KR100493555B1 - 구동 회로, 구동 방법, 전기 광학 장치 및 전자 장치 - Google Patents

구동 회로, 구동 방법, 전기 광학 장치 및 전자 장치 Download PDF

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Abstract

구동 회로는 전류 구동 소자, 바람직하게는 유기 전계 발광 소자(OEL 소자)에 대한 구동 전류의 아날로그 제어를 하기 위하여 상보형 쌍의 트랜지스터로 접속된 p-채널 트랜지스터 및 n-채널 트랜지스터를 포함한다. 대향 채널로 된 트랜지스터는 문턱 전압 △VT에서의 소정의 변동을 보상하기 때문에, 구동 전류를 비교적 △VT와 무관한 OEL 소자에 공급할 수 있다. 상보형 쌍의 트랜지스터는 전압 구동이나 또는 전류 구동 픽셀 구동 회로에 공급될 수 있다.

Description

구동 회로, 구동 방법, 전기 광학 장치 및 전자 장치{DRIVER CIRCUIT, DRIVING METHOD, ELECTROOPTICAL DEVICE, AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은 구동 회로에 관한 것이다. 특히, 이러한 구동 회로는 유기 전계 발광 소자를 구동하는데 적용된다.
유기 전계 발광(OEL) 소자는 애노드층과 캐소드층 사이에 샌드위치된 발광 재료층을 포함한다. 이 소자는, 전기적으로는 다이오드처럼 동작하고, 광학적으로는 순방향 바이어스일 때 발광하고 순방향 바이어스 전류에 따라 발광 강도가 증가한다. 투명 기판상에 제조된 OEL 소자의 매트릭스와 투명한 전극층들 중 적어도 하나의 전극을 갖는 표시 패널을 구성할 수 있다. 또한, 저온 폴리실리콘 박막 트랜지스터(TFT) 기술을 사용하여 동일 패널 상에 구동 회로를 집적할 수도 있다.
능동 매트릭스 OEL 디스플레이 장치에 대한 기본적인 아날로그 구동 구조에서는, 픽셀마다 적어도 2개의 트랜지스터가 요구된다. 이러한 구동 구조는 도 1에 예시하였다. 트랜지스터 T1은 픽셀을 어드레싱하기 위한 것이고, 트랜지스터 T2는 데이터 전압 신호 VData를 지정된 밝기로 OEL 소자를 구동하는 전류로 변환하기 위한 것이다. 픽셀이 어드레싱되지 않으면, 데이터 신호는 축적 커패시터(Cstorage)에 축적된다. p-채널 TFT가 도면에 나타나 있지만, 동일한 원리가 n-채널 TFT를 사용하는 회로에도 적용될 수 있다.
TFT 아날로그 회로에 연관된 문제점들이 있으며, OEL 소자도 완전한 다이오드처럼 작용하지는 않는다. 그러나, 발광 재료는 비교적 균일한 특성을 갖는다. TFT 제조 기술의 성질에 기인하여, TFT 특성의 공간적인 변동이 디스플레이 패널 전체에 걸쳐 존재한다. TFT 아날로그 회로에서 가장 중요한 고려 사항중 하나는 장치마다의 문턱 전압(△VT)의 변동이다. 불완전한 다이오드 동작에 의해 악화되는 OEL 디스플레이에서의 이러한 변동의 결과는 패널의 디스플레이 영역에 걸쳐 있는 불균일한 픽셀 밝기로 나타나며, 이는 화상 품질에 심각한 영향을 미친다. 그러므로, 트랜지스터 특성의 편차를 보상하기 위한 내장 회로가 요구된다.
트랜지스터 특성의 변화를 보상하기 위한 내장 회로의 하나로서 도 2에 나타낸 회로가 제안된다. 이 회로에서 트랜지스터 T1은 픽셀을 어드레싱하기 위한 것이다. 트랜지스터 T2는 구동 전류를 OEL 소자에 제공하는 아날로그 전류 제어부로서 작용한다. 트랜지스터 T3는 트랜지스터 T2의 드레인과 게이트 사이에 접속되며, 트랜지스터 T2를 토글하여 다이오드로서 작용하도록 하거나 또는 포화 상태에 있도록 한다. 트랜지스터 T4는 인가된 파형 VGP에 응답하여 스위치로서 작용한다. 트랜지스터 T1이나 트랜지스터 T4는 상시 온(ON) 상태에 있을 수 있다. 처음에, 도 2의 타이밍도에 나타낸 시각 t0에서 트랜지스터 T1 및 T3은 오프(OFF)이고, 트랜지스터 T4는 온이다. 트랜지스터 T4가 오프인 경우, 트랜지스터 T1 및 T3는 온되고, 기지의(known) 값의 전류 IDAT가 트랜지스터 T2를 통하여 OEL 소자로 흐르게 된다. 이 때를 프로그래밍 스테이지라 하는데, 그 이유는 트랜지스터 T2의 문턱 전압이 이 트랜지스터 T2의 드레인과 게이트를 단락시키는 턴 온된 트랜지스터 T3로 측정되기 때문이다. 그러므로, 트랜지스터 T2가 다이오드로서 동작하면서 프로그래밍 전류가 트랜지스터 T1 및 T2를 통하여 OEL 소자로 흐르도록 한다. 트랜지스터 T3 및 T1이 오프로 스위치되는 경우에 트랜지스터 T2의 검출된 문턱 전압은 트랜지스터 T2의 게이트 단자와 소스 단자 사이에 접속된 커패시터 C1에 축적된다. 다음에, T4가 구동 파형 VGP에 의해 턴온되고, OEL 소자를 통과하는 전류가 전원 VDD에 의해 공급된다. 트랜지스터 T2에 대한 출력 특성 곡선의 기울기가 평탄하면, 재생된 전류는 검출되어 커패시터 C1에 축적된 T2의 소정의 문턱 전압에 대하여 프로그래밍된 전류와 동일하다. 트랜지스터 T4를 턴온시킴으로써, T2의 드레인-소스 전압이 풀업(pulled up)되며, 그래서 평탄한 출력 특성으로 재생된 전류를 프로그래밍된 전류와 동일한 레벨로 유지시킨다. 도 2에 나타낸 △VT2는 가상의 것이지 실제의 것이 아님에 주의해야 하며, 트랜지스터 T2의 문턱 전압을 나타내기 위해서만 사용하였다.
도 2에 나타낸 타이밍도에서 시간 간격 t2 내지 t5로 나타낸 능동 프로그래밍 스테이지 중에는 이론적으로 일정한 전류가 공급된다. 재생 스테이지는 t6에서 시작한다.
도 2의 회로는 도 1에 나타낸 회로 상에서의 개선점을 보여주지만, 제어 트랜지스터의 문턱 전압 변동이 완전히 보상되지는 않았으며, 패널의 디스플레이 영역에서의 화상 밝기의 변동이 여전히 남아있다.
도 1은 2개의 트랜지스터를 사용하는 종래의 OEL 소자 픽셀 구동 회로를 나타낸 도면.
도 2는 문턱 전압 보상부를 갖는 공지된 전류 프로그램된 OEL 소자 구동 회로를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 문턱 전압 보상부를 제공하는 구동 트랜지스터의 상보형 쌍을 구비한 구동 회로의 개념을 예시한 도면.
도 4는 다양한 레벨의 문턱 전압에 대하여 도 3에 예시된 상보형 구동 트랜지스터의 특성의 좌표도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전압 구동 회로로서 동작하도록 배치된 구동 회로를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전류 프로그램된 구동 회로로서 동작하도록 배치된 구동 회로를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전류 프로그램된 구동 회로를 나타낸 도면.
도 8 내지 11은 도 6에 예시된 회로에 대한 SPICE 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 OEL 소자 및 구동기의 물리적인 도입체의 개략적인 단면도.
도 13은 본 발명을 구현하는 OEL 소자로 된 OEL 디스플레이 패널을 단순화한 평면도.
도 14는 본 발명에 따른 구동기를 구비한 디스플레이 장치를 구현하는 모바일 퍼스널 컴퓨터의 개략도.
도 15는 본 발명에 따른 구동기를 구비한 디스플레이 장치를 구현하는 모바일 전화기의 개략도.
도 16은 본 발명에 따른 구동기를 구비한 디스플레이 장치를 구현하는 디지털 카메라의 개략도.
도 17은 본 발명의 구동 회로를 자기 RAM에 적용한 예시도.
도 18은 본 발명의 구동 회로를 자기 RAM에 다르게 적용한 예시도.
도 19는 본 발명의 구동 회로를 자기저항 소자에 적용한 예시도.
본 발명은 개선된 구동 회로를 제공하기 위한 것이다. 이것을 OEL 소자에 적용시, 본 발명은 픽셀 구동 트랜지스터의 문턱 전압에서의 변동을 더 보상하여 패널의 디스플레이 영역 상에서의 보다 균일한 픽셀 밝기를 제공하고, 이에 따라 화상 품질을 개선할 수 있는 개선된 픽셀 구동 회로를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 전류 구동 소자에 공급되는 전류를 효과적으로 함께 제어할 수 있도록 접속된 n-채널 트랜지스터 및 상보형 p-채널 트랜지스터를 포함하는 전류 구동 소자용의 구동 회로가 제공된다.
이 전류 구동 소자는 전계 발광 소자인 것이 바람직하다.
구동 회로는 또한, n-채널 및 p-채널 트랜지스터용의 각 축적 커패시터, 및 동작시에 각 데이터 전압 펄스에 대한 n-채널 및 p-채널 트랜지스터로의 각 경로를 구축하도록 접속된 각 스위칭 수단을 포함하는 것이 바람직하다.
구동 회로는 또한, 프로그래밍 스테이지 중에 n-채널 및 p-채널 트랜지스터의 각 동작 전압을 축적하는 각 축적 커패시터와, 프로그래밍 스테이지 중에 동작하여 전류 데이터 신호의 소스로부터 n-채널, p-채널 트랜지스터 및 전류 구동 소자를 통과하는 제 1 전류로를 구축하도록 접속된 제 1 스위칭 수단, 및 재생 스테이지 중에 동작하여 n-채널, p-채널 트랜지스터 및 전류 구동 소자를 통과하는 제 2 전류로를 구축하도록 접속된 제 2 스위칭 수단을 포함하는 것이 바람직하다.
다른 실시예에서는, 제 1 스위칭 수단 및 전류 데이터 신호의 소스가 동작시 전류 구동 소자에 대한 전류원을 제공하도록 접속된다.
또 다른 실시예에서는, 제 1 스위칭 수단 및 전류 데이터 신호의 소스가 동작시 전류 구동 소자에 대한 전류 싱크(sink)를 제공하도록 접속된다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 전류 구동 소자로의 공급 전류를 효과적으로 함께 제어할 수 있도록 접속된 n-채널 트랜지스터 및 p-채널 트랜지스터를 제공하는 단계를 포함하는 전류 구동 소자로의 공급 전류 제어 방법이 제공된다.
이 방법은, n-채널 및 p-채널 트랜지스터용의 각 축적 커패시터, 및 동작시에 각 데이터 전압 펄스에 대한 n-채널 및 p-채널 트랜지스터로의 각 경로를 구축하도록 접속된 각 스위칭 수단을 제공하여, 동작시에 전류 구동 소자용의 전압 구동 회로를 구축하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이 방법은, n-채널 및 p-채널 트랜지스터가 제 1 모드에서 동작하고, 전류 데이터 신호의 소스로부터의 전류로가 n-채널, p-채널 트랜지스터 및 전류 구동 소자를 통과하여 구축되고, n-채널 트랜지스터 및 p-채널 트랜지스터의 각 동작 전압이 각 축적 커패시터 내에 축적되는, 프로그래밍 스테이지, 및 n-채널 트랜지스터, p-채널 트랜지스터 및 전류 구동 소자를 통과하여 제 2 모드 및 제 2 전류로가 구축되는 재생 스테이지를 제공하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
바람직하게, 본 발명은 상술한 바와 같은 본 발명의 방법을 포함한 전계 발광 디스플레이로의 공급 전류를 제어하는 방법을 제공하며, 여기서 전류 구동 소자는 전계 발광 소자이다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 바와 같은 구동 회로를 포함한 유기 전계 발광 디스플레이도 또한 제공된다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하면서 다른 예들을 통해서 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 구동 회로의 개념을 도 3에 예시하였다. OEL 소자는 2개의 트랜지스터 T12와 T15 사이에 연결되고 이들과 조합해서 이 OEL 소자를 통해 흐르는 전류에 대한 아날로그 전류 제어부로서 동작한다. 트랜지스터 T12는 p-채널 트랜지스터, 트랜지스터 T15는 n-채널 트랜지스터로서, 이들은 조합되어 OEL 소자를 통해 전류의 아날로그 제어를 위한 상보형 쌍으로 작용한다.
상술한 바와 같이, TFT 아날로그 회로 설계시 가장 중요한 파라미터 중 하나는 문턱 전압(VT)이다. 회로 내에서의 소정의 변동, 즉 △VT는 전체적인 회로 성능에 큰 영향을 미친다. 문턱 전압의 변동은 소스에서 드레인으로의 직선적 수평 전류 시프트 대 이와 관련된 트랜지스터에 대한 게이트에서 소스로의 전압 특성으로 보여지며, 트랜지스터 게이트에서의 계면 전하에 의해 발생된다.
TFT 장치의 어레이에 사용되는 제조 기술의 관점에서, 이웃한 또는 비교적 가까이 있는 TFT는 같거나 또는 거의 유사한 값의 문턱 전압 △VT이 나타날 확률이 매우 높음이 본 발명에서 밝혀졌다. 또한, p-채널 및 n-채널 TFT 상에서의 동일한 △VT의 결과는 상보적이기 때문에, 한 쌍의 TFT, 즉 하나의 p-채널 TFT 및 하나의 n-채널 TFT를 사용하여 OEL 소자로 흐르는 구동 전류를 아날로그 제어함으로써 문턱 전압 △VT에서의 변동에 대한 보상을 이룰 수 있다. 따라서, 구동 전류는 문턱 전압의 소정의 변동과 무관하게 제공될 수 있다. 그 개념은 도 3에 예시하였다.
도 4는 트랜지스터 T12 및 T15의 다양한 레벨의 문턱 전압 △VT, △VT1, △VT2에 대하여 도 3에 나타낸 OEL 소자를 통해 흐르는 전류인 드레인 전류의 변동을 예시한다. 전압 V1, V2 및 VD는 각각 전압원 VDD로부터 트랜지스터 T15, T12 및 OEL 소자 양단간에 나타나는 전압이다. 트랜지스터 T12 및 T15가 동일한 문턱 전압을 갖는 것으로 가정하고, △VT=0인 것으로 가정하면, OEL 소자를 통해 흐르는 전류는 도 4에 나타낸 p-채널 트랜지스터 T12와 n-채널 트랜지스터 T15의 특성 곡선에 대한 교차점 A에 의해 주어지며, 이것은 Io로 나타난다.
p-채널 및 n-채널 트랜지스터의 문턱 전압이 △VT1으로 변화하는 것으로 가정하면, 이 때 OEL 소자 전류(I1)는 교차점 B에 의해서 결정된다. 마찬가지로, 문턱 전압이 △V2로 변동하면, OEL 소자 전류 I2는 교차점 C에 의해 주어진다. 문턱 전압이 변동하더라도 OEL 소자를 통해 흐르는 전류의 변동은 최소임을 도 4로부터 알 수 있다.
도 5는 전압 구동 회로로서 구성된 픽셀 구동 회로를 나타낸다. 이 회로는 OEL 소자의 아날로그 전류를 제어하기 위해 조합되어 상보형 쌍으로서 작용하는 p-채널 트랜지스터 T12 및 n-채널 트랜지스터 T15를 포함한다. 이 회로는 각 축적 커패시터 C12와 C15, 및 트랜지스터 T12와 T15의 게이트와 연결된 각 스위칭 트랜지스터 TA와 TB를 포함한다. 트랜지스터 TA 및 TB가 온으로 스위치되면, 데이터 전압 신호 V1 및 V2는 픽셀이 어드레스되지 않았을 때에 축적 커패시터 C12 및 C15 에 각각 축적된다. 트랜지스터 TA 및 TB는 이 트랜지스터 TA 및 TB의 게이트에 인가되는 어드레싱 신호 φ1 및 φ2를 선택적으로 제어함에 있어 통과 게이트로서 기능한다.
도 6은 전류 프로그램된 OEL 소자 구동 회로로서 구성된 본 발명에 따른 구동 회로를 나타낸다. 전압 구동 회로에서, p-채널 트랜지스터 T12 및 n-채널 트랜지스터 T15는 OEL 소자의 아날로그 전류 제어부로서 기능하도록 연결된다. 트랜지스터 T12 및 T15에는 각 축적 커패시터 C1, C2 및 각 스위칭 트랜지스터 T1, T6이 제공된다. 이 회로의 구동 파형은 또한 도 6에 나타내었다. 트랜지스터 T1, T3 및 T6이나 또는 트랜지스터 T4 중 어느 하나는 소정의 시간에 온 될 수 있다. 트랜지스터 T1 및 T6은 각각 트랜지스터 T12 및 T15의 드레인과 게이트 사이에 접속되고, 트랜지스터 T12 및 T15를 토글하기 위하여 인가된 파형 VSEL에 응답해서 스위치되어, 포화 모드 시의 트랜지스터나 다이오드 중 하나로서 작용한다. 트랜지스터 T3은 또한 파형 VSEL을 수신할 수 있도록 접속되어 있다. 트랜지스터 T1 및 T6은 이 트랜지스터들을 거쳐서 공급되는 신호들이 동일한 진폭을 갖을 수 있도록 하기 위해 모두 p-채널 트랜지스터로 한다. 이렇게 함으로써, 파형 VSEL의 전이 중에 OEL 소자를 통과하는 어떠한 스파이크 전류도 최소로 유지되도록 할 수 있다.
도 6에 나타낸 회로는 각 디스플레이 기간 중에 프로그래밍 스테이지와 디스플레이 스테이지가 제공되는 점에서는 종래의 전류 프로그램된 픽셀 구동 회로와 마찬가지로 동작하지만, OEL 소자로의 구동 전류가 상보형의 상반된 채널 트랜지스터 T12 및 T15에 의해 제어되는 점에서는 추가적인 이점이 있다. 도 6에 나타낸 구동 파형을 참조하면, 구동 회로의 디스플레이 기간은 시각 t0 내지 시각 t6에 걸쳐있다. 처음에, 트랜지스터 T4는 온이고, 트랜지스터 T1, T3 및 T6은 오프이다. 트랜지스터 T4는 파형 VGP에 의해 시각 t1에서 턴 오프되고, 트랜지스터 T1, T3 및 T6은 파형 VSEL에 의해 시각 t3에서 턴 온된다. 트랜지스터 T1 및 T6가 턴 온되면, p-채널 트랜지스터 T12 및 상보형 n-채널 트랜지스터 T15는 제 1 모드에서 다이오드로서 작용한다. 이와 관련된 프레임 기간 중의 구동 파형은 전류원 IDAT으로부터 이용될 수 있고, 이것은 시각 t3에서 스위치 온 될 때 트랜지스터 T3에 의해 통과된다. 트랜지스터 T12 및 T15에서 검출된 문턱 전압은 커패시터 C1 및 C2에 축적된다. 이들은 도 6에 가상 전압원 △VT12 및 △VT15으로 나타내었다.
이 후, 트랜지스터 T1, T3 및 T6은 시각 t4에서 스위치 오프되고, 트랜지스터 T4는 시각 t5에서 스위치 온되고, 이어서 포화 모드에서의 트랜지스터와 같이 제 2 모드에서 동작하는 p-채널 및 n-채널 트랜지스터 T12 및 T15의 제어 하에서 전원 VDD로부터 OEL 소자를 통과하는 전류가 공급된다. OEL 소자를 통과하는 전류는 상보형 p-채널 및 n-채널 트랜지스터 T12 및 T15에 의해 제어되기 때문에, 이 트랜지스터들 중 하나에서의 문턱 전압의 소정의 변동이 도 4와 관련해서 이미 설명한 바와 같이 다른 반대측의 채널 트랜지스터에 의해 보상될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 6에 나타낸 전류 프로그램된 구동 회로에서, 스위칭 트랜지스터 T3은 전류원으로 동작하는 구동 파형 IDAT의 소스와 더불어 p-채널 트랜지스터 T12와 연결된다. 그러나, 스위칭 트랜지스터 T3는 도 7에 나타낸 바와 같이 대안으로 n-채널 트랜지스터 T15와 연결되어도 좋도, 여기서 IDAT는 전류 싱크로서 동작한다. 도 7에 나타낸 회로의 동작은 이외의 모든 면에서 도 6에 나타낸 회로와 마찬가지이다.
도 8 내지 11은 본 발명에 따른 개선된 픽셀 구동 회로의 SPICE 시뮬레이션을 나타내었다.
도 8을 참조하면, 구동 파형 IDAT, VGP, VSEL 및 -1volt, 0volt 및 +1volt의 3개의 문턴 전압이 나타나 있는데, 이들은 OEL 소자를 통과하는 전류를 제어하기 위해 p-채널 트랜지스터와 n-채널 트랜지스터를 조합시켜 제공되는 보상 결과를 나타내기 위한 시뮬레이션의 목적으로 사용된다. 도 8로부터, 처음에 문턱 전압 △VT 이 -1volt로 설정되고, 0.3×10-4초에서 0volt로 상승하고, 0.6×10-4초에서 +1volt로 다시 상승함을 알 수 있다. 그러나, 이와 같이 문턱 전압이 변동하더라도 OEL 소자를 통과하는 구동 전류가 비교적 변화되지 않은 상태로 남아 있음을 알 수 있다.
OEL 소자를 통과하는 구동 전류의 상대적 안정성은 도 10에서 더 명확히 알 수 있으며, 이 도 10은 도 9에 나타낸 응답 좌표의 확대 버전을 나타낸 것이다.
문턱 전압 △VT의 기점으로 0volt의 값을 사용하면, 문턱 전압 △VT가 -1volt로 변화할 때, OEL 소자를 통과하는 구동 전류에 대략 1.2%의 변화가 생기고, 문턱 전압 △VT가 +1volt로 변화할 때, 문턱 전압 △VT가 0volt일 때의 구동 전류에 비교해서 대략 1.7%의 구동 전류의 감소가 생김을 도 10으로부터 알 수 있다. 8.7%의 구동 전류의 변동은 참조만을 목적으로 나타낸 것으로서, 이러한 변동은 당 분야의 기술에서 공지된 감마 보정에 의해 보상될 수 있기 때문에, 본 발명과 관련해서 설명하지 않을 것이다.
도 11은 0.2㎂ 내지 1.0㎂ 범위에 걸친 IDAT의 레벨에 대해서 나타내고 있으며, 여기서는 본 발명에 따른 p-채널 및 반대측의 n-채널 트랜지스터를 사용하여 OEL 소자 구동 회로의 개선된 제어를 유지한다.
전계 발광 장치를 통과하는 구동 전류의 아날로그 제어를 위해 조합된 p-채널 트랜지스터 및 반대측의 n-채널 트랜지스터를 사용하여, 이와 달리 단일 p-채널 또는 n-채널 트랜지스터의 문턱 전압 변동으로 발생하는 결과에 대하여 개선된 보상을 제공할 수 있음을 상술한 바로부터 이해할 수 있을 것이다.
TFT n-채널 및 p-채널 트랜지스터를 OEL 소자로 된 OEL 디스플레이의 제조 중에 이웃하거나 또는 인접한 트랜지스터로서 제조하여, 상보형 p-채널 및 n-채널 트랜지스터가 동일한 값의 문턱 전압 △VT를 갖을 확률을 극대화하는 것이 바람직하다. p-채널 및 n-채널 트랜지스터는 이들의 출력 특성을 비교함으로써 더 일치시킬 수 있다.
도 12는 OEL 소자 구조에서의 픽셀 구동 회로의 물리적인 도입체의 개략적인 단면도이다. 도 12에서, 참조부호 (132)는 정공 주입층을 나타내고, 참조부호 (133)은 유기 EL층을 나타내고, 참조부호 (151)은 레지스트나 또는 분리 구조물을 나타낸다. 스위칭 박막 트랜지스터(121) 및 n-채널형 전류-박막 트랜지스터(122)는 통상적으로 저온 폴리실리콘 박막 트랜지스터에 사용되는 구조물과 공정을 채택하고, 이 저온 폴리실리콘 박막 트랜지스터는, 예를 들면 상부-게이트 구조물 같은 공지된 박막 트랜지스터 액정 디스플레이 장치와 제조 공정에 사용되며, 이 때의 최대 온도는 600℃ 이하이다. 그러나, 이 밖의 구조물과 공정들이 적용될 수도 있다.
순방향 배향된 EL 디스플레이 소자(131)는 Al로 형성된 픽셀 전극(115), ITO로 형성된 대향 전극(116), 정공 주입층(132) 및 유기 EL 층(133)으로 이루어진다. 순방향 배향된 유기 EL 디스플레이 소자(131)에서는, 유기 EL 디스플레이 장치의 전류 방향이 ITO로 형성된 대향 전극으로부터 Al로 형성된 픽셀 전극(115)으로의 방향으로 설정될 수 있다.
정공 주입층(132) 및 유기 EL 층(133)은 픽셀들 사이의 분리 구조물로서 레지스트(151)을 사용하는 잉크-젯 인쇄 방법을 통해서 형성될 수 있다. ITO로 형성된 대향 전극(116)은 스퍼터링 방법을 사용해서 형성될 수 있다. 그러나, 상기 부품들을 모두 형성하기 위해 다른 방법들이 또한 사용될 수 있다.
본 발명을 이용하는 전체 디스플레이 패널의 전형적인 레이아웃은 도 13에 개략적으로 나타내었다. 패널은 아날로그 전류 프로그램 픽셀을 갖는 능동 매트릭스 OEL 소자(200), 레벨 시프터를 갖는 집적된 TFT 주사 구동기(210), 유연성 TAB 테이프(220) 및 집적된 RAM/제어기를 갖는 외부 아날로그 구동기 LSI(230)를 포함한다. 물론, 이 패널은 본 발명이 사용될 가능성이 있는 패널 장치의 일례일 뿐이다.
유기 EL 디스플레이 장치의 구조는 여기에 설명한 것에 한정되지 않고, 다른 구조물이 또한 적용될 수 있다.
본 발명의 개선된 픽셀 구동 회로는, 예를 들면 모바일 폰, 랩탑 퍼스널 컴퓨터, DVD 플레이어, 카메라, 필드 장치(field equipment) 등의 모바일 디스플레이; 데스크탑 컴퓨터, CCTV 또는 사진 앨범 등의 휴대용 디스플레이; 또는 실내 장치 제어 디스플레이 등의 산업용 디스플레이 같은 다양한 형태의 장치에 포함되는 디스플레이 장치에 사용될 수 있다.
이하, 상기 유기 전계 발광 디스플레이 장치를 사용한 여러가지 전자 장치에 대해서 설명하기로 한다.
<1: 모바일 컴퓨터>
이하, 상기 실시예들 중 하나에 따른 디스플레이 장치를 모바일 퍼스널 컴퓨터에 적용한 예를 설명하기로 한다.
도 14는 이 퍼스널 컴퓨터의 구성을 예시한 등각도이다. 도면에서, 퍼스널 컴퓨터(1100)는 키보드(1102) 및 디스플레이 유닛(1106)을 포함한 본체(1104)를 구비하고 있다. 디스플레이 유닛(1106)은 상술한 바와 같이 본 발명에 따라 제조된 디스플레이 패널을 사용하여 구현된다.
<2: 휴대 전화>
다음에, 디스플레이 장치를 휴대 전화의 디스플레이부에 적용한 예를 설명한다. 도 15는 휴대 전화의 구성을 나타낸 등각도이다. 도면에서, 휴대 전화(1200)는 복수의 조작키(1202), 수화기(1204), 송화기(1206), 및 디스플레이 패널(100)을 구비하고 있다. 이 디스플레이 패널(100)은 상술한 바와 같이 본 발명에 따라 제조된 디스플레이 패널을 사용하여 구현된다.
<3: 디지털 스틸 카메라>
다음에, OEL 디스플레이 장치를 파인더로서 사용하는 디지털 스틸 카메라를 설명한다. 도 16은 디지털 스틸 카메라의 구성 및 외부 장치와의 접속을 간략하게 나타낸 등각도이다.
전형적인 카메라는 피사체로부터의 광학 화상에 기초하여 필름에 감광성을 주는 반면에, 디지털 스틸 카메라(1300)는 예를 들면 CCD(charge coupled device)를 사용한 광전 변환에 의해 피사체의 광학 화상으로부터 화상 신호를 생성한다. 디지털 스틸 카메라(1300)는 케이스(1302)의 이면에 OEL 소자(100)를 구비하고 있어 CCD로부터의 화상 신호에 기초하여 디스플레이를 수행한다. 따라서, 디스플레이 패널(100)은 피사체를 디스플레이하는 파인더로서 기능한다. 광학 렌즈 및 CCD를 포함하는 수광 유닛(1304)이 케이스(1302)의 전면측(도면에서는 뒤쪽)에 설치된다.
카메라맨이 OEL 소자 패널(100)에 디스플레이된 피사체 화상을 판정하여 셔터를 릴리즈하면, CCD로부터의 화상 신호가 회로 기판(1308)의 메모리로 전송되어 저장된다. 디지털 스틸 카메라(1300)에서는, 비디오 신호 출력 단자(1312) 및 데이터 통신용 입출력 단자(1314)가 케이스(1302)의 측면에 설치된다. 도면에 나타낸 바와 같이, 텔레비젼 모니터(1430) 및 퍼스널 컴퓨터(1440)는 필요에 따라 비디오 신호 단자(1312) 및 입출력 단자(1314)에 각각 접속된다. 회로 기판(1308)의 메모리 내에 저장된 화상 신호는 주어진 동작에 의해 텔레비젼 모니터(1430) 및 퍼스널 컴퓨터(1440)로 출력된다.
도 14에 나타낸 퍼스널 컴퓨터, 도 15에 나타낸 휴대 전화 및 도 16에 나타낸 디지털 스틸 카메라 외의 전자 장치의 예는, OEL 소자 텔레비젼 세트, 뷰파인더형/모니터링형 비디오 테이프 레코더, 차량 항법 시스템, 페이저, 전자 노트북, 휴대형 계산기, 워드 프로세서, 워크스테이션, TV 전화, POS(point-of-sales systen) 단말, 및 터치 패널이 있는 장치들을 포함한다. 상기 OEL 장치가 이들 전자 장치의 디스플레이부에 적용될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 구동 회로는 디스플레이 유닛의 화소 뿐만 아니라 디스플레이 유닛의 외측에 배치된 구동기에 배치될 수 있다.
상기에서는, 본 발명의 구동 회로가 다양한 디스플레이 장치를 참조하여 설명되어 있다. 본 발명의 구동 회로의 응용은 디스플레이 장치 이외에 광범위하고, 예를 들면 자기 저항 RAM, 커패시턴스 센서, 차지 센서, DNA 센서, 암시(night vision) 카메라 및 다수의 다른 장치로서의 사용을 포함한다.
도 17은 본 발명의 구동 회로를 자기 RAM에 적용한 도면이다. 도 17에서 자기 헤드는 참조 부호 MH로 표기되어 있다.
도 18은 본 발명의 구동 회로를 자기 RAM에 다르게 적용한 도면이다. 도 18에서 자기 헤드는 참조 부호 MH로 표기되어 있다.
도 19는 본 발명의 구동 회로를 자기 저항 소자에 적용한 도면이다. 도 19에서 자기 헤드는 참조 부호 MH로 표기되어 있고, 자기 저항은 참조 부호 MR로 표기되어 있다.
상술한 내용은 예로서만 주어진 것이며, 본 발명의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 변형이 이루어 질 수 있음을 당업자는 이해할 수 있을 것이다.

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  35. 제 1 축적 커패시터;
    제 2 축적 커패시터;
    상기 제 1 축적 커패시터에 게이트가 접속되는 n-채널 트랜지스터; 및
    상기 제 2 축적 커패시터에 게이트가 접속되는 p-채널 트랜지스터를 포함하고,
    상기 n-채널 트랜지스터와 상기 p-채널 트랜지스터 사이에 전류 구동 소자를 배치하고,
    데이터 신호에 따른 데이터 전류를 상기 p-채널 트랜지스터 및 상기 n-채널 트랜지스터를 통하여 흘려서, 상기 제 1 축적 커패스터 및 상기 제 2 축적 커패시터에 의해 상기 n-채널 트랜지스터의 제 1 동작 전압 및 상기 p-채널 트랜지스터의 제 2 동작 전압을 설정하고,
    상기 n-채널 트랜지스터 및 상기 p-채널 트랜지스터는 상기 전류 구동 소자에 공급되는 상기 데이터 신호에 따른 구동 전류를 효과적으로 함께 제어하는 구동 회로.
  36. 제 35 항에 있어서,
    제 1 스위칭 수단을 더 포함하고,
    상기 제 1 스위칭 수단과 상기 데이터 전류의 소스는 동작시 상기 전류 구동 소자에 대한 전류원을 제공하도록 접속되는 구동 회로.
  37. 제 35 항에 있어서,
    제 1 스위칭 수단을 더 포함하고,
    상기 제 1 스위칭 수단과 상기 데이터 전류의 소스는 동작시 상기 전류 구동 소자의 전류 싱크(sink)를 제공하도록 접속되는 구동 회로.
  38. 제 35 항에 있어서,
    제 2 스위칭 수단을 더 포함하고,
    상기 제 2 스위칭 수단은 상기 n-채널 트랜지스터 및 상기 p-채널 트랜지스터를 바이어스시키도록 접속되어, 상기 데이터 전류가 상기 n-채널 트랜지스터 및 p-채널 트랜지스터를 통하여 흐를 때에 상기 n-채널 트랜지스터 및 상기 p-채널 트랜지스터를 각각 다이오드로서 동작시키는 구동 회로.
  39. 제 35 항에 있어서,
    상기 n-채널 트랜지스터 및 상기 p-채널 트랜지스터는 폴리실리콘 박막 트랜지스터인 구동 회로.
  40. 제 35 항에 있어서,
    상기 전류 구동 회로는 전계 발광(electroluminescent) 소자인 구동 회로.
  41. 제 35 항에 있어서,
    상기 n-채널 트랜지스터 및 상기 p-채널 트랜지스터는 서로 밀접하게 배치되는 구동 회로.
  42. n-채널 트랜지스터, p-채널 트랜지스터, 상기 n-채널 트랜지스터와 상기 p-채널 트랜지스터 사이에 배치되는 전류 구동 소자, 상기 n-채널 트랜지스터의 게이트에 접속된 제 1 축적 커패시터, 및 상기 p-채널 트랜지스터의 게이트에 접속된 제 2 축적 커패시터를 갖는 전류 구동 소자용의 구동 회로의 구동 방법으로서,
    데이터 신호에 따른 데이터 전류를 상기 n-채널 트랜지스터 및 상기 p-채널 트랜지스터에 공급함으로써 상기 n-채널 트랜지스터의 제 1 동작 전압 및 상기 p-채널 트랜지스터의 제 2 동작 전압을 설정하는 제 1 단계; 및
    상기 n-채널 트랜지스터 및 상기 p-채널 트랜지스터 양쪽에 의해 제어되는 전류를 전류 구동 소자에 공급하는 제 2 단계를 포함하는 구동 방법.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 제 1 단계에서, 상기 n-채널 트랜지스터 및 상기 p-채널 트랜지스터는 다이오드로서 동작하는 구동 방법.
  44. 제 42 항에 있어서,
    상기 전류 구동 소자는 전계 발광 소자인 구동 방법.
  45. 제 35 항에 따른 상기 구동 회로를 구비하는 전기 광학 장치.
  46. 제 45 항에 따른 전기 광학 장치를 합체한 전자 장치.
  47. 축적 커패시터;
    전류 구동 소자;
    상기 축적 커패시터에 게이트가 접속되고, 상기 전류 구동 소자와 전압원 사이에 배치되는 구동 트랜지스터;
    n-채널 트랜지스터; 및
    p-채널 트랜지스터를 포함하고,
    상기 구동 트랜지스터의 동작 전압은 데이터 신호에 따른 데이터 전류를 흘림으로써 상기 축적 커패시터에 의해 설정되고,
    상기 전류 구동 소자를 통하여 흐르는 구동 전류는 상기 n-채널 트랜지스터, 상기 p-채널 트랜지스터 및 상기 구동 트랜지스터를 통하여 흐르고,
    상기 구동 전류는 상기 전압원으로부터 상기 전류 구동 소자로 흐르고,
    상기 전류 구동 소자는 상기n-채널 트랜지스터와 상기 p-채널 트랜지스터 사이에 배치되는 구동 회로.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상기 n-채널 트랜지스터 및 p-채널 트랜지스터는 동일한 신호에 의해 제어되는 구동 소자.
  49. 제 1 축적 커패시터;
    제 2 축적 커패시터;
    상기 제 1 축적 커패시터에 게이트가 접속되는 n-채널 트랜지스터;
    상기 제 2 축적 커패시터에 게이트가 접속되는 p-채널 트랜지스터;
    상기 n-채널 트랜지스터와 상기 p-채널 트랜지스터 사이에 배치되는 전류 구동 소자;
    상기 n-채널 트랜지스터의 드레인과 상기 제 1 축적 커패시터 사이에 접속되는 제 1 스위칭 트랜지스터; 및
    상기 p-채널 트랜지스터의 드레인과 상기 제 2 축적 커패시터에 접속되는 제 2 스위칭 트랜지스터를 포함하는 구동 회로.
  50. 제 1 축적 커패시터;
    제 2 축적 커패시터;
    상기 제 1 축적 커패시터에 게이트가 접속되는 제 1 n-채널 트랜지스터;
    상기 제 2 축적 커패시터에 게이트가 접속되는 제 2 p-채널 트랜지스터;
    제 2 n-채널 트랜지스터;
    제 2 p-채널 트랜지스터;
    상기 제 2 n-채널 트랜지스터와 상기 제 2 p-채널 트랜지스터 사이에 배치되는 전류 구동 소자;
    상기 제 1 n-채널 트랜지스터의 드레인과 상기 제 1 축적 커패시터 사이에 접속되는 제 1 스위칭 트랜지스터; 및
    상기 제 1 p-채널 트랜지스터의 드레인과 상기 제 2 축적 커패시터에 접속되는 제 2 스위칭 트랜지스터를 포함하는 구동 회로.
  51. 제 50 항에 있어서,
    상기 제 2 n-채널 트랜지스터 및 상기 제 2 p-채널 트랜지스터는 동일한 신호에 의해 제어되는 구동 회로.
  52. 제 50 항에 있어서,
    상기 제 1 n-채널 트랜지스터는 상기 제 1 p-채널 트랜지스터에 접속되는 구동 회로.
  53. 제 50 항에 있어서,
    상기 전류 구동 소자는 유기 전계 발광 소자인 구동 회로.
  54. 제 50 항에 따른 상기 구동 회로를 구비하는 전기 광학 장치.
  55. 제 54 항에 따른 전기 광학 장치를 합체한 전자 장치.
  56. 제 49 항에 있어서,
    상기 전류 구동 소자는 유기 전계 발광 소자인 구동 회로.
  57. 제 49 항에 따른 상기 구동 회로를 구비하는 전기 광학 장치.
  58. 제 57 항에 따른 전기 광학 장치를 합체한 전자 장치.
  59. 제 1 트랜지스터;
    제 2 트랜지스터; 및
    상기 제 1 트랜지스터의 제 1 동작 전압 및 상기 제 2 트랜지스터의 제 2 동작 전압을 결정하는 데이터 신호에 따른 데이터 전류를 포함하고,
    상기 제 1 트랜지스터는 n-채널 트랜지스터이고,
    상기 제 2 트랜지스터는 p-채널 트랜지스터이고,
    전류 구동 소자에 공급되는 구동 전류는 상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 2 트랜지스터를 통하여 흐르는 구동 회로.
  60. 제 59 항에 있어서,
    상기 제 1 트랜지스터의 제 1 게이트에 접속되는 제 1 축적 커패시터; 및
    상기 제 2 트랜지스터의 제 2 게이트에 접속되는 제 2 축적 커패시터를 더 포함하고,
    상기 제 1 축적 커패시터는 상기 제 1 동작 전압을 설정하고,
    상기 제 2 축적 커패시터는 상기 제 2 동작 전압을 설정하는 구동 회로.
  61. 제 60 항에 있어서,
    상기 제 1 축적 커패시터는 상기 제 1 트랜지스터의 제 1 소스와 상기 제 1 게이트 사이에 배치되고,
    상기 제 2 축적 커패시터는 상기 제 2 트랜지스터의 제 2 소스와 상기 제 2 게이트 사이에 접속되는 구동 회로.
  62. 제 59 항에 있어서,
    상기 전류 구동 소자는 상기 제 1 트랜지스터와 상기 제 2 트랜지스터 사이에 배치되는 구동 회로.
  63. 제 59 항에 있어서,
    상기 데이터 전류의 전류원과 상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 2 트랜지스터 중의 하나 사이의 전기적인 접속을 제어하는 스위칭 장치를 더 포함하는 구동 회로.
  64. 제 59 항에 있어서,
    상기 데이터 전류의 전류 싱크와 상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 2 트랜지스터 중의 하나의 전기적인 접속을 제어하는 스위칭 장치를 더 포함하는 구동 회로.
  65. 제 61 항에 있어서,
    상기 제 1 소스와 상기 제 1 게이트 사이의 전기적인 접속을 제어하고, 상기 제 2 소스와 상기 제 2 게이트 사이의 전기적인 접속을 제어하는 스위칭 장치를 더 포함하는 구동 회로.
  66. 제 59 항에 있어서,
    상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 2 트랜지스터는 폴리실리콘 박막 트랜지스터인 구동 회로.
  67. 제 59 항에 있어서,
    상기 전류 구동 소자는 전계 발광 소자인 구동 회로.
  68. 제 59 항에 있어서,
    상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 2 트랜지스터는 서로 밀접하게 배치되는 구동 회로.
  69. 전류 구동 소자용 구동 회로를 구동하는 구동 방법으로서,
    데이터 신호에 따른 데이터 전류를 흘림으로써 제 1 트랜지스터의 제 1 동작 전압 및 제 2 트랜지스터의 제 2 동작 전압을 설정하는 제 1 단계; 및
    상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 2 트랜지스터를 통하여 상기 전류 구동 소자에 구동 전류를 공급하는 제 2 단계를 포함하는 구동 방법.
  70. 제 69 항에 있어서,
    상기 제 1 단계에서, 상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 2 트랜지스터는 다이오드로서 동작하는 구동 방법.
  71. 제 59 항에 따른 상기 구동 회로를 구비하는 전기 광학 장치.
  72. 제 59 항에 있어서,
    제 1 스위칭 트랜지스터; 및
    제 2 스위칭 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 제 1 스위칭 트랜지스터는 상기 제 1 트랜지스터의 제 1 드레인과 상기 제 1 트랜지스터의 제 1 게이트 사이에 배치되고,
    상기 제 2 스위칭 트랜지스터는 상기 제 2 트랜지스터의 제 2 드레인과 상기 제 2 트랜지스터의 제 2 게이트 사이에 배치되는 구동 회로.
  73. 제 59 항에 있어서,
    n-채널 트랜지스터인 제 3 스위칭 트랜지스터; 및
    p-채널 트랜지스터인 제 4 스위칭 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 전류 구동 소자는 상기 제 3 트랜지스터와 상기 제 4 트랜지스터 사이에 배치되고,
    상기 제 2 스위칭 트랜지스터는 상기 제 2 트랜지스터의 제 2 드레인과 상기 제 2 트랜지스터의 제 2 게이트 사이에 배치되는 구동 회로.
  74. 제 73 항에 있어서,
    상기 제 3 및 제 4 트랜지스터는 동일한 신호에 의해 제어되는 구동 회로.
  75. 제 74 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 트랜지스터는 직렬로 제어되는 구동 회로.
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