KR20100045578A - Organic electroluminescent display device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기전계 발광 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 박막트랜지스터의 전기적 특성 편차로 인한 유기전계 발광소자(OLED) 구동전류의 균일성 저하 현상을 개선하며 특히 문턱전압(Vth)의 변화에 따른 유기전계 발광소자(OLED) 구동전류 변화를 보상한 유기전계 발광 디스플레이 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
자체의 발광 특성이 없는 액티브 매트릭스 액정표시장치(AMLCD)의 단점을 해소하기 위해 제안된 디스플레이 장치가 액티브 매트릭스 유기전계 발광 디스플레이 장치(AMOLED)인데, 유기전계 발광 디스플레이 장치는 형광성 유기 화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 자발광성 디스플레이 장치로서, 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 박형 제조가 가능한 장점을 갖는다.In order to solve the drawbacks of the active matrix liquid crystal display (AMLCD) which does not have its own luminescence property, the proposed display device is an active matrix organic light emitting display device (AMOLED). A self-luminous display device which emits light by emitting light, has advantages of being able to be driven at a low voltage and capable of thin manufacturing.
도 1은 종래기술에 따른 액티브 매트릭스 유기전계 발광 디스플레이 장치의 화소구조를 나타내는 것으로, 2-트랜지스터 1-커패시터(2T-1C)의 화소 구조를 도시 하고 있다. 1 illustrates a pixel structure of an active matrix organic electroluminescent display device according to the related art, and illustrates a pixel structure of a two-transistor one-capacitor 2T-1C.
기판 상에 스캔라인(S)과 데이터라인(D) 및 스위칭 박막트랜지스터(SW), 커패시터(C), 구동 박막트랜지스터(DR) 및 유기전계 발광소자(OLED)를 구비하여 구성된다. 여기서 상기 각 박막트랜지스터(SW, DR)는 NMOS 채널타입의 박막트랜지스터(TFT)이다.The substrate includes a scan line S, a data line D, a switching thin film transistor SW, a capacitor C, a driving thin film transistor DR, and an organic light emitting diode OLED. Each of the thin film transistors SW and DR is an NMOS channel type thin film transistor TFT.
상기 스위칭 박막트랜지스터(SW)의 게이트는 스캔라인(S)에 연결되고, 소스는 데이터라인(D)에 연결되어 있다. 커패시터(C)의 일 측은 상기 스위칭 박막트랜지스터(SW)의 드레인에 연결되고 타 측은 기저전압(VSS)이 인가된다. A gate of the switching thin film transistor SW is connected to the scan line S, and a source thereof is connected to the data line D. One side of the capacitor C is connected to the drain of the switching thin film transistor SW, and the other side is applied with a ground voltage VSS.
구동 박막트랜지스터(DR)의 드레인은 구동전압(VDD)이 인가되는 유기전계발광소자(OLED)의 캐소드와 연결되고, 게이트는 상기 스위칭 박막트랜지스터(SW)의 드레인에 연결되며, 소스는 접지(Ground) 전위 등의 기저전압(VSS)이 인가된다. The drain of the driving thin film transistor DR is connected to the cathode of the organic light emitting diode OLED to which the driving voltage VDD is applied, the gate is connected to the drain of the switching thin film transistor SW, and the source is ground. ) A ground voltage VSS such as a potential is applied.
도 1에 나타낸 화소의 구동방법을 도 2의 신호 타이밍도와 같이 설명하면 다음과 같다.The driving method of the pixel illustrated in FIG. 1 will be described with reference to the signal timing diagram of FIG. 2.
게이트구동IC(미도시함)로부터 스캔라인(S)으로 인가되는 포지티브 선택전압(Vgh)인 스캔신호(scan signal)에 의해서 스위칭 박막트랜지스터(SW)가 온(on)되면 데이터라인(D)으로 인가된 데이터전압(Vdata)에 의해서 커패시터(C)에 전하가 축적된다. 이때 상기 데이터전압(Vdata)은 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 채널타입이 NMOS-타입이므로 양극성 전압이다. 이후 상기 커패시터(C)에 충전된 전압과 상기 구동전압(VDD)과의 전위차에 따라 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 채널에 흐르는 전류의 양이 결정되며, 결정된 전류의 양에 의해서 발광량이 결정되어 상기 유기전계 발광소자(OLED)가 발광된다.When the switching thin film transistor SW is turned on by a scan signal which is a positive selection voltage Vgh applied from the gate driver IC (not shown) to the scan line S, the switching line SW is turned on to the data line D. Electric charges are accumulated in the capacitor C by the applied data voltage Vdata. In this case, the data voltage Vdata is a bipolar voltage because the channel type of the driving thin film transistor DR is NMOS-type. Thereafter, the amount of current flowing through the channel of the driving thin film transistor DR is determined according to the potential difference between the voltage charged in the capacitor C and the driving voltage VDD, and the amount of light emitted is determined by the determined amount of current. The organic light emitting diode OLED emits light.
그런데 상기한 화소 구조의 유기전계 발광 디스플레이 장치는 일 패널을 구성하고 있는 각각의 화소에 구성된 구동 박막트랜지스터(DR)간의 전기적 특성 편차로 인해 동일 조건에서 각각의 화소들이 서로 다른 휘도를 나타내는 현상이 발생한다.However, in the organic light emitting display device having the pixel structure, the pixels exhibit different luminance under the same conditions due to variations in electrical characteristics between the driving thin film transistors DR of each pixel of the panel. do.
이러한 원인은 상기 패널의 백플레인(backplane)에 따라 그 원인이 상이하게 구분되는데, 저온폴리실리콘(LTPS) 백플레인을 사용하는 패널에서는 엑시머 레이저 어닐링(ELA) 공정에 의한 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 특성변화로 인해 각 화소의 구동 박막트랜지스터(DR)에 동일한 전압을 인가하더라도 그 채널마다 서로 다른 전류가 흐르게 되어 휘도 균일성이 떨어지게 된다. These causes are different depending on the backplane of the panel, the characteristics of the driving thin film transistor (DR) by the excimer laser annealing (ELA) process in the panel using a low-temperature polysilicon (LTPS) backplane. Due to the change, even when the same voltage is applied to the driving thin film transistor DR of each pixel, a different current flows for each channel, thereby decreasing luminance uniformity.
또한 비정질 실리콘(a-Si) 백플레인을 사용하는 패널에서는 제조공정에 의한 영향은 거의 없으나 구동에 의한 열화에 의해 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 특성변화가 발생되며 이에 각각의 구동 박막트랜지스터(TFT)간 상이한 열화 정도에 의해 휘도 균일성이 떨어지는 문제점이 발생하게 된다. In addition, in the panel using the amorphous silicon (a-Si) backplane, the manufacturing process has little effect, but the characteristic change of the driving thin film transistor DR occurs due to deterioration due to driving, and thus each driving thin film transistor TFT is produced. The problem of inferior luminance uniformity is caused by different degree of deterioration.
이에 도 3과 같이, 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 전기적 특성 편차는 각 화소마다 상기 유기전계 발광소자(OLED)에 흐르는 전류를 상이하게 하며, 이에 동일 조건의 화소라 하더라도 서로 다른 휘도를 나타내기 때문에 패널 전체의 휘도 균일성이 떨어지는 것은 당연하며, 이는 결국 패널 상에 잔상 또는 무라(mura) 등의 영상 왜곡으로 인식된다. Accordingly, as shown in FIG. 3, the electrical characteristic deviation of the driving thin film transistor DR causes the current flowing through the organic light emitting diode OLED to be different for each pixel, and thus displays different luminance even with pixels having the same condition. Therefore, it is natural that luminance uniformity of the entire panel is inferior, which is recognized as image distortion such as afterimage or mura on the panel.
이에 본 발명은 유기전계 발광 디스플레이 장치의 화소마다 구성되는 구동 박막트랜지스터(도 1의 DR)의 전기적 특성 편차에 따른 패널 휘도 균일성 저하 현상을 개선하기 위해, 아래 수식(1)을 참조하면, 자승(square) 관계를 통해 상기 유기전계 발광소자(OLED)에 제공되는 구동전류(IOLED)의 변화에 가장 큰 영향을 주는 박막트랜지스터의 문턱전압(Vth) 변동에 의한 특성 편차를 개선함으로써 제조공정 또는 구동중 열화에 의해 발생될 수 있는 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 전기적 특성 편차를 최소화하여 균일한 휘도를 나타내는 고품위의 유기전계 발광 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, in order to improve the panel luminance uniformity deterioration caused by the variation of the electrical characteristics of the driving thin film transistor (DR of FIG. 1) configured for each pixel of the organic light emitting display device, referring to Equation (1) below, manufacturing process by improving the characteristic variation caused by the variation of the threshold voltage (Vth) of the thin film transistor which has the greatest influence on the change of the driving current (I OLED ) provided to the organic light emitting diode (OLED) through the (square) relationship An object of the present invention is to provide a high-quality organic light emitting display device that exhibits uniform luminance by minimizing variations in electrical characteristics of the driving thin film transistor DR, which may be caused by deterioration during driving.
식(1) IOLED = 1/2*μ*COX*(W/L)*(Vgs-Vth)2 Formula (1) I OLED = 1/2 * μ * C OX * (W / L) * (Vgs-Vth) 2
상기 식(1)에서, μ: 이동도(mobility), COX: 커패시턴스, W/L: 채널비(폭/길이), Vgs: 게이트-소스간 전압, Vth: 문턱전압In Equation (1), μ: mobility, C OX : capacitance, W / L: channel ratio (width / length), Vgs: gate-source voltage, Vth: threshold voltage
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 구동전압 또는 기저전압이 인가되는 유기전계 발광소자와; 데이터전압을 입력받으며, 스캔신호에 의해 스위칭 제어되어 상기 데이터전압을 출력하는 제1스위칭 박막트랜지스터와; 상기 제1스위칭 박막트랜지스터의 출력단에 연결되는 커패시터와; 상기 커패시터의 출력에 응답 하여 상기 유기전계 발광소자에 구동전류를 공급하는 구동 박막트랜지스터와; 전류공급신호에 의해 스위칭 제어되며, 상기 구동 박막트랜지스터를 통해 상기 구동전류가 소통되도록 제어하는 제2스위칭 박막트랜지스터와; 기준전압을 입력받으며, 상기 전류공급신호에 의해 스위칭 제어되어 상기 기준전압을 상기 제1스위칭 박막트랜지스터의 출력단으로 출력하는 제3스위칭 박막트랜지스터와; 초기화전압을 입력받으며, 초기화신호에 의해 스위칭 제어되어 상기 초기화전압을 상기 제1스위칭 박막트랜지스터의 출력단으로 출력하는 제4스위칭 박막트랜지스터와; 상기 기준전압을 입력받으며, 상기 초기화신호에 의해 스위칭 제어되어 상기 기준전압을 상기 구동 박막트랜지스터의 게이트단으로 출력하는 제5스위칭 박막트랜지스터와; 상기 구동박막트랜지스터의 게이트단과 드레인단 사이에 구성되며, 상기 스캔신호에 의해 스위칭 제어되는 제6스위칭 박막트랜지스터를 포함하는 유기전계 발광 디스플레이 장치를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides an organic light emitting device to which a driving voltage or a ground voltage is applied; A first switching thin film transistor configured to receive a data voltage and to be controlled by a scan signal to output the data voltage; A capacitor connected to an output terminal of the first switching thin film transistor; A driving thin film transistor supplying a driving current to the organic light emitting diode in response to the output of the capacitor; A second switching thin film transistor controlled by a current supply signal and controlling the driving current to communicate with the driving thin film transistor; A third switching thin film transistor receiving a reference voltage and switching-controlled by the current supply signal to output the reference voltage to an output terminal of the first switching thin film transistor; A fourth switching thin film transistor receiving an initialization voltage and switching-controlled by an initialization signal to output the initialization voltage to an output terminal of the first switching thin film transistor; A fifth switching thin film transistor receiving the reference voltage and switching-controlled by the initialization signal to output the reference voltage to a gate terminal of the driving thin film transistor; The organic light emitting display device includes a sixth switching thin film transistor configured between a gate end and a drain end of the driving thin film transistor and controlled by the scan signal.
상기 유기전계 발광 디스플레이 장치에서, 상기 제1스위칭 박막트랜지스터 내지 제6스위칭 박막트랜지스터와 상기 구동 박막트랜지스터는 모두 NMOS-타입이거나 또는 모두 PMOS-타입인 것을 특징으로 한다.In the organic light emitting display device, each of the first to sixth switching TFTs and the driving thin film transistors may be NMOS-type or all PMOS-type.
상기 유기전계 발광 디스플레이 장치에서, 상기 유기전계 발광소자는 상기 구동 박막트랜지스터 또는 상기 제2스위칭 박막트랜지스터와 연결되는 것을 특징으로 한다.In the organic light emitting display device, the organic light emitting diode is connected to the driving thin film transistor or the second switching thin film transistor.
상기 유기전계 발광 디스플레이 장치에서, 상기 스캔신호, 상기 초기화신호, 상기 전류공급신호는 모두 동일한 전압레벨로 인가되는 전압신호인 것을 특징으로 한다.In the organic light emitting display device, the scan signal, the initialization signal, and the current supply signal are all voltage signals applied at the same voltage level.
상기 유기전계 발광 디스플레이 장치에서, 상기 각 박막트랜지스터가 모두 NMOS-타입일 경우 상기 기준전압은 상기 초기화전압보다 높은 전압이고, 상기 각 박막트랜지스터가 모두 PMOS-타입일 경우 상기 기준전압은 상기 초기화전압보다 낮은 전압인 것을 특징으로 한다.In the organic light emitting display device, when the thin film transistors are all NMOS-type, the reference voltage is higher than the initialization voltage, and when the thin film transistors are all PMOS-type, the reference voltage is higher than the initialization voltage. It is characterized by a low voltage.
상기 유기전계 발광 디스플레이 장치에서, 상기 각 박막트랜지스터가 모두 NMOS-타입일 경우 상기 초기화전압은 상기 구동전압보다 낮거나 또는 상기 기저전압과 동일한 전압이고, 상기 각 박막트랜지스터가 모두 PMOS-타입일 경우 상기 초기화전압은 상기 기저전압보다 높거나 또는 상기 구동전압과 동일한 전압인 것을 특징으로 한다.In the organic light emitting display device, when each of the thin film transistors are all NMOS-type, the initialization voltage is lower than the driving voltage or the same voltage as the base voltage, and when each of the thin film transistors is all PMOS-type The initialization voltage may be higher than the base voltage or the same voltage as the driving voltage.
상기 유기전계 발광 디스플레이 장치에서, 상기 각 박막트랜지스터가 모두 NMOS-타입일 경우 상기 데이터전압은 상기 초기화전압보다 높은 전압이고, 상기 각 박막트랜지스터가 모두 PMOS-타입일 경우 상기 데이터전압은 상기 초기화전압보다 낮은 전압인 것을 특징으로 한다.In the organic light emitting display device, when each thin film transistor is all NMOS-type, the data voltage is higher than the initialization voltage, and when each thin film transistor is all PMOS-type, the data voltage is higher than the initialization voltage. It is characterized by a low voltage.
상기 유기전계 발광 디스플레이 장치에서, 상기 각 박막트랜지스터는 NMOS-타입과 PMOS-타입을 혼용하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In the organic light emitting display device, each thin film transistor is characterized in that the NMOS-type and PMOS-type is mixed.
상기한 특징을 가지는 본 발명에 따르면, 유기전계 발광소자(OLED)에 제공되 는 구동전류(IOLED)의 변화에 큰 영향을 주는 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 문턱전압(Vth) 성분을 제거하여, 제조공정 또는 구동중 열화에 의해 발생될 수 있는 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 전기적 특성 편차를 최소화시킴으로써 균일한 휘도를 나타내는 고품위의 유기전계 발광 디스플레이 장치를 제공하는 장점이 있다.According to the present invention having the above characteristics, by removing the threshold voltage (Vth) component of the driving thin film transistor (DR) which has a large influence on the change of the driving current (I OLED ) provided to the organic light emitting device (OLED) In addition, there is an advantage of providing a high quality organic electroluminescent display device that exhibits uniform luminance by minimizing variation of electrical characteristics of the driving thin film transistor DR, which may be caused by deterioration during a manufacturing process or driving.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명 제1실시예에 따른 유기전계 발광 디스플레이 장치의 화소구조도이다.4 is a pixel structure diagram of an organic light emitting display device according to a first embodiment of the present invention.
도시된 화소 구조를 보면, 구동전압(VDD)이 인가되는 유기전계 발광소자(OLED)와 제1스위칭 박막트랜지스터 내지 제6스위칭 박막트랜지스터(S1 내지 S6)와 구동 박막트랜지스터(DR)와 커패시터(C)로 구성되며, 상기 모든 박막트랜지스터는 그 채널 타입이 NMOS-타입이다.In the illustrated pixel structure, the organic light emitting diode OLED to which the driving voltage VDD is applied, the first switching thin film transistors to the sixth switching thin film transistors S1 to S6, the driving thin film transistor DR and the capacitor C And all the thin film transistors have an NMOS type channel type.
상기 제1스위칭 박막트랜지스터(S1)는 데이터라인과 스캔라인을 통해 각각 영상표시를 위한 데이터전압(Vdata)과 스캔신호(scan)를 인가받으며, 상기 스캔신호(scan)에 의해 스위칭 제어되어 영상의 표시를 위한 상기 데이터전압(Vdata)을 출력한다.The first switching thin film transistor S1 receives a data voltage Vdata and a scan signal for displaying an image through a data line and a scan line, respectively, and is switched by the scan signal to control the image. The data voltage Vdata for display is output.
상기 커패시터(C)는 상기 제1스위칭 박막트랜지스터(S1)의 출력단과 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 게이트단 사이에 구성된다.The capacitor C is configured between an output terminal of the first switching thin film transistor S1 and a gate terminal of the driving thin film transistor DR.
상기 구동 박막트랜지스터(DR)는 소스단으로 기저전압(VSS)이 인가되고 드레인단으로는 상기 제2스위칭 박막트랜지스터(S2)와 연결되며, 게이트단에 연결된 상기 커패시터(C)의 출력에 의해 스위칭 제어되어 상기 유기전계 발광소자(OLED)에 구동전류(IOLED)를 공급하는 역할을 수행한다.The driving thin film transistor DR is applied with a base voltage VSS to a source terminal and connected to the second switching thin film transistor S2 to a drain terminal and switched by an output of the capacitor C connected to a gate terminal. It is controlled to supply a driving current (I OLED ) to the organic light emitting diode (OLED).
상기 제2스위칭 박막트랜지스터(S2)는 전류공급신호(cs)에 의해 스위칭 제어되며, 상기 구동 박막트랜지스터(DR)를 통해 상기 구동전류(IOLED)가 소통되도록 제어한다.The second switching thin film transistor S2 is controlled to be switched by a current supply signal cs, and controls the driving current I OLED to communicate through the driving thin film transistor DR.
상기 제3스위칭 박막트랜지스터(S3)는 임의의 전압인 기준전압(Vref)이 입력되고 상기 전류공급신호(cs)에 의해 스위칭 제어되어 상기 제1스위칭 박막트랜지스터(S1)의 출력단으로 상기 기준전압(Vref)을 공급한다.The third switching thin film transistor S3 receives a reference voltage Vref, which is an arbitrary voltage, and is controlled to be switched by the current supply signal cs to output the reference voltage to the output terminal of the first switching thin film transistor S1. Vref).
상기 제4스위칭 박막트랜지스터(S4)는 임의의 전압인 초기화전압(Vinit)이 입력되고 초기화신호(init)에 의해 스위칭 제어되어 상기 제1스위칭 박막트랜지스터(S1)의 출력단으로 상기 초기화전압(Vinit)을 공급한다.The fourth switching thin film transistor S4 receives an initialization voltage Vinit, which is an arbitrary voltage, and is controlled by an initialization signal init so that the fourth switching thin film transistor S4 is output to the output terminal of the first switching thin film transistor S1. To supply.
상기 제5스위칭 박막트랜지스터(S5)는 상기 기준전압(Vref)이 입력되고 상기 초기화신호(init)에 의해 스위칭 제어되어 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 게이트단으로 상기 기준전압(Vref)을 공급한다.The fifth switching thin film transistor S5 is supplied with the reference voltage Vref and switched by the initialization signal init to supply the reference voltage Vref to a gate terminal of the driving thin film transistor DR. .
상기 제6스위칭 박막트랜지스터(S6)는 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 게이트단과 드레인단 사이에 구성되며 상기 스캔신호(scan)에 의해 스위칭 제어된다.The sixth switching thin film transistor S6 is configured between the gate terminal and the drain terminal of the driving thin film transistor DR and is controlled to be controlled by the scan signal scan.
이때 상기 기준전압(Vref)은 상기 초기화전압(Vinit)보다 높은 전압이며, 또 한 상기 초기화전압(Vinit)은 상기 구동전압(VDD)보다 낮은 전압이거나 또는 상기 기저전압(VSS)과 동일한 전압이다.In this case, the reference voltage Vref is higher than the initialization voltage Vinit, and the initialization voltage Vinit is lower than the driving voltage VDD or equal to the base voltage VSS.
아울러 상기 데이터전압(Vdata)은 상기 초기화전압(Vinit)보다 높은 전압으로 제공된다.In addition, the data voltage Vdata is provided at a voltage higher than the initialization voltage Vinit.
도 5는 상기 도 4에 도시한 본 발명 제1실시예에 따른 유기전계 발광 디스플레이 장치의 동작을 설명하기 위한 신호타이밍도로서, 상기 전류공급신호(cs), 상기 초기화신호(init), 상기 스캔신호(scan), 상기 데이터전압(Vdata), 상기 구동 박막트랜지스터의 게이트-소스간 전압(Vgs)을 도시하였다.FIG. 5 is a signal timing diagram illustrating an operation of the organic light emitting display device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 4, wherein the current supply signal cs, the initialization signal, and the scan are described. The signal scan, the data voltage Vdata, and the gate-source voltage Vgs of the driving thin film transistor are shown.
먼저, 이전 프레임에서의 구동이 끝난 후 제1구간(①)으로부터 시작되는 이번 프레임 구동에서는 초기화 구간으로서, 하이레벨로 인가되는 초기화신호(init)에 의해 제4스위칭 박막트랜지스터(S4)와 제5스위칭 박막트랜지스터(S5)를 온-스위칭 상태로 전환시킨다. 또한 전류공급신호(cs), 스캔신호(scan)는 모두 로우레벨로 인가하여 제1,2,3,6스위칭 박막트랜지스터(S1,S2,S3,S6)는 오프-스위칭 상태이다.First, in this frame driving, which starts from the
이에 상기 제5스위칭 박막트랜지스터(S5)를 통해 상기 기준전압(Vref)이 공급되어 상기 커패시터(C)의 일단은 상기 기준전압(Vref) 레벨로 충전되고, 더불어 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 게이트-소스간 전압(Vgs)은 "Vref - VSS"와 같이 표현된다.Accordingly, the reference voltage Vref is supplied through the fifth switching thin film transistor S5 so that one end of the capacitor C is charged to the reference voltage Vref level, and the gate of the driving thin film transistor DR is also applied. The inter-source voltage Vgs is expressed as "Vref-VSS".
또한 상기 커패시터(C)의 타단에는 상기 제4스위칭 박막트랜지스터(S4)를 통해 초기화전압(Vinit)이 인가되는데, 이때의 상기 커패시터(C)에 충전되는 전압(Vc)은 "Vc = Vref - Vinit"와 같다.In addition, an initialization voltage Vinit is applied to the other end of the capacitor C through the fourth switching thin film transistor S4. In this case, the voltage Vc charged in the capacitor C is "Vc = Vref-Vinit. Is the same as "
즉, 초기화 구간인 제1구간(①)에서는 That is, in the
(1) Vgs = Vref - VSS(1) Vgs = Vref-VSS
(2) Vc = Vref - Vinit(2) Vc = Vref-Vinit
로 변화된다. Is changed.
이후 제2구간(②)은 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 문턱전압(Vth) 센싱 구간으로서, 상기 초기화신호(init)는 로우레벨로 전환되고 상기 스캔신호(scan)는 하이레벨로 전환되며 상기 전류공급신호(cs)는 여전히 로우레벨을 유지한다. Thereafter, the
따라서 상기 제2,3,4,5스위칭 박막트랜지스터(S2,S3,S4,S5)는 오프-스위칭 상태이고, 상기 제1,6스위칭 박막트랜지스터(S1,S6)는 온-스위칭 상태로 전환된다.Accordingly, the second, third, fourth and fifth switching thin film transistors S2, S3, S4 and S5 are in an off-switching state, and the first and sixth switching thin film transistors S1 and S6 are in an on-switching state. .
이에 상기 제6스위칭 박막트랜지스터(S6)에 의해 구동 박막트랜지스터(DR)의 게이트단과 드레인단이 서로 연결되어 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 게이트-소스간 전압(Vgs)은 "Vref - VSS"에서 문턱전압(Vth) 수준으로 점차 변화된다. 또한 데이터전압(Vdata)이 공급되어 상기 제1스위칭 박막트랜지스터(S1)를 통해 상기 커패시터(C)에 인가되기 때문에 최종적으로 상기 커패시터(C)에 저장되는 전압(Vc)은 "Vth + VSS - Vdata"가 된다. Accordingly, the gate terminal and the drain terminal of the driving thin film transistor DR are connected to each other by the sixth switching thin film transistor S6 so that the gate-source voltage Vgs of the driving thin film transistor DR is "Vref-VSS". The threshold voltage Vth gradually changes. In addition, since the data voltage Vdata is supplied and applied to the capacitor C through the first switching thin film transistor S1, the voltage Vc finally stored in the capacitor C is "Vth + VSS-Vdata. "Becomes.
즉, 문턱전압(Vth) 센싱 구간인 제2구간(②)에서는 That is, in the
(3) Vgs = Vth(3) Vgs = Vth
(4) Vc = Vth + VSS - Vdata(4) Vc = Vth + VSS-Vdata
로 변화되며, 결과적으로 상기 커패시터(C)에 문턱전압(Vth) 성분이 포함되어 충전되었다. As a result, a threshold voltage (Vth) component is included in the capacitor C and charged.
이때 상기 기저전압(VSS)와 데이터전압(Vdata)은 사전에 미리 선택된 전압을 인가할 수 있으므로 필요할 경우 상기 커패시터(C)에 저장된 전압(Vc)를 측정하게 되면 상기 문턱전압(Vth)의 전압레벨 역시 충분히 알 수 있을 것이다.In this case, the base voltage VSS and the data voltage Vdata may be applied with a pre-selected voltage. If necessary, the voltage level of the threshold voltage Vth is measured when the voltage Vc stored in the capacitor C is measured. You will know enough.
이후 발광 구간인 제3구간(③)에서는, 상기 전류공급신호(CS)를 하이레벨로 전환하고 상기 초기화신호(init)와 스캔신호(scan)를 로우레벨로 제공함과 더불어 상기 데이터전압(Vdata)은 더이상 공급되지 않는다.Subsequently, in the
따라서 상기 제1,4,5,6스위칭 박막트랜지스터(S1,S4,S5,S6)는 오프-스위칭 상태이고, 상기 제2,3스위칭 박막트랜지스터(S2,S3)는 온-스위칭 상태로 전환된다.Accordingly, the first, fourth, fifth and sixth switching thin film transistors S1, S4, S5 and S6 are in an off-switching state, and the second and third switching thin film transistors S2 and S3 are in an on-switching state. .
이에 상기 제3스위칭 박막트랜지스터(S3)를 통해 기준전압(Vref)이 공급되어 이전의 제2구간(②)에서 제공되던 데이터전압(Vdata)이 상기 기준전압(Vref)으로 바뀌게 되어 최종적으로 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 게이트-소스간 전압(Vgs)은 "(Vref - Vdata) + Vth"로 변화되고, 더불어 상기 제2스위칭 박막트랜지스터가 온-스위칭 상태이기 때문에 상기 유기전계 발광소자(OLED)에 구동전류(IOLED)가 공급되어 발광된다.Accordingly, the reference voltage Vref is supplied through the third switching thin film transistor S3 so that the data voltage Vdata provided in the previous
즉, 발광 구간인 제3구간(③)에서는That is, in the
(5) Vgs = (Vref - Vdata) + Vth(5) Vgs = (Vref-Vdata) + Vth
로 최종 변화되는데, 이러한 관계를 유기전계 발광소자(OLED)에서의 구동전류 관계를 설명한 상기 식(1)에 대입하면, This relationship is finally changed to, and substituting this relationship into Equation (1) explaining the driving current relationship in the organic light emitting diode OLED,
식(2) IOLED = 1/2*μ*COX*(W/L)*(Vref - Vdata)2 Equation (2) I OLED = 1/2 * μ * C OX * (W / L) * (Vref-Vdata) 2
와 같이 변환될 수 있다. Can be converted as
즉, 상기 식(2)에서 알 수 있듯이, 상기 유기전계 발광소자(OLED)의 발광을 위한 구동전류(IOLED)를 결정하는 요소 중 상기 구동 박막트랜지스터(DR)에서의 문턱전압(Vth) 성분이 사라진 것을 알 수 있다.That is, as shown in Equation (2), the threshold voltage Vth component of the driving thin film transistor DR among the elements that determine the driving current I OLED for emitting the organic light emitting diode OLED. You can see this disappeared.
이는 곧, 상기 유기전계 발광소자(OLED)에 제공되는 구동전류(IOLED)의 변화에 큰 영향을 주는 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 문턱전압(Vth) 변동에 의한 특성 편차를 개선한 것으로 볼 수 있으며, 제조공정 또는 구동중 열화에 의해 발생될 수 있는 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 전기적 특성 편차를 최소화할 수 있음을 나타낸다. This is regarded as an improvement in the characteristic variation due to the variation of the threshold voltage Vth of the driving thin film transistor DR, which greatly affects the change of the driving current I OLED provided to the organic light emitting diode OLED. It is possible to minimize variations in electrical characteristics of the driving thin film transistor DR, which may be caused by deterioration during the manufacturing process or driving.
도 6은 본 발명 제2실시예에 따른 유기전계 발광 디스플레이 장치의 화소구조도로서, 전술한 제1실시예의 화소구조와 기본적으로 동일한 구성 및 특징을 가지나 유기전계 발광소자(OLED)의 구성 위치가 구동 박막트랜지스터(DR)와 연결되도록 구성한 것이 차별되는 특징이다. 6 is a pixel structure diagram of an organic light emitting display device according to a second exemplary embodiment of the present invention, which has basically the same configuration and characteristics as the pixel structure of the first exemplary embodiment described above, but the configuration position of the organic light emitting diode OLED is driven. What is configured to be connected to the thin film transistor DR is a distinguishing feature.
아울러 본 발명의 제2실시예에 따라 도 6에 도시한 화소의 동작은 상기 도 5의 신호타이밍도를 이용하여 전술한 제1실시예와 동일하게 설명되므로 생략한다.In addition, according to the second embodiment of the present invention, the operation of the pixel illustrated in FIG. 6 will be omitted in the same manner as the first embodiment described above using the signal timing diagram of FIG. 5.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 유기전계 발광 디스플레이 장치의 화소구조도로서, 도시된 화소 구조를 보면, 기저전압(VSS)이 인가되는 유기전계 발광소자(OLED)와 제1스위칭 박막트랜지스터 내지 제6스위칭 박막트랜지스터(S1 내지 S6)와 구동 박막트랜지스터(DR)와 커패시터(C)로 구성되며, 상기 모든 박막트랜지스터 는 그 채널 타입이 PMOS-타입이다.7 is a pixel structure diagram of an organic light emitting display device according to a third embodiment of the present invention. Referring to the illustrated pixel structure, an organic light emitting diode (OLED) and a first switching thin film transistor to which a base voltage VSS is applied are shown. And the sixth switching thin film transistors S1 to S6, the driving thin film transistor DR, and the capacitor C, and all the thin film transistors are PMOS type.
참고로, 본 발명의 제3실시예에 따른 유기전계 발광 디스플레이장치의 화소구조는 전술한 제1실시예에 따른 도 4와 유사 구조로 볼 수 있으며 단지 박막트랜지스터 모두를 PMOS 타입으로 구성한 예시이다.For reference, the pixel structure of the organic light emitting display device according to the third exemplary embodiment of the present invention may be similar to that of FIG. 4 according to the first exemplary embodiment, and is merely an example in which all of the thin film transistors are configured as PMOS type.
설명하면, 상기 제1스위칭 박막트랜지스터(S1)는 데이터라인과 스캔라인을 통해 각각 영상표시를 위한 데이터전압(Vdata)과 스캔신호(scan)를 인가받으며, 상기 스캔신호(scan)에 의해 스위칭 제어되어 상기 데이터전압(Vdata)을 출력한다.For example, the first switching thin film transistor S1 receives a data voltage Vdata and a scan signal for displaying an image through a data line and a scan line, respectively, and controls switching by the scan signal. To output the data voltage Vdata.
상기 커패시터(C)는 상기 제1스위칭 박막트랜지스터(S1)의 출력단과 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 게이트단 사이에 구성된다.The capacitor C is configured between an output terminal of the first switching thin film transistor S1 and a gate terminal of the driving thin film transistor DR.
상기 구동 박막트랜지스터(DR)는 소스단으로 구동전압(VDD)이 인가되고 드레인단으로는 상기 제2스위칭 박막트랜지스터(S2)와 연결되며, 게이트단에 연결된 상기 커패시터(C)의 출력에 의해 스위칭 제어되어 상기 유기전계 발광소자(OLED)에 구동전류(IOLED)를 공급하는 역할을 수행한다.The driving thin film transistor DR is applied with a driving voltage VDD to a source terminal and connected to the second switching thin film transistor S2 to a drain terminal and switched by an output of the capacitor C connected to a gate terminal. It is controlled to supply a driving current (I OLED ) to the organic light emitting diode (OLED).
상기 제2스위칭 박막트랜지스터(S2)는 전류공급신호(cs)에 의해 스위칭 제어되며, 상기 구동 박막트랜지스터(DR)를 통해 상기 구동전류(IOLED)가 소통되도록 제어한다.The second switching thin film transistor S2 is controlled to be switched by a current supply signal cs, and controls the driving current I OLED to communicate through the driving thin film transistor DR.
상기 제3스위칭 박막트랜지스터(S3)는 임의의 전압인 기준전압(Vref)이 입력되고 상기 전류공급신호(cs)에 의해 스위칭 제어되어 상기 제1스위칭 박막트랜지스터(S1)의 출력단으로 상기 기준전압(Vref)을 공급한다.The third switching thin film transistor S3 receives a reference voltage Vref, which is an arbitrary voltage, and is controlled to be switched by the current supply signal cs to output the reference voltage to the output terminal of the first switching thin film transistor S1. Vref).
상기 제4스위칭 박막트랜지스터(S4)는 임의의 전압인 초기화전압(Vinit)이 입력되고 초기화신호(init)에 의해 스위칭 제어되어 상기 제1스위칭 박막트랜지스터(S1)의 출력단으로 상기 초기화전압(Vinit)을 공급한다.The fourth switching thin film transistor S4 receives an initialization voltage Vinit, which is an arbitrary voltage, and is controlled by an initialization signal init so that the fourth switching thin film transistor S4 is output to the output terminal of the first switching thin film transistor S1. To supply.
상기 제5스위칭 박막트랜지스터(S5)는 상기 기준전압(Vref)이 입력되고 상기 초기화신호(init)에 의해 스위칭 제어되어 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 게이트단으로 상기 기준전압(Vref)을 공급한다.The fifth switching thin film transistor S5 is supplied with the reference voltage Vref and switched by the initialization signal init to supply the reference voltage Vref to a gate terminal of the driving thin film transistor DR. .
상기 제6스위칭 박막트랜지스터(S6)는 상기 구동 박막트랜지스터(DR)의 게이트단과 드레인단 사이에 구성되며 상기 스캔신호(scan)에 의해 스위칭 제어된다.The sixth switching thin film transistor S6 is configured between the gate terminal and the drain terminal of the driving thin film transistor DR and is controlled to be controlled by the scan signal scan.
도 8은 상기 도 7에 도시한 본 발명 제3실시예에 따른 유기전계 발광 디스플레이 장치의 동작을 설명하기 위한 신호타이밍도로서, 상기 전류공급신호(cs), 상기 초기화신호(init), 상기 스캔신호(scan), 상기 데이터전압(Vdata), 상기 구동 박막트랜지스터의 게이트-소스간 전압(Vgs)을 도시하였다.FIG. 8 is a signal timing diagram for describing an operation of the organic light emitting display device according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 7, wherein the current supply signal cs, the initialization signal, and the scan are described. The signal scan, the data voltage Vdata, and the gate-source voltage Vgs of the driving thin film transistor are shown.
본 발명의 제3실시예에서는 상기 제1실시예에 대해 PMOS-타입의 박막트랜지스터를 사용하는 예시이므로 상기 전류공급신호(cs), 상기 초기화신호(init), 상기 스캔신호(scan)의 로우레벨에서 상기 각 박막트랜지스터의 온-스위칭이 수행되는 것은 당연할 것이며, 그 동작이 상기 제1실시예와 동일한 방식으로 동작되기 때문에 그 동작의 설명은 생략하기로 한다.In the third embodiment of the present invention, since the PMOS-type thin film transistor is used for the first embodiment, low levels of the current supply signal cs, the initialization signal and the scan signal are used. It will be apparent that the on-switching of each of the thin film transistors is performed, and since the operation is operated in the same manner as in the first embodiment, description of the operation will be omitted.
다만, 상기 기준전압(Vref)은 상기 초기화전압(Vinit)보다 낮은 전압이며, 또한 상기 초기화전압(Vinit)은 상기 기저전압(VSSD)보다 높은 전압이거나 또는 상기 구동전압(VDD)과 동일한 전압이다. 아울러 상기 데이터전압(Vdata)은 상기 초기 화전압(Vinit)보다 낮은 전압으로 제공된다.However, the reference voltage Vref is lower than the initialization voltage Vinit, and the initialization voltage Vinit is higher than the base voltage VSSD or the same voltage as the driving voltage VDD. In addition, the data voltage Vdata is provided at a voltage lower than the initializing voltage Vinit.
도 9는 본 발명 제4실시예에 따른 유기전계 발광 디스플레이 장치의 화소구조도로서, 전술한 제3실시예의 화소구조와 기본적으로 동일한 구성 및 특징을 가지나 유기전계 발광소자(OLED)의 구성 위치가 구동 박막트랜지스터(DR)의 소스단과 연결되도록 구성한 것이 차별되는 특징이며, 그 동작은 상기 제3실시예의 동작과 동일하게 상기 도 8의 신호타이밍도를 이용하여 설명되므로 자세한 설명은 생략한다.FIG. 9 is a pixel structure diagram of an organic light emitting display device according to a fourth embodiment of the present invention. The pixel structure of the organic light emitting display device is basically the same as that of the pixel structure of the third embodiment, but the position of the organic light emitting diode OLED is driven. The configuration of the thin film transistor DR so as to be connected to the source terminal is a distinctive feature, and the operation thereof is described using the signal timing diagram of FIG. 8 in the same manner as the operation of the third embodiment.
아울러, 본 발명에서는 상기 제1실시예 내지 제4실시예와 같이 화소 구조에서 모든 박막트랜지스터에 대해 NMOS- 타입 또는 PMOS-타입의 구성에 대해서만 예시하였으나 이는 응용과 필요에 따라 NMOS-타입과 PMOS-타입을 혼용하여 구성할 수도 있음은 당연할 것이다.In addition, the present invention exemplifies only the NMOS-type or PMOS-type configuration for all the thin film transistors in the pixel structure as in the first to fourth embodiments, but this is based on the application and the need. Of course, it is also possible to mix the types.
도 1은 종래기술에 따른 액티브 매트릭스 유기전계 발광 디스플레이 장치의 화소구조를 도시한 화소구조도1 is a pixel structure diagram illustrating a pixel structure of an active matrix organic light emitting display device according to the related art.
도 2는 도 1의 화소 구동을 위한 신호 타이밍도2 is a signal timing diagram for driving the pixel of FIG. 1.
도 3은 도 1에 도시된 구동 박막트랜지스터(DR)의 전기적 특성 편차에 따라 유기전계 발광소자(OLED)에 흐르는 구동전류(IOLED)의 차이를 설명하기 위한 전압-전류 그래프FIG. 3 is a voltage-current graph for explaining a difference between driving current I OLED flowing through the organic light emitting diode OLED according to variation of electrical characteristics of the driving thin film transistor DR shown in FIG. 1.
도 4는 본 발명 제1실시예에 따른 유기전계 발광 디스플레이 장치의 화소구조도4 is a pixel structure diagram of an organic light emitting display device according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명 제1실시예에 따른 유기전계 발광 디스플레이 장치의 동작을 설명하기 위한 신호타이밍도5 is a signal timing diagram illustrating an operation of an organic light emitting display device according to a first embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명 제2실시예에 따른 유기전계 발광 디스플레이 장치의 화소구조도6 is a pixel structure diagram of an organic light emitting display device according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명 제3실시예에 따른 유기전계 발광 디스플레이 장치의 화소구조도7 is a pixel structure diagram of an organic light emitting display device according to a third embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명 제3실시예에 따른 유기전계 발광 디스플레이 장치의 동작을 설명하기 위한 신호타이밍도8 is a signal timing diagram for describing an operation of an organic light emitting display device according to a third embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명 제4실시예에 따른 유기전계 발광 디스플레이 장치의 화소구조도9 is a pixel structure diagram of an organic light emitting display device according to a fourth embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>
DR : 구동 박막트랜지스터 C : 커패시터DR: driving thin film transistor C: capacitor
OLED : 유기전계 발광소자OLED: organic light emitting device
S1 내지 S6 : 제1 내지 제6스위칭 박막트랜지스터S1 to S6: first to sixth switching thin film transistors
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