KR100394006B1 - 전류구동 표시소자의 더블 스캔 구조 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드라이버 IC의 증가나 패널 분할을 하지 않으면서도 물리적인 듀티(duty)를 반으로 줄여서 화질변화가 없으면서 구동이 쉬운 디스플레이 소자를 제공하기 위한 것으로서, 다수개의 데이터라인과, 상기 데이터 라인에 대해 수직한 방향으로 배열되는 다수개의 스캔라인으로 구성된 표시소자에 있어서, 상기 하나의 스캔라인 안에 상기 데이터 라인과 연결된 다수개의 픽셀이 위치하여 전체 스캔타입의 상기 하나의 스캔라인에 위치한 픽셀의 개수에 반비례하게 늘어나는 것을 특징으로 한다.

Description

전류구동 표시소자의 더블 스캔 구조 및 제조방법{dual scan structure in current driving display element and production method of the same}

본 발명은 전류를 사용하는 디스플레이 소자에 관한 것으로, 특히 패시브 패널에서의 듀티(duty)를 줄이기 위한 더블 스캔 구조 및 제조 방법에 관한 것이다.

최근 평면 디스플레이 분야에서는 비약적인 발전이 이루어지고 있다.

특히 LCD(Liquid Crystal Display)를 선두로 하여 등장하기 시작한 평면 디스플레이는 수 십년간 디스플레이 분야에서 가장 많이 사용되어 온 CRT(Cathode Ray Tube)를 추월하여 최근에는 PDP(Plasma Display Panel), VFD(Visual Fluorescent Display), FED(Field Emission Display), LED(Light Emitting Diode), EL(Electroluminescence)등 많은 발전이 이루어지고 있다.

이와 같은 디스플레이 소자는 시인성 및 색감이 좋을 뿐만 아니라 제조공정도 간단하기 때문에 많은 부분에서 응용분야를 넓혀가고 있다.

그러나 이 디스플레이 소자들은 디스플레이 패널의 크기가 커질수록 디스플레이와 구동회로에서 더욱 더 많은 전류를 소모하게 된다. 또한 해상도가 높아질수록 디스플레이에서 물리적인 양으로 인하여 구동에 필요한 시간이 적어지기 때문에 원하는 휘도를 얻기 위해서는 더욱 많은 전류를 필요로 하게 된다.

현재 휴대용 정보 기기에서 가장 많이 사용하고 있는 LCD는 응답시간, 시야각, 그리고 색감 등에 불리한 특성을 가지고 있으면서도 널리 사용되고 있는 가장큰 이유는 파워(power) 소모가 아주 작다는 장점을 가지고 있기 때문이다.

물론 LCD의 백 라이트(back light)의 사용을 고려하면 파워의 소모가 작은 것은 아니지만, 근래에는 백 라이트가 거의 사용되지 않아도 가능한 트랜스플랙티브(transflective) 타입 혹은 리플랙티브(reflective) 타입의 LCD가 사용되고 있다.

그리고 최근에는 표시장치의 대형화에 따른 공간 점유가 적은 평판 디스플레이 패널로 유기 EL 디스플레이 패널이 주목되고 있다.

이 유기 EL 디스플레이 패널은 매우 얇고 매트릭스 형태로 어드레스 할 수 있으며, 15V 이하의 낮은 전압으로도 구동이 가능한 장점이 있다.

도 1 은 종래 기술에 따른 패시브(passive) 구동형 유기 EL의 구조를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 데이터라인과 스캔라인이 매트릭스 형태로 형성되어 빛을 발광하는 유기 EL 패널과, 상기 데이터라인 및 스캔라인에 선택적으로 전류를 인가하여 상기 유기 EL 패널을 선택적으로 발광시키는 데이터 드라이버(2) 및 스캔 드라이버(1)로 구성된다.

이때 상기 유기 EL 패널을 형성하는 공정을 보면, 먼저 글라스(glass) 기판 위에 투명한(transparent)한 물질로 전극을 형성한다.

이때 상기 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)를 주로 사용하는데, 이 ITO는 선저항 값이 높기 때문에 금속(4)을 이용하여 버스라인을 형성한 후 사용하는 경우가 많다.

이어 스캔 라인 형성을 위한 격벽(3)을 형성하고 전면에 유기물을 증착한 후, 금속을 사용하여 캐소드를 형성함으로서 유기 EL 패널을 제조한다.

이와 같이 구성된 유기 EL 패널의 해상도가 128x128로 가정하면, 이때의 전체 듀티(duty)는 스캔라인 수에 반비례하는의 값을 갖는다.

이때 프레임 주파수가 60Hz이면, 한 스캔 라인에 할당할 수 있는 시간(Ts)은 수학식 1과 같이 구할 수 있다.

이때 한 스캔라인에 할당할 수 있는 시간(Ts)을 늘려주면, 전력소비를 줄일 수 있으며, 또한 각 전극의 휘도를 용이하게 조절할 수 있다.

따라서 종래에는 상기 스캔 시간(Ts)을 늘려주기 위한 방법으로 도 2와 같이 물리적인 듀티를 반으로 줄이는 방법을 사용하고 있다.

도 2를 참조하여 설명하면, 디스플레이 패널을 스캔 라인 방향으로 위 아래로 나눔으로서, 더블(dual) 스캔으로 구동한다.

상기 더블 스캔 구동 방법은 해상도가 128x128인 디스플레이 패널의 경우 128개의 데이터 라인을 갖는 데이터 드라이버(2a)(2b)를 2개 구성하고, 128개의 스캔라인을 64개씩 2 영역으로 나누어 구성한다.

이와 같이 구성된 디스플레이 패널의 동작을 보면, 스캔라인에 인가되는 신호는 스캔 드라이버(1)를 통해 나누어진 디스플레이 패널의 위와 아래로 하나의 신호가 동시에 인가된다.

그리고 상기 디스플레이 패널 위에 인가되는 스캔 신호는 제 2 데이터 드라이버(2b)와 연계되어 해당 전극을 발광시키고, 상기 디스플레이 패널 아래에 인가되는 스캔 신호는 제 1 데이터 드라이버(2a)와 연계되어 해당 전극을 발광시킨다.

이때 한 프레임 주파수가 60Hz이면, 한 스캔 라인에 할당할 수 있는 스캔 시간(Ts)은 수학식 2와 같이 구할 수 있다.

상기 수학식 2에서 구해진 것과 같이 한 스캔 시간(Ts)이 두 배로 증가하여, 물리적인 듀티가 반으로 줄게 됨으로서, 전력 소비를 줄일 수 있게 된다.

그러나 이상에서 설명한 종래 기술에 따른 더블 스캔 구조 및 제조방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 데이터 드라이버 IC를 위 아래로 나누어 2개 구성함으로서, 전체 디스플레이 소자의 크기를 증가시킬 뿐만 아니라, 시스템의 복잡도를 가중시키는 문제가 있다.

둘째, 디스플레이 패널이 두 개로 나누어져 있기 때문에 패널에 편차가 생길 수 있는 가능성이 있으며, 이로 인해 디스플레이되는 영상에 균일도의 문제가 생길 수 있는 가능성이 커지게 된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 물리적인 듀티(duty)를 반으로 줄여서 화질변화가 없으면서 구동이 쉬운 디스플레이 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 드라이버 IC의 증가나 패널 분할을 하지 않으면서도 물리적인 듀티를 반으로 줄일 수 있는 디스플레이 소자를 제공하는데 있다.

도 1 은 종래 기술에 따른 패시브(passive) 구동형 유기 EL의 구조를 나타낸 도면

도 2 는 종래 기술에 따른 개선된 패시브(passive) 구동형 유기 EL의 구조를 나타낸 도면

도 3 은 본 발명에 따른 전류구동 표시소자의 더블 스캔 구조를 나타낸 제 2 실시 예

도 4 는 본 발명에 따른 전류구동 표시소자의 더블 스캔 구조를 나타낸 제 2 실시 예

도 5 내지 도 10 은 본 발명에 따른 전류구동 표시소자 패널의 제조공정을 나타낸 도면

도 11 은 본 발명에 따른 전류구동 표시소자의 더블 스캔 구조에서 구동 파형에 따른 표시소자의 동작을 나타낸 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 스캔 드라이버 20 : 데이터 드라이버

30 : 격벽 40 : 데이터라인

50a, 50b : 스캔라인

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전류구동 디스플레이 소자의 더블 스캔 구조의 특징은 다수개의 데이터라인과, 상기 데이터 라인에 대해 수직한 방향으로 배열되는 다수개의 스캔라인과, 상기 데이터 라인과 스캔라인이 교차하는 픽셀을 발광시키는 표시소자에 있어서, 상기 하나의 스캔라인 안에 상기 데이터 라인과 연결된 다수개의 픽셀이 위치하여 전체 스캔타입의 상기 하나의 스캔라인에 위치한 픽셀의 개수에 반비례하게 늘어나는데 있다.

상기 스캔라인은 서로 병렬적으로 인접하는 두 픽셀 라인을 전기적으로 연결하여 동시에 스캔 신호를 인가하는데 다른 특징이 있다.

이때, 상기 다수개의 데이터라인에 전기적으로 연결되어 짝수 번째 픽셀과 홀수 번째 픽셀에 각각 데이터 신호를 인가하는 하나의 데이터 드라이버와, 상기 다수개의 스캔라인에 전기적으로 연결되어 스캔 신호를 인가하는 하나의 스캔 드라이버를 더 포함하여 구성되는데 또 다른 특징이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전류구동 디스플레이 소자의 더블 스캔 구조의 또 다른 특징은 일 방향으로 배열되고, 서로 병렬적으로 인접하는 두 픽셀의 라인을 전기적으로 연결하는 다수개의 스캔라인과, 상기 스캔라인에 대해 수직한 방향으로 배열되고, 상기 두 픽셀에 대해 라인별로 서로 교차되도록 전기적으로 연결하는 다수개의 데이터라인과, 상기 데이터라인 및 스캔라인에 선택적으로 신호를 인가하여 상기 유기 EL 패널을 선택적으로 발광시키는 하나의 데이터 드라이버 및 하나의 스캔 드라이버를 포함하여 구성되는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전류구동 디스플레이 소자의 제조방법의 특징은 글라스 기판 위에 투명한 전극으로 패터닝하여 아일랜드(island) 형태의 전극을 형성하는 단계와, 상기 형성된 전극 위에 금속을 사용하여 짝수 번째 전극별로 그리고 홀수 번째 전극별로 각각 전기적으로 연결하는 다수개의 애노드 버스라인을 형성하는 단계와, 상기 형성된 애노드 버스라인과 수직한 방향으로 하나 이상의 전극이 포함되도록 격벽을 형성하고, 전면에 유기물을 증착하여 다수개의 캐소드 라인을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 전류구동 표시소자의 더블 스캔 구조 및 제조방법의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3 은 본 발명에 따른 전류구동 표시소자의 더블 스캔 구조를 나타낸 제 1 실시 예이다.

도 3을 참조하여 설명하면, 다수개의 데이터라인(40)과 다수개의스캔라인(30)이 매트릭스 형태로 형성되어 빛을 발광하는 유기 EL 패널과, 상기 데이터라인(40) 및 스캔라인(30)에 선택적으로 전류를 인가하여 상기 유기 EL 패널을 선택적으로 발광시키는 데이터 드라이버(20) 및 스캔 드라이버(10)로 구성된다.

이때 상기 유기 EL 패널의 각 스캔라인(30)은 종래 두 개의 스캔라인을 하나로 묶어서 하나의 스캔라인으로 형성함으로써, 스캔 라인의 폭이 증가되어 스캔라인의 저항이 감소되게 된다.

그리고 상기 유기 EL 패널의 데이터라인(40)은 상기 다수개의 스캔라인 내에 짝수 번째 스캔 라인에 해당하는 전극들 별로, 그리고 홀수 번째 스캔 라인에 해당하는 전극들 별로 서로 연결하여, 각각 하나의 데이터 라인을 형성한다.

이는 스캔라인(30)이 반으로 줄어드는 대신에 하나의 스캔 신호에 두 개의 전극을 제어하여야 하기 때문에 데이터 신호는 두 개가 필요하다.

따라서 해상도가 128x128인 디스플레이 패널의 경우 데이터라인(40)은 256개로 늘어나지만 스캔라인(30)은 64개로 줄어든다.

이와 같이 구성함으로써, 한 스캔라인에 할당할 수 있는 시간(Ts)은 다음 수학식 3과 같이 구할 수 있다. 이때 프레임 주파수가 60Hz으로 한다.

이와 같이 구성함으로써, 종래와 같이 패널을 분리하지 않고도 하나의 스캔 라인에 할당할 수 있는 시간이 종래의 패널에서와 비교하면 2배로 늘어나는 것을알 수 있다.

또한 데이터 드라이버(20)의 개수도 하나로 구성 가능하므로 디스플레이 소자의 크기도 줄일 수 있게 된다.

도 4 는 본 발명에 따른 전류구동 표시소자의 더블 스캔 구조를 나타낸 제 2 실시 예이다.

도 4를 참조하여 설명하면, 데이터라인(40)과 스캔라인(30)이 매트릭스 형태로 형성되어 빛을 발광하는 유기 EL 패널과, 상기 데이터라인(40) 및 스캔라인(30)에 선택적으로 신호를 인가하여 상기 유기 EL 패널을 선택적으로 발광시키는 데이터 드라이버(20) 및 스캔 드라이버(10)로 구성된다.

이때 상기 유기 EL 패널의 스캔라인(30)은 스캔 드라이버(10)에서 인가되는 신호가 두 개 단위로 동시에 인가된다. 즉, 첫 번째 스캔 신호가 스캔라인 첫 번째 및 두 번째에 동시에 인가되고, 두 번째 스캔 신호가 스캔라인 세 번째와 네 번째에 동시에 인가된다.

또한 상기 유기 EL 패널의 데이터라인(40)은 상기 다수개의 스캔라인 내에 짝수 번째 스캔 라인에 해당하는 전극들 별로, 그리고 홀수 번째 스캔 라인에 해당하는 전극들 별로 서로 연결하여, 각각 하나의 데이터 라인을 형성한다.

따라서 해상도가 128x128인 디스플레이 패널의 경우 데이터라인(40)은 256개로 늘어난다. 그리고 스캔라인은 128개이지만 하나의 스캔신호로 제어되므로 실질적으로는 64개인 것처럼 사용된다.

이와 같이 구성함으로써, 한 스캔라인에 할당할 수 있는 시간(Ts)은 다음 수학식 4와 같이 구할 수 있다. 이때 프레임 주파수가 60Hz으로 한다.

이와 같이 구성함으로써, 종래와 같이 패널을 구분하지 않고도 하나의 스캔 라인에 할당할 수 있는 시간이 종래의 패널에서와 비교하면 2배로 늘어나는 것을 알 수 있다.

또한 데이터 드라이버(20)의 개수도 하나로 구성 가능하므로 종래 2개의 데이터 드라이버를 사용한 것에 비하면 디스플레이 소자의 크기도 줄일 수 있게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전류구동 표시소자 패널의 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5 내지 도 10 은 본 발명에 따른 전류구동 표시소자 패널의 제조공정을 나타낸 도면이다.

먼저, 도 5 또는 도 6과 같이 글라스 기판 위에 투명한 물질로 패터닝(patterning)하여 전극을 형성하는데, 이 물질로는 ITO(Indium Tin Oxide)를 사용한다.

이때, 상기 패터닝은 도 5와 같이 아일랜드(island) 형태로 형성하거나, 또는 도 6과 같이 서로 연결된 구조로 형성할 수 있다.

이렇게 만든 ITO 위에 도 7과 같이, 금속을 사용하여 짝수 번째 전극별로 그리고 홀수 번째 전극별로 각각 전기적으로 연결하는 다수개의 금속 버스라인을 형성한다.

상기 형성된 금속 버스라인은 전체 애노드 라인의 저항 값을 줄여주어서 패널의 화질을 높여주는 효과가 있다.

이어 도 8과 같이, 상기 형성된 애노드 버스라인과 수직한 방향으로 하나 이상의 전극이 포함되도록 격벽을 형성시킨 후, 도 9와 같이 전면에 유기물을 증착시킨다.

그리고 도 10과 같이, 상기 증착된 유기물을 캐소드 증착 공정을 이용하여 패널을 완성시키고 그 위에 실링(sealing)을 하여 모듈 공정을 마친다.

이와 같은 공정을 통해 제조된 전류구동 표시소자의 동작을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 11 은 본 발명에 따른 전류구동 표시소자의 더블 스캔 구조에서 구동 파형에 따른 표시소자의 동작을 나타낸 도면으로, 하나의 스캔 라인에 두 개의 전극들이 병렬로 연결되어 스캔 신호 C1, C2, C63 그리고 C64와 데이터 신호 A1, A2, A3, A4, A253, A254, A255 그리고 A256에 따라 디스플레이 패널의 각 전극이 선택적으로 발광한다.

도 11을 참조하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.

첫 번째로 디스플레이 패널에 스캔 신호 C1이 인가되는 동안 인가되는 데이터 신호 A1에서 A256까지의 전극들을 선택적으로 발광시킨다.

즉, 스캔 신호 C1이 인가되는 동안 A4,..., A253, A254 그리고 A255가하이(hi) 신호로 인가되므로, 이 부분의 전극들만이 발광된다.

이어 두 번째로 디스플레이 패널에 스캔 신호 C2가 인가되는 동안 인가되는 데이터 신호 A1에서 A256까지의 전극들을 선택적으로 발광시킨다.

즉, 스캔 신호 C2가 인가되는 동안 A1, A3,...가 하이(hi) 신호로 인가되므로, 이 부분의 전극들만이 발광된다.

이와 같은 방법으로 마지막 스캔 신호 C64가 인가될 때까지 순차적으로 각 라인의 전극들을 선택적으로 발광시킨다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 전류구동 표시소자의 더블 스캔 구동 구조 및 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 종래와 동일하게 한 개의 데이터 드라이버 IC를 사용함으로서, 전체 디스플레이 소자의 크기를 증가시키지 않으면서도 듀티를 줄일 수 있다.

둘째, 하나의 스캔 라인 안에 전극들을 병렬로 배치를 가능하게 하여 전체 패널의 듀티를 줄이기 위한 방법으로 구동시간을 늘려주는 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (8)

1. 일 방향으로 배열되는 다수개의 데이터라인과, 상기 데이터 라인에 대해 수직한 방향으로 배열되는 다수개의 스캔라인과, 상기 데이터라인과 상기 스캔라인의 교차영역에 형성되는 픽셀들을 갖는 표시소자에 있어서,

   상기 하나의 스캔라인 안에 다수개의 픽셀들이 매트릭스형태로서 서로 독립적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전류구동 표시소자의 더블 스캔 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 매트릭스형태는

   상기 데이터라인의 홀수 번째 라인은 상기 홀수 번째의 픽셀에 전기적으로 연결되고, 상기 데이터라인의 짝수 번째의 라인은 상기 짝수 번째의 픽셀에 전기적으로 연결되거나, 또는 상기 데이터라인의 홀수 번째 라인은 상기 짝수 번째의 픽셀에 전기적으로 연결되고, 상기 데이터라인의 짝수 번째의 라인은 상기 홀수 번째의 픽셀에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전류구동 표시소자의 더블 스캔 구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 스캔라인은 서로 병렬적으로 인접하는 두 픽셀을 전기적으로 연결하여 동시에 스캔 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 전류구동 표시소자의 더블 스캔 구조.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 다수개의 데이터라인의 한쪽방향에만 전기적으로 연결되어 짝수 번째 픽셀과 홀수 번째 픽셀에 각각 데이터 신호를 인가하는 하나의 데이터 드라이버와,

   상기 다수개의 스캔라인에 전기적으로 연결되어 스캔 신호를 인가하는 하나의 스캔 드라이버를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전류구동 표시소자의 더블 스캔 구조.
5. 일 방향으로 배열되고, 서로 병렬적으로 인접하는 두 픽셀의 라인을 전기적으로 연결하는 다수개의 스캔라인과,

   상기 스캔라인에 대해 수직한 방향으로 배열되고, 상기 두 픽셀에 대해 라인별로 서로 교차되도록 전기적으로 연결하는 다수개의 데이터라인과,

   상기 데이터라인 및 스캔라인에 선택적으로 신호를 인가하여 상기 유기 EL 패널을 선택적으로 발광시키는 하나의 데이터 드라이버 및 하나의 스캔 드라이버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전류구동 표시소자의 더블 스캔 구조.
6. 글라스 기판 위에 투명한 전극으로 패터닝하여 아일랜드(island) 형태의 전극을 형성하는 제 1 단계와,

   상기 형성된 전극 위에 금속을 사용하여 짝수 번째 전극별로 그리고 홀수 번째 전극별로 각각 전기적으로 연결하는 다수개의 애노드 버스라인을 형성하는 제 2단계와,

   상기 형성된 애노드 버스라인과 수직한 방향으로 하나 이상의 전극이 포함되도록 격벽을 형성하고, 전면에 유기물을 증착하여 다수개의 캐소드 라인을 형성하는 제 3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전류구동 표시소자의 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제 1 단계의 투명한 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)인 것을 특징으로 하는 전류구동 표시소자의 제조방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 하나의 스캔라인에 인가되는 신호를 사용하고 또한 상기 두 개의 데이터라인에서 인가되는 신호를 사용하여 두 전극의 휘도를 조절하는 것을 특징으로 하는 전류구동 표시소자의 제조방법.