시터(C)에는 데이터신호 및 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압에 대응되는 전압이 충전된다.
스토리지 커패시터(C)에 데이터신호 및 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압에 대응되는 전압이 충전된 후 발광 제어신호(EMI)의 공급이 중단되어 제 5트랜지스터(M5) 및 제 6트랜지스터(M6)가 턴-온된다. 제 5트랜지스터(M5) 및 제 6트랜지스터(M6)가 턴-온되면 제 1전원(VDD)으로부터 발광소자(OLED)로의 전류경로가 형성된다. 이때, 제 1트랜지스터(M1)는 스토리지 커패시터(C)에 충전된 전압에 대응되어 제 1전원(VDD)으로부터 발광소자(OLED)로 흐르는 전류를 제어한다.
즉, 본 발명의 제 2실시예에서 스토리지 커패시터(C)에는 데이터신호 및 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압에 대응되는 전압이 충전되기 때문에 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압과 무관하게 데이터신호에 대응되는 전류가 발광소자(OLED)로 흐르 도록 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제 2실시예에 의한 화소(140)는 제 1트랜지스터(M1)의 문턱전압과 무관하게 균일한 휘도의 영상을 표시할 수 있다. 그리고, 본 발명의 제 2실시예에 의한 화소(140)는 누설전류에 의한 휘도변화 현상을 최소화할 수 있다.
이를 상세히 설명하면, 화소(140)가 구동될 때 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극의 전압은 발광소자(OLED)의 애노드전극의 전압보다 높게 설정된다. 이와 같이 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극의 전압이 발광소자(OLED)의 애노드전극의 전압보다 높게 설정되면 제 4트랜지스터(M4)가 턴-오프되더라도 소정의 제 1누설전류가 발생된다. 다시 말하여, 화소(140)가 구동될 때 제 1누설전류가 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극으로부터 발광소자(OLED)의 애노드전극으로 흐른다.
그리고, 화소(140)가 구동될 때 제 1트랜지스터(M1)의 제 1전극의 전압은 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극 보다 높은 전압으로 설정된다. 이와 같이 제 1트랜지스터(M1)의 제 1전극의 전압이 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극보다 높은 전압으로 설정되면 제 3트랜지스터(M3)가 턴-오프되더라도 소정의 제 2누설전류가 발생된다. 다시 말하여, 화소(140)가 구동될 때 제 2누설전류가 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극으로 유입된다.
즉, 본 발명의 제 2실시예에 의한 화소(140)는 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극으로 제 2누설전류가 유입됨과 동시에 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극으로부터 제 1누설전류가 방출된다. 다시 말하여, 본 발명의 제 2실시예에 의한 화소(140)는 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극으로 누설전류 유입경로 및 누설전류 방 출경로가 설정된다. 이와 같이 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극으로 제 2누설전류가 유입됨과 동시에 제 1누설전류가 방출되면 누설전류에 의하여 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극 전압 변화량을 최소화할 수 있고, 이에 따라 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 3실시예에 의한 화소를 나타내는 회로도이다. 도 6을 설명할 때 도 5에 도시된 본 발명의 제 2실시예에 의한 화소와 동일한 부분에 대하여 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 3실시예에 의한 화소(140)에서 제 4트랜지스터(M4)의 제 1전극은 발광소자(OLED)의 캐소드전극, 즉 제 2전원(VSS)에 접속된다. 제 4트랜지스터(M4)의 제 1전극이 제 2전원(VSS)에 접속되면 제 n-1주사선(Sn-1)으로 주사신호가 공급될 때 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극 및 스토리지 커패시터(C)는 제 2전원(Vss)에 의하여 초기화된다. 여기서, 제 2전원(Vss)의 전압값은 데이터신호의 전압값보다 낮게 설정된다.
이와 같은 본 발명의 제 3실시예에 의한 화소(140)에서는 제 4트랜지스터(M4)의 제 1전극이 발광소자(OLED)의 캐소드전극에 접속되는 부분만 상이할 뿐 그 외의 구성 및 동작과정은 도 2에 도시된 본 발명의 제 2실시예와 동일하다.
도 7은 본 발명의 제 4실시예에 의한 화소를 나타내는 회로도이다. 도 7을 설명할 때 도 5에 도시된 본 발명의 제 2실시예에 의한 화소와 동일한 부분에 대하 여 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 4실시예에 의한 화소(140)에서 제 4트랜지스터(M4)의 제 1전극은 초기화 전원(Vint)에 접속된다. 제 4트랜지스터(M4)의 제 1전극이 초기화 전원(Vint)에 접속되면 제 n-1주사선(Sn-1)으로 주사신호가 공급될 때 제 1트랜지스터(M1)의 게이트전극 및 스토리지 커패시터(C)는 초기화 전원(Vint)에 의하여 초기화된다. 여기서, 초기화 전원(Vint)의 전압값은 데이터신호의 전압값보다 낮게 설정된다.
이와 같은 본 발명의 제 4실시예에 의한 화소(140)에서는 제 4트랜지스터(M4)의 제 1전극이 초기화 전원(Vint)에 접속되는 부분만 상이할 뿐 그 외의 구성 및 동작과정은 도 2에 도시된 본 발명의 제 2실시예와 동일하다.
상기 발명의 상세한 설명과 도면은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 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 발광 표 시장치에 의하면 화소에 포함되어 발광소자로 공급되는 전류를 제어하는 트랜지스터의 문턱전압과 무관하게 균일한 휘도의 화상을 표시할 수 있다. 그리고, 본 발명에서는 화소에 포함되어 발광소자로 공급되는 전류를 제어하는 트랜지스터의 게이트단자로 누설전류 유입경로 및 누설전류 방출경로가 마련된다. 따라서, 트랜지스터의 게이트단자는 누설전류에 의한 전압변동량을 줄일 수 있고, 이에 따라 원하는 휘도의 영상을 표시할 수 있는 장점이 있다.

Claims (14)

  1. 발광소자와;
    제 1전극이 데이터선에 접속되며 게이트전극이 제 n(n은 자연수)주사선에 접속되는 제 2트랜지스터와;
    제 1전극이 제 1전원에 접속되고, 제 2전극이 상기 제 2트랜지스터의 제 2전극 및 상기 발광소자의 애노드전극에 접속되며 상기 데이터선으로부터 공급되는 데이터신호에 대응하여 상기 제 1전원으로부터 상기 발광소자로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 제 1트랜지스터와;
    상기 제 1트랜지스터의 제 1전극과 게이트전극 사이에 설치되며 게이트전극이 상기 제 n주사선에 접속되는 제 3트랜지스터와;
    상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 상기 제 1전원 사이에 설치되어 상기 데이터신호에 대응되는 전압을 충전하기 위한 스토리지 커패시터와;
    상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 상기 발광소자의 애노드전극 사이에 설치되며 게이트전극이 제 n-1주사선에 접속되는 제 4트랜지스터를 구비하는 화소.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1트랜지스터의 제 1전극과 상기 제 1전원 사이에 설치되며 게이트전극이 발광 제어선에 접속되는 제 5트랜지스터와,
    상기 제 1트랜지스터의 제 2전극과 상기 발광소자 사이에 설치되며 게이트전 극이 상기 발광 제어선에 접속되는 제 6트랜지스터를 더 구비하는 화소.
  3. 발광소자와;
    제 1전극이 데이터선에 접속되며 게이트전극이 제 n(n은 자연수)주사선에 접속되는 제 2트랜지스터와;
    제 1전극이 제 1전원에 접속되고, 제 2전극이 상기 제 2트랜지스터의 제 2전극 및 상기 발광소자의 애노드전극에 접속되며 상기 데이터선으로부터 공급되는 데이터신호에 대응하여 상기 제 1전원으로부터 상기 발광소자로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 제 1트랜지스터와;
    상기 제 1트랜지스터의 제 1전극과 게이트전극 사이에 설치되며 게이트전극이 상기 제 n주사선에 접속되는 제 3트랜지스터와;
    상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 상기 제 1전원 사이에 설치되어 상기 데이터신호에 대응되는 전압을 충전하기 위한 스토리지 커패시터와;
    상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 상기 발광소자의 캐소드전극 사이에 설치되며 게이트전극이 제 n-1주사선에 접속되는 제 4트랜지스터를 구비하는 화소.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1트랜지스터의 제 1전극과 상기 제 1전원 사이에 설치되며 게이트전극이 발광 제어선에 접속되는 제 5트랜지스터와,
    상기 제 1트랜지스터의 제 2전극과 상기 발광소자 사이에 설치되며 게이트전 극이 상기 발광 제어선에 접속되는 제 6트랜지스터를 더 구비하는 화소.
  5. 발광소자와;
    제 1전극이 데이터선에 접속되며 게이트전극이 제 n(n은 자연수)주사선에 접속되는 제 2트랜지스터와;
    제 1전극이 제 1전원에 접속되고, 제 2전극이 상기 제 2트랜지스터의 제 2전극 및 상기 발광소자의 애노드전극에 접속되며 상기 데이터선으로부터 공급되는 데이터신호에 대응하여 상기 제 1전원으로부터 상기 발광소자로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 제 1트랜지스터와;
    상기 제 1트랜지스터의 제 1전극과 게이트전극 사이에 설치되며 게이트전극이 상기 제 n주사선에 접속되는 제 3트랜지스터와;
    상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 상기 제 1전원 사이에 설치되어 상기 데이터신호에 대응되는 전압을 충전하기 위한 스토리지 커패시터와;
    상기 제 1트랜지스터의 게이트전극과 초기화전원 사이에 설치되며 게이트전극이 제 n-1주사선에 접속되는 제 4트랜지스터를 구비하는 화소.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 초기화전원의 전압은 상기 데이터신호의 전압보다 낮게 설정되는 화소.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1트랜지스터의 제 1전극과 상기 제 1전원 사이에 설치되며 게이트전극이 발광 제어선에 접속되는 제 5트랜지스터와,
    상기 제 1트랜지스터의 제 2전극과 상기 발광소자 사이에 설치되며 게이트전극이 상기 발광 제어선에 접속되는 제 6트랜지스터를 더 구비하는 화소.
  8. 데이터선들 및 주사선들과 접속되도록 위치되는 복수의 화소를 포함하는 화상 표시부와,
    상기 데이터선을 구동하기 위한 데이터 구동부와,
    상기 주사선을 구동하기 위한 주사 구동부를 구비하며,
    상기 화소들 각각은
    발광소자와,
    상기 데이터선으로부터 공급되는 데이터신호에 대응하여 제 1전원으로부터 상기 발광소자로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 제 1트랜지스터와,
    제 n(n은 자연수)주사선 및 데이터선에 접속되도록 위치되어 상기 제 1트랜지스터의 제 2전극으로 상기 데이터신호를 공급하기 위한 제 2트랜지스터와,
    상기 제 1트랜지스터의 게이트단자와 상기 제 1전원 사이에 접속되는 스토리지 커패시터와,
    상기 제 1트랜지스터의 게이트단자로 누설전류가 유입될 수 있도록 누설전류 유입경로를 제공하는 제 3트랜지스터와,
    상기 제 1트랜지스터의 게이트단자로부터 누설전류가 방출될 수 있도록 누설 전류 방출경로를 제공하는 제 4트랜지스터를 포함하는 발광 표시장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 3트랜지스터는 상기 제 1전원과 접속된 상기 제 1트랜지스터의 제 1전극과 상기 제 1트랜지스터의 게이트전극 사이에 접속되며 상기 제 n주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 제 4트랜지스터는 상기 제 1트랜지스터의 게이트단자와 상기 발광소자의 애노드전극 사이에 접속되며 제 n-1주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 제 4트랜지스터는 상기 제 1트랜지스터의 게이트단자와 상기 발광소자의 캐소드전극 사이에 접속되며 제 n-1주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 제 4트랜지스터는 상기 제 1트랜지스터의 게이트단자와 초기화 전원 사이에 접속되며 제 n-1주사선으로 주사신호가 공급될 때 턴-온되는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 초기화 전원의 전압값은 상기 데이터신호의 전압값보다 낮게 설정되는 발광 표시장치.
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1전원과 상기 제 1트랜지스터의 제 1전극 사이에 설치되며, 게이트단자가 발광 제어선과 접속되는 제 5트랜지스터와,
    상기 제 1트랜지스터의 제 2전극과 상기 발광소자 사이에 설치되며, 게이트단자가 발광 제어선과 접속되는 제 6트랜지스터를 더 구비하는 발광 표시장치.
KR1020040102817A 2004-12-08 2004-12-08 화소 및 이를 이용한 발광 표시장치 KR100604059B1 (ko)

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