KR100293329B1 - 액티브매트릭스전자발광표시장치및구동방법 - Google Patents

액티브매트릭스전자발광표시장치및구동방법 Download PDF

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Abstract

제어기는 모든 프레임의 유닛에 대해 2진 값으로 표시되는 이미지 신호(Sp)를 저장한다. 제어기는 한 프레임에 대해 저장된 이미지 신호(Sp)의 각각의 피겨에 따라 한 프레임을 2 계조 레벨의 이미지 데이터에 의해 이미지를 표시하는 복수의 서브-프레임으로 분할한다. 각각의 서브-프레임에 대한 2 계조 레벨의 이미지 데이터는 모든 행에 대해 드레인 드라이버로부터 커패시터(Cp)에 기록된다. 이미지 데이터가 "1"일 때, 드라이브 트랜지스터는 턴 온 된다. 커먼 드라이버는 유기 전자 발광 소자의 전극 사이에 인가된 전압을 제어하기 위하여, 모든 서브-프레임에 대해 미리 결정된 레벨의 전압을 인가한다. 따라서, 유기 전자 발광 소자는 서브-프레임 사이에서 다른 밝기를 갖는 빛을 발광한다. 서브-프레임의 이미지는 시각적으로 합성되므로, 계조는 단일 프레임으로 표현된다.

Description

액티브 매트릭스 전자 발광 표시 장치 및 구동 방법.
이동 컴퓨팅(computing)이 대중화됨에 따라 평탄형 표시 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 평탄형 표시 장치로써 액정 표시 장치가 전통적으로 쓰이고 있다. 그러나, 액정 표시 장치는 가시각이 좁고 응답 특성이 낮다는 문제가 있다.
대조적으로, 최근에 넓은 가시각과 우수한 응답 특성을 갖는 다른 하나의 평탄형 표시 장치로써, 유기 전자 발광 소자를 사용한 발광에 의해 표시하는 표시 장치에 관심을 가져 왔다. 그런 표시 장치에 사용되는 유기 전자 발광 패널의 화소는 각각, 도 32에 도시된 유기 전자 발광 소자(31), TFT(박막 트랜지스터)로 이루어져 있는 드라이브 트랜지스터(32) 및 또한 TFT로 이루어져 있는 실렉션(selection) 트랜지스터(33)에 의해 구성된다. 게다가, 실렉션 트랜지스터(33)의 게이트는 (도시되지 않은) 게이트 드라이버(driver)에 연결되는 게이트 라인(GL)에 연결되고, 실렉션 트랜지스터(33)의 드레인은 (도시되지 않은) 드레인 드라이버에 연결되는 드레인 라인(DL)에 연결된다. 실렉션 트랜지스터(33)의 소스는 각각 드라이브 트랜지스터(32)의 게이트에 연결된다. 드라이브 트랜지스터(32)의 소스는 대응하는 유기 전자 발광 소자(31)의 캐소드에 연결되고, 드레인은 접지 된다. 모든 유기 전자 발광 소자(31)의 애노드는 기준 전위(Vdd)의 일정한 전압으로 항상 공급되기 위해서 연결된다.
풀-컬러(full-color) 이미지가 유기 전자 발광 표시 장치 상에 표시되는 경우에는, 각각의 유기 전자 발광 소자(31)의 발광 휘도 계조 표시는 드레인 라인(DL)과 실렉션 트랜지스터(33)를 통해 드레인 드라이버로부터 드라이브 트랜지스터(32)에 인가된 각각의 전압을 제어함으로써 얻어지고, 이에 의해 드라이브 트랜지스터(32)의 소스-드레인 전류를 제어한다.
특히, 도 33의 특성 그래프에 도시된 바와 같이, 일정하게 설정된 기준 전위(Vdd)로 즉, 일정하게 설정된 드라이브 트랜지스터(32)의 소스-드레인 전압(Vsd)으로, 드라이브 트랜지스터(32)의 소스와 드레인 사이의 드레인 전류(Isd)는 드라이브 트랜지스터(32)의 게이트 전압(Vg)을 바꿈으로써 바뀐다. 이런 식으로, 유기 전자 발광 소자(31)를 통한 전류 흐름의 양은, 정공과 전자가 각각 유기 전자 발광 소자(31)의 유기 전자 발광 층에서 서로 결합될 때 여기된 에너지를 바꿈으로써 변한다. 따라서, 유기 전자 발광 소자(31)에 의해 방출된 빛의 양은 변한다. 드라이브 트랜지스터(32)의 게이트 전압(Vg)은 실렉션 트랜지스터(33)의 드레인에 인가된 드레인 신호 전압의 변화에 의해 변한다.
패널내의 모든 유기 전자 발광 소자(31)에 연결된 드라이브 트랜지스터(32)의 게이트 전압과 소스-드레인 전류에 화소 개수의 증가에 따른 균일한 특성이 제공되기는 매우 어렵다. 그러므로, 드라이브 트랜지스터(32)의 게이트에 동일한 값의 전압이 인가될 지라도 소스-드레인 전류는 변한다. 따라서, 유기 전자 발광 소자(31)를 통해 흐르는 전류의 값은 크게 변하므로, 즉 다시 말해서, 정공과 전자의 양은 크게 변하므로, 유기 전자 발광 소자(31)에 의해 방출된 빛의 양은, 동일한 한 신호가 유기 전자 발광 패널 상에 표시된 이미지의 질을 저하시키는 드레인 라인(DL)에 출력될 지라도 모든 화소에 대해 변한다.
상기 문제는 결국 유기 전자 발광 패널의 수율이 낮아지는 다른 하나의 문제가 된다.
본 발명은 표시 장치와 구동 방법 특히, 유기 전자 발광 장치(organic electroluminescent device) 또는 유기 전자 발광 소자의 계조 표시(gradation display)에 적절한 표시 장치 및 구동 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 및 제 5 실시예에 따라 유기 전자 발광 표시 장치의 구조를 도시하는 회로 구성이다.
도 2는 도 1에 도시된 유기 전자 발광 표시 장치의 유기 전자 발광-패널에 사용되는 복수의 유기 전자 발광 소자에 관련한 특성 그래프이다.
도 3은 도 1에 도시된 유기 전자 발광 소자의 구조를 도시하는 평면도이다.
도 4는 도 3의 A-A 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 유기 전자 발광 표시 장치의 제어기의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 6은 도 1에 도시된 유기 전자 발광 표시 장치의 제어기의 일부분의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 7은 도 1에 도시된 유기 전자 발광 표시 장치의 드레인 드라이버의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 8은 본 발명에 따른 유기 전자 발광 표시 장치내의 구동 파형을 도시하는 타이밍 차트이다.
도 9는 본 발명에 따른 유기 전자 발광 표시 장치내의 다른 구동 파형을 도시하는 타이밍 차트이다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기 전자 발광 표시 장치에 사용된 유기 전자 발광 패널의 등가 회로의 회로 구성이다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기 전자 발광 표시 장치내의 구동 파형을 도시하는 타이밍 차트이다.
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 유기 전자 발광 표시 장치의 구조를 도시하는 회로 다이어그램이다.
도 13은 도 12에 도시된 유기 전자 발광 패널의 일부분의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 유기 전자 발광 표시 장치내의 구동 파형을 도시하는 타이밍 차트이다.
도 15는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 유기 전자 발광 표시 장치내의 다른 구동 파형을 도시하는 타이밍 차트이다.
도 16은 본 발명의 다른 하나의 유기 전자 발광 표시 장치의 구조를 도시하는 회로 다이어그램이다.
도 17은 본 발명의 제 2 및 제 6 실시예에 따른 유기 전자 발광 표시 장치의 구조를 도시하는 회로 다이어그램이다.
도 18은 도 17에 도시된 유기 전자 발광 패널의 구조의 일부분을 도시하는 단면도이다.
도 19는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 유기 전자 발광 표시 장치의 구조를 도시하는 회로 구성이다.
도 20은 도 19에 도시된 유기 전자 발광 소자의 구조를 도시하는 평면도이다.
도 21은 도 20에서 B-B 선을 따라 자른 단면도이다.
도 22는 제 7 실시예에 따른 유기 전자 발광 소자의 등가 회로의 회로 구성이다.
도 23은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 유기 전자 발광 표시 장치내의 구동 파형을 도시하는 타이밍 차트이다.
도 24는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 유기 전자 발광 소자의 특성 그래프이다.
도 25는 한 프레임의 주기가 세 개의 서브-프레임으로 분할되는 경우의 계조 표시 원리를 설명하는 도면이다.
도 26은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 다른 하나의 유기 전자 발광 표시 장치의 구조를 도시하는 회로 구성이다.
도 27은 도 26에 도시된 유기 전자 발광 표시 장치내의 구동 파형을 도시하는 타이밍 차트이다.
도 28은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 부가의 유기 전자 발광 표시 장치의 구조를 도시하는 회로 구성이다.
도 29는 유기 전자 발광 표시 장치내의 다른 구동 파형을 도시하는 타이밍 차트이다.
도 30은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 유기 전자 발광 표시 장치의 구동 파형을 도시하는 타이밍 차트이다.
도 31은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 유기 전자 발광 표시 장치의 다른 구동 파형을 도시하는 타이밍 차트이다.
도 32는 종래의 유기 전자 발광 패널의 구조를 도시하는 도면이다.
도 33은 도 32에 도시된 유기 전자 발광 패널에 사용된 드라이브 트랜지스터의 특성 그래프이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 유기 전자 발광 패널 2 : 제어기
2a : RGB 익스트랙션(extraction) 회로 2b : A/D 컨버터
2c : 보정 회로 2d : 테이블 메모리부
2e : 이미지 신호 메모리부 2f : 광 방사 신호 출력부
2fc : 계산 회로 2fr : 판독 회로
2g : 동기화 신호 익스트랙션 회로 2i : 수정 펄스 발진기
2j : 기준 클록 발생기 회로 2k : 게이트 제어 신호 발생기 회로
2l : 드레인 제어 신호 발생기 회로 2m : 커먼 제어 신호 발생기 회로
3 : 게이트 드라이버 4 : 드레인 드라이버
5 : 커먼 드라이버 8 : 휘도
11 : 유기 전자 발광 소자 11a : 캐소드 전극
11b : 유기 전자 발광 층 11c : 애노드 전극
12 : 드라이브 트랜지스터 12a : 게이트 전극
12b : 드레인 전극 12c : 소스 전극
12d : 반도체 층 12e : 블로킹 층
12f : 오믹 레이어(ohmic layer) 13 : 실렉션 트랜지스터
13a : 게이트 전극 13c : 소스 전극
13d : 반도체 층 13e : 블로킹 층
13f : 오믹 레이어 14 : 유리 기판
14a : 애노드 산화막 14b : 게이트 절연 박막
14c : 인터레이어(interlayer) 절연 박막
15a, 15b : 칸택 홀(contact hole) 31 : 유기 전자 발광 소자
32 : 드라이브 트랜지스터 33 : 실렉션 트랜지스터
41 : 시프트 레지스터 42, 43 : 래치 회로
44 : 레벨 체인지(change) 회로 51 : 유기 전자 발광 소자
51a : 애노드 전극 51b : 유기 전자 발광층
51c : 캐소드 전극 52 : 드라이브 트랜지스터
52d : 드레인 전극 52g : 게이트 전극
52s : 소스 전극 53 : 실렉션 트랜지스터
53d : 드레인 전극 53g : 게이트 전극
53s : 소스 전극 55 : 기판
56 : 게이트 절연 박막 57 : 반도체 층
100 : 유기 전자 발광 패널 101 : 유기 전자 발광 소자
102 : 기판 103A, 103B : 게이트 전극
104 : 애노드 산화막 105 : 게이트 절연 박막
105A, 105B : 구획 106A, 106B : 반도체 층
107A, 107B : 블로킹 층 108A, 108B : 오믹 레이어
109A, 109B : 소스 전극 110 : 칸택 홀
112 : 소스 전극 113 : 인터레이어 절연 박막
113A : 칸택 홀 114 : 캐소드 전극
115 : 유기 전자 발광 층 116 : 애노드 전극
CCONT : 커먼 제어 신호 CK : 기준 클록 주기
CL : 커먼 라인 CLK : 기준 클록 신호
Cp : 커패시터 DCONT : 드레인 제어 신호
DL : 드레인 라인 GCONT : 게이트 제어 신호
GL : 게이트 라인 IMG : 발광 신호
Isd : 드레인 전류 M1, M2, M3, M4 : 서브-프레임 메모리
Ps : 가변 구동 전원 S1, S2 : 스위치
SL : 기준 전압선 Sp : 이미지 신호
Sv : 비디오 신호 Tadd : 어드레스 주기
Tc : 커먼 신호 주기 Te : 서브-프레임 발광 주기
TE: 구동 전압 공급 주기 TEQ : 광 방사 설정 주기
Tw : 서브-프레임 기록 주기 Vdd : 기준 전위
Vg : 게이트 전압 Vsd : 소스-드레인 전압
Vth : 임계값 X : 실렉션 신호
Y : 구동 신호 Z : 커먼 신호
본 발명의 목적은 각각의 화소와 각각의 패널에 대해 균일한 발광량을 얻을 수 있는 고화질의 전자 발광 표시 장치와 우수한 발광 휘도 계조를 얻을 수 있는 전자 발광 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 얻기 위해서, 본 발명에 따른 전자 발광 표시 장치는, 각각의 전자 발광 소자가 제 1 전극, 최소한 한 층에 의해 구성되는, 제 1 전극과 접촉하고 있는 전자 발광 층 및 전자 발광 층과 접촉하고 있는 제 2 전극을 포함하는, 인가된 전압 또는 전류에 응하여 발광하기 위한 복수의 전자 발광 소자; 각각의 제 1 스위치가 각각의 광 방사(emission) 설정 주기 동안 각각의 복수의 전자 발광 소자의 저항비 보다 작은 저항비를 갖는, 각각의 광 방사 설정 주기로, 각각의 어드레스 주기로 선택된 전자 발광 소자에 제 1 구동 전압을 인가하기 위한, 전자 발광 소자의 제 1 전극에 각각 연결된 복수의 제 1 스위칭 회로; 및 각각의 광 방사 설정 주기로 제 1 구동 전압과 다른 제 2 구동 전압을 모든 전자 발광 소자에 인가하기 위한, 전자 발광 소자의 각각의 제 2 전극에 연결된 제 2 스위칭 회로를 포함하는 특징이 있다.
게다가, 본 발명에 따른 전자 발광 표시 장치는 각각의 전자 발광 소자가 제 1 전극, 최소한 한 층으로 구성되는, 제 1 전극과 접촉하고 있는 전자 발광 층 및 전자 발광 층과 접촉하고 있는 제 2 전극을 포함하는, 인가된 전압 또는 전류에 응하여 발광하기 위한 전자 발광 소자로 각각 이루어져 있는 제 1 및 제 2 그룹;
각각의 스위칭 회로가 각각의 광 방사 설정 주기 동안 각각의 복수의 전자 발광 소자의 저항비 보다 작은 저항비를 갖는, 각각의 광 방사 설정 주기로, 각각의 어드레스 주기로 선택된 전자 발광 소자에 제 1 구동 전압을 인가하기 위한, 전자 발광 소자의 제 1 전극에 각각 연결된 복수의 제 1 스위칭 회로; 및
각각의 광 방사 설정 주기로, 제 1 구동 전압과 다른 제 2 구동 전압을 전자 발광 소자의 제 1 그룹에, 그리고 다음으로, 전자 발광 소자의 제 2 그룹에 인가하기 위한 전자 발광 소자의 각각의 제 2 전극에 연결된 제 2 스위칭 회로를 포함하는 전자 발광 표시 장치이다.
상기 표시 장치에 따라, 각각의 광 방사 설정 주기에서 제 1 스위칭 회로의 저항비는 복수의 전자 발광 소자의 저항비 보다 작다. 그러므로, 제 1 스위칭 회로의 특성이 변하고 따라서, 균일한 휘도 계조 제어가 제 2 스위칭 회로에 의해 수행될 수 있을 지라도, 전자 발광 소자에 대한 영향은 작다.
또한, 상기 목적을 이루기 위해서, 본 발명에 따른 전자 발광 표시 장치의 구동 방법은, 각각의 전자 발광 소자가 제 1 전극, 제 1 전극과 접촉하고 있는 전자 발광 층 및 전자 발광 층과 접촉하고 있는 제 2 전극을 포함하는, 인가된 전압 또는 전류에 응하여 발광하기 위한 복수의 전자 발광 소자를 포함하는 단계;
복수의 전자 발광 소자를 어드레스하기 위한 어드레스 주기 및 어드레스된 전자 발광 소자를 발광시키기 위한 광 방사 설정 주기 중 하나로 각각 이루어져 있는 복수의 서브-프레임을 합성해서 이미지를 형성하기 위한 프레임 주기로, 각각의 광 방사 설정 주기로, 어드레스된 전자 발광 소자의 제 1 전극에 제 1 구동 전압을 공급하는 제 1 구동 전압 공급 단계; 및
각각의 광 방사 설정 주기로, 제 1 구동 전압과 다른 제 2 구동 전압을 모든 전자 발광 소자의 제 2 전극에 공급하는 제 2 구동 전압 공급 단계를 포함하는 특징이 있다.
본 발명에 따라, 전자 발광 표시 장치의 다른 하나의 구동 방법은:
(A) 각각의 전자 발광 소자가 제 1 전극, 제 1 전극과 접촉하고 있는 전자 발광 층, 및 전자 발광 층과 접촉하고 있는 제 2 전극을 포함하는, 인가된 전압 또는 전류에 응하여 발광하기 위한 전자 발광 소자로 각각 이루어져 있는 제 1 및 제 2 그룹을 포함하는 단계;
(B-1) 전자 발광 소자의 제 1 그룹을 어드레스하는 제 1 전자 발광 소자 그룹 어드레스 단계;
(B-2) 제 1 전자 발광 소자 그룹 어드레스 단계로 어드레스된 전자 발광 소자에 커먼(common) 전압을 인가하는 제 1 전자 발광 소자 그룹 광 방사 단계;
(B-3) 제 1 전자 발광 소자 그룹 어드레스 단계 후에, 전자 발광 소자의 제 2 그룹을 어드레스하는 제 2 전자 발광 소자 그룹 어드레스 단계; 및
(B-4) 제 2 전자 발광 소자 그룹 어드레스 단계로 어드레스된 전자 발광 소자에 커먼 전압을 인가하는 제 2 전자 발광 소자 그룹 광 방사 단계를 포함하며,
제 1 및 제 2 그룹을 연속으로 어드레스하기 위한 어드레스 주기 및 어드레스 주기로 어드레스된 제 1 및 제 2 그룹의 전자 발광 소자를 발광시키기 위한 광 방사 설정 주기로 각각 이루어져 있는 서브-프레임을 합성해서 이미지를 형성하기 위한 프레임 주기의 서브-프레임 중 하나로, 제 1 전자 발광 소자 그룹 어드레스 단계, 제 1 전자 발광 소자 그룹 광 방사 단계, 제 2 전자 발광 소자 그룹 어드레스 단계 및 제 2 전자 발광 소자 그룹 광 방사 단계가 수행된다.
상기 전자 발광 표시 장치의 구동 방법에 따라, 한 이미지를 형성하기 위한 한 프레임 주기는 복수의 서브-프레임 주기로 분할되고, 우수한 휘도 계조는 서브-프레임 주기를 합성해서 얻을 수 있다.
다음에, 본 발명의 실시예는 도면과 관련하여 설명될 것이다.
제 1 실시예에서, 한 프레임의 한 이미지를 본질적으로 표시하기 위한 주기로써 한 프레임 주기는 4개의 서브-프레임 주기로 분할되고, 16-계조 레벨을 표시하기 위하여, 서브-프레임의 광-방사량은 1: 2: 4: 8의 비율로 설정된다.
도 1은 이 실시예에 따른 유기 전자 발광 표시 장치의 구조를 도시하는 블록 다이어그램이다.
도면에 도시되었듯이, 유기 전자 발광 표시 장치는 유기 전자 발광 패널(1), 제어기(2), 게이트 드라이버(3), 드레인 드라이버(4) 및 커먼 드라이버(5)를 포함한다.
유기 전자 발광 패널(1)에서, 도면의 등가 회로의 회로 구성에 도시된 바와 같이, 유기 전자 발광 패널(1)의 각각의 화소는 유기 전자 발광 소자(11), 드라이브 트랜지스터(12), 실렉션 트랜지스터(13) 및 커패시터(Cp)를 포함한다.
적색, 녹색 및 청색으로 발광하는 유기 전자 발광 소자(11)는 행방향의(즉 도면에서 측면 방향) N 라인(즉 피스(pieces)) 및 라인 방향의(즉 도면에서 세로 방향) M 행(즉 피스)으로 이루어져 있는 매트릭스의 미리 결정된 차수로 배열된다. 임계값(Vth)보다 크던가 동일한 전압이 유기 전자 발광 소자(11)의 애노드와 캐소드 사이에 인가될 때, 도 2의 특성 그래프에 도시된 바와 같이, 소자의 (뒤에 기술된) 유기 전자 발광층에서의 전류 흐름은 급격히 상승하고, 이 소자는 이 전류값에 대응하는 휘도로 발광한다. 인가된 전압과 휘도가 Vth 내지 (Vth+Vx) 범위 내의 선형 함수로 본질적으로 표시될 수 있으므로, 휘도 계조는 상기 범위 내의 유기 전자 발광층의 양 끝 사이에 인가된 인가 전압을 제어함으로써 제어될 수 있다. 유기 전자 발광층을 통해 흐르는 전류의 양과, 이에 따른 유기 전자 발광 소자(11)의 광 방사량은, 유기 전자 발광층의 애노드와 캐소드 사이에 인가된 전압이 (Vth+Vx) 이상일 때 포화된다.
각각의 드라이브 트랜지스터(12)는 TFT로 만들어진다. 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트는 실렉션 트랜지스터(13)의 소스에 연결되고, 드라이브 트랜지스터(12)의 소스는 유기 전자 발광 소자(11)의 캐소드 전극에 연결된다. 드라이브 트랜지스터(12)의 드레인은 접지 된다. 드라이브 트랜지스터(12)는 유기 전자 발광 소자(11)에 공급되는 전력을 턴 온 하고 턴 오프 하기 위한 스위치로 사용된다.
유기 전자 발광 소자(11)에 뒤에 기술될 커먼 드라이버(5)로부터의 미리 결정된 전압값 또는 미리 결정된 전류값의 커먼 신호가 인가될 때, 드라이브 트랜지스터(12)의 ON 저항은 유기 전자 발광 소자(11)의 저항 보다 충분히 작게(예를 들어 1/10배로) 되고, OFF 저항은 유기 전자 발광 소자(11)의 저항 보다 충분히 크게(예를 들어 10배로) 된다. 그러므로, 드라이브 트랜지스터(12)가 턴 온 되고 있는 동안, 커먼 드라이버(5)로부터 출력된 대부분의 전압은 유기 전자 발광 소자(11)에 분배된다. 그러므로, 드라이브 트랜지스터(12)의 ON 저항은, 드라이브 트랜지스터(12)가 턴 온 되고 있는 동안, 유기 전자 발광 소자(11)의 저항과 비교하여 무시할 수 있을 정도로 작다. 한편, 드라이브 트랜지스터(12)가 턴 오프 되고 있는 동안, 커먼 드라이버(5)로부터 출력된 대부분의 전압은 드라이브 트랜지스터(12)의 소스와 드레인 사이에 분배된다. 다시 말해, 드라이브 트랜지스터(12)에 분배된 국부 전압이 유기 전자 발광 소자(11)에 분배된 국부 전압과 비교하여 매우 작으므로, 유기 전자 발광 소자(11)에 대한 드라이브 트랜지스터(12)의 저항비는 키르히호프의 법칙에 따라 작고, 그래서 드라이브 트랜지스터(12)의 각각의 ON 저항과 OFF 저항이 변할지라도 유기 전자 발광 소자(11)의 휘도에 미치는 영향은 매우 많이 감소될 수 있다. 드라이브 트랜지스터(12)가 비정질 실리콘으로 만들어진 반도체 층을 사용한다면, ON 저항과 OFF 저항 사이의 차이는 6자리 이상의 숫자만큼 크다. 드라이브 트랜지스터(12)가 폴리실리콘으로 만들어진 반도체 층을 사용한다면, ON 저항과 OFF 저항 사이의 차이는 7자리 이상의 숫자만큼 크다. 이런 드라이브 트랜지스터의 어느 것이라도 충분히 스위치로 작용할 수 있다. 따라서, ON 저항과 OFF 저항 사이의 차이가 1자리로 다를지라도, 인-플레인(in-plane) 휘도 균형은 유지될 수 있다. 드라이브 트랜지스터(12)의 드레인이 기준 전압선(SL)에 연결되므로, 유기 전자 발광 소자(11)의 광 방사는 커먼 라인(CL)으로부터 출력된 커먼 신호(Z)에 주로 의존한다.
각각의 실렉션 트랜지스터(13)는 TFT로 만들어진다. 실렉션 트랜지스터(13)의 게이트는 각각 유기 전자 발광 패널(1)의 행에 제공되는 게이트 라인(GL) 중 하나에 연결되고, 실렉션 트랜지스터(13)의 드레인은 각각 유기 전자 발광 패널(1)의 라인에 제공되는 드레인 라인(GL) 중 하나에 연결된다. 실렉션 트랜지스터(13)의 소스는 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트에 연결된다. 실렉션 트랜지스터(13)는 뒤에 기술된 드레인 드라이버(4)로부터의 구동 신호와 관련하여 2진 ON 및 OFF 신호를 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트에 공급하기 위한 스위치로 사용된다. 모든 실렉션 트랜지스터(13)는 10(V) 보다 높은 전압을, 이 전압이 다소 변할지라도, 대응하는 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트 전극(12a)(도 3)에 인가할 수 있다. 그러므로, 드라이브 트랜지스터(12)를 통해 흐르는 드레인 전류(Isd)는 오로지 소스-드레인 전압(Vsd)에 의존한다.
각각의 커패시터(Cp)는 미리 결정된 주기 동안, 뒤에 기술된 드레인 드라이버(4)로부터 공급된 구동 신호를 유지한다.
유기 전자 발광 패널(1)의 구조는 아래에 상세히 기술될 것이다.
도 3은 유기 전자 발광 패널(1)의 한 개 화소의 구조를 도시하는 평면도이다. 도 4는 도 3의 A-A 선을 따라 자른 단면이다.
이런 도면들에 도시된 바와 같이, 유기 전자 발광 패널(1)은 유리 기판(14) 상에 유기 전자 발광 소자(11), 드라이브 트랜지스터(12) 및 실렉션 트랜지스터(13)를 형성하여 구성된다.
특히, 알루미늄으로 만들어진 게이트 금속막으로 이루어져 있는 게이트 라인(GL), 게이트 라인(GL)과 통합된 실렉션 트랜지스터(13)의 게이트 전극(13a), 및 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트 전극(12a)은 패터닝(patterning)에 의해 유리 기판(14) 상에 형성된다. 애노드 산화막(14a)은 각각 게이트 라인(GL)과 게이트 전극(12a 및 13a) 상에 형성된다. 게다가, 질화 규소로 만들어진 게이트 절연 박막(14b)은 애노드 산화막(14a)을 포함하는 기판(14) 상에 형성된다.
비정질 실리콘 또는 폴리실리콘으로 만들어진 반도체 층(13d)은 게이트 전극(13a) 상부의 게이트 절연 박막(14b) 상에 형성된다. 블로킹 층(13e)은 반도체 층(13d)의 중앙에 형성되고, n형 비정질 실리콘으로 만들어진 오믹 레이어(13f)는 블로킹 층(13e)의 양측에 형성된다. 드레인 라인(DL)과 통합되기 위해 형성된 실렉션 트랜지스터(13)의 드레인 전극(13b)은 오믹 레이어(13f) 중 하나 위에 부분적으로 층을 만들기 위해서 형성된다. 한편, 실렉션 트랜지스터(13)의 소스 전극(13c)은 반대쪽의 나머지 오믹 레이어(13f) 상에 부분적으로 층을 만들기 위해서 형성된다. 따라서, 각각의 실렉션 트랜지스터(13)는 형성된다. 실렉션 트랜지스터(13)의 소스 전극(13c)은 게이트 절연 박막(14b)에 제공된 칸택 홀(15b)을 통해 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트 전극(12a)에 연결된다는 점에 주목하기 바란다.
비정질 실리콘 또는 폴리실리콘으로 만들어진 반도체 층(12d)은 게이트 전극(12a) 위로 게이트 절연 박막(14b) 상에 형성된다. 블로킹 층(12e)은 반도체 층(12d)의 중앙에 형성되고, n형 불순물로 도핑된 비정질 실리콘으로 만들어진 오믹 레이어(12f)는 블로킹 층(12e)의 양측에 형성된다. 게다가, 기준 전압선(SL)과 통합되기 위해서 형성된 드라이브 트랜지스터(12)의 드레인 전극(12b)은 오믹 레이어(12f) 중 하나 위에 부분적으로 층을 만들기 위해서 형성된다. 한편, 드라이브 트랜지스터(12)의 소스 전극(12c)은 반대측의 나머지 오믹 레이어(12f) 상에 부분적으로 층을 만들기 위해서 형성된다. 따라서, 드라이브 트랜지스터(12)는 형성된다. 게이트 절연 박막(14b) 상에 형성된 기준 전압선(SL)은 접지 된다.
질화 규소로 만들어진 인터레이어 절연 박막(14c)은 드라이브 트랜지스터(12)의 소스 전극(12c)의 끝 구획에 형성된 칸택 홀(15a)에 대응하는 구획을 제외한, 상기 형성된 드라이브 트랜지스터(12)와 실렉션 트랜지스터(13) 상에 형성된다. 가시광을 반사하고 MgIn(마그네슘 인듐), MgAg(마그네슘 은) 등으로 만들어진 캐소드 전극(11a)은 패터닝에 의해 인터레이어 절연 박막(14c) 상에 형성된다. 캐소드 전극(11a)은 칸택 홀(15a)을 통해 드라이브 트랜지스터(12)의 소스 전극(12c)에 연결된다. 적색, 녹색, 청색으로 발광하는 세 유형 중 하나의 광 방사 층을 각각 지닌 유기 전자 발광 층(11b)은 캐소드 전극(11a) 상에 제공되어, 그래서 3가지 유형의 유기 전자 발광 층(11b)은 캐소드 전극(11a) 상의 미리 결정된 레이아웃(layout)의 매트릭스에 배열된다. 가시광에 대해 높은 투명성을 갖는 ITO(인듐-주석 산화물)로 만들어진 복수의 애노드 전극(11c)은 유기 전자 발광 층(11b) 상에 제공되고, 애노드 전극(11c)은 형성되어, 그래서 애노드 전극(11c)은 각각 게이트 라인(GL)에 대응하는 매트릭스의 행방향의 화소 영역 위로 확장하고, 그래서 각각 동일한 폭을 갖는 애노드 전극(11c)은 라인 방향의 화소 영역 위로 서로 떨어져서 배열된다.
이런 식으로, 유기 전자 발광 소자(11)는 형성된다. 기준 전압선(SL), 게이트 절연 박막(14b) 및 게이트 전극(12a)으로 이루어져 있는 커패시터(Cp)는 모든 화소에 대해 제공된다.
적색에 대한 유기 전자 발광 소자(11)의 유기 전자 발광 층(11b)은 캐소드 전극(11a)의 측면에 형성된 전자-전달 가능한 광 방사 층 및 애노드 전극(11c)의 측면에 형성된 정공-전달 가능한 층으로 이루어져 있다.
전자-전달 가능한 광 방사 층은 호스트(host)로써 (이하에서 Alq3로 칭해질) 알루미늄-트리스(8-히드록시퀴놀리네이트) 및 호스트에서 분산한 게스트(guest)로써 (이하에서 DCM-1로 칭해질) 4-(디시아노메틸렌)-2-메틸-6-(p-디메틸아미노-스티릴)-4수소-피란으로 이루어져 있다.
Alq3는 다음과 같이 표시된다.
DCM-1은 다음과 같이 표시된다.
정공-전달 가능한 층은 (이하에서 α-NPD로 칭해질) N, N'-디(α-나프틸)-N, N'-디페닐-1, 1'-비페닐-4, 4'-디아민으로 만들어진다.
α-NPD는 다음과 같이 표시된다.
전자-전달 가능한 광 방사 층은 전자와 정공을 재결합하기 위한 재결합 영역을 포함한다. 다른 광 방사 물질이 사용된 Alq3와 달리 포함되지 않는다면, 전자와 정공의 재결합에 의해 생긴 에너지는 흡수되고, 녹색 광은 Alq3에 의해 발생된다. 그러나, DCM-1은 층속에서 분산되므로, DCM-1은 전자와 정공의 재결합에 의해 생긴 에너지를 흡수하고, 적색 광을 발광한다.
녹색에 대한 유기 전자 발광 소자(11)의 각각의 유기 전자 발광 층(11b)은 캐소드 전극(11a)의 측면에 형성된 전자-전달 가능한 광 방사 층과 애노드 전극(11c)의 측면에 형성된 정공-전달 가능한 층으로 이루어져 있다.
전자-전달 가능한 광 방사 층은 다음 구성에 의해 표시되는 (이하에서 Bebq2로 칭해질) 베릴륨-비스(10-히드록시벤조〔h〕퀴놀리네이트)로 만들어진다.
포지티브-정공-전달 가능한 층은 적색에 대한 유기 전자 발광 층(11b)의 정공-전달 가능한 층내의 α-NPD와 동일한 α-NPD로 만들어진다.
녹색에 대한 유기 전자 발광 소자에서, 전자와 정공의 재결합에 의해 생긴 에너지는 전자-전달 가능한 광 방사 층의 Bebq2에 의해 흡수되고, 이에 의해 녹색 광을 발광한다.
청색에 대한 유기 전자 발광 소자(11)의 각각의 유기 전자 발광 층(11b)은 캐소드 전극(11a)의 측면에 형성된 전자-전달 가능한 층, 애노드 전극(11c)의 측면에 형성된 정공-전달 가능한 층 및 전자-전달 가능한 층과 정공-전달 가능한 층 사이에 형성된 광 방사 층을 포함한다.
전자-전달 가능한 층은 적색에 대한 유기 전자 발광 소자(11)의 전자-전달 가능한 광 방사 층을 위해 사용된 Alq3로 만들어진다.
정공-전달 가능한 층은 적색 및 녹색에 대한 유기 전자 발광 소자(11)의 정공-전달 가능한 층내의 α-NPD와 동일한 α-NPD로 만들어진다.
광 방사 층은 (이하에서 DPVBi로 칭해질) 4, 4'-비스(2, 2'-디페닐비닐렌)비페닐의 96 무게% 및 (이하에서 BCzVBi로 칭해질) 4, 4'-비스((2-카아바졸)비닐렌)비페닐의 4 무게%로 이루어져 있다.
DPVBi는 다음과 같이 표시된다.
BCzVBi는 다음과 같이 표시된다.
청색에 대한 유기 전자 발광 소자(11)의 유기 전자 발광 층(11b)에서, 전자와 정공의 재결합 영역은 DPVBi와 BCzVBi로 이루어져 있는 광 방사 층이다. 광 방사 층내의 전자와 정공의 재결합에 의해 생긴 에너지는 DPVBi와 BCzVBi에 의해 흡수되고, 이에 의해 청색 광을 발광한다.
도 5는 도 1에 도시된 제어기(2)의 구조를 도시하는 블록 다이어그램이다.
도면에 도시된 바와 같이, 제어기(2)는 RGB 익스트랙션 회로(2a), A/D 변환기(2b), 보정 회로(2c), 테이블 메모리부(2d), 이미지 신호 메모리부(2e), 광 방사 신호 출력부(2f), 동기화 신호 익스트랙션 회로(2g), 수정 펄스 발진기(2i), 기준 클록 발생기 회로(2j), 게이트 제어 신호 발생기 회로(2k), 드레인 제어 신호 발생기 회로(2l), 및 커먼 제어 신호 발생기 회로(2m)를 포함한다.
외부로부터 공급된 비디오 신호(Sv)는 RGB 익스트랙션 회로(2a)와 동기화 신호 익스트랙션 회로(2g)에 입력된다. 동기화 신호 익스트랙션 회로(2g)는 비디오 신호(Sv)로부터 수평 및 수직 동기화 신호를 추출한다(extract). RGB 익스트랙션 회로(2a)는 동기화 신호 익스트랙션 회로(2g)에 의해 추출된 수평 및 수직 동기화 신호를 기초로 하여 미리 결정된 차수로, 비디오 신호(Sv)내의 휘도 신호 및 컬러 차동 신호로부터 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 이미지 신호(Sp)를 추출한다. 기준 클록 발생기 회로(2j)는 수정 펄스 발생기(2i)에 의해 발생된 시스템 클록을 기초로 하여, 서브-프레임의 수평 주기를 측정하기 위한 기준 클록 신호(CLK)를 발생한다.
이미지 신호 메모리부(2e)는 A/D 변환기(2b)에 의해 A/D 변환이 되고 보정 회로(2c)에 의해 보정되는 이미지 신호(Sp)를 일시적으로 저장한다. 이미지 신호 메모리부(2e)에 저장된 이미지 신호(Sp)는 4자리의 2진 값으로 표시되는 신호이다. 한 이미지에 등가인 한 프레임을 위한 이미지 신호(Sp) 중에서, 제 1 행으로부터 제 N 행까지의 제 1 자리에 등가인 제 1 서브-프레임에 대한 그런 구성요소들은 기준 클록 발생기 회로(2j)에 의해 발생된 타이밍을 기초로 하여 제 1 행으로부터 제 N 행까지의 차수로 모든 행에 대해, 광 방사 신호 출력부(2f)에 판독된다. 다음에, 이미지 신호(Sp)의 제 1 행으로부터 제 N 행까지의 제 2 자리에 등가인 제 2 서브-프레임에 대한 그런 구성요소들은 제 1 행으로부터 제 N 행까지의 차수로 모든 행에 대해, 광 방사 신호 출력부(2f)에 판독된다. 결국, 제 1 행으로부터 제 N 행까지의 이미지 신호(Sp)의 제 4 자리에 등가인 제 4 서브-프레임에 대한 그런 구성요소들은 제 1 행으로부터 제 N 행까지의 모든 행에 대해 판독되고, 따라서 한 프레임에 대한 이미지 신호(Sp)는 판독된다. 이미지 신호(Sp) 값이 크면 클수록 대응하는 화소의 이미지는 더욱 밝아진다. 특히, 유기 전자 발광 표시 장치에서, 계조는 0 내지 15까지의 16 계조 레벨로 분할된다. 계조 레벨이 0에서 15까지 증가함에 따라, 표시(디스플레이)는 어둠(dark)에서 밝음(bright)으로 변한다.
광 방사 신호 출력부(2f)는 화소의 유기 전자 발광 소자(11)가 이미지 신호 메모리부(2e)에 저장된 이미지 신호(Sp)에 따라 모든 서브-프레임에 대해 조사되어야(illuminated) 할지 말지를 결정하고, 기준 클록 발생기 회로(2j)로부터 공급된 기준 클록을 기초로 하여 미리 결정된 타이밍에서 모든 행에 대해 광 방사 신호(IMG)를 출력한다. 특히, 이미지 신호(Sp)의 화소의 서브-프레임에 대응하는 자리수가 "0"이라면, 광 방사 신호(IMG)는 OFF 신호이다. 자리수가 "1"이라면, 광 방사 신호(IMG)는 ON 신호로써 드레인 드라이버(4)에 출력된다.
테이블 1은 광 방사 신호 출력부(2f)에 의해 결정되는 계조와 서브-프레임 사이의 관계를 보여준다.
광 방사 신호 출력부(2f)로부터 출력된 광 방사 신호(IMG)는 드레인 드라이버(4)에 공급된다.
게이트 제어 신호 발생기 회로(2k)는 동기화 신호 익스트랙션 회로(2g)에 의해 추출된 수평 및 수직 동기화 신호와 기준 클록 발생기 회로(2j)에 의해 발생된 기준 클록을 기초로 하여 게이트 제어 신호(GCONT)를 발생한다. 게이트 제어 신호 발생기 회로(2k)에 의해 발생된 게이트 제어 신호(GCONT)는 게이트 드라이버(3)에 공급된다.
드레인 제어 신호 발생기 회로(2l)는 동기화 신호 익스트랙션 회로(2g)에 의해 추출된 수평 및 수직 동기화 신호와 기준 클록 발생기 회로(2j)에 의해 발생된 기준 클록을 기초로 하여 드레인 제어 신호(DCONT)를 발생한다. 게이트 제어 신호(GCONT)는 뒤에 기술된 스타트 신호, 스위치 신호 및 출력 이네이블(enable) 신호를 포함한다. 드레인 제어 신호 발생기 회로(2l)에 의해 발생된 드레인 제어 신호(DCONT)는 드레인 드라이버(4)에 공급된다.
커먼 제어 신호 발생기 회로(2m)는 동기화 신호 익스트랙션 회로(2g)에 의해 추출된 수평 및 수직 동기화 신호를 기초로 하여 커먼 제어 신호(CCONT)를 발생한다. 커먼 제어 신호 발생기 회로(2m)에 의해 발생된 커먼 제어 신호(CCONT)는 커먼 드라이버(5)에 공급된다.
도 1에 도시된 게이트 드라이버(3)는 게이트 제어 신호 발생기 회로(2k)로부터 공급된 게이트 제어 신호(GCONT)에 따라 실렉션 신호(X1내지 XN)를 출력한다. 실렉션 신호(X1내지 XN)중 어느 것이든 동일한 타이밍에서 작동하여, 유기 전자 발광 패널(1)의 게이트 라인(GL)중 어느 것이라도 선택된다. 이런 식으로, 실렉션 신호(X1내지 XN)는 선택된 게이트 라인(GL)에 연결된 실렉션 트랜지스터(13)의 게이트에 인가되고, 실렉션 트랜지스터(13)는 턴 온 된다.
드레인 드라이버(4)는 도 7에 도시된 바와 같이 시프트 레지스터(41), 래치 회로(42 및 43) 및 레벨 체인지 회로(44)를 포함한다.
시프트 레지스터(41)에서, (고레벨의) "1"은 드레인 제어 신호 발생기 회로(2l)로부터 공급된 드레인 제어 신호(DCONT)에 포함된 스타트 신호에 의해 제 1 비트에 설정되고, 드레인 제어 신호(DCONT)에 포함된 이동 신호가 공급될 때마다 한 개 비트에 의해 이동된다.
래치 회로(42)는 시프트 레지스터(41)의 비트 수에 대응하는 개수로 래치 서브-회로를 포함하고, 광 방사 신호 출력부(2f)로부터 공급된 광 방사 신호(IMG)를 "1" 비트에 대응하는 시프트 레지스터(41)의 래치 회로에 래치 한다.
서브-프레임내의 게이트 라인(GL1)에 대한 광 방사 신호(IMG)는 래치 회로(42)에 의해 래치될 때, 광 방사 신호(IMG)는 드레인 제어 신호(DCONT)내의 스위치 신호에 따라 다음 단계에서 래치 회로(43)에 의해 래치 된다. 게다가, 래치 회로(42)는 다음 라인을 위해 광 방사 신호(IMG)를 래치 한다.
레벨 체인지 회로(44)는 미리 결정된 전압 레벨을 갖는 구동 신호(Y1내지 YM)를, 드레인 제어 신호(DCONT)의 출력 이네이블 신호를 기초로 래치 회로(43)에 의해 래치된 광 방사 신호(IMG)에 대응하여, 유기 전자 발광 패널(1)의 드레인 라인(DL)에 출력한다. 레벨 체인지 회로(44)로부터 출력된 구동 신호(Y1내지 YM)는 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트(12a)에 저장되어, 드라이브 트랜지스터(12)는 턴 온 된다.
도 1에 도시된 커먼 드라이버(5)는 커먼 제어 신호 발생기 회로(2m)로부터 공급된 커먼 제어 신호(CCONT)를 기초로 하여, 유기 전자 발광 소자(11)의 애노드 전극(11c)에 인가되는 커먼 신호(Z1내지 ZN)를 발생한다. 이런 커먼 신호들은 모든 행에 대해 커먼 라인(CL)을 통해 유기 전자 발광 소자(11)의 애노드 전극(11c)에 인가된다. 각각 제 1 서브-프레임으로부터 제 4 서브-프레임에 인가된 전압(Vdd1, Vdd2, Vdd4 및 Vdd8)에 의해 선택되는 유기 전자 발광 소자(11)의 서브-프레임들 사이의 휘도비는 1: 2: 4: 8이다. 가장 낮은 전압 레벨을 갖는 Vdd1은 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트 전압(Vg)이 15(V)로 설정될 때, 드라이브 트랜지스터(12)의 소스-드레인 전압(Vsd)이 3(V)를 초과하는 전압에 설정되고, Vdd1은 바람직하게 도 2에 도시된 Vth에 가깝게 된다. 가장 높은 레벨의 전압이 인가되는 제 4 서브-프레임내의 애노드 전극(11c)에 인가된 전압(Vdd8)은 바람직하게 (Vth+Vx)에 가깝게 된다. (한 영상이 계속 표시되는) 한 프레임이 16.7 ms라고 가정하면, 이 한 프레임 주기는 (제 1 서브-프레임 내지 제 4 서브-프레임 동안의) 4개의 서브-프레임 주기로 분할된다. 각각의 서브-프레임 기록 주기(TW1 내지 TW4)는 4.2 ms이다. 각각의 서브-프레임 주기(TE1 내지 TE4)는 실질적으로 4.2 ms이다. 각각의 서브-프레임 광 방사 주기(TE1 내지 TE4)는 실질적으로 8.2 ms이다. 각 행에서 유기 전자 발광 소자(11)의 서브-프레임 주기의 실질적인 광 방사 주기는 서브-프레임 전압(Vdd)이 인가되는 주기이고, 실질적으로 서브-프레임 기록 시간(TW)과 동일하다. 제 N 행이 제 480 행인 경우에는, 광 방사 주기는 실질적으로 4.2 ms이다.
다음에, 본 실시예에 따른 한 프레임 주기의 유기 전자 발광 표시 장치의 동작에 관하여 설명될 것이다.
RGB 익스트랙션 회로(2a)에 의해 미리 결정된 타이밍에서 추출되는 R, G 및 B 이미지 신호(Sp)는 A/D 변환기에 의해 디지털 변환되고, 보정 회로(2c)에 의해 γ-보정 등과 같은 보정을 받게 된다. 그 후, 이 신호는 이미지 신호 메모리부(2e)에 저장된다. 이미지 신호 메모리부(2e)에 저장된 이미지 신호(Sp)는 전에 기술된 바와 같이 각각 4자리로 이루어져 있는 2진 값으로 표시된다.
계조 광 방사는 퍼스널 컴퓨터(PC) 등으로부터 출력된 디지털 이미지 신호(Sd)의 데이터를 비디오 신호(Sv)를 사용하는 대신 보정 회로(2c)에 직접 출력해서 얻어진다.
한편, 게이트 제어 신호 발생기 회로(2k), 드레인 제어 신호 발생기 회로(2l) 및 커먼 제어 신호 발생기 회로(2m)는, 동기화 신호 익스트랙션 회로(2g)에 의해 추출된 수평 및 수직 신호와 기준 클록 발생기 회로(2j)에 의해 발생된 기준 클록(CLK)을 기초로 하여, 각각 게이트 제어 신호(GCONT), 드레인 제어 신호(DCONT) 및 커먼 제어 신호(CCONT)를 발생한다.
제 1 서브-프레임에서, 광 방사 신호 출력부(2f)는 기준 클록 발생 회로(2j)에 의해 발생된 기준 클록(CLK)에 따라 이미지 신호 메모리부(2e)에 저장된 한 프레임에 대한 이미지 신호(Sp)의 제 1 자리(즉 제일 낮은 자리)를 연속으로 판독하고, 광 방사 신호(IMG)로써 제 1 자리를 드레인 드라이버(4)에 출력한다. 광 방사 신호(IMG)가 광 방사 신호 출력부(2f)로부터 출력되는 타이밍과 동일한 타이밍에, 드레인 제어 신호 발생기 회로(2l)는 스타트 신호를 드레인 드라이버(4)에 출력한다.
드레인 드라이버(4)에서, 스타트 신호가 시프트 레지스터(41)에 공급될 때, "1"은 시프트 레지스터(41)의 제 1 비트에 설정된다. 게다가, 드레인 제어 신호(DCONT)의 시프트 신호가 입력될 때마다, 시프트 레지스터(41)는 비트-시프팅(bit-shifting)을 수행한다. 시프트 레지스터(41)가 비트-시프팅(bit-shifting)을 수행하는 동안, 래치 회로(42)는 연속으로 광 방사 신호 출력부(2f)로부터 제 1 서브-프레임의 광 방사 신호(IMG)를 제 1 행으로부터의 순서로 래치 한다. 래치 회로(42)에 의해 래치된 제 1 서브-프레임의 한 행에 대한 광 방사 신호(IMG)는 드레인 제어 신호(DCONT)의 스위치 신호에 의해, 제 2 단계의 래치 회로(43)에 의해 래치 된다. 다음으로, 드레인 드라이버(4)는 상기 동일한 동작에 의해 제 2 및 이상의 행에 대해 광 방사 신호(IMG)를 받아들인다. 드레인 드라이버(4)는 제 N에 대해 제 1 서브-프레임의 광 방사 신호(IMG)의 받아들이기를 완료할 때, 드레인 드라이버(4)는 연속으로 제 2 서브-프레임의 광 방사 신호(IMG)를 받아들인다.
게이트 드라이버(3)는 우선 게이트 제어 신호 발생기 회로(2l)로부터의 게이트 제어 신호(GCONT)를 기초로 하여, 기준 클록(CLK)의 한 주기 동안 실렉션 신호(X1)를 제 1 행의 게이트 라인(GL)에 출력한다. 이런 식으로, 제 1 행의 게이트 라인(GL)에 연결된 실렉션 트랜지스터(13)는 턴 온 된다. 이 상태에서, 드레인 드라이버(4)의 레벨 체인지 회로(44)는 드레인 제어 신호의 출력 이네이블 신호로 공급되고, 래치 회로(43)에 의해 래치된 광 방사 신호(IMG)에 따라, 미리 결정된 전압을 갖는 구동 신호(Y1내지 YM)는 레벨 체인지 회로(44)로부터 대응하는 행의 드레인 라인(D1)에 출력된다. 다음엔, 실렉션 신호(X1)가 출력되는 주기 내에, 구동 신호(Y1내지 YM)는 제 1 행의 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트(12a)에 기록된다.
제 1 행의 드라이브 트랜지스터(12)는 구동 신호(Y1내지 YM)가 고레벨에 있을 때 턴 온 되고, 구동 신호(Y1내지 YM)가 저레벨에 있을 때 턴 오프 된다. 제 1 행의 게이트 라인(GL)의 선택이 완료되자마자, 커먼 드라이버(5)는 게이트 드라이버(3)가 제 2 서브-프레임내의 제 1 행의 게이트 라인을 선택할 때까지, Vdd1 (=Vth+1/8Vx)의 전압 레벨의 커먼 신호(Z1)를 제 1 행의 커먼 라인(CL)을 통해 계속 인가한다.
드라이브 트랜지스터(12)가 턴 온 될 때, 드라이브 트랜지스터의 ON 저항은 유기 전자 발광 소자(11)의 저항 보다 충분히 작고, 따라서 Vdd1 레벨과 실질적으로 동일한 전압이 유기 전자 발광 소자(11)의 전극 사이에 인가되어 광 방사는 제 1 서브-프레임 광 방사 주기(TE1)내에서 광 방사 휘도 1로 얻어진다. 따라서, 전압 레벨에 대응하는 전류는 유기 전자 발광 소자(11)의 유기 전자 발광층(11b)을 통해 흘러, 선택된 유기 전자 발광 소자(11)는 발광한다. 한편, 드라이브 트랜지스터(12)가 턴 오프 될 때, 드라이브 트랜지스터의 OFF 저항은 유기 전자 발광 소자의 저항 보다 충분히 크고, 따라서 임계값보다 높은 전압은 유기 전자 발광 소자(11)의 전극 사이에서 흐르지 않는다. 이 결과로써, 유기 전자 발광 소자(11)는 발광하지 않는다.
커먼 신호(Z1)가, 제 1 행의 게이트 라인(GL)이 선택된 후에 제 1 행의 커먼 라인(CL)을 통해 출력되는 동안, 게이트 드라이버(2)는 다음에 제 2 행의 게이트 라인(GL)을 선택한다. 다음으로, 제 2 행에 대한 구동 신호(Y1내지 YM)는 마찬가지로 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트(12a)에 기록된다. 다음에, 유기 전자 발광 소자(11)는 상기와 동일한 방법으로 발광한다. 게다가, 커먼 신호(ZN)를 마지막 행(또는 제 N 행)의 커먼 라인(CL)에 출력하는 것이 완료될 때, 제 1 서브-프레임은 완료된다. 상기와 같이, 제 1 서브-프레임에서, 제 1 자리로써 각각 "1"을 갖는 이미지 신호(Sp)를 갖는 그런 유기 전자 발광 소자(11)는 휘도 1로 발광하고, 제 1 자리로써 각각 "0"을 갖는 이미지 신호(Sp)를 갖는 그런 유기 전자 발광 소자(11)는 발광하지 않는다. 제 1 서브-프레임 광 방사 주기(TE1)에서, 각 행의 유기 전자 발광 소자(11)가 발광하는 주기는 실질적으로 Vdd1이 인가되는 주기이다.
게다가, 제 2 서브-프레임 기록 주기(TW2)는, 제 N 행의 광 방사가 제 1 서브-프레임 광 방사 주기(TE1)로 끝나기 전에 시작된다. 특히, 제 N 행으로의 기록이 서브-프레임 기록 주기(TW1)에서 완료된 후, 행들은 연속으로 서브-프레임 기록 주기(TW2)내의 제 1 행으로부터 선택된다. 따라서, 제 1 서브-프레임 광 방사 주기(TE1)내의 제 N 행의 광 방사와 제 2 서브-프레임 광 방사 주기(TE2)내의 제 1 행의 광 방사는 시간축 상에 서로 부분적으로 겹친다. 제 2 서브-프레임에서의 동작은 제 1 서브-프레임의 경우와 비슷하다. 그러나, 광 방사 신호 출력부(2f)는 이미지 신호(Sp)의 제 1 자리를 대신하여 광 방사 신호(IMG)로써, 이미지 신호 메모리부(2e)에 저장된 제 2 자리(즉 제 2의 가장 낮은 자리)를 출력한다. 게다가, 커먼 드라이버(5)로부터 출력된 커먼 신호(Z1내지 ZN)의 전압 레벨은 Vdd2 (=Vth+1/3Vx)로 설정되어, 광 방사는 제 2 서브-프레임 광 방사 주기(TE2)의 휘도 2로 얻어진다. 따라서, 행의 유기 전자 발광 소자(11)는 전압(Vdd2)이 인가되고, 선택이 제 2 서브-프레임 기록 주기(TW2)의 모든 행에 대해 연속으로 된 후 즉시 제 2 서브-프레임 광 방사 주기(TE2)로 발광한다. 그러므로, 제 2 서브-프레임의 유기 전자 발광 소자(11)의 광 방사 휘도는 제 1 서브-프레임의 유기 전자 발광 소자(11)의 광 방사 휘도보다 두 배 높은 휘도 2이다. 제 2 서브-프레임 광 방사 주기(TE2)에서, 각 행의 유기 전자 발광 소자(11)의 주기는 실질적으로 Vdd2가 인가되는 주기이다.
그러므로, 제 2 서브-프레임에서, 각각 "1"의 제 2 자리를 갖는 이미지 신호를 가지는 그런 유기 전자 발광 소자(11)는 휘도 2로 발광하고, 각각 "0"의 제 2 자리를 갖는 이미지 신호를 가지는 그런 유기 전자 발광 소자(11)는 발광하지 않는다.
제 3 서브-프레임에서의 동작은 실질적으로 제 1 서브-프레임에서의 경우와 동일하다. 그러나, 광 방사 신호 출력부(2f)는, 이미지 신호(Sp)의 제 1 자리를 대신하여 광 방사 신호(IMG)로써 이미지 신호 메모리부(2e)에 저장된 이미지 신호(Sp)의 제 3 자리(즉 제 3의 가장 낮은 자리)를 출력한다. 게다가, 커먼 드라이버(5)로부터 출력된 커먼 신호(Z1내지 ZN)의 전압 레벨은 Vdd4 (=Vth+1/2Vx)로 설정되어, 광 방사는 제 3 서브-프레임 광 방사 주기(TE3)의 휘도 4로 얻어진다. 따라서, 행의 유기 전자 발광 소자(11)는 전압(Vdd4)이 공급되고, 선택이 제 3 서브-프레임 기록 주기(TW3)의 모든 행에 대해 연속으로 된 후 즉시 제 3 서브-프레임 광 방사 주기(TE3)로 발광한다. 그러므로, 제 3 서브-프레임의 유기 전자 발광 소자(11)의 광 방사 휘도는 제 1 서브-프레임의 유기 전자 발광 소자(11)의 광 방사 휘도보다 4배 높은 휘도 4이다. 제 3 서브-프레임 광 방사 주기(TE3)에서, 각 행의 유기 전자 발광 소자(11)의 주기는 실질적으로 Vdd4가 인가되는 주기이다.
따라서, 제 3 서브-프레임에서, 각각 "1"의 제 3 자리를 갖는 이미지 신호를 가지는 그런 유기 전자 발광 소자(11)는 휘도 4로 발광하고, 각각 "0"의 제 3 자리를 갖는 이미지 신호를 가지는 그런 유기 전자 발광 소자(11)는 발광하지 않는다.
제 4 서브-프레임에서의 동작은 실질적으로 제 1 서브-프레임에서의 경우와 동일하다. 그러나, 광 방사 신호 출력부(2f)는, 이미지 신호(Sp)의 제 1 자리를 대신하여 광 방사 신호(IMG)로써 이미지 신호 메모리부(2e)에 저장된 이미지 신호(Sp)의 제 4 자리(즉 가장 높은 자리)를 출력한다. 게다가, 커먼 드라이버(5)로부터 출력된 커먼 신호(Z1내지 ZN)의 전압 레벨은 Vdd8 (=Vth+Vx)로 설정되어, 광 방사는 제 4 서브-프레임 광 방사 주기(TE4)의 휘도 8로 얻어진다. 따라서, 행의 유기 전자 발광 소자(11)는 전압(Vdd8)이 공급되고, 선택이 제 4 서브-프레임 기록 주기(TW4)의 모든 행에 대해 연속으로 된 후 즉시 제 4 서브-프레임 광 방사 주기(TE4)로 발광한다. 그러므로, 제 4 서브-프레임의 유기 전자 발광 소자(11)의 광 방사 휘도는 제 1 서브-프레임의 유기 전자 발광 소자(11)의 광 방사 휘도보다 8배 높은 휘도 8이다. 제 4 서브-프레임 광 방사 주기(TE4)에서, 각 행의 유기 전자 발광 소자(11)의 주기는 실질적으로 Vdd8이 인가되는 주기이다.
따라서, 제 4 서브-프레임에서, 각각 "1"의 제 4 자리를 갖는 이미지 신호를 가지는 그런 유기 전자 발광 소자(11)는 휘도 8로 발광하고, 각각 "0"의 제 4 자리를 갖는 이미지 신호를 가지는 그런 유기 전자 발광 소자(11)는 발광하지 않는다. 커먼 신호(Z1내지 ZN)의 모든 전압 레벨(Vdd1 내지 Vdd8)이 Vth로부터 (Vth+Vx) 범위 내로 설정될지라도, 인가된 전압값이 배열되어 제 1 서브-프레임에서 제 4 서브-프레임까지의 휘도 비가 1: 2: 4: 8인 한에서는 인가된 전압값의 비는 항상 휘도 비와 동일할 필요는 없다. 그러므로, 휘도 비에 대응하는 전압은, 광 방사 휘도와 전압값이 선형 함수에 의해 표시될 수 없는 특성을 가지는 유기 전자 발광 소자를 사용할 경우에 인가된다.
상기 구동 방법에서, 각각의 서브-프레임 기록 주기로 출력된 실렉션 신호(X1내지 XN)와 커먼 신호(Z1내지 ZN)의 타이밍은 도 8에 도시된 바와 같이 모든 행에 대해 이동된다. 그러므로, 제 1 행의 선택된 화소가 발광하는 서브-프레임 광 방사 주기와 제 N 행의 선택된 화소가 발광하는 서브-프레임 광 방사 주기는 각각 제 1 서브-프레임 광 방사 주기(TE1)의 제 1 절반과 제 2 절반이 되도록 서로로부터 이동된다.
따라서, 제 N 행의 선택된 화소가 발광하는 광 방사 주기는 제 1 행 내지 제 (N-1) 행의 다음 서브-프레임 기록 주기에 브리지(bridge)한다. 제 1 서브-프레임 내지 제 4 서브-프레임으로 분할된 이미지는 애프터-이미지(after-image) 현상에 의해 한 프레임의 한 이미지로써 시각적으로 합성된다. 제 1 내지 제 4 서브-프레임을 반복함으로써, 복수의 프레임 이미지는 연속으로 표시될 수 있다.
이 경우에, 한 프레임에 15의 계조 값을 갖는 유기 전자 발광 소자(11)의 휘도의 총계는 15이다. 한 프레임에 0의 계조 값을 갖는 유기 전자 발광 소자(11)의 휘도의 총계는 0이다. 한 프레임의 중간 계조 값을 갖는 유기 전자 발광 소자(11)의 휘도의 총계는 중간 계조 값에 대응하는 값이다. 이 결과로써, 각각의 유기 전자 발광 소자(11)는 마치 한 프레임의 계조 값에 대응하는 휘도로 발광하는 것처럼 시각적으로 나타난다. 게다가, R, G 및 B의 유기 전자 발광 소자(11)의 세 유형으로부터 발광된 빛은 시각적으로 합성되어, 마치 풀-컬러가 유기 전자 발광 패널(1)상에 표시되는 것처럼 나타난다. 도 8에서, 커먼 신호(Za)는 실렉션 신호(Xa) 후 즉시 출력된다(여기서 a는 1≤a≤N의 관계를 만족시키는 정수이다). 커먼 신호(Za)는 도 9에서 실렉션 신호(Xa)와 동기를 맞추어, 또는 실렉션 신호(Xa) 위에 부분적으로 또는 완전히 겹치는 타이밍으로 출력된다.
상기에서와 같이, 본 실시예에 따른 유기 전자 발광 표시 장치에서, 드라이브 트랜지스터(12)는 2진 ON/OFF 스위치로 사용되어 드레인 전류(Isd)는 포화되고, 커먼 드라이버(5)에 연결된 애노드 전극(11c)에 인가되는 전압은 제어되어 이에 의해 계조 표시를 한다. 따라서, 드라이브 트랜지스터(12) 및/또는 실렉션 트랜지스터(13)의 특성이 변할지라도, 각 화소의 유기 전자 발광 소자(11)로부터 애노드 전극(11c)의 측면으로 발광된 빛의 양은 동일한 한 계조에서 일정하게 유지될 수 있다. 따라서, 유기 전자 발광 표시 장치는 고화질의 표시된 이미지를 얻는다. 게다가, 제조 단계를 거쳐 제조된 복수의 유기 전자 발광 패널 사이의 표시 성능에는 아무런 차이점이 없다. 광-반사-캐소드(11a), 광 방사 층(11b) 및 투명 애노드 전극(11c)이 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 트랜지스터(12 및 13) 상에 제공되므로, 트랜지스터는 화소 영역을 제한하지 못하지만, 매우 높은 비율로 각각 광 방사 영역을 얻는 화소를 갖는 표시 장치를 실현할 수 있다. 게다가, 광 방사 층(11b)으로부터의 광 방사는 캐소드 전극(11a)에 의해 보호되어, 트랜지스터(12 및 13)의 반도체 층은 동작 오류를 일으키는 광학적인 여기가 방지된다.
상기 실시예에서, 게이트 드라이버(3)가 한 서브-프레임에서 게이트 라인(GL)을 선택하고, 게이트 드라이버(3)가 다음 서브-프레임에서 동일한 게이트 라인(GL)을 선택할 때까지 구동 신호(Y1내지 YM)가 드레인 드라이버(4)로부터 기록된 후에, 커먼 드라이버(5)는 커먼 신호(Z1내지 ZN)를 출력한다. 즉, 각각의 서브-프레임에서 유기 전자 발광 소자의 광 방사 주기는 실질적으로 한 서브-프레임 주기에 가깝다. 이 결과로써, 충분히 이미지를 표시할 수 있다.
게다가, 본 실시예를 따르는 유기 전자 발광 표시 장치에서, 각 행의 유기 전자 발광 소자(11)의 애노드 전극은 각 행의 커먼에 형성되고, 유기 전자 발광 소자(11)의 광 방사는 커먼 드라이버(5)로부터의 커먼 신호(Z1내지 ZN)에 의해 각 행마다 시작되고 중단된다. 따라서, 모든 화소가 한 서브-프레임에서 동시에 비추어지는 플라즈마 표시 패널 등을 위해 사용되는 방법과 비교하여, 전송 지연의 변동은 전체 유기 전자 발광 패널(1)이 균일하게 발광할 수 있도록 감소된다. 높은 저항 값을 갖는 ITO 등과 같은 물질은 광 투명성의 관점에서 유기 전자 발광 소자의 애노드 전극을 위해 선택되어야만 한다. 따라서, 종래의 애노드 전극은 완전히 한 시트로 만들어질 수 있을지라도 종래의 애노드 전극의 시트 저항이 부분적으로 변하므로 휘도의 부분적인 변화를 일으킨다. 대조적으로, 본 실시예에 따른 표시 장치에서, 애노드 전극(11c)은 모든 행에 대해 커먼에 형성되어, 커먼 전압은 종래의 애노드 전극에서 보다 작게 변한다. 그러므로, 유기 전자 발광 소자(11)는 실질적으로 동일한 휘도로 발광할 수 있다.
게다가, 본 실시예는 광 방사 소자로써 우수한 응답 특성을 갖는 유기 전자 발광 소자(11)를 사용하는 유기 전자 발광 표시 장치의 한 예를 인용한다. 유기 전자 발광 소자(11)는 우수한 응답 특성을 가지므로, 한 프레임이 서브-프레임들로 분할되고, 유기 전자 발광 소자(11)에 전압이 인가되는 주기가 짧아질지라도, 충분한 양의 빛을 얻을 수 있다. 특히, 본 발명은 바람직하게도 유기 전자 발광 표시 장치에 적용된다.
상기 실시예에서, 유기 전자 발광 패널의 각 화소는 유기 전자 발광 소자(11), TFT로 만들어진 드라이브 트랜지스터(12), 실렉션 트랜지스터(13) 및 커패시터(Cp)를 포함한다. 그러나, 유기 전자 발광 패널의 각 화소의 구조는 지금까지에 제한되지 않고, MIM 등과 같은 스위칭 소자는 실렉션 트랜지스터 및/또는 드라이브 트랜지스터로 사용된다.
게다가, 본 실시예에서, 드라이브 트랜지스터(12)와 유기 전자 발광 소자(11)는 직렬로 연결되고, 애노드와 캐소드 중의 하나는 커먼 라인(CL)에 연결되는 반면, 나머지 하나는 접지선에 접지 된다. 그러나, 양전위 또는 음전위에 설정되는 고정선은 접지선을 대신하여 사용되고, 커먼 라인(CL)에 인가된 0과는 다른 계조 전압의 최소값은 고정선 전위의 포지티브 측에서 더욱 높고 도 2의 Vth의 절대값 이상에 의해 이동되는 전위에 설정된다.
본 실시예에서, 이미지 신호 메모리부(2e)에 저장된 한 프레임에 대한 이미지 신호(Sp) 중에서 제 1 행 내지 제 N 행의 제 1 자리에 대응하는 제 1 서브-프레임에 대한 그런 신호는 기준 클록 발생기 회로(2j)의 타이밍을 기초로 하여 제 1 행부터 제 N 행까지의 순서로 모든 행에 대해 광 방사 신호 출력부(2f)에 판독된다. 다음에, 이미지 신호(Sp) 중에서 제 1 행 내지 제 N 행의 제 2 자리에 대응하는 제 2 서브-프레임에 대한 그런 신호는 모든 행에 대해 판독된다. 결국, 이미지 신호(Sp) 중에서 제 1 행 내지 제 N 행의 제 4 자리에 대응하는 제 4 서브-프레임에 대한 그런 신호는 모든 행에 대해 판독된다. 따라서, 한 프레임에 대한 데이터는 설정되어 이미지 신호(Sp)는 판독된다. 광 방사 신호 출력부(2f)는 기준 클록 발생기 회로를 기초로 하여 광 방사 신호 출력부(2f)에 의해 다음에 판독된 이미지 신호(Sp)에 대응하여 모든 행의 모든 서브-프레임에 대한 ON/OFF 신호를 출력한다. 이 점에서, 도 6에 도시된 바와 같은 뒤따르는 배열을 만들 수 있다. 특히, 이미지 신호 메모리부(2e)는 각기 4자리로 이루어져 있는 한 프레임에 대한 이미지 신호(Sp)를 모든 행 또는 모든 한 프레임에 대한 광 방사 신호 출력부(2f)의 계산 회로(2fc)에 출력하고, 제 1 내지 제 4 서브-프레임에 대응하는 자리들은 각각 분할되어 서브-프레임 메모리(M1, M2, M3 및 M4)에 분배된다. 따라서, 분할된 데이터는 판독 회로(2fr)에 출력되고, 모든 행의 서브-프레임에 대응하는 광 방사 신호는 연속으로 기준 클록 발생기 회로(2j)의 기준 클록을 기초로 하여 드레인 드라이버에 출력된다.
게다가, 본 실시예에서, 드라이브 트랜지스터(12)는 유기 전자 발광 소자(11)의 캐소드 전극(11a)에 연결된다. 그러나, 드라이브 트랜지스터(12)는 유기 전자 발광 소자(11)의 애노드 전극(11c)에 연결된다.
다음에 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전자 발광 표시 장치는 설명될 것이다. 유기 전자 발광 패널을 갖는 유기 전자 발광 표시 장치의 구조는 도 17에 도시된다. 도 18은 도 17에 도시된 유기 전자 발광 패널의 한 화소에 대응하는 구조를 도시하는 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따르는 유기 전자 발광 패널의 한 화소는 유기 전자 발광 소자(51), 드라이브 트랜지스터(52), 실렉션 트랜지스터(53) 및 데이터 유지 커패시터(Cp)를 포함한다.
실렉션 트랜지스터(53)는 게이트 라인(GL)에 연결된 게이트 전극(53g), 게이트 전극(53g) 상에 제공된 게이트 절연 박막(56), 게이트 절연 박막(56) 상에 제공된 반도체 층(57), 드레인 라인(DL)에 연결된 드레인 전극(53d) 및 소스 전극(53s)을 포함한다.
드라이브 트랜지스터(52)는 실렉션 트랜지스터(53)의 소스 전극(53s)에 연결된 게이트 전극(52g), 게이트 전극(52g) 상에 제공된 게이트 절연 박막(56), 게이트 절연 박막(56) 상에 제공된 반도체 층(57), 드레인 전극(52d) 및 소스 전극(52s)을 포함한다. 드라이브 트랜지스터(52)의 드레인 전극(52d)은 모든 행에 대해 커먼 라인(CL)을 통해 커먼 드라이버(5)에 연결되고, 소스 전극(52s)은 유기 전자 발광 소자(51)의 애노드 전극(51a)에 연결된다.
게다가, 드레인 드라이버(4)로부터의 구동 신호(Y1내지 YM)는 데이터 유지 커패시터(Cp)에서 유지된다.
게다가, 유기 전자 발광 패널의 기판(55) 상의 각 화소에서, 유기 전자 발광 소자(51)는 드라이브 트랜지스터(52), 실렉션 트랜지스터(53) 또는 데이터 유지 커패시터(Cp)가 형성되지 않는 구획에 형성된다.
유기 전자 발광 소자(51)는 ITO로 만들어진 애노드 전극(51a), 유기 전자 발광층(51b) 및 낮은 일함수를 갖는 광-반사 금속으로 만들어진 캐소드 전극(51c)을 포함한다. 애노드 전극(51a)은 상기 실시예의 유기 전자 발광 패널에서처럼 각 행에 대해 공통인 것 중의 하나로써 형성되지는 않지만, 모든 유기 전자 발광 소자(51)에 대해 독립적으로 형성된다. 모든 캐소드 전극(51c)은 접지 된다.
도 10은 제 3 실시예에 따라 유기 전자 발광 표시 장치에 사용된 유기 전자 발광 패널의 한 화소의 등가 회로의 회로 구성을 도시한다. 도 11은 제 3 실시예에 따라 유기 전자 발광 표시 장치의 동작을 도시하는 타이밍 차트이다.
각각의 유기 전자 발광 소자(11)에서, 애노드 전극은 접지 되고, 캐소드 전극은 드라이브 트랜지스터(12)의 소스에 연결된다. 미리 결정된 행의 드라이브 트랜지스터(12)의 드레인은 공통으로 커먼 라인(CL)에 연결된다. 커먼 드라이버(5)는 도 11에 도시된 바와 같이 선택적으로 서브-프레임 주기에 대응하여 -Vdd1, -Vdd2, -Vdd4 및-Vdd8 중 어느 하나를 인가한다.
본 실시예에서, 드라이브 트랜지스터(12)와 유기 전자 발광 소자(11)는 서로와 직렬로 연결되고, 애노드와 캐소드 중 하나는 접지 되는 반면, 나머지 하나는 커먼 라인(CL)에 연결된다. 그러나, 양전위 또는 음전위에 설정된 고정선은 접지선을 대신하여 사용되고, 커먼 라인(CL)에 인가된 0과는 다른 계조 전압의 최소값은 고정선 전위의 포지티브 측에서 더욱 높고 도 2에서 Vth의 절대값 이상에 의해 이동되는 전위에 설정된다.
도 12는 제 4 실시예에 따라 유기 전자 발광 표시 장치에 사용된 유기 전자 발광 패널의 한 화소의 등가 회로의 회로 구성을 도시한다. 도 13은 도 12에 도시된 유기 전자 발광 패널의 한 화소의 구조를 도시하는 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 제 4 실시예에 따라 유기 전자 발광 패널의 한 화소는 유기 전자 발광 소자(51), 드라이브 트랜지스터(52), 데이터 유지 커패시터(Cp) 및 실렉션 트랜지스터(53)를 포함한다. 도면에서, 기준(53g, 53d 및 53s)은 각각 실렉션 트랜지스터(53)의 게이트 전극, 드레인 전극 및 소스 전극을 나타낸다. 기준(52g, 52d 및 52s)은 각각 드라이브 트랜지스터(52)의 게이트 전극, 드레인 전극 및 소스 전극을 나타낸다.
유기 전자 발광 패널에서, 드레인 드라이버(4)로부터의 구동 신호(Y1내지 YM)는 데이터 유지 커패시터(Cp)에 유지된다. 게다가, 드라이브 트랜지스터(52)와 데이터 유지 커패시터(Cp)는 상기 실시예에서의 드라이브 트랜지스터(12)와 데이터 유지 커패시터(Cp)에 의해 얻어진 기능과 동일한 기능을 실현한다.
게다가, 유기 전자 발광 패널에서, 각각의 유기 전자 발광 소자는 캐소드 전극(51c), 유기 전자 발광층(51b) 및 애노드 전극(51a)을 포함하고, 각각의 화소에서 유기 전자 발광 소자(51)는 드라이브 트랜지스터(52), 데이터 유지 커패시터(Cp) 또는 실렉션 트랜지스터(53)가 형성되지 않은 구획에 형성된다. 캐소드 전극(51c)은 상기 실시예에서의 유기 전자 발광 패널에서처럼 각 행에 공통인 것 중의 하나로써 형성되지는 않지만, 모든 유기 전자 발광 소자(51)에 대해 독립적으로 형성된다. 모든 캐소드 전극(51c)은 접지 된다. 유기 전자 발광 소자(51)의 애노드 전극(51a)은 이들 사이에 삽입된 절연 박막과 (도시되지 않은) 데이터선 상에 형성된 (도시되지 않은) 커먼 라인에 연결된다. 드라이브 트랜지스터(52)의 소스 전극(52s)에는 항상 고정 전압(Vds=Vth)이 인가된다.
유기 전자 발광 패널이 상기 경우에서처럼 동일한 방법으로 구동되는 경우에는, 유기 전자 발광 소자(51)가 상기 도 2에 도시된 바와 같은 특성을 갖는다고 가정하면, 커먼 라인(CL)에 인가된 전압은 각각 제 1 내지 제 4 서브-프레임의 -1/8Vx, -1/4Vx, -1/2Vx 및 -Vx이다.
이 유기 전자 발광 패널에서, 도 13에 도시된 바와 같이, 캐소드 전극(51c)은 이들 사이에 삽입된 투명 절연 박막(56)과 유리 기판(55)의 측면에 형성된다. 캐소드 전극(51c)은 투명 ITO 층으로 만들어지던가, 광 방사 층(51b)과의 인터페이스(interface)의 측면에 제공된 유기 전자 발광층(51b)의 물질내 낮은 일함수를 갖는 Mg 등과 같은 물질을 분산해서 형성된 층과 유리 기판(55)의 측면에 제공된 ITO 층으로 이루어져 있는 투명한 2-층 구조를 갖는다. 그러므로, 유기 전자 발광층(51b)에 의해 발광된 빛은 투명 유리 기판(55)을 통해 관통하여, 이미지는 유리 기판의 측면에 표시된다. 게다가, 본 실시예의 유기 전자 발광 소자는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같은 구조로 구성된다.
상기 실시예에 따르는 유기 전자 발광 패널(1)에서, 캐소드 전극(51c)과 애노드 전극(51a)은 각각 드라이브 트랜지스터(52)와 커먼 라인(CL)에 연결된다. 그러나, 전극(51a 및 51c)은 반대로 연결된다. 이 경우, 커먼 드라이버로부터 캐소드 전극에 인가된 전압은 고정 전압(Vds) 보다 네거티브(negative) 측에서 낮게 설정된다.
게다가, 고정 전압(Vds)은 라인을 통해 인가되며, 커먼 라인(CL)과 상기 라인은 반대로 연결된다.
상기 실시예에서, 커먼 라인(CL)이 전위의 포지티브 측으로 이동되는 한, 드라이브 트랜지스터(52)의 소스 전극(52s)은 양전위, 전위 0V 및 음전위 중 어느 하나이다.
또한, 상기 실시예에서, 유기 전자 발광 소자(11)의 광 방사 휘도는 애노드와 캐소드 사이에 인가된 전압이 임계 전압을 초과함에 따라 선형으로 증가한다. 따라서, 임계 전압의 극성을 역으로 반전해서 얻은 전압(-Vdd)은 유기 전자 발광 소자(11)의 캐소드 전극(11a)에 인가되고, 애노드 전극(11c)에 인가된 전압은 모든 서브-프레임에서 광 방사 휘도에 비례하여 제어되고, 이에 의해 유기 전자 발광 소자(11)의 광 방사 휘도를 제어한다. 게다가, 광 방사 휘도가 임계 전압 이상의 전압에 응하여 선형으로 증가하지 않는 유기 전자 발광 소자에 본 발명을 적용할 수 있다. 이 경우, 유기 전자 발광 소자의 애노드와 캐소드 사이에 인가된 전압은 제어되어, 유기 전자 발광 소자의 광 방사 휘도는 미리 결정된 서브-프레임 사이의 미리 결정된 비율을 만족시킨다.
상기 실시예에서, 한 프레임은 광 방사 휘도가 1: 2: 4: 8의 비율을 만족시키는 4개의 서브-프레임으로 분할되고, 이 서브-프레임들은 16 계조 레벨의 표시를 얻도록 선택된다. 그러나, 본 발명에 따른 유기 전자 발광 표시 장치는 32 이상의 임의 계조 레벨의 한 영상을 표시할 수 있다. 예를 들면, 2n계조 레벨을 표시하기 위하여, 한 프레임은 n 개의 서브-프레임으로 분할되고, 서브-프레임들의 광 방사량 사이의 비율은 1: 2: 4: … :2n-1로 설정된다(여기서 n은 1 이상의 정수이다). 게다가, 한 화소가 발광하도록 선택되어야 할지 말지는 상기 실시예에서처럼 2진 값으로 표시된 상기 화소의 계조 값을 기초로 하여 결정된다.
상기 실시예에서, 한 프레임에서의 유기 전자 발광 소자의 광 방사량은 제 1 서브-프레임으로부터의 순으로 점차 증가된다. 그러나, 많은 광 방사량을 갖는 서브-프레임은 일찍 표시되고, 가장 많은 광 방사량을 갖는 서브-프레임은 가장 적은 광 방사량을 갖는 서브-프레임 다음에 표시된다.
상기 실시예에서, 다음 서브-프레임의 광 방사 신호(IMG)가 광 방사 신호(IMG)를 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트에 기록한 후 시작될 때까지, 커먼 신호(Z1내지 ZN)는 커먼 드라이버(5)로부터 유기 전자 발광 소자(11)의 애노드 전극(11c)에 인가된다. 특히, 한 서브-프레임에서 유기 전자 발광 소자(11)의 광 방사 주기는 실질적으로 한 서브-프레임 주기와 동일하다. 그러나, 유기 전자 발광 소자(11)의 광 방사 주기는 임으로 설정된다. 게다가, 유기 전자 발광 패널(1) 상에 표시된 이미지의 휘도는 사용자가 유기 전자 발광 소자(11)의 광 방사 주기를 설정할 수 있는 방법으로 조정된다.
상기 실시예에서, 격행 주사(interlace scanning)는 수행되지 않는다. 그러나, 주사는 행을 홀수 행의 필드와 짝수 행의 필드로 교대로 분할해서 수행된다.
상기 실시예에서, 프레임이 서브-프레임으로 분할되는 이미지 신호(Sp)는 억제(suppression) 없이 직접 표시된다. 그러나, 계조 레벨이 본 발명에서 증가된다면, 드레인 드라이버로부터 드라이브 트랜지스터의 게이트에 데이터를 기록하는 충분한 주기가 얻어질 수 없고, 커먼 드라이버에 의한 유기 전자 발광 소자의 선택적인 광 방사의 충분한 주기가 얻어질 수 없는 경우들이 있다. 이 경우들에서, 이미지 신호(Sp)는 미리 결정된 규칙에 따라 억제되고, 다음에 유기 전자 발광 패널 상에 표시된다.
상기 실시예에서, 각 화소의 광 방사 신호(IMG)에 대응하는 전압은 커패시터(Cp) 또는 데이터 유지 커패시터(Cp)에 유지된다. 이 점에서, 이 구조는 배열되어, 커패시터도 데이터 유지 커패시터도 제공되지 않지만 불순물로 도핑된 게이트 절연 박막을 지닌 메모리 트랜지스터는 드라이브 트랜지스터로 사용된다.
또한 상기 실시예에서, 풀-컬러 이미지를 표시하기 위한 유기 전자 발광 표시 장치는 유기 전자 발광 패널(1) 상의 미리 결정된 순서로 R, G 및 B의 컬러를 위한 광 방사 층을 지닌 유기 전자 발광 소자(11)를 제공하여 구성된다. 따라서, 유기 전자 발광 소자의 3가지 유형을 사용하는 대신, R, G 및 B의 컬러 광을 포함하는 백색광을 발광하기 위한 광 방사 층과 R, G 및 B의 3가지 컬러용 컬러 필터를 지닌 유기 전자 발광 소자를 사용할 수 있다.
게다가, 본 발명은 동일한 컬러를 위한 광 방사 층을 지닌 유기 전자 발광 소자가 매트릭스로 배열되고, 모노크롬(monochrome) 이미지가 컬러 농도에 의해 표시되는 유기 전자 발광 표시 장치에 적용할 수 있다. 이 경우, 이미지 신호(Sp)는 단지 비디오 신호(Sv)의 휘도 신호를 기초로 하여 추출된다.
상기 실시예에서, 본 발명이 화소의 광 방사 소자로써 유기 전자 발광 소자를 각각 사용하는 유기 전자 발광 표시 장치에 적용되는 경우에 대하여 설명된다. 그러나, 본 발명은 각 화소가 실렉션 트랜지스터, 드라이브 트랜지스터(와 데이터 유지 커패시터) 및 광 방사 소자로 이루어져 있는 무기 전자 발광 표시 장치 등과 같은 모든 종류의 표시 장치에 적용할 수 있다. 광 방사 소자가 교류 구동식 무기 전자 발광 소자로 구성되는 경우에는, 극성은 모든 프레임에 대해 반전된다.
또한 상기 실시예에서, 인가된 신호는 서브-프레임 사이에서 서로 다른 전압을 갖도록 배열된다. 그러나, 모든 유기 전자 발광 소자(11)가 각각 동일한 광 방사 영역을 갖는 점으로써 형성된다면, 각각의 서브-프레임에 인가된 신호는 동일한 전류값을 갖는다.
다음에 본 발명의 제 5 실시예는 아래에 설명될 것이다.
이 실시예에서, 실질적으로 한 프레임의 한 이미지를 표시하는 주기로써 한 프레임 주기가 4개의 서브-프레임 주기로 분할되고, 이 서브-프레임의 광-방사량이 16-계조 레벨을 표시하도록 1: 2: 4: 8의 비율로 설정되는 유기 전자 발광 표시 장치의 한 예에 대하여 설명될 것이다.
본 발명의 제 5 실시예에 따른 유기 전자 발광 표시 장치는 유기 전자 발광 패널(1), 제어기(2), 게이트 드라이버(3), 드레인 드라이버(4) 및 커먼 드라이버(5)를 포함한다.
도 1의 등가 회로의 회로 구성에 도시된 바와 같이, 유기 전자 발광 패널(1)의 각 화소는 유기 전자 발광 소자(11), 드라이브 트랜지스터(12), 실렉션 트랜지스터(13) 및 커패시터(Cp)를 포함한다.
유기 전자 발광 소자(11)는 애노드와 캐소드 사이에 임계값 이상의 전압을 인가함으로써 발광하는 광 방사 소자이다. 임계값 이상의 전압이 유기 전자 발광 소자(11)의 애노드와 캐소드 사이에 인가될 때, 전류는 뒤에 기술된 유기 전자 발광층을 통해 흐르고, 유기 전자 발광 소자(11)는 발광한다. 완전히, 적색, 녹색 및 청색으로 발광하는 유기 전자 발광 소자(11)는 매트릭스에서 미리 결정된 순서로 배열된다.
드라이브 트랜지스터(12)는 TFT로 만들어진다. 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트는 실렉션 트랜지스터(13)의 소스에 연결되고, 드라이브 트랜지스터(12)의 소스는 유기 전자 발광 소자(11)의 캐소드 전극에 연결된다. 드라이브 트랜지스터(12)의 드레인은 접지 된다. 드라이브 트랜지스터(12)는 유기 전자 발광 소자(11)에 공급된 전력을 턴 온 하고 턴 오프 하기 위한 스위치로써 사용된다. 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트는 뒤에 기술된 드레인 드라이버(4)로부터 공급된 구동 신호를 유지한다.
유기 전자 발광 소자(11)에 뒤에 기술된 커먼 드라이버(5)로부터의 미리 결정된 전압값 또는 미리 결정된 전류값의 커먼 신호가 인가될 때, 드라이브 트랜지스터(12)의 ON 저항은 유기 전자 발광 소자(11)의 저항 보다 충분히 작게 되고(예를 들면 1/10 배로), OFF 저항은 유기 전자 발광 소자(11)의 저항 보다 충분히 크게 된다(예를 들면 10 배로). 따라서, 드라이브 트랜지스터(12)가 턴 온 되고 있는 동안, 커먼 드라이버(5)로부터 출력된 대부분의 전압은 유기 전자 발광 소자(11)에 분배된다. 그러므로, 드라이브 트랜지스터(12)의 ON 저항은 드라이브 트랜지스터(12)가 턴 온 되고 있는 동안 유기 전자 발광 소자(11)의 저항과 비교하여 무시할 수 있을 정도로 작다. 한편, 드라이브 트랜지스터(12)가 턴 오프 되고 있는 동안, 커먼 드라이버(5)로부터 출력된 대부분의 전압은 드라이브 트랜지스터(12)의 소스와 드레인 사이에 분배된다. 바꾸어 말하면, 드라이브 트랜지스터(12)에 분배된 부분 전압이 유기 전자 발광 소자(11)에 분배된 부분 전압과 비교하여 매우 작으므로, 유기 전자 발광 소자(11)에 대한 드라이브 트랜지스터(12)의 저항비는 키르히호프의 법칙에 따라 작아서, 드라이브 트랜지스터(12)의 각각의 ON 저항과 OFF 저항이 변할지라도, 유기 전자 발광 소자(11)의 휘도에 미치는 영향은 훨씬 감소될 수 있다. 드라이브 트랜지스터(12)가 비정질 실리콘으로 만들어진 반도체 층을 사용한다면, ON 저항과 OFF 저항 사이의 차이는 6 자리 이상의 숫자만큼 크다. 드라이브 트랜지스터(12)가 폴리실리콘으로 만들어진 반도체 층을 사용한다면, ON 저항과 OFF 저항 사이의 차이는 7 자리 이상의 숫자만큼 크다. 이런 드라이브 트랜지스터들의 어느 것도 충분히 스위치로써 작용할 수 있다. 따라서, ON 저항과 OFF 저항 사이의 차이가 한 자리로 다르다면, 인-플레인(in-plane) 휘도 균형은 유지될 수 있다. 드라이브 트랜지스터(12)의 드레인이 기준 전압선(SL)에 연결되므로, 유기 전자 발광 소자(11)의 광 방사는 커먼 라인(CL)으로부터 출력된 커먼 신호(Z)에 주로 의존한다.
실렉션 트랜지스터(13)는 TFT로 만들어진다. 실렉션 트랜지스터(13)의 게이트는 각각 유기 전자 발광 패널(1)의 행에 제공되는 게이트 라인(GL) 중 하나에 연결되고, 실렉션 트랜지스터(13)의 드레인은 각각 유기 전자 발광 패널(1)의 라인에 제공되는 드레인 라인(GL) 중 하나에 연결된다. 실렉션 트랜지스터(13)의 소스는 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트에 연결된다. 실렉션 트랜지스터(13)는 뒤에 기술된 드레인 드라이버(4)로부터의 구동 신호와 관련하여 2진 ON 및 OFF 신호를 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트에 공급하기 위한 스위치로 사용된다. 모든 실렉션 트랜지스터(13)는 10(V) 보다 높은 전압을, 이 전압이 다소 변할지라도, 대응하는 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트 전극(12a)(도 3)에 인가할 수 있다.
각각의 커패시터(Cp)는 최소한 한 서브-프레임 주기 동안, 뒤에 기술된 드레인 드라이버(4)로부터 공급된 구동 신호를 유지한다. 커패시터(Cp)에 의해 유지된 구동 신호는 드라이브 트랜지스터(12)를 턴 온 하고 턴 오프 하기 위하여 사용되고, 드라이브 트랜지스터(12)와 함께 커패시터(Cp)는 유기 전자 발광 소자(11)를 발광시키기 위한 스위치를 구성한다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 유기 전자 발광 패널(1)은 유리 기판(14) 상에 유기 전자 발광 소자(11), 드라이브 트랜지스터(12) 및 실렉션 트랜지스터(13)를 형성하여 구성된다. 제어기(2)는 도 5에 도시된 바와 같이 구성된다.
도 1에 도시된 커먼 드라이버(5)는 커먼 제어 신호 발생기 회로(2m)로부터 공급된 커먼 제어 신호(CCONT)를 기초로 하여, 유기 전자 발광 소자(11)의 애노드 전극(11c)에 인가되는 커먼 신호(Z1내지 ZN)를 발생한다. 이 신호는 ON과 OFF의 2진 값이고, 커먼 라인(CL)을 통해 모든 행에 대해 유기 전자 발광 소자(11)의 애노드 전극(11c)에 인가된다. 따라서, 인가된 ON 전압은 유기 전자 발광 소자(11)의 임계 전압 보다 충분히 크고, 일정하다.
한편, 드라이브 트랜지스터(12)가 턴 오프 되고 있는 동안, 커먼 드라이버(5)로부터 출력된 대부분의 전압은 드라이브 트랜지스터(12)의 소스와 드레인 사이에 분배되어, 임계 전압 이상의 전압은 유기 전자 발광 소자(11)에 인가되지 않고, 유기 전자 발광 소자(11)는 발광하지 않는다. 게다가, 드라이브 트랜지스터(12)가 턴 온 되고 있는 동안, 단위 시간 당 광 방사 휘도는 유기 전자 발광 소자(11)의 애노드 전극(11c)과 캐소드 전극(11a) 사이에서 일정하다.
다음에 본 실시예를 따르는 유기 전자 발광 표시 장치에서 한 프레임을 표시하는 주기로 유기 전자 발광 표시 장치의 동작에 대해 설명될 것이다. RGB 익스트랙션 회로(2a)에 의해 미리 결정된 타이밍에서 추출된 R, G 및 B 이미지 신호(Sp)는 A/D 변환기(2b)에 의해 디지털 변환되고, 보정 회로(2c)에 의해 γ-보정 등과 같은 보정을 받는다. 그 후, 이 신호들은 이미지 신호 메모리부(2e)에 저장된다. 이미지 신호 메모리부(2e)에 저장된 이 이미지 신호(Sp)는 이전에 기술되었듯이 각각 네자리로 이루어져 있는 2진 값으로써 표시된다. 계조 광 방사는 퍼스널 컴퓨터(PC) 등으로부터 출력된 디지털 이미지 신호(Sd)의 데이터를 비디오 신호(Sv)를 사용하는 대신 보정 회로(2c)에 직접 출력해서 얻어진다.
한편, 게이트 제어 신호 발생기 회로(2k), 드레인 제어 신호 발생기 회로(2l) 및 커먼 제어 신호 발생기 회로(2m)는 동기화 신호 익스트랙션 회로(2g)에 의해 추출된 수평 및 수직 신호와 기준 클록 발생기 회로(2j)에 의해 발생된 기준 클록(CLK)을 기초로 하여, 각각 게이트 제어 신호(GCONT), 드레인 제어 신호(DCONT) 및 커먼 제어 신호(CCONT)를 발생한다.
제 1 서브-프레임에서의 동작은 도 14와 관련하여 아래에 설명될 것이다.
광 방사 신호 출력부(2f)는 기준 클록 발생기 회로(2j)에 의해 발생된 기준 클록(CLK)에 따라 이미지 신호 메모리부(2e)에 저장된 한 프레임에 대한 이미지 신호(Sp)의 제 1 자리 (또는 가장 낮은 자리)를 연속으로 판독하고, 광 방사 신호(IMG)로써 제 1 자리를 드레인 드라이버(4)에 출력한다. 광 방사 신호(IMG)가 광 방사 신호 출력부(2f)로부터 출력되는 타이밍과 동일한 타이밍에, 드레인 제어 신호 발생기 회로(2l)는 스타트 신호를 드레인 드라이버(4)에 출력한다.
드레인 드라이버(4)에서, 스타트 신호가 시프트 레지스터(41)에 인가될 때, "1"은 시프트 레지스터(41)의 제 1 비트로 설정된다. 게다가, 드레인 제어 신호(DCONT)의 시프트 신호가 입력될 때마다, 시프트 레지스터(41)는 비트-시프팅을 수행한다. 시프트 레지스터(41)가 비트-시프팅을 수행하고 있는 동안, 래치 회로(42)는 제 1 행으로부터의 순서로 광 방사 신호 출력부(2f)로부터 제 1 서브-프레임의 광 방사 신호(IMG)를 래치 한다. 래치 회로(42)에 의해 래치된, 제 1 서브-프레임의 한 행을 위한 광 방사 신호(IMG)는 드레인 제어 신호(DCONT)의 스위치 신호로, 제 2 단계의 래치 회로(43)에 의해 래치 된다. 다음에, 드레인 드라이버(4)는 상기 동일한 동작에 의해 제 2 이상의 행을 위한 광 방사 신호(IMG)를 받아들인다. 드레인 드라이버(4)는 제 N에 대해 제 1 서브-프레임의 광 방사 신호(IMG)의 받아들이기를 완료할 때, 드레인 드라이버(4)는 연속으로 제 2 서브-프레임의 광 방사 신호(IMG)를 받아들인다.
게이트 드라이버(3)는 우선 게이트 제어 신호 발생기 회로(2l)로부터의 게이트 제어 신호(GCONT)를 기초로 하여, 기준 클록(CLK)의 한 주기 동안 실렉션 신호(X1)를 제 1 행의 게이트 라인(GL)에 출력한다. 이런 식으로, 제 1 행의 게이트 라인(GL)에 연결된 실렉션 트랜지스터(13)는 턴 온 된다. 이 상태에서, 드레인 드라이버(4)의 레벨 체인지 회로(44)는 드레인 제어 신호의 출력 이네이블 신호로 공급되고, 래치 회로(43)에 의해 래치된 광 방사 신호(IMG)에 따라, 미리 결정된 전압을 갖는 구동 신호(Y1내지 YM)는 레벨 체인지 회로(44)로부터 대응하는 행의 드레인 라인(D1)에 출력된다. 다음엔, 실렉션 신호(X1)가 출력되는 주기 내에, 구동 신호(Y1내지 YM)는 제 1 행의 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트(12a)에 기록된다.
제 1 행의 드라이브 트랜지스터(12)는 구동 신호(Y1내지 YM)가 고레벨에 있을 때 턴 온 되고, 구동 신호(Y1내지 YM)가 저레벨에 있을 때 턴 오프 된다. 제 1 행의 게이트 라인(GL)의 선택이 완료되자마자, 커먼 드라이버(5)는 기준 클록 신호(CLK)의 제 1 주기(또는 제 1 커먼 신호 주기(TC1)) 동안, 커먼 신호(Z1)를 제 1 행의 커먼 라인(CL)에 계속 인가한다.
드라이브 트랜지스터(12)가 턴 온 될 때, 드라이브 트랜지스터의 ON 저항은 유기 전자 발광 소자(11)의 저항 보다 충분히 작고, 따라서 임계 전압 이상의 전압은 유기 전자 발광 소자(11)의 전극 사이에 인가된다. 따라서, 전압 레벨에 대응하는 전류는 유기 전자 발광 소자(11)의 유기 전자 발광층(11b)을 통해 흘러, 선택된 유기 전자 발광 소자(11)는 발광한다. 게다가, 광 방사 신호(Z1)의 출력이 완료될 때, 유기 전자 발광 소자(11)의 전극 사이에 인가된 전압은 0V가 되어, 유기 전자 발광 소자는 발광을 멈춘다. 특히, 제 1 서브-프레임 주기내의 화소의 광 방사 주기는 실질적으로 제 1 커먼 신호 주기(TC1)의 길이에 의해 결정된다. 한편, 드라이브 트랜지스터(12)가 턴 오프 될 때, 드라이브 트랜지스터의 OFF 저항은 유기 전자 발광 소자의 저항 보다 충분히 크고, 따라서 임계값보다 높은 전압은 유기 전자 발광 소자(11)의 전극 사이에 인가되지 않는다. 이 결과로써, 유기 전자 발광 소자(11)는 발광하지 않는다.
커먼 신호(Z1)가 제 1 행의 커먼 라인(CL)에 출력되는 동안, 게이트 드라이버(2)는 다음에 제 2 행의 게이트 라인(GL)을 선택한다. 다음으로, 제 2 행에 대한 구동 신호(Y1내지 YM)는 마찬가지로 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트(12a)에 기록된다. 다음에, 커먼 신호(Z2)는 제 2 행의 커먼 라인(CL)에 출력되고, 유기 전자 발광 소자(11)는 상기 동일한 방법으로 발광한다. 게다가, 게이트 신호(XN)가 마지막 행(또는 제 N 행)의 게이트 라인(GL)에 출력되고, 커먼 신호(ZN)를 마지막 행(또는 제 N 행)의 커먼 라인(CL)에 출력하는 것이 완료될 때, 제 1 서브-프레임의 제 1 서브-프레임 기록 주기(TW1)는 완료된다. 상기와 같이, 제 1 서브-프레임에서, 제 1 자리로써 각각 "1"을 갖는 이미지 신호(Sp)를 가지는 그런 유기 전자 발광 소자(11)는 한 기준 클록 주기(CK)(또는 제 1 커먼 신호 주기(TC1))의 길이에 대응하여 제 1 서브-프레임 광 방사 주기(TE1)내에서 발광하고, 제 1 자리로써 각각 "0"을 갖는 이미지 신호(Sp)를 가지는 그런 유기 전자 발광 소자(11)는 발광하지 않는다.
제 1 서브-프레임 광 방사 주기(TE1)에서, 각 행의 유기 전자 발광 소자(11)가 발광하는 주기는 실질적으로 제 1 커먼 신호 주기(TC1)이다.
다음에, 제 2 서브-프레임에서의 동작이 설명될 것이다.
실렉션 신호(XN)를 제 1 서브-프레임 기록 주기(TW1)의 제 N 행에 출력한 후에, 제 2 서브-프레임에서 제 1 행의 게이트 라인(GL)으로의 실렉션 신호(X1)는 출력된다. 제 2 서브-프레임 기록 주기(TW2)는 제 2 서브-프레임에서 제 1 행으로부터 제 N 행까지의 게이트 라인(GL)을 위한 기록 주기이다. 이 경우, 제 N 행의 제 1 커먼 신호 주기(TC1)는 제 2 서브-프레임 기록 주기(TW2)에 브리지 된다. 특히, 제 1 서브-프레임 광 방사 주기(TE1)는 부분적으로 제 2 서브-프레임 기록 주기(TW2) 위에 겹친다.
제 2 서브-프레임에서의 동작은 실질적으로 제 1 서브-프레임의 경우와 동일하다. 그러나, 광 방사 신호 출력부(2f)는 이미지 신호(Sp)의 제 1 자리를 대신하여 광 방사 신호(IMG)로써 이미지 신호 메모리부(2e)에 저장된 제 2 자리(또는 제 2 가장 낮은 자리)를 출력한다. 게다가, 게이트 드라이버(3)가 실렉션 신호(X1내지 XN)를 출력한 후에, 커먼 드라이버(5)는 한 기준 클록 주기(CK) 보다 두 배 긴 주기(또는 제 2 커먼 신호 주기(TC2)) 동안 제 1 서브-프레임에서와 동일한 전위의 전압을 커먼 라인(CL)에 출력한다. 각각의 커먼 신호 주기에서의 분명한 휘도가 단위 시간당 광 방사 휘도와 광 방사 시간의 곱에 의존할지라도, 제 2 커먼 신호 주기(TC2)는 제 1 커먼 신호 주기(TC1)의 광 방사에 의해 얻어진 분명한 휘도보다 두 배 높은 분명한 휘도로 발광하는데 필요한 주기로 설정되는 한, 제 2 커먼 신호 주기(TC2)는 기준 클록 주기(CK)에 기초할 필요가 없다.
제 2 서브-프레임 광 방사 주기(TE2)에서, 각 행의 유기 전자 발광 소자(11)가 발광하는 주기는 실질적으로 제 2 커먼 신호 주기(TC2)이다.
따라서, 제 2 서브-프레임에서, "1"의 제 2 자리를 각각 지닌 이미지 신호를 가지는 그런 유기 전자 발광 소자(11)는 제 2 서브-프레임 광 방사 주기(TE2)에서 한 기준 클록 주기(CK) 보다 두 배 긴 주기 동안 발광하고, "0"의 제 2 자리를 각각 지닌 이미지 신호를 가지는 그런 유기 전자 발광 소자(11)는 발광하지 않는다.
다음에 제 3 서브-프레임에서의 동작이 설명될 것이다.
실렉션 신호(X1)를 제 2 서브-프레임 기록 주기(TW2)의 제 N 행에 출력한 후에, 제 3 서브-프레임에서 제 1 행의 게이트 라인(GL)으로의 실렉션 신호(X1)는 출력된다. 제 3 서브-프레임 기록 주기(TW3)는 제 3 서브-프레임에서 제 1 행부터 제 N 행까지의 게이트 라인(GL)을 위한 기록 주기이다. 이 경우, 제 N 행의 제 2 커먼 신호 주기(TC2)는 제 3 서브-프레임 기록 주기(TW3)에 브리지 된다. 특히, 제 2 서브-프레임 광 방사 주기(TE2)는 부분적으로 제 3 서브-프레임 기록 주기(TW3) 위에 겹쳐진다.
제 3 서브-프레임에서의 동작은 실질적으로 제 1 서브-프레임의 경우와 동일하다. 그러나, 광 방사 신호 출력부(2f)는 이미지 신호(Sp)의 제 1 자리를 대신하여 광 방사 신호(IMG)로써 이미지 신호 메모리부(2e)에 저장된 제 3 자리(또는 제 3 가장 낮은 자리)를 출력한다. 게다가, 게이트 드라이버(3)가 실렉션 신호(X1내지 XN)를 출력한 후에, 커먼 드라이버(5)는 한 기준 클록 주기(CK) 보다 네 배 긴 주기(또는 제 3 커먼 신호 주기(TC3)) 동안 제 1 서브-프레임에서와 동일한 전위의 전압을 커먼 라인(CL)에 출력한다. 제 3 커먼 신호 주기(TC3)는 제 1 커먼 신호 주기(TC1)의 광 방사에 의해 얻어진 분명한 휘도보다 네 배 높은 분명한 휘도로 발광하는데 필요한 주기로 설정되는 한, 제 3 커먼 신호 주기(TC3)는 기준 클록 주기(CK)에 기초할 필요가 없다.
따라서, 제 3 서브-프레임에서, "1"의 제 3 자리를 각각 지닌 이미지 신호를 가지는 그런 유기 전자 발광 소자(11)는 제 3 서브-프레임 광 방사 주기(TE3)에서 한 기준 클록 주기(CK) 보다 세 배 긴 주기 동안 발광하고, "0"의 제 3 자리를 각각 지닌 이미지 신호를 가지는 그런 유기 전자 발광 소자(11)는 발광하지 않는다.
제 3 서브-프레임 광 방사 주기(TE3)에서, 각 행의 유기 전자 발광 소자(11)가 발광하는 주기는 실질적으로 제 3 커먼 신호 주기(TC3)이다.
다음에 제 4 서브-프레임에서의 동작이 설명될 것이다.
실렉션 신호(X1)를 제 3 서브-프레임 기록 주기(TW3)의 제 N 행에 출력한 후에, 제 4 서브-프레임에서 제 1 행의 게이트 라인(GL)으로의 실렉션 신호(X1)는 출력된다. 제 4 서브-프레임 기록 주기(TW4)는 제 4 서브-프레임에서 제 1 행부터 제 N 행까지의 게이트 라인(GL)을 위한 기록 주기이다. 이 경우, 제 N 행의 제 3 커먼 신호 주기(TC3)는 제 4 서브-프레임 기록 주기(TW4)에 브리지 된다. 특히, 제 3 서브-프레임 광 방사 주기(TE3)는 부분적으로 제 4 서브-프레임 기록 주기(TW4) 위에 겹쳐진다.
제 4 서브-프레임에서의 동작은 실질적으로 제 1 서브-프레임의 경우와 동일하다. 그러나, 광 방사 신호 출력부(2f)는 이미지 신호(Sp)의 제 1 자리를 대신하여 광 방사 신호(IMG)로써 이미지 신호 메모리부(2e)에 저장된 제 4 자리(또는 가장 높은 자리)를 출력한다. 게다가, 게이트 드라이버(3)가 실렉션 신호(X1내지 XN)를 출력한 후에, 커먼 드라이버(5)는 한 기준 클록 주기(CK) 보다 여덟 배 긴 주기(또는 제 4 커먼 신호 주기(TC4)) 동안 제 1 서브-프레임에서와 동일한 전위의 전압을 커먼 라인(CL)에 출력한다. 제 4 커먼 신호 주기(TC4)는 제 1 커먼 신호 주기(TC1)의 광 방사에 의해 얻어진 분명한 휘도보다 여덟 배 높은 분명한 휘도로 발광하는데 필요한 주기로 설정되는 한, 제 4 커먼 신호 주기(TC4)는 기준 클록 주기(CK)에 기초할 필요가 없다.
따라서, 제 4 서브-프레임에서, "1"의 제 4 자리를 각각 지닌 이미지 신호를 가지는 그런 유기 전자 발광 소자(11)는 제 4 서브-프레임 광 방사 주기(TE4)에서 한 기준 클록 주기(CK) 보다 여덟 배 긴 주기 동안 발광하고, "0"의 제 4 자리를 각각 지닌 이미지 신호를 가지는 그런 유기 전자 발광 소자(11)는 발광하지 않는다.
제 4 서브-프레임 광 방사 주기(TE4)에서, 각 행의 유기 전자 발광 소자(11)가 발광하는 주기는 실질적으로 제 4 커먼 신호 주기(TC4)이다.
제 1 내지 제 4 커먼 신호 주기에서 제 1 내지 제 N 행의 커먼 라인(CL)에 인가된 신호(Z1내지 ZN)의 전압값은 항상 일정하고, 제 1 내지 제 4 서브-프레임으로 분할된 이미지는 애프터-이미지 현상에 의해 한 프레임의 한 이미지로써 시각적으로 합성된다.
이 경우, 15의 계조 값을 갖는 한 화소의 유기 전자 발광 소자(11)는 한 프레임에서 한 기준 클록 주기(CK) 보다 15 배 긴 주기 동안 발광한다. 0의 계조 값을 갖는 유기 전자 발광 소자(11)는 전혀 발광하지 않는다. 중간 계조 값을 갖는 유기 전자 발광 소자(11)는 중간 계조 값에 대응하는 기준 클록 주기(CK) 동안 발광한다. 이 결과로, 각각의 유기 전자 발광 소자(11)는 마치 한 프레임의 계조 값에 대응하는 휘도로 발광하는 것처럼 시각적으로 나타난다. 게다가, R, G 및 B의 유기 전자 발광 소자(11)의 세 유형으로부터 발광된 빛은 시각적으로 합성되어, 마치 16-계조 이미지가 유기 전자 발광 패널(1)상에 표시되는 것처럼 나타난다. 제 1 내지 제 4 서브-프레임을 반복함으로써, 복수의 프레임 이미지는 연속으로 표시될 수 있다.
위에 기술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 유기 전자 발광 표시 장치에서, 드라이브 트랜지스터(12)는 ON/OFF 스위치로 사용되어, 커먼 드라이버(5)에 연결된 애노드 전극(11c)에 인가된 전압은 제어되고, 이에 의해 계조 표시를 얻는다. 따라서, 드라이브 트랜지스터(12)의 특성이 변할지라도, 각 화소의 유기 전자 발광 소자(11)로부터 발광된 빛의 양은 동일한 한 계조에서 실질적으로 일정하도록 유지될 수 있다. 따라서, 유기 전자 발광 표시 장치는 고화질의 표시된 이미지를 얻는다. 게다가, 제조 단계를 거쳐 제조된 복수의 유기 전자 발광 패널 사이의 표시 성능에는 아무런 차이점이 없다.
게다가, 본 실시예에 따른 유기 전자 발광 표시 장치에서, 유기 전자 발광 소자(11)의 애노드 전극은 각 행의 커먼에 형성되고, 유기 전자 발광 소자(11)의 광 방사는 커먼 드라이버(5)로부터의 커먼 신호(Z1내지 ZN)에 의해 각 행마다 시작되고 중단된다. 따라서, 모든 화소가 한 서브-프레임에서 동시에 비추어지는 플라즈마 표시 패널 등을 위해 사용되는 방법과 비교하여, 전송 지연의 변동은 전체 유기 전자 발광 패널(1)이 균일하게 발광할 수 있도록 감소된다. 게다가, 애노드 전극(11c)은 각 행의 커먼에 형성되므로, 저항 값은 각 행을 위한 애노드 전극(11c)이 전선에 의해 연결되는 경우에서 보다 낮게 감소될 수 있다. 따라서, 커먼 드라이버(5)로부터의 커먼 신호(Z1내지 ZN)에 의해 애노드 전극(11c)에 인가된 전압 레벨은 커먼 드라이버(5)로부터의 거리에 관계없이 실질적으로 일정하게 유지될 수 있어, 유기 전자 발광 소자(11)는 실질적으로 동일한 휘도의 빛을 발광할 수 있다.
게다가, 본 실시예는 광 방사 소자로써 우수한 응답 특성을 갖는 유기 전자 발광 소자(11)를 사용하는 유기 전자 발광 표시 장치의 한 예를 인용한다. 유기 전자 발광 소자(11)는 우수한 응답 특성을 가지므로, 유기 전자 발광 소자(11)에 전압이 인가되는 주기가 제 1 서브-프레임만큼 짧더라도, 충분한 양의 빛을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명은 바람직하게도 유기 전자 발광 표시 장치에 적용된다.
본 실시예에서, 다음 서브-프레임의 동작은 서브-프레임의 실렉션과 광 방사의 주기 동안 실렉션과 광 방사에 병행하여 계속된다. 따라서, 유기 전자 발광 소자는 실렉션 주기의 설정에 의존하여 최대 휘도로 한 프레임의 모든 주기에서 발광할 수 있다.
상기 본 실시예에서, 커먼 신호(Z1내지 ZN)의 ON-전위는 실렉션 신호(X1내지 XN)가 ON-출력된 후 출력된다. 그러나, 도 15에 도시된 바와 같이, 커먼 신호(Z1내지 ZN)의 ON-출력은 실렉션 신호(X1내지 XN)의 ON-출력과 동기를 맞추어 출력되고, 커먼 신호(Z1내지 ZN)의 ON-주기는 실렉션 신호(X1내지 XN)의 ON-주기 위에 부분적으로 겹친다.
게다가, 유기 전자 발광 소자(11)의 애노드 전극과 캐소드 전극은 도 16에 도시된 바와 같이 역으로 연결된다. 이 경우, 커먼 신호(Z1내지 ZN)는 극성이 반전되어 유기 전자 발광 소자(11)의 캐소드 전극에 인가된다.
게다가, 유기 전자 발광 패널(1)의 구조는 도 2와 도 3에 도시된 것에 제한되지 않는다.
상기 실시예에서, 드라이브 트랜지스터(12)의 드레인은 접지 되고, 0V 레벨의 전압이 인가된다. 그러나, 드라이브 트랜지스터(12)의 드레인에 인가된 전압은 0V일 필요는 없다. 예를 들면, 드라이브 트랜지스터(12)의 드레인에는 기준 전압으로써 음의 전압이 인가되고, 이 기준 전압 보다 낮은 음의 전압이 커먼 드라이버(5)로부터 커먼 라인(CL)에 출력되는 광 방사 주기 동안, 포지티브 전압은 커먼 드라이버(5)로부터 커먼 라인(CL)에 출력된다.
도 17은 제 6 실시예에 따른 유기 전자 발광 표시 장치에 사용된 유기 전자 발광 표시 패널의 한 화소의 등가 회로의 회로 구성이다. 도 18은 도 17에 도시된 유기 전자 발광 패널의 한 화소의 구조를 도시하는 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 유기 전자 발광 패널의 한 화소는 유기 전자 발광 소자(51), 드라이브 트랜지스터(52), 실렉션 트랜지스터(53) 및 데이터 유지 커패시터(Cp)를 포함한다.
실렉션 트랜지스터(53)는 게이트 라인(GL)에 연결된 게이트 전극(53g), 게이트 전극(53g) 상에 제공된 게이트 절연 박막(56), 게이트 절연 박막(56) 상에 제공된 반도체 층(57), 드레인 라인(DL)에 연결된 드레인 전극(53d) 및 소스 전극(53s)을 포함한다.
드라이브 트랜지스터(52)는 실렉션 트랜지스터(53)의 소스 전극(53s)에 연결된 게이트 전극(52g), 게이트 전극(52g) 상에 제공된 게이트 절연 박막(56), 게이트 절연 박막(56) 상에 제공된 반도체 층(57), 커먼 라인(CL)에 연결된 드레인 전극(52d) 및 소스 전극(52s)을 포함한다. 드라이브 트랜지스터(52)의 드레인 전극(52d)은 모든 행에 대해 커먼 라인(CL)을 통해 커먼 드라이버(5)에 연결되고, 소스 전극(52s)은 유기 전자 발광 소자(51)의 애노드 전극(51a)에 연결된다.
게다가, 드레인 드라이버(4)로부터의 구동 신호(Y1내지 YM)는 데이터 유지 커패시터(Cp)에 유지된다.
게다가, 유기 전자 발광 패널의 기판(55) 상의 모든 화소에서, 유기 전자 발광 소자(51)는 드라이브 트랜지스터(52), 실렉션 트랜지스터(53) 또는 데이터 유지 커패시터(Cp)가 형성되지 않는 구획에 형성된다.
유기 전자 발광 소자(51)는 ITO로 만들어진 애노드 전극(51a), 유기 전자 발광층(51b) 및 낮은 일함수를 갖는 광-반사 금속으로 만들어진 캐소드 전극(51c)을 포함한다. 애노드 전극(51a)은 상기 실시예의 유기 전자 발광 패널에서처럼 모든 행에 대해 커먼인 것들 중의 하나로써 형성되지는 않지만, 모든 유기 전자 발광 소자(51)에 대해 독립적으로 형성된다. 모든 캐소드 전극(51c)은 접지 된다.
이 경우의 유기 전자 발광 패널에서, 한 프레임의 한 이미지는 복수의 서브-프레임 주기로 분할되고, 펄스 폭 계조 제어는 도 14 및 15에 도시된 바와 같은 동일한 방법으로 수행된다. 따라서, 우수한 계조 표시(또는 멀티-컬러 표시)는 이루어질 수 있다.
이 유기 전자 발광 패널에서, 도 18에 도시된 바와 같이, 애노드 전극(51a)은 이들 사이에 삽입된 투명 절연 박막(56)과 유기 기판(55)의 측면에 형성된다. 애노드 전극(51a)이 투명 ITO로 만들어지므로, 유기 전자 발광층(51b)에 의해 발광된 빛은 투명 유리 기판(55)을 통해 관통하고, 이에 의해 이미지를 표시한다.
도 17에 도시된 애노드 전극(51a)이 드라이브 트랜지스터(52)에 연결되고 캐소드 전극(11a)이 접지 될지라도, 이 연결은 도 12에 도시된 바와 같이 반전된다. 이 경우, 커먼 드라이버로부터 드라이브 트랜지스터(52)에 인가된 전압의 극성은 음으로 설정된다.
상기 실시예에서, 유기 전자 발광 패널(1)의 각 화소는 유기 전자 발광 소자(11), TFT로 만들어진 드라이브 트랜지스터(12), 실렉션 트랜지스터(13) 및 커패시터(Cp)를 포함한다. 그러나, 유기 전자 발광 패널의 각 화소의 구조는 지금까지에 제한되지 않고, MIM 등과 같은 스위칭 소자는 실렉션 트랜지스터 및/또는 드라이브 트랜지스터로 사용된다.
또한 상기 실시예에서, 각각의 유기 전자 발광 소자(51)의 캐소드는 접지 되고, 0V 레벨의 전압이 인가된다. 그러나, 이 전압은 0V일 필요는 없다. 예를 들면, 음 전위의 기준 전압은 유기 전자 발광 소자(51)의 캐소드에 연속으로 인가되고, 양 전압은 광 방사 주기로 커먼 라인(CL)에 더해져, 이 기준 전압 보다 낮은 음의 전압이 비-광-방사 주기 동안 커먼 드라이버(5)로부터 출력되는 동안에 유기 전자 발광 소자의 임계 전압의 동일한 레벨은 얻어진다.
제 5 및 제 6 실시예에서, 한 프레임은 광 방사 휘도가 1: 2: 4: 8의 비율을 만족시키는 사이의 네 개의 서브-프레임으로 분할되고, 이 서브-프레임은 16 계조 레벨의 표시를 얻도록 선택된다. 그러나, 본 발명에 따른 유기 전자 발광 표시 장치는 32 이상의 임의 계조 레벨의 영상을 표시할 수 있다. 예를 들면, 2T계조 레벨을 표시하기 위하여, 한 프레임은 T 서브-프레임으로 분할되고, 이 서브-프레임의 광 방사량 사이의 비율은 1: 2: 4: … :2T-1로 설정된다(여기서 n은 1 이상의 정수). 게다가, 한 화소가 발광하도록 선택되어야 할지 말지는 상기 실시예에서처럼 2진 값으로 표시된 이 화소의 계조 값을 기초로 하여 결정된다.
상기 제 5 및 제 6 실시예에서, 나중에 표시된 한 프레임은 실렉션 및 광 방사 동안 긴 주기를 갖는다. 그러나, 실렉션 및 광 방사 동안 긴 주기를 갖는 한 프레임은 일찍 표시되고, 실렉션 및 광 방사 동안 가장 긴 주기를 갖는 한 프레임은 실렉션 및 광 방사 동안 가장 짧은 주기를 갖는 서브-프레임 다음으로 표시된다.
상기 제 5 및 제 6 실시예에서, 프레임이 서브-프레임으로 분할되는 이미지 신호(Sp)는 억제 없이 직접 표시된다. 그러나, 계조 레벨이 본 발명에서 증가된다면, 드레인 드라이버로부터 드라이브 트랜지스터의 게이트에 데이터를 기록하기 위한 충분한 주기를 얻을 수 없고, 커먼 드라이버에 의한 유기 전자 발광 소자의 선택적인 광 방사를 위한 충분한 주기를 얻을 수 없는 경우들이 있다. 이런 경우들에서, 이미지 신호(Sp)는 미리 결정된 규칙에 따라 억제를 받게 되고, 다음엔 유기 전자 발광 패널 상에 표시된다.
상기 제 5 및 제 6 실시예에서, 각 화소의 광 방사 신호(IMG)에 대응하는 전압은 커패시터(Cp) 또는 데이터 유지 커패시터(Cp)에 유지된다. 이 점에서, 이 구조는 배열되어 커패시터도 데이터 유지 커패시터도 제공되지 않지만, 불순물로 도핑된 게이트 절연 박막을 갖는 메모리 트랜지스터는 드라이브 트랜지스터로 사용된다.
또한 상기 제 5 및 제 6 실시예에서, 풀-컬러 이미지를 표시하기 위한 유기 전자 발광 표시 장치는 유기 전자 발광 패널(1) 상의 미리 결정된 순서로 R, G 및 B의 컬러를 위한 광 방사 층을 지닌 유기 전자 발광 소자(11)를 제공하여 구성된다. 따라서, 유기 전자 발광 소자의 세 유형을 사용하는 대신에, R, G 및 B의 컬러의 빛을 포함하는 백색광을 발광하기 위한 광 방사 층과 R, G 및 B의 세 컬러를 위한 컬러 필터를 지닌 유기 전자 발광 소자를 사용할 수 있다.
게다가, 본 발명은 동일한 한 컬러를 위한 광 방사 층을 지닌 유기 전자 발광 소자가 매트릭스로 배열되고 모노크롬 이미지가 컬러의 밀도에 의해 표시되는 유기 전자 발광 표시 장치에 적용할 수 있다. 이 경우, 이미지 신호(Sp)는 단지 비디오 신호(Sv)의 휘도 신호를 기초로 하여 추출된다.
상기 제 5 및 제 6 실시예에서, 본 발명이 화소 내의 광 방사 소자로써 유기 전자 발광 소자를 각각 사용하는 유기 전자 발광 표시 장치에 적용되는 경우에 대하여 설명되어 왔다. 그러나, 본 발명은 각 화소가 실렉션 트랜지스터, 드라이브 트랜지스터(와 데이터 유지 커패시터) 및 광 방사 소자를 포함하는, 유기 전자 발광 표시 장치 등과 같은 모든 종류의 표시 장치에 적용할 수 있다. 광 방사 소자가 교류 구동식 비유기 전자 발광 소자로 구성되는 경우에는, 이 극성들은 모든 프레임에 대해 반전된다.
본 실시예에서, 이미지 신호 메모리부(2e)에 저장된 한 프레임을 위한 이미지 신호(Sp) 중에서 제 1 행 내지 제 N 행의 제 1 자리에 대응하는 제 1 서브-프레임을 위한 그런 신호들은, 기준 클록 발생기 회로(2j)의 타이밍을 기초로 하여 제 1 행부터 제 N 행까지의 순서로 모든 행에 대해 광 방사 신호 출력부(2f)에 판독된다. 다음에, 이미지 신호(Sp) 중에서 제 1 행 내지 제 N 행의 제 2 자리에 대응하는 제 2 서브-프레임을 위한 그런 신호들은 모든 행에 대해 판독된다. 결국, 이미지 신호(Sp) 중에서 제 1 행 내지 제 N 행의 제 4 자리에 대응하는 제 4 서브-프레임을 위한 그런 신호들은 모든 행에 대해 판독된다. 따라서, 한 프레임을 위한 데이터는 설정되어 이미지 신호(Sp)는 판독된다. 광 방사 신호 출력부(2f)는 기준 클록 발생기 회로를 기초로 하여 광 방사 신호 출력부(2f)에 의해 다음에 판독된 이미지 신호(Sp)에 대응하여 모든 행의 모든 서브-프레임을 위한 ON/OFF 신호를 출력한다.
이 점에서, 도 5에 도시된 바와 같이 다음 배열을 할 수 있다. 특히, 이미지 신호 메모리부(2e)는 각각 네 자리로 이루어져 있는 한 프레임을 위한 이미지 신호(Sp)를 모든 행 또는 모든 한 프레임을 위한 광 방사 신호 출력부(2f)의 계산 회로(2fc)에 출력하고, 제 1 내지 제 4 서브-프레임에 대응하는 자리들은 각각 분할되어 서브-프레임 메모리(1, 2, 3 및 4)에 분배된다. 따라서, 분할된 데이터는 판독 회로(2fr)에 출력되고, 모든 행의 서브-프레임에 대응하는 광 방사 신호는 기준 클록 발생기 회로(2j)의 기준 클록을 기초로 하여 드레인 드라이버에 연속으로 출력된다.
게다가, 상기 실시예에서, 커먼 신호 주기에 인가된 전압은 항상 일정하다. 그러나, 다른 전압을 커먼 신호 주기 사이에 인가할 수 있다.
상기 실시예에서, 인가된 신호는 서브-프레임 사이에서 서로 다른 전압을 갖도록 배열된다. 그러나, 모든 유기 전자 발광 소자(11)가 각각 동일한 광 방사 영역을 갖는 점으로써 형성된다면, 각각의 서브-프레임에 인가된 신호는 동일한 전류값을 갖는다.
상기에서와 같이, 본 발명에 따라, 계조 표시는 광 방사 소자가 표시되는 주기 사이의 길이의 차이에 의해 가능해진다. 따라서, 동일한 한 계조 레벨의 화소의 각각의 광 방사 소자로부터의 광 방사량은 일정하도록 배열될 수 있어, 고화질의 이미지는 표시될 수 있다. 게다가, 제조 단계를 거쳐 제조된 복수의 유기 전자 발광 패널 사이의 표시 성능에는 아무런 차이가 없다.
게다가 본 발명에 따라, 미리 결정된 전압은 최소한 데이터의 기록을 완료하기 전에 전압 구동 수단으로부터 광 방사 소자에 인가된다. 따라서, 전송 지연의 변동은 전체 유기 전자 발광 패널(1)이 균일하게 발광할 수 있도록 감소된다.
게다가, 전압 구동 수단으로부터의 전압에 대하여 측면의 광 방사 소자의 전극은 행방향으로 동일한 폭을 갖기 위하여 유닛(units)으로써 각각의 행의 커먼으로 형성되어, 저항 값은 전선으로 각각의 전극을 연결하는 경우에서 보다 낮게 감소될 수 있다. 따라서, 전압 구동 수단으로부터의 거리가 길든 짧든 관계없이, 광 방사 소자의 전극에 실질적으로 동일한 레벨의 전압이 인가될 수 있어, 이 광 방사 소자는 실질적으로 동일한 휘도의 빛을 발광할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제 7 실시예를 따른 전자 발광 표시 장치 및 구동 방법이 도 19에 도시된 실시예를 기초로 하여 상세히 설명될 것이다. 구동 방법을 설명하기 전에, 전자 발광 표시 장치의 구조가 이제 설명될 것이다. 도 19는 본 실시예를 따르는 전자 발광 표시 장치의 구동 회로의 회로 구성이다. 도면에 도시된 바와 같이, 유기 전자 발광 소자(101)는 매트릭스에 배열된 화소 영역에 각각 형성된다. 화소 영역은 복수의 게이트 라인(GL)과 복수의 드레인 라인(DL)이 서로 교차하는 구획에 각각 형성된다. 한 화소 영역에, 게이트 라인(GL)과 드레인 라인(DL)에 연결된 실렉션 트랜지스터(13), 실렉션 트랜지스터(13)에 연결된 커패시터(Cp) 및 게이트가 실렉션 트랜지스터(13)에 연결된 드라이브 트랜지스터(12)가 제공된다. 드라이브 트랜지스터(12)는 유기 전자 발광 소자(101)의 한 전극(예를 들면 이 도면의 캐소드 전극)에 연결된다. 실렉션 트랜지스터(13)가 게이트 라인(GL)으로부터의 실렉션 신호에 의해 선택되고, 구동 신호가 드레인 라인(DL)을 통해 출력될 때, 드라이브 트랜지스터(12)는 턴 온 된다. 실렉션 신호와 구동 신호는 ON/OFF의 2진 신호이다. 드라이브 트랜지스터(12)의 특성이 설정되어 턴 오프 된 드라이브 트랜지스터(12)의 저항은 유기 전자 발광 소자(101)와 비교하여 충분히 높지만, 턴 온 된 드라이브 트랜지스터(12)의 저항은 유기 전자 발광 소자(101)와 비교하여 무시할 수 있을 정도로 낮다는 점에 주목하기 바란다.
도 22는 전자 발광 표시 장치의 한 화소의 등가 회로의 회로 구성이다. 이 도면에 도시된 스위치(S1)는 각각의 유기 전자 발광 소자(101)의 한 전극에 연결되고, 유기 전자 발광 소자(101)의 광 방사는 스위치(S1)가 닫혀있는 동안 가능해진다. 게다가, 스위치(S2)는 유기 전자 발광 소자(101)의 나머지 한 전극에 연결되고, 모든 화소에 대해 커먼으로 사용된다. 스위치(S2)는 뒤에 기술된 서브-프레임 주기로 광 방사 시간 및 광 방사 전압 또는 광 방사 구동 전류(예를 들면, 각각 서브-프레임에 대해 고유한 값의 전압 또는 전류)에 따라 모든 화소를 턴 온/오프 할 수 있다. 도 22에서, Ps는 각각 서브-프레임 주기에 대해 고유한 전압값 또는 전류값을 가변적으로 출력하도록 제어되는 가변 구동 전원을 표시한다. 스위치(S1)는 제어기(2), 게이트 드라이버(3), 드레인 드라이버(4), 드라이브 트랜지스터(12), 실렉션 트랜지스터(13) 및 커패시터(Cp)를 포함한다.
본 실시예를 따른 전자 발광 표시 장치의 구조는 도 20 및 도 21과 관련하여 좀 더 상세히 설명될 것이다. 도 20은 본 실시예를 따른 전자 발광 표시 장치의 한 화소 구획을 도시하는 평면도이다. 도 21은 도 20의 B-B 선을 따라 자른 단면도이다.
본 실시예를 따른 유기 전자 발광 패널(100)에서, 복수의 게이트 전극(GL), 게이트 전극(GL)과 통합하여 형성된 실렉션 트랜지스터(13)의 게이트 전극(103A), 그리고 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트 전극(103B)은 유리 또는 수지(resin) 박막으로 만들어진 기판(102) 상에 형성된다. 복수의 게이트 라인은 행방향을 따라 등간격으로 나란히 되기 위하여 예를 들면, 알루미늄(Al)으로 만들어진 게이트 금속 막을 패터닝 하여 형성된다. 애노드 산화막(104)은 게이트 전극(103A 및 103B)과 게이트 라인(GL)의 표면상에 형성된다는 점에 주목하기 바란다. 게다가, 게이트 절연 박막(105)은 게이트 라인(GL), 게이트 전극(103A 및 103B) 및 기판(102) 상에 형성된다. 게다가, 비정질 실리콘 또는 폴리실리콘으로 만들어진 반도체 층(106A 및 106B)은 게이트 전극(103A 및 103B) 위로 게이트 절연 박막(105)의 구획(105A 및 105B) 상에 패터닝 하여 형성된다. 질화 규소로 만들어지고 채널 폭 방향을 따라 형성된 블로킹 층(107A 및 107B)은 반도체 층(106A 및 106B)의 중앙에 각각 형성된다. 반도체 층(106A) 상에서, n-형 불순물로 도핑된 비정질 실리콘으로 만들어진 두 개의 오믹 레이어(108A)는 형성되고 블로킹 층(107A) 상에 소스 측과 드레인 측으로 분리된다. 게다가, 실렉션 트랜지스터(13)를 위하여, 오믹 측의 오믹 레이어(108A) 상에 부분적으로 층을 이루고 연결된 드레인 라인(DL)은 형성되고, 소스 측의 오믹 레이어(108A) 상에 부분적으로 층을 이루고 연결된 소스 전극(109B)은 형성된다. 소스 전극(109B)은 도 20에 도시된 바와 같이 게이트 절연 박막(105)에 개방된 칸택 홀(110)을 통해 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트 전극(103B)에 연결된다. 드라이브 트랜지스터(12)를 위하여, 드레인 측의 오믹 레이어(108B) 상에 층을 이루고 연결된 기준 전압선(SL)은 형성되고, 소스 전극(112)은 소스 측의 오믹 레이어(108B) 상에 층을 이루고 연결된 한 쪽 끝과 뒤에 기술된 유기 전자 발광 소자(101)의 캐소드 전극(114)에 연결된 다른 한 끝을 갖도록 형성된다. 게다가, 커패시터(Cp)는 게이트 전극(103B), 게이트 절연 박막(105) 및 기준 전압선(SL)으로 구성된다.
다음에, 유기 전자 발광 소자(101)의 구조가 아래에 설명될 것이다. 우선, 인터레이어 절연 박막(113)은 전체 광 방사 표시 영역 상에, 실렉션 트랜지스터(13), 드라이브 트랜지스터(12) 및 게이트 절연 박막(105) 상에 증착된다(deposited). 칸택 홀(113A)은 상기 드라이브 트랜지스터(12)의 소스 전극(112)의 끝 구획 상의 인터레이어 절연 박막(113)에 형성된다. 본 실시예에서, 드라이브 트랜지스터(12)의 소스 전극(112)의 끝 구획은 한 화소 영역의 실질적인 중앙에 위치하도록 배열된다. 게다가, 인터레이어 절연 박막(113) 상에서, 가시광을 반사하고 MgIn, MgAg 등으로 만들어진 캐소드 전극(114)은 직사각형 모양으로 실질적인 화소 영역 상에 완전히 형성된다. 특히, 각각의 유기 전자 발광 소자(101)의 캐소드 전극(114)은 두 개의 인접 드레인 라인(DL)과 두 개의 인접 게이트 라인(GL)으로 둘러싸인 영역(또는 화소 영역)을 실질적으로 덮도록 형성된다. 따라서, 실렉션 트랜지스터(13)와 드라이브 트랜지스터(12)는 캐소드 전극(114)으로 완전히 덮어진다.
유기 전자 발광 소자(101)에 가변 구동 전원(Ps)으로부터 미리 결정된 전압값 또는 미리 결정된 전류값의 커먼 신호가 인가될 때, 드라이브 트랜지스터(12)의 ON 저항은 유기 전자 발광 소자(101)의 저항 보다 충분히 작게(예를 들면 1/10 배로) 되고, OFF 저항은 유기 전자 발광 소자(101)의 저항 보다 충분히 크게(예를 들면 10 배로) 된다. 따라서, 드라이브 트랜지스터(12)가 턴 온 되고 있는 동안, 가변 구동 전원(Ps)으로부터 출력된 대부분의 전압은 유기 전자 발광 소자(101)에 분배된다. 드라이브 트랜지스터(12)의 ON 저항은 드라이브 트랜지스터(12)가 턴 온 되고 있는 동안의 유기 전자 발광 소자(101)의 저항과 비교하여 무시할 수 있을 정도로 작다. 한편, 드라이브 트랜지스터(12)가 턴 오프 되고 있는 동안, 가변 구동 전원(Ps)으로부터 출력된 대부분의 전압은 드라이브 트랜지스터(12)의 소스와 드레인 사이에 분배된다. 다시 말해, 드라이브 트랜지스터(12)에 분배된 국부 전압이 유기 전자 발광 소자(101)에 분배된 국부 전압과 비교하여 매우 작으므로, 유기 전자 발광 소자(101)에 대한 드라이브 트랜지스터(12)의 저항비는 키르히호프의 법칙에 따라 작고, 그래서 드라이브 트랜지스터(12)의 각각의 ON 저항과 OFF 저항이 변할지라도 유기 전자 발광 소자(101)의 휘도에 미치는 영향은 매우 많이 감소될 수 있다. 드라이브 트랜지스터(12)가 비정질 실리콘으로 만들어진 반도체 층을 사용한다면, ON 저항과 OFF 저항 사이의 차이는 6자리 이상의 숫자만큼 크다. 드라이브 트랜지스터(12)가 폴리실리콘으로 만들어진 반도체 층을 사용한다면, ON 저항과 OFF 저항 사이의 차이는 7자리 이상의 숫자만큼 크다. 이런 드라이브 트랜지스터의 어느 것이라도 충분히 스위치로 작용할 수 있다. 따라서, ON 저항과 OFF 저항 사이의 차이가 1자리로 다를지라도, 인-플레인(in-plane) 휘도 균형은 유지될 수 있다. 드라이브 트랜지스터(12)의 드레인이 기준 전압선(SL)에 연결되므로, 유기 전자 발광 소자(101)의 광 방사는 커먼 라인(CL)으로부터 출력된 커먼 신호(Z)에 주로 의존한다.
게다가, 도 21에 도시된 바와 같이, 유기 전자 발광층(115)은 전체 광 방사 표시 영역 상에, 각 화소를 위하여 형성된 인터레이어 절연 박막(113)과 캐소드 전극(114) 상에 형성된다. 유기 전자 발광층(115)은 도 4에 도시된 유기 전자 발광층(11b)과 동일한 것이다.
투명 ITO로 만들어진 애노드 전극(116)의 한 시트는 모든 유기 전자 발광 소자(101)의 전체 광 방사 표시 영역 위로 즉, 전체 유기 전자 발광 패널(100) 위로, 유기 전자 발광층(115) 상에 형성된다. 게다가, 각 유기 전자 발광 소자(101)의 애노드 전극(116)은 스위치(S2)를 통해, 서로 다른 값에 설정된 구동 전압(V1 내지 V4) 또는 구동 전류(I1 내지 I4)를 공급하기 위한 가변 구동 전원(Ps)에 연결된다.
상기 구조로 구성된 유기 전자 발광 패널(100)의 동작은 아래에 기술될 것이다. 본 실시예에서, 캐소드 전극(114)은 인접한 두 개의 드레인 라인(DL)과 인접한 두 개의 게이트 라인(GL)으로 둘러싸인 영역(또는 화소 영역)을 실질적으로 덮도록 형성되어, 유기 전자 발광 소자(101)는 한 화소 영역의 실질적인 전체 영역으로부터 발광할 수 있다. 게다가, 캐소드 전극(114)이 빛을 반사하는 물질로 만들어지므로, 구동 전압 또는 구동 전류가 캐소드 전극(114)과 애노드 전극(116) 사이에 인가될 때, 유기 전자 발광층(115)에 의해 발생된 표시 광은 유리 기판(102)의 측면으로 아래쪽으로 리크(leak) 없이 애노드 전극(116)의 측면에 발광된다. 따라서, 실렉션 트랜지스터(13)와 드라이브 트랜지스터(12)의 반도체 층(106A 및 106B)으로 불필요하게 들어가는 빛을 막을 수 있어, 각 트랜지스터의 광 기전력에 의해 생기는 동작 오류를 막을 수 있다. 게다가, 표시 광은 투명 애노드 전극(116)의 측면으로부터 발광되어, 유리 기판(102) 등에 의해 흡수되지 않지만 높은 휘도로 발광된다.
다음에, 본 실시예를 따르는 유기 전자 발광 패널(100)의 구동 회로 시스템은 아래에 설명될 것이다. 도 22에 도시된 등가 회로의 회로 구성에 도시된 바와 같이, 한 화소 구획의 전자 발광 표시 회로는 유기 전자 발광 소자(101), 스위치(S1 및 S2) 및 가변 구동 전원(Ps)으로 구성된다. 게다가, 상기와 같이, 제 1 스위칭 회로로써의 스위치(S1)는 접지 전압(또는 커먼 전압)을 기준 전압선(SL)을 통해 유기 전자 발광 소자(101)의 캐소드 전극(114)에 선택적으로 공급(또는 출력)할 수 있다. 유기 전자 발광 소자(101)의 애노드 전극 측은 제 2 스위칭 회로로써의 스위치(S2)를 통해, 서로 다른 전압값과 포지티브 극성을 갖는 구동 전압(V1 내지 V4) 또는 구동 전류(I1 내지 I4)를 공급하기 위한 가변 구동 전원(Ps)에 연결된다.
다음에, 본 실시예를 따른 유기 전자 발광 패널(100)의 구동 방법이 설명될 것이다. 우선 본 실시예에서, 유기 전자 발광 패널(100)의 게이트 라인(GL)의 수는 N으로 설정되고(여기서 N은 바람직하게도 480), 드레인 라인(DL)의 수는 M으로 설정된다(여기서 M은 바람직하게도 600).
게다가, 본 실시예는 도 23에 도시된 바와 같이 계조 표시 시스템을 사용한다. 한 이미지를 표시(또는 한 이미지의 표시를 유지)하기 위한 한 프레임 주기는 16.7 ms로 설정되고, 이 한 프레임 주기는 네 개의 서브-프레임 주기(또는 제 1 내지 제 4 서브-프레임)로 분할된다. 각각의 서브-프레임 주기는 4.2 ms로 설정되고, 어드레스 기록을 수행하기 위한 어드레스 주기(Tadd)(2.1 ms)와 각각의 서브-프레임 주기에 대해 고유한 구동 전압 또는 구동 전류가 인가되는 광 방사 설정 주기(TE)(2.1 ms)로 이루어져 있다. 인가된 전압(V1 내지 V4) 또는 인가된 전류(I1 내지 I4)의 값을 갖는 신호(Z)는 구동 전원(Ps)을 통해 출력되어, 선택된 유기 전자 발광 소자(101)의 휘도는 광 방사 설정 주기(TE)로 제 1 내지 제 4 서브-프레임에서 각각 1: 2: 4: 8이다.
도 24는 유기 전자 발광 소자(101)의 특성을 도시한다. 유기 전자 발광 소자(101)의 애노드 전극(116)은 약 8 내지 10Ω의 시트 저항과 약 2000Å의 박막 두께를 갖는 ITO 박막으로 만들어지고, 유기 전자 발광 층(115)은 약 340Å의 박막 두께를 갖는 α-NPD의 포지티브 정공 전달 층, 약 340Å의 박막 두께를 갖는 광 방사 층으로써의 DPVBi 및 BCzVBi의 혼합 층, 그리고 약 220Å의 박막 두께를 갖는 Alq3의 전자 전달 층을 포함한다. 캐소드 전극(114)은 약 Mg:In = 30:1의 비율로 Mg과 In을 내포하고 약 4000Å의 박막 두께를 갖는 혼성 증착(co-deposition) 박막으로 만들어진다. 유기 전자 발광 소자(101)의 광 방사 휘도(cd/m2)는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 인가된 순방향 바이어스 전압에 관련한 선형 특성을 갖고, 광 방사 휘도의 비는 광 방사 구동 전압값의 비 또는 광 방사 구동 전류값의 비에 비례한다.
서브-프레임에 인가된 광 방사 구동 전압값 또는 구동 전류값에 의존하는 휘도의 비는 제 1 서브-프레임에서 1: 제 2 서브-프레임에서 2: 제 3 서브-프레임에서 4: 제 4 서브-프레임에서 8이다. 이런 광 방사 설정 주기에서, "1"의 휘도가 "1"의 광 방사 설정 주기로 표시되는 경우에는, "1"의 휘도는 단지 제 1 서브-프레임에서만 발광하여 얻어진다. 휘도 "2"가 표시되는 경우에는, 빛은 단지 제 2 서브-프레임에서만 발광된다. 휘도 "3"이 표시되는 경우에는, 빛은 단지 제 1 및 제 2 서브-프레임에서만 발광된다. 휘도 "4"가 표시되는 경우에는, 빛은 단지 제 3 서브-프레임에서만 발광된다. 따라서, 총 16 계조 레벨은 서브-프레임을 결합하여 표시될 수 있다.
제 Q 서브-프레임에서, 어드레스 기록이 어드레스 주기(Tadd)로 완료된 후, 모든 행에서 어드레스에 의해 선택된 이 전자 발광 소자(101)에 광 방사 설정 주기(TEQ) 동안 미리 결정된 전압값 또는 미리 결정된 전류값이 인가된다. 다음에 (Q+1) 서브-프레임에서, 어드레스 기록은 어드레스 주기(Tadd)로 수행되고, 모든 행에서 어드레스에 의해 선택된 이 전자 발광 소자(101)에는 광 방사 설정 주기(TE(Q+1))로 제 Q 서브-프레임에 인가된 값과 다른 값의 전압 또는 전류가 동시에 인가된다.
상기 동작은 한 프레임 주기로 제 1 내지 제 4 서브-프레임에서 수행된다. 어드레스 실렉션의 타이밍은 도 22에 도시된 스위치(S1)로 제어되고, 구동 전압 또는 구동 전류의 공급 타이밍은 스위치(S2)로 제어된다. 특히, 게이트 라인과 신호선을 연속으로 주사하여, 한 서브-프레임 주기로 동일한 광 방사량으로 비추어지는 화소의 실렉션 트랜지스터(13)는 턴 온 된다. 실렉션 트랜지스터(13)가 턴 온 될 때, 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트 전극으로의 기록은 신호선으로부터 실렉션 트랜지스터(13)를 통해 수행되고, 채널은 어드레스 주기(Tadd) 동안 드라이브 트랜지스터(12)에 계속 형성된다. 비추어진 모든 화소가 어드레스 주기로 선택된 후에 즉, 어드레스 주기(Tadd)의 완료 후에, 실렉션 상태는 광 방사 설정 주기(TE)까지 유지된다. 광 방사 설정 주기(TE)에서, 서브-프레임에 대응하여 각각 설정된 구동 전압 또는 구동 전류를 공급하기 위한, 애노드 전극(116)에 연결된 가변 구동 전원(Ps)은 스위치(S2)로 턴 온 된다. 광 방사 설정 주기에서, 구동 전압 또는 구동 전류의 값은 위에 기술되어 온 바와 같이 서브-프레임에 따르는 높이를 갖도록 각각 설정된다.
다음에, 본 실시예의 구동 방법에 의해 얻는 계조 표시의 원리는 도 25와 관련하여 설명될 것이다. 설명을 간단히 하기 위하여, 이 도면은 한 프레임 주기가 세 서브-프레임으로 분할되는 예를 도시한다. 제 1 서브-프레임에서 광 방사 설정 주기의 광 방사량은 1이다. 제 2 서브-프레임에서 광 방사 설정 주기의 광 방사량은 2이다. 제 3 서브-프레임에서 광 방사 설정 주기의 광 방사량은 4이다. 도 25는 또한 사선으로 해치된 구획의 화소(P13, P22, P24, P31, P35, P42, P44 및 P53)가 높은 휘도를 갖는 예를 도시한다. 예를 들면, 모든 화소가 선택되고 휘도 1의 광 방사가 제 1 서브-프레임에서 수행되고, 단지 이 화소(P13, P22, P24, P31, P35, P42, P44 및 P53)만이 연속적인 선 주사로 제 2 및 제 3 서브-프레임에서 선택되고, 이에 의해 휘도 2와 휘도 4를 추가할 것으로 기대된다. 따라서, 세 서브-프레임(또는 한 프레임 주기)을 완료하자마자, 이 화소(P13, P22, P24, P31, P35, P42, P44 및 P53)는 광 방사량 7을 갖고, 따라서 광 방사량 1을 갖는 나머지 화소와 비교하여 높은 휘도를 갖는다. 따라서, 한 프레임을 복수의 서브-프레임으로 나눔으로써, 유기 전자 발광 패널(100)의 계조 표시는 가능해진다. 이런 원리들은 또한 한 프레임 주기가 여덟 서브-프레임으로 분할되는 경우에 적용할 수 있고, 그래서 256 계조 표시는 가능하다.
위에 기술되어 온 바와 같이, 본 실시예에 따라, ON과 OFF의 2진 신호로 제어되는 스위치(S2)는 구동 전압(V1 내지 V4) 또는 구동 전류(I1 내지 I4)를 전환하도록 사용되고, ON과 OFF의 2진 신호 중 어느 하나든 실렉션 트랜지스터와 드라이브 트랜지스터(12)에 선택적으로 출력된다. 온(on) 동안 드라이브 트랜지스터(12)의 저항 비 보다 훨씬 큰 저항 비를 갖는 유기 전자 발광 소자(101)는 드라이브 트랜지스터(12)의 ON 저항과 OFF 저항의 변동에 의해 실질적으로 영향받지 않고, 가변 구동 전원(Ps)에 따른 휘도로 광 방사를 이룰 수 있다.
게다가, 유기 전자 발광 소자(101)에 적합한 광 방사 효율의 전압값을 갖는 구동 전압 또는 유기 전자 발광 소자(101)에 적합한 광 방사 효율의 전류값을 갖는 구동 전류는 설정될 수 있어, 낮은 전력 소모를 얻을 수 있다. 게다가, 가변 구동 전원(Ps)에 의한 전압 또는 전류의 제어는 서브-프레임의 개수가 유기 전자 발광 패널(100)에 의해 얻은 계조 레벨의 개수 보다 훨씬 작은, 서브-프레임에 대응하는 (예를 들면, 계조 레벨의 개수가 256인 여덟 서브-프레임에 대응하는) 전압 또는 전류를 제어하여 이룩된다. 따라서, 제어력은 개선될 수 있다.
위에 설명된 본 실시예는 지금까지에 제한되지 않고, 구조의 내용과 관련하여 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시예에서, 이 구조는 각 서브-프레임에서 어드레스 주기 동안 어드레스 실렉션 상태를 유지하기 위하여 실렉션 트랜지스터(13)와 드라이브 트랜지스터(12)를 포함한다. 그러나, 어드레스 실렉션 상태는 도 26에서 한 화소의 등가 회로의 회로 구성에 도시된 바와 같이 배열된 구조로 유지될 수 있다. 이 도면에서, 참조(13, 12 및 Cp)는 각각 실렉션 트랜지스터, 드라이브 트랜지스터 및 커패시터를 각각 표시한다. 드라이브 트랜지스터(12)가 커패시터(Cp)와 연결되므로, EEPROM 기능이 없는 TFT는 사용될 수 있다. 드라이브 트랜지스터(12)의 소스와 드레인 중의 하나는 유기 전자 발광 소자(101)의 캐소드 전극에 연결되고, 나머지 하나는 스위치(S2)를 통해 네거티브 전위(-V1 내지 -V4) 또는 네거티브 전류(-I1 내지 -I4)를 공급하기 위한 직류 전원(Ps')에 연결되어, 유기 전자 발광 소자(101)에 순방향 바이어스가 인가된다. 도 26에 도시된 유기 전자 발광 표시 장치의 구동 파형은 도 27에 도시된다.
유기 전자 발광 소자(101)는 전체 광 방사 표시 영역 상에 형성된 애노드 전극의 한 시트가 접지 되는 구조로 구성된다. 드라이브 트랜지스터(12)가 선택되고 스위치(S2)가 제어기(2)로부터의 신호로 턴 온 될 때, 선택된 유기 전자 발광 소자(101)는 발광한다.
게다가, 상기 실시예에서, 유기 전자 발광 소자(101)는 직류 전계에서 발광할 수 있는 전자 발광 소자로써 특히 효과적이다. 그러나, 비유기 전자 발광 소자 또는 다른 전자 발광 소자는 자연스럽게 적용할 수 있다. 본 실시예에서, 유기 전자 발광 소자의 광 방사 층은 서로 다른 전하 전달 특성을 갖는 둘 이상의 유기 층으로 만들어지고, 산소와 물이 들어오는 것을 막기 위한 차폐층(shielding layer)은 애노드 전극(116) 상에 제공될 수 있다. 게다가, 애노드 전극(116), 유기 전자 발광층(115) 및 캐소드 전극(114)이 기판(102)의 측면으로부터 이 순서로 층을 이룬 구조를 채택할 수 있다.
본 실시예에서, 한 프레임 주기에서의 총 어드레스 주기(Tadd)의 시간 길이는 총 광 방사 설정 주기(TE)의 시간 길이와 동일하다. 그러나, 실렉션 트랜지스터(13)와 드라이브 트랜지스터(12)의 특성에 따라, 어드레스 주기(Tadd)든 광 방사 설정 주기(TE)든 어느 하나는 연장되고, 나머지 하나는 줄어든다. 게다가, 구동 전압 또는 구동 전류가 오름차순으로 (예를 들면, V1, V2, … , V4) 인가될지라도, 이 순서는 지금까지에 제한되지 않고 전압 또는 전류는 내림차순으로 (예를 들면, V4, V3, … , V1) 또는 전압값 또는 전류값의 양에 따르지 않는 순서로 예를 들면, V4, V1, V3, V2의 순서로 인가된다. 게다가, 가변 구동 전원(Ps)으로부터 공급된 구동 전압(V1 내지 V4)은 교류이다. 게다가, 계조 레벨의 개수는 16에 제한되지 않지만 복수의 계조 레벨이 채택되는 한 약 16이다.
본 실시예에서, 실렉션 트랜지스터(13)와 드라이브 트랜지스터(12)를 형성하는 스위치(S1)는 기준 전압선에 연결되고, 광 방사 설정 주기(TE) 동안 턴 온 되는 스위치(S2)는 가변 구동 전원(Ps)에 연결된다. 그러나, 도 28에 도시된 바와 같이, 유기 전자 발광 소자(101)의 애노드 전극의 측면에 있는 스위치(S2)는 가변 구동 전원(Ps)을 통하지 않고 직접 접지 되고, 유기 전자 발광 소자의 캐소드 전극의 측면에 있는 스위치(S1)의 드라이브 트랜지스터(12)는 기준 전압선을 대신하여 네거티브 전위의 구동 전압 또는 네거티브 구동 전류를 공급하기 위한 가변 구동 전원(Ps')에 연결된다. 이 경우, 2진 신호 중 어느 하나는 게이트 라인(GL)과 드레인 라인(DL)에 출력되고, 유기 전자 발광 소자(101)의 애노드 전극에 연결된 스위치(S2)는 2진 신호에 의해 턴 온 되고 턴 오프 되도록 제어될 수 있다. 특히 어드레스 주기(Tadd) 동안, 네거티브 전위의 구동 전압 또는 구동 전류는 유기 전자 발광 소자(101)의 캐소드 전극의 측면에 공급된다. 모든 스위치(S2)는 광 방사 설정 주기(TE) 동안 턴 온 되고, 유기 전자 발광 소자(101)의 애노드 전극은 접지 되어, 광 방사를 이룩한다.
게다가, 본 실시예에서, 유기 전자 발광 소자(101)는 실렉션 트랜지스터(13)와 드라이브 트랜지스터(12) 상에 형성된다. 그러나, 유기 전자 발광 소자(101)는 트랜지스터(12 및 13)와 동일한 평면에 형성된다. 이 경우, 애노드 전극(116), 유기 전자 발광층(115) 및 캐소드 전극(114)이 기판(102)의 측면으로부터 이 순서로 층을 이룬다면, 낮은 일함수를 갖고 쉽게 산화되는 물질로 만들어진 캐소드 전극(114)은 애노드 전극(116)과 유기 전자 발광층(115)을 형성하는 단계를 통해 성능이 저하되지 않는다.
또한, 상기 실시예에서, 도 23 및 도 27에 도시된 바와 같이, 어드레스 주기(Tadd) 및 광 방사 설정 주기(TE)는 배열되어 두 주기는 서로 겹치지 않는다. 그러나, 도 29에 도시된 바와 같이, 마지막 행의 실렉션 주기는 이 서브-프레임의 광 방사 설정 주기(TE)에 의해 겹친다.
다음에, 본 발명의 제 8 실시예에 따른 전자 발광 표시 장치와 구동 방법이 도면에 도시된 실시예를 기초로 하여 상세히 설명될 것이다. 본 실시예를 따르는 전자 발광 표시 장치는 도 19 내지 21에 도시된 제 7 실시예의 구조와 실질적으로 동일한 구조를 갖고 따라서, 도 19와 관련하여 설명될 것이다. 한 화소 영역에서, 게이트 라인(GL)을 통해 출력된 신호(X)와 드레인 라인(DL)을 통해 출력된 신호(Y)로 구동된 실렉션 트랜지스터(13)와, 게이트가 실렉션 트랜지스터(13)에 연결되는 드라이브 트랜지스터(12)가 제공된다. 드라이브 트랜지스터(12)는 유기 전자 발광 소자(101)의 전극 중 하나에 연결된다. 실렉션 트랜지스터(13)가 선택되고 구동 신호(Y)가 드레인 라인(DL)을 통해 출력될 때, 드라이브 트랜지스터(12)는 턴 온 된다. 구동 신호(Y)는 ON 또는 OFF의 2진 신호이다. 드라이브 트랜지스터(12)의 특성은 설정되어, 턴 오프 된 드라이브 트랜지스터(12)의 저항은 유기 전자 발광 소자(101)와 비교하여 충분히 높은 반면, 턴 온 된 드라이브 트랜지스터(12)의 저항은 유기 전자 발광 소자(101)와 비교하여 무시할 수 있을 정도로 작다는 점에 주목하기 바란다. 본 실시예는 구동 전원(Ps)이 일정한 값의 전압 또는 일정한 값의 전류를 인가하도록 설정되고, 스위치(S2)가 서로 다른 서브-프레임의 구동 전압 공급 주기(TE)를 전환한다는 점에서 제 7 실시예와 다르다. 구동 전압 공급 주기(TE)는 광 방사 주기와 실질적으로 동일하다.
다음에, 본 실시예에 따른 유기 전자 발광 패널(100)의 구동 방법이 설명될 것이다. 본 실시예는 도 30에 도시된 바와 같은 계조 표시 시스템을 사용한다. 도면에 도시된 바와 같이, 한 이미지를 표시(또는 한 이미지의 표시를 유지)하기 위한 한 프레임 주기가 16.6 ms로 고정된다면, 이 한 프레임 주기는 네 개의 서브-프레임 주기(또는 제 1 내지 제 4 서브-프레임)로 분할된다. 각 서브-프레임 주기는 어드레스 기록을 수행하기 위한 어드레스 주기(Tadd)와 이 어드레스 주기에 대응하는 구동 전압 공급 주기(TE1 내지 TE4)로 이루어져 있다. 유기 전자 발광 소자(101)의 분명한 휘도는 단위 시간 당 광 방사 휘도와 광 방사 시간의 곱에 의존한다. 구동 전압 공급 주기(TE1)가 1로 표현되는 구동 전압 공급 주기(TE)의 길이의 비는 TE1에서 1: TE2에서 2: TE3에서 4: TE4에서 8이다. 1의 휘도가 "1"의 구동 전압 공급 주기로 표시되는 이런 구동 전압 공급 주기에서, 1의 휘도는 제 1 서브-프레임에서만 발광하여 얻어진다. "2"의 휘도를 표시하기 위하여, 빛은 제 2 서브-프레임에서만 발광된다. "3"의 휘도를 표시하기 위하여, 빛은 제 1 및 제 2 서브-프레임에서 발광된다. "4"의 휘도를 표시하기 위하여, 빛은 제 3 서브-프레임에서만 발광된다. 따라서, 총 16 계조 레벨은 서브-프레임들을 결합하여 얻을 수 있다.
제 Q 서브-프레임에서, 어드레스 기록이 어드레스 주기(Tadd)로 완료된 후, 모든 행에서 어드레스에 의해 선택된 전자 발광 소자(101)에는 광 방사 설정 주기(TEQ) 동안 미리 결정된 전압값 또는 미리 결정된 전류가 인가된다. 다음에, (Q+1) 서브-프레임에서, 어드레스 기록은 어드레스 주기(Tadd)로 수행되고, 모든 행에서 어드레스에 의해 선택된 전자 발광 소자(101)에는 광 방사 설정 주기(TE(Q+1))로 제 Q 서브-프레임에서 인가된 값과 동일한 값의 전압 또는 전류가 동시에 인가된다. 상기 서브-프레임의 구동은 제 1 내지 제 4 서브-프레임으로 이루어져 있는 한 프레임 주기로 수행되고, 비슷한 방법으로, 다음 프레임에서, 서브-프레임의 구동은 제 1 서브-프레임부터 제 4 서브-프레임까지 반복하여 수행된다. 어드레스 실렉션의 타이밍은 도 22에 도시된 스위치(S1)로 제어될 수 있고, 구동 전압 공급 주기는 스위치(S2)의 ON-주기로 제어될 수 있다. 특히, 한 서브-프레임 주기로 게이트 라인과 신호선을 연속으로 주사하여, 서브-프레임에 대해 고유한 표시 방전 주기 동안 비추어진 화소의 실렉션 트랜지스터(13)는 턴 온 된다. 실렉션 트랜지스터(13)가 턴 온 될 때, 드라이브 트랜지스터(12)의 게이트 전극으로의 기록은 신호선으로부터 실렉션 트랜지스터(13)를 통해 수행되고, 채널은 어드레스 주기(Tadd) 동안 드라이브 트랜지스터(12)에 계속 형성된다. 비추어지는 모든 화소가 어드레스 주기로 선택된 후 즉, 어드레스 주기(Tadd)의 완료 후, 선택 상태는 광 방사 설정 주기(TE)까지 유지된다. 구동 전압 공급 주기(TE)에서, 애노드 전극(116)에 연결된 가변 구동 전원(Ps)은 스위치(S2)로 턴 온 된다. 구동 전압 공급 주기는 서브-프레임을 위한 길이를 각각 갖도록 배열된다.
다음에, 본 실시예의 구동 방법으로 계조 표시를 이룩하는 원리는 도 6과 관련하여 설명될 것이다. 설명을 간단히 하기 위하여, 이 도면은 한 프레임 주기가 세 서브-프레임으로 분할되는 예를 도시한다. 제 1 서브-프레임을 위한 구동 전압 공급 주기(또는 광 방사 주기)는 1이다. 제 2 서브-프레임을 위한 구동 전압 공급 주기는 2이다. 제 3 서브-프레임을 위한 구동 전압 공급 주기는 4이다. 도 25는 또한 사선으로 해치된 구획의 화소(P13, P22, P24, P31, P35, P42, P44 및 P53)가 높은 휘도를 갖는 예를 도시한다. 예를 들면, 모든 화소가 선택되고 휘도 1의 광 방사가 제 1 서브-프레임에서 수행되고, 단지 이 화소(P13, P22, P24, P31, P35, P42, P44 및 P53)만이 연속적인 선 주사로 제 2 및 제 3 서브-프레임에서 선택되고, 이에 의해 휘도 2와 휘도 4를 추가할 것으로 기대된다. 따라서, 세 서브-프레임(또는 한 프레임 주기)을 완료하자마자, 이 화소(P13, P22, P24, P31, P35, P42, P44 및 P53)는 광 방사량 7을 갖고, 따라서 광 방사량 1을 갖는 나머지 화소와 비교하여 높은 휘도를 갖는다. 따라서, 한 프레임을 복수의 서브-프레임으로 나눔으로써, 총 구동 전압 공급 주기에 대한 총 어드레스 주기의 비는 변할 수 있어, 유기 전자 발광 패널(100)의 계조 표시는 가능해진다. 도 24에 도시된 유기 전자 발광 소자의 전압-휘도-효율 특성에서 가장 높은 효율을 제공하는 전압값이 광 방사 구동을 위해 사용된다면, 광 방사 구동은 낮은 전력 소모로 이루어질 수 있다. 이런 원리들은 또한 한 프레임 주기가 여덟 서브-프레임으로 분할되는 경우에 적용할 수 있고, 그래서 256 계조 표시는 가능하다.
위에 기술되어 온 바와 같이, 본 실시예에 따라, ON과 OFF의 2진 신호로 제어되는 스위치(S2)는 구동 전압(V1 내지 V4) 또는 구동 전류(I1 내지 I4)를 전환하도록 사용되고, ON과 OFF의 2진 신호 중 어느 하나든 실렉션 트랜지스터와 드라이브 트랜지스터(12)에 선택적으로 출력된다. ON 주기 동안 드라이브 트랜지스터(12)의 저항 비 보다 훨씬 큰 저항 비를 갖는 유기 전자 발광 소자(101)는 드라이브 트랜지스터(12)의 ON 저항과 OFF 저항의 변동에 의해 실질적으로 영향받지 않고, 가변 구동 전원(Ps)에 따른 휘도로 광 방사를 이룰 수 있다.
특히, 실렉션 트랜지스터(13), 드라이브 트랜지스터(12) 및 스위치(S2)의 세 스위칭 소자가 한 유기 전자 발광 소자를 위해 구성되는 경우에는, 세 소자에 대해 고유한 전기 특성의 사소한 차이는 서로 곱해져, 화소의 휘도 계조 레벨이 크게 변하는 것으로 귀착된다. 그러나, 본 실시예에서, 실렉션 트랜지스터(13), 드라이브 트랜지스터(12) 및 스위치(S2)는 포화된 전류 영역 내의 전압값을 이용하여 ON/OFF 제어만을 수행하고 따라서, 이 특성들이 다소 변할지라도 휘도 계조 레벨이 영향받기는 어렵다는 이점을 얻는다. 게다가, 유기 전자 발광 소자(101)를 위한 우수한 광 방사 효율을 제공하는 전압값이 구동 전압으로써 설정될 수 있으므로, 낮은 전력 소모를 이룰 수 있다.
본 실시예가 위에 설명되었을지라도, 본 발명은 지금까지에 제한되지 않고, 구조의 내용과 관련하여 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 제 8 실시예에서, 이 구조는 도 26 및 도 28에 도시된 바와 같이 배열되고, 네거티브 전압 또는 네거티브 전류는 각각 서브-프레임의 다른 주기를 위하여 출력되어, 선택될 때 유기 전자 발광 소자(101)에는 순방향 바이어스가 인가된다.
게다가, 상기 실시예에서, 그런 유기 전자 발광 소자(101)는 직류 전계에서 발광할 수 있는 전자 발광 소자로써 특히 효과적이다. 그러나, 비유기 전자 발광 소자 또는 다른 전자 발광 소자는 자연스럽게 적용할 수 있다. 본 실시예에서, 유기 전자 발광 소자의 광 방사 층은 서로 다른 전하 전달 특성을 갖는 둘 이상의 유기 층으로 만들어지고, 산소와 물이 들어오는 것을 막기 위한 차폐층(shielding layer)은 애노드 전극(116) 상에 제공될 수 있다. 게다가, 애노드 전극(116), 유기 전자 발광층(115) 및 캐소드 전극(114)이 기판(102)의 측면으로부터 이 순서로 층을 이룬 구조를 채택할 수 있다.
본 실시예에서, 한 프레임 주기에서의 총 어드레스 주기(Tadd)의 시간 길이는 총 전압 공급 주기(TE1내지 TE8)의 시간 길이와 동일하다. 그러나, 실렉션 트랜지스터(13)와 드라이브 트랜지스터(12)의 특성에 따라, 어드레스 주기(Tadd)든 구동 전압 공급 주기(TE)든 어느 하나는 연장되고, 나머지 하나는 줄어든다. 게다가, 구동 전압 또는 구동 전류가 짧은 구동 전압 공급 주기 순으로 (예를 들면, TE1, TE2, … , TE4) 인가될지라도, 이 순서는 지금까지에 제한되지 않고 전압 또는 전류는 긴 구동 전압 공급 주기 순으로 (예를 들면, TE4, TE3, … , TE1) 또는 구동 전압 공급 주기의 길이에 따르지 않는 순서로 예를 들면, TE4, TE1, TE3, TE2의 순서로 인가된다. 게다가, 가변 구동 전원(Ps)으로부터 공급된 구동 전압(Vdd)은 교류 또는 교류 전압이다. 게다가, 계조 레벨의 개수는 16에 제한되지 않지만 복수의 계조 레벨이 채택되는 한 약 16이다.
게다가, 본 실시예에서, 유기 전자 발광 소자(101)는 실렉션 트랜지스터(13)와 드라이브 트랜지스터(12) 상에 형성된다. 그러나, 유기 전자 발광 소자(101)는 트랜지스터(12 및 13)와 동일한 평면에 형성된다. 이 경우, 애노드 전극(116), 유기 전자 발광층(115) 및 캐소드 전극(114)이 기판(102)의 측면으로부터 이 순서로 층을 이룬다면, 낮은 일함수를 갖고 쉽게 산화되는 물질로 만들어진 캐소드 전극(114)은 애노드 전극(116)과 유기 전자 발광층(115)을 형성하는 단계를 통해 성능이 저하되지 않는다.
또한, 상기 실시예에서, 도 30에 도시된 바와 같이, 어드레스 주기(Tadd) 및 광 방사 설정 주기(TE)는 배열되어 두 주기는 서로 겹치지 않는다. 그러나, 도 31에 도시된 제 8 실시예에 암시되었듯이, 마지막 행의 실렉션 주기는 이 서브-프레임의 광 방사 설정 주기(TE)에 의해 겹친다.
상기 제 1 내지 제 8 실시예를 따르는 유기 전자 발광 표시 장치에서, 16 계조 레벨은 채택되었다. 그러나, 각각의 R, G 및 B 컬러를 위한 256 계조 레벨을 채택함으로써, 16,770,000 계조 레벨의 계조 표시는 가능하다.
본 발명에 따라 각각의 화소와 각각의 패널에 대해 균일한 발광량을 얻을 수 있는 고화질의 유기 전자 발광 표시 장치와 우수한 발광 휘도 계조를 얻을 수 있는 유기 전자 발광 표시 장치의 구동 방법을 제공받을 수 있어 앞으로의 이용이 주목된다.

Claims (25)

  1. 각각의 전자 발광 소자가 제 1 전극, 상기 제 1 전극과 접촉하고 있는 전자 발광 층 및 상기 전자 발광 층과 접촉하고 있는 제 2 전극을 포함하며, 인가된 전압 또는 전류에 응하여 발광하기 위한 복수의 전자 발광 소자;
    각각의 제 1 스위칭 회로가 각각의 광 방사 설정 주기 동안 각각의 복수의 전자 발광 소자의 저항비 보다 작은 저항비를 갖고, 각각의 어드레스 주기에서 선택된 전자 발광 소자에 제 1 구동 전압을 인가하기 위해 전자 발광 소자의 제 1 전극에 각각 연결된 복수의 제 1 스위칭 회로; 및
    각각의 광 방사 설정 주기로 상기 제 1 구동 전압과 다른 제 2 구동 전압을 모든 전자 발광 소자에 인가하기 위해 전자 발광 소자의 각각의 제 2 전극에 연결된 제 2 스위칭 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    이미지를 형성하기 위한 프레임 주기는 복수의 서브-프레임 주기로 이루어져 있고, 각각의 서브-프레임 주기는 어드레스 주기 및 광 방사 설정 주기로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전자 발광 소자는 상기 서브-프레임 주기 사이에서 다른 단위 시간 당 휘도를 제공하는 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 구동 전압 사이의 전위차는 상기 서브-프레임 주기 사이에서 다른 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 스위칭 회로에 상기 제 2 구동 전압이 인가되는 주기는 상기 서브-프레임 주기 사이에서 다른 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 각각의 제 1 스위칭 회로는
    주사 전압이 공급된 게이트 라인에 연결되는 게이트 전극 및 신호 전압이 공급된 드레인 라인에 연결되는 드레인 전극을 구비하는 실렉션 트랜지스터; 및
    실렉션 트랜지스터의 소스 전극에 연결되는 게이트 전극, 전자 발광 소자에 연결되는 소스 전극 및 제 1 구동 전압을 전자 발광 소자에 공급하기 위한 드레인 전극을 구비하는 드라이브 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    주사 전압 및 신호 전압은 각각의 특성에 대응하는 ON/OFF의 2진 신호인 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    제 2 스위칭 회로에 ON/OFF의 2진 신호가 인가되는 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 전극 중 하나가 복수의 전자 발광 소자 위에 형성되는 한 시트의 도전층인 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    전자 발광 소자는 유기 전자 발광 소자인 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치.
  11. 각각의 전자 발광 소자가 제 1 전극, 상기 제 1 전극과 접촉한 전자 발광층 및 상기 전자 발광층과 접촉한 제 2 전극을 포함하며, 각각이 인가된 전압 또는 전류에 응하여 발광하기 위한 전자 발광 소자로 이루어져 있는 제 1 및 제 2 그룹;
    각각의 제 1 스위칭 회로가 각각의 광 방사 설정 주기 동안 각각의 복수의 전자 발광 소자의 저항비 보다 작은 저항비를 갖고, 각각의 어드레스 주기로 선택된 전자 발광 소자에 제 1 구동 전압을 인가하기 위해 전자 발광 소자의 제 1 전극에 각각 연결되는 복수의 제 1 스위칭 회로; 및
    각각의 광 방사 설정 주기로 상기 제 1 구동 전압과 다른 제 2 구동 전압을 전자 발광 소자의 제 1 그룹에, 그리고 다음으로 전자 발광 소자의 제 2 그룹에 인가하기 위해 전자 발광 소자의 각각의 제 2 전극에 연결되는 제 2 스위칭 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    이미지를 형성하기 위한 프레임 주기는 복수의 서브-프레임 주기로 이루어져 있고, 각각의 서브-프레임 주기는 어드레스 주기 및 광 방사 설정 주기로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전자 발광 소자는 서브-프레임 주기 사이에서 다른 단위 시간 당 휘도를 제공하는 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 구동 전압 사이의 전위차는 서브-프레임 주기 사이에서 다른 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    제 2 스위칭 회로에 의해 제 2 구동 전압을 전자 발광 소자의 제 1 및 제 2 그룹에 인가하는 주기는 서브-프레임 주기 사이에서 다른 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치.
  16. 제 11 항에 있어서, 각각의 제 1 스위칭 회로는
    주사 전압이 공급된 게이트 라인에 연결되는 게이트 전극 및 신호 전압이 공급된 드레인 라인에 접속되는 드레인 전극을 구비하는 실렉션 트랜지스터; 및
    실렉션 트랜지스터의 소스 전극에 연결되는 게이트 전극, 전자 발광 소자에 연결되는 소스 전극 및 제 1 구동 전압을 전자 발광 소자에 공급하기 위한 드레인 전극을 구비하는 드라이브 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    주사 전압 및 신호 전압은 각각의 특성에 대응하는 ON/OFF의 2진 신호인 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치.
  18. 제 11 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 전극 중 하나가 전자 발광 소자의 제 1 및 제 2 그룹에 의해 분할되는 복수의 도전층인 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치.
  19. 제 11 항에 있어서,
    전자 발광 소자는 유기 전자 발광 소자인 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치.
  20. 각각의 전자 발광 소자가 제 1 전극, 제 1 전극과 접촉하고 있는 전자 발광 층 및 전자 발광 층과 접촉하고 있는 제 2 전극을 포함하는, 인가된 전압 및 전류에 응하여 발광하기 위한 복수의 전자 발광 소자를 준비하는 단계;
    복수의 전자 발광 소자를 어드레스 하기 위한 어드레스 주기 및 어드레스된 전자 발광 소자를 발광하게 하는 광 방사 설정 주기 중 하나로 각각 이루어져 있는 복수의 서브-프레임을 합성해서 영상을 형성하기 위한 프레임 주기로, 각각의 어드레스 주기로 어드레스된 전자 발광 소자의 제 1 전극에 제 1 구동 전압을 공급하는 제 1 구동 전압 공급 단계; 및
    각각의 광 방사 설정 주기로 제 1 구동 전압과 다른 제 2 구동 전압을 모든 전자 방사 소자의 제 2 전극에 공급하고, 상기 광 방사 설정주기의 각 길이는 상기 서브-프레임 주기 사이에서 다른 제 2 구동 전압 공급 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치의 구동 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    프레임 주기로 형성된 이미지는 2T계조 레벨의 이미지이고(T는 1 보다 큰 정수), 복수의 서브-프레임 주기는 T 서브-프레임 주기인 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치의 구동 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    T 서브-프레임 주기의 광 방사 설정 주기 사이의 단위 시간 당 순간 휘도와 광 방사 주기의 곱으로 정의되는 광 방사 휘도의 비는 20: 21: … :2T-1인 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치의 구동 방법.
  23. (A) 각각의 전자 발광 소자가 제 1 전극, 제 1 전극과 접촉하고 있는 전자 발광 층 및 전자 발광 층과 접촉하고 있는 제 2 전극을 포함하는, 각각 인가된 전압 또는 전류에 응하여 발광하기 위한 전자 발광 소자로 이루어져 있는 제 1 및 제 2 그룹을 준비하는 단계;
    (B-1) 전자 발광 소자의 제 1 그룹을 어드레스 하는 제 1 전자 발광 소자 그룹 어드레스 단계;
    (B-2) 제 1 전자 발광 소자 그룹 어드레스 단계로 어드레스된 전자 발광 소자에 커먼 전압을 인가하는 제 1 전자 발광 소자 그룹 광 방사 단계;
    (B-3) 제 1 전자 발광 소자 그룹 어드레스 단계 후에 전자 발광 소자의 제 2 그룹을 어드레스 하는 제 2 전자 발광 소자 그룹 어드레스 단계; 및
    (B-4) 상기 제 1 전자 발광 소자 그룹 광 방사 단계 후, 제 2 전자 발광 소자 그룹 어드레스 단계로 어드레스된 전자 발광 소자에 커먼 전압을 인가하는 제 2 전자 발광 소자 그룹 광 방사 단계를 포함하며,
    제 1 전자 발광 소자 그룹 어드레스 단계, 제 1 전자 발광 소자 그룹 광 방사 단계, 제 2 전자 발광 소자 그룹 어드레스 단계 및 제 2 전자 발광 소자 그룹 광 방사 단계가, 제 1 및 제 2 그룹을 연속으로 어드레스하기 위한 어드레스 주기 및 어드레스 주기로 어드레스된 제 1 및 제 2 그룹의 전자 발광 소자를 발광시키기 위한 광 방사 설정 주기로 각각 이루어져 있는 서브-프레임을 합성해서 이미지를 형성하기 위한 프레임 주기의 서브-프레임 중 하나로 수행되는 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치의 구동 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    프레임 주기로 형성된 이미지는 2T계조 레벨의 이미지이고(T는 1 보다 큰 정수), 복수의 서브-프레임 주기는 T 서브-프레임 주기인 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치의 구동 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    T 서브-프레임 주기의 광 방사 설정 주기 사이의 단위 시간 당 순간 휘도와 광 방사 주기의 곱으로 정의되는 광 방사 휘도의 비는 20: 21: … :2T-1인 것을 특징으로 하는 전자 발광 표시 장치의 구동 방법.
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