KR100630788B1 - 유기 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 유기 발광 화소를 포함하는 유기 발광 영역과, 그 화소로의 전력을 전환하기 위해 개별 화소에 각각이 연결되어 있는 스위치 수단과, 상기 연결된 화소로부터의 발광을 실질적으로 연속적으로 나타내기에 충분한 주파수로 제 1 저전력 모드와 제 2 고전력 모드를 반복하도록 각각의 스위치 수단을 구동하는 구동 수단을 포함하며, 상기 저전력 모드에 대한 상기 고전력 모드의 지속 시간은 상기 화소의 평균 휘도를 가변할 수 있도록 가변적인 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

유기 발광 소자{ELECTROLUMINESCENT DEVICES}
본 발명은 전자 발광 소자에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 유기 발광 물질을 사용하고 스위치 회로용 박막 트랜지스터를 구비한 전자 발광 소자에 관한 것이다.
전자 발광 소자의 한가지 유형이 공개 공보 PCT/WO90/13148에 개시되어 있고, 여기서, 이 공보는 참조 문헌으로서 포함되어 있다. 이러한 소자의 기본 구조는 두 개의 전극사이에 끼워진 발광 폴리머 박막(예를 들어, 폴리(p-페닐렌비닐렌) (p-phenylenevinylene) - "PPV")이고, 두 개의 전극중 하나는 전자(electron)를 주입하고, 나머지 하나의 전극은 정공(hole)을 주입한다. 전자와 정공은 광자(photon)를 방출하면서 폴리머 박막을 여기시킨다. 이러한 소자는 플랫 패널 디스플레이와 동일한 전위를 갖는다.
유기 발광 소자의 다른 유형은 소형의 분자(molecule) 소자이며, 여기서 참조 문헌으로서 포함되어 있는 미국 특허 제 4,539,507 호에 상세히 나타나 있다. 두 개의 전극 사이에 끼워진 트리(8-히드록시퀴놀린)알루미늄 ("Alq3")와 같은 적어 도 하나의 작은 분자 물질로 구성된 발광층을 구비하고 있다.
유기 발광 소자에서, 유기 발광층은 일반적으로 개별 화소들로 나누어지고, 개별 화소들의 전류를 바꿈으로써 발광 상태(emitting state)와 비발광 상태(non-emitting state)로 교대로 전환될 수 있다. 화소들은 일반적으로 서로 수직인 행과 열로 정렬되어 있다. 화소들을 제어하기 위해 일반적으로 두 가지 대체 구조(수동 매트릭스와 능동 매트릭스)가 사용된다. 수동 매트릭스 소자에서, 하나의 전극은 행으로 패턴되고, 다른 하나의 전극은 열로 패턴된다. 교차점이 존재하는 행 전극과 열 전극 사이에 적당한 전압을 인가함으로써 각각의 화소를 발광시킬 수 있다. 능동 매트릭스에서는, 각각의 화소는 다른 화소가 어드레스(address)되는 동안에 발광 상태로 되게 할 수 있는 디스플레이 회로가 제공된다.
도 1은 박막 트랜지스터("TFT") 능동 매트릭스내의 하나의 화소를 구동하는 회로를 예시하고 있다. 이 회로는 전극(2)과 전극(3) 사이에 접속되어 있는 다이오드(1), 즉 화소 자체를 포함하고 있다. 전극(2, 3)은 소자의 모든 화소에 접속되어 있고, 화소로부터 방출되기에 충분한 전압이 일정하게 전극(2)과 전극(3) 사이에 인가된다. 실질적으로 박막 트랜지스터에 의해 구현되는 스위치 회로(4)의 적어도 일부는 전극(3)과 화소(1)사이에 존재한다. 스위치 회로는 행 전극과 열 전극(5, 6)에 의해 제어된다. 화소(1)를 발광시키기 위해서, 전극(6)에 전압을 인가하여 스위칭 트랜지스터(7)를 스위치 온(ON)하고, 전극(5)에 전압을 인가하여 저장 커패시터(8)를 충전한다. 그 다음, 전극(6)은 턴오프(turn off)된다. 커패시터(8)가 충전되기 때문에, 전류 트랜지스터(9)는 스위치 온되고, 전극(3)에 인가된 전압은 화소에 인가되어 화소가 발광하게 된다. 이러한 구조는 능동 매트릭스 소자보다 더 복잡한 회로가 필요하지만, 상이한 행과 열 상의 다른 화소가 행 전극과 열 전극에 의해 어드레스되는 동안 화소가 커패시터(8)에 의해 발광 상태로 유지될 수 있는 장점을 가지고 있다. 박막 트랜지스터와 금속 라인을 위해 백플레인 영역 전체를 이용하는 것은 투명 및 반사 LCD 디스플레이에서 잘 알려져 있다.
보다 선명한 이미지를 디스플레이하기 위해서는, 그레이 스케일(gray-scale)을 제공할 수 있을 정도로 각각의 화소의 휘도를 개별적으로 제어하는 것이 중요하다. 도 1의 능동 매트릭스 소자에서, 커패시터(8)에 인가된 전하를 고정시키기 위해서, 전극(6)에 인가된 펄스의 지속시간과 전극(5)에 인가된 전압을 선택함으로써 동작한다. 커패시터(8) 상의 전하는 트랜지스터(9)의 상태와 화소에서 전극(3)으로의 전류를 결정한다. 화소를 관통하는 전류는 발광 휘도를 결정한다. 도 2는 트랜지스터(9)의 전류(I)와 트랜지스터(9)의 게이트 전압(V) 간의 그래프를 도시하고 있다. 도 2에는 전류와 전압은 낮고 화소(1)가 발광하지 않는 플랫 "오프" 구간(zone)(100), 화소(1)로부터 중간 레벨의 휘도를 제공하는 경사진 변이 구간(110), 및 트랜지스터가 완전한(fully) 온 상태에 있고 화소가 완전히 온인 플랫 "온" 구간(120)이 있다. 트랜지스터(9)가 변이 구간내의 소망의 포인트에 있도록 커패시터(9) 상에 전하를 고정시킴으로써, 화소에 대한 소망의 중간 레벨 휘도를 얻을 수 있다.
도 2의 곡선 형태는 회로 구성 요소, 특히 전류 트랜지스터(9)의 특성에 의해 결정된다. 스위치 회로(4)는 디스플레이의 모든 화소에 제공되어야 한다. 축소화와 저비용을 위해서, 스위치 회로는 디스플레이와 함께 집적된다. 그러나, 이러한 배열은 일반적으로 디스플레이의 각 화소의 전류 트랜지스터간의 성능을 상당히 크게 변화시킬 수 있다. 오프 구간과 온 구간의 전류는 전류 트랜지스터 사이에서 상당히 일정하지만(오프 전류는 거의 0이고, 온 전류는 다이오드(1)의 저항에 의해 크게 결정되기 때문에), 전류 트랜지스터의 임계 전압은 상당히 다를 수 있다. 유기 발광 화소로부터 발광되는 광량은 소자의 전류에 민감하게 의존하기 때문에 디스플레이의 발광 물질은 유기 발광 물질이여야 하는 문제점이 있다. 그러므로, 동일 입력 라인 전류에 대하여, 상이한 유기 발광 화소는 상당히 다른 중간 휘도를 생성할 수 있다. 이것은 그레이 스케일의 유기 발광 디스플레이 소자에 대한 이러한 구동 체계(drive scheme)의 사용을 제한한다.
본 발명의 제 1 측면에 따르면, 복수의 유기 발광 화소로 구성된 유기 발광 영역, 각각이 개별 화소와 연결되어 그 화소로의 전력을 스위칭하는 스위치 수단, 및 연계된 화소의 발광이 실질적으로 연속적으로 나타나도록 하기에 충분한 주파수로 제 1 저전력 모드와 제 2 고전력 모드를 반복하여 각각의 스위치 수단을 구동하는 구동 수단을 구비한 유기 발광 소자가 제공되며, 상술한 저전력 모드에 대한 상술한 고전력 모드의 지속 시간은 화소의 평균 휘도가 가변하기 때문에 가변적이다.
각각의 스위치 수단은 적어도 하나의 트랜지스터를 적당히 포함하고 있다. 바람직하게, 그 트랜지스터는 게이트 전압에 의해 제어되며, 트랜지스터를 통한 전력 및 화소로의 전력을 스위칭한다. 제 1 모드에서, 바람직하게, 트랜지스터는 화소가 실질적으로 발광하지 않도록 연계 화소로 전류가 흐르는 것을 차단한다. 제 2 모드에서, 바람직하게, 트랜지스터는 화소가 실질적으로 완전히 발광하도록 연계 화소에 전류를 흐르게 한다. 제 2 모드에서, 바람직하게, 트랜지스터는 완전한 온 상태에 있다. 제 1 모드에서, 바람직하게, 트랜지스터는 완전한 오프 상태에 있다.
바람직하게, 제 1 모드와 제 2 모드중 하나 또는 모두에서, 화소의 휘도는 트랜지스터의 특성, 예를 들어, 게이트 전압에 실질적으로 민감하지 않아서, 게이트 전압의 작은 변동은 화소의 전류에 실질적으로 영향을 주지 않는다. 바람직하게, 그 트랜지스터는 박막 트랜지스터이다.
바람직하게, 스위치 수단은 트랜지스터를 제 1 모드 또는 제 2 모드로 유지하기 위해서, 상술한 트랜지스터의 게이트에 적절히 연결된 전하 저장 수단(예, 커패시터)를 포함하고 있다. 전하 저장 수단은 제 2 트랜지스터, 바람직하게는 박막 트랜지스터에 의해 적절히 충전된다. 바람직하게, 스위치 수단은 박막 트랜지스터 스위치 수단이다.
디스플레이는 바람직하게는 능동 매트릭스 디스플레이, 보다 바람직하게는 TFT 능동 매트릭스 디스플레이이다.
제 1 모드와 제 2 모드사이의 스위칭 주파수는 30Hz 이상이 적절하고, 바람직하게는 50Hz이상이고, 보다 바람직하게는, 대략 60Hz 또는 그 이상이 좋다.
바람직하게, 구동 수단은 저전력 모드에 대한 고전력 모드의 지속 시간을 가변하도록 제어가능하다. 구동 체계의 듀티 사이클(총 사이클 시간의 비례값으로서 제 2 모드의 지속 시간에 의해 측정)은 0(화소가 오프일 때)에서 100%(최대 휘도)까지 가변할 수 있다.
각각의 사이클에서, 고전력 모드는 하나이상의 이산(discrete) 고전력 펄스로서 제공될 수 있다.
각각의 화소는 구동 수단의 제어하에 발광 영역으로의 전력을 독립적으로 스위칭하는 스위치 수단이 각각에 연결되어 있는 적어도 두 개의 개별 발광 영역을 적절히 포함할 수 있다.
유기 발광 소자는, 각각의 화소가 적어도 두 개의 개별 발광 영역을 포함하는 복수의 유기 발광 화소와, 각각의 화소와 연계되어 있으며, 발광 영역으로의 전력을 스위칭하기 위해 그 화소의 개별적인 발광 영역과 연결되어 있는 스위치 수단을 포함하는 스위치 구조와, 그 화소의 발광 영역중 선택된 발광 영역이 발광하도록 하기 위해, 연계된 스위치 구조에 의해 각각의 화소를 어드레스하고, 하나이상의 대응 스위치 수단을 선택적으로 구동함으로써 각각의 화소의 휘도를 제어하는 제어 수단을 포함할 수 있다.
각각의 화소가 개별적인 발광 영역으로 분리되어 있는 곳에서는, 각각의 화소의 발광 영역은 상이한 크기를 가지는 것이 적절하고, 바람직하게는 영역이 상이한 것이 좋다. 바람직하게, 각각의 화소에서, 모든 발광 영역(최소는 제외)은 그 화소의 다음으로 가장 큰 발광 영역 사이즈의 두배(실질적으로 두배)이다.
바람직하게, 구동 수단은 화소의 휘도를 넘어서 추가로 제어할 수 있도록, 중간 전압에서 순간적이지 않게(non-instantaneously) 동작시키기 위해서, 각각의 화소 또는 각각의 발광 영역을 구동할 수 있다. 그러므로, 구동 수단은 순간적이지 않고 부분적으로 온 상태(non-instantaneous partially on state)로 스위치 수단을 적합하게 구동할 수 있다. 부분적 온 상태는 제 3 중간 전력 모드일 수 있다. 또한, 다른 중간 전력 모드가 될 수 있다.
화소 및/또는 발광 영역에 대한 바람직한 두께는 20~200nm의 범위이고, 가장 바람직하게 대략 100nm이다.
유기 발광 화소 및/또는 영역은 발광 폴리머 물질로 적합하게 구성될 수 있고, 바람직하게는 복합 물질(a conjugated material)로 구성될 수 있다. 적합한 물질은 PPV 또는 그 부산물과 같은 반도체 복합 폴리머이다. 화소 및/또는 발광 영역을 구성하는 발광 물질은 PPV, 폴리(2-메톡시-5(2'-에틸)헥실록시페닐렌-비닐렌) ("MEH-PPV"), PPV-부산물(예, 디-알콕시 또는 디-알콕시 부산물), 폴리플루오렌 및/또는 폴리플루오렌 세그먼트를 함유한 코-폴리머(co-polymer), PPV 및/또는 관련 코-폴리머이거나 포함할 수 있다. 화소 및/또는 발광 영역은 스핀 코팅, 딥 코팅, 블레이드 코팅, 메니스커스(meniscus) 코팅, 자체 조립체 등에 의해 증착될 수 있다. 발광 영역 및/또는 전구체의 구성 요소는 물 계통일 수 있고, 예를 들어, 전구 물질계 PPV일 수 있다. 대체 물질은 유기 분자 발광 물질, 예를 들어, Alq3, 또는 종래 기술에서 알려진 다른 소형의 승화 분자 또는 복합 폴리머 전자 발광 물질이다.
유기 발광 화소 및/또는 영역은 잉크젯 프린팅에 의해 적합하게 증착된다.
소자의 성능을 향상시키기 위해서, 전도성 폴리머 층이 발광 영역에 인접하게 제공될 수 있다. 바람직하게, 전도성 폴리머 층은 폴리에틸렌 다이옥시오펜 ("PEDT"), 폴리스티렌 슐폰산 도핑 폴리에틸렌 다이옥시오펜("PEDT-PSS"), 도핑된 폴리아닐린, 도핑된 알킬트리오펜 및/또는 도핑된 폴리피룰(polypyrrole)을 포함하고 있다. 전도성 폴리머 층의 두께는 200nm이하가 적합하고, 100nm이하가 바람직하고, 50nm이하 또는 50nm정도가 가장 바람직하다. 전도성 폴리머 층의 시트 저항은 106 또는 107Ohms/square 초과가 적합하고, 108Ohms/square 초과가 바람직하고, 대략 1010Ohms/square 또는 그 이상이 가장 바람직하다.
본 발명은 첨부한 도면을 기준으로 예를 들어 설명될 것이다.
도 1은 박막 트랜지스터("TFT") 능동 매트릭스내의 하나의 화소를 구동하는 회로를 도시하는 도면,
도 2는 전류 트랜지스터의 특성에 의해 결정되는 회로 구성 요소의 그래프,
도 3은 유기 발광 소자의 화소와 관련된 스위치 회로의 평면도,
도 4는 도 3의 회로를 라인 a-a'를 따라 절단한 단면도,
도 5는 도 3과 도 4의 소자의 회로도,
도 6은 멀티 화소 소자 및 제어 장치의 개략도,
도 7과 도 8은 화소의 전류와 시간간의 관계도.
도 3 내지 도 5는 유기 발광 디스플레이 소자의 화소(16)와 연계된 TFT 회로를 도시하고 있다. 화소의 발광 물질은 4개의 발광 영역(19a - 19d)으로 나누어진다. TFT 회로는, 발광 영역(19a - 19d)과 각각의 영역에 개별적으로 제공되는 다른 회로가 공유하는 공통 라인(12)(도 1의 전극(3)에 대응)과 스캔 라인(10)(전극(6)에 대응)을 포함하고 있다. 각각의 발광 영역은 신호 라인(11a - 11d)(도 1의 전극(5)에 대응), 스위칭 트랜지스터(13a - 13d)(도 1의 트랜지스터(7)에 대응), 저장 커패시터 (14a - 14d)(도 1의 커패시터(8)에 대응), 및 전류 트랜지스터(15a - 15d)(도 1의 트랜지스터(9)에 대응)를 구비하고 있다. 도 4에 도시된 SiO2의 절연 영역은 회로의 구성 요소를 분리시키고, 회로는 유리 기판(17) 상에 증착되어 있다. 트랜지스터(15a - 15d)의 출력부에는 투명한 인듐-주석 산화물("ITO")의 전극 패드(18a - 18d)(도 4의 18a를 참조)가 있어서 발광 소자의 애노드를 형성한다. 화소의 유기 발광 물질은 4개의 분리부(도 4의 19a-19d를 참조)내의 패드상에 증착되고, 공통 캐소드(20)(도 1의 전극(2)에 대응)는 분리부의 최상부에 증착되어 있다. 화소로부터 관찰자로의 발광은 일반적으로 도 3의 지면으로 향하는 방향으로서 도 4의 화살표(B)로 표시되어 있다.
스캔, 신호, 및 공통 라인은 제어 유닛(31, 34)(도 5)에 의해 제어된다. 대체 실시예에서, 각각의 발광 영역(19a-19d)은 공통 라인(12)과 등가인 개별 라인을 구비할 수 있고, 각각의 개별 라인은 제어 유닛에 의해 독립적으로 제어된다.
도 3 내지 도 5의 화소는 수천개의 화소가 수직의 행과 열로 배열되어 있는 대면적의 발광 소자의 일부를 형성한다. 예를 들어, 하나의 전형적인 사이즈는 총 480,000 화소를 갖는 800열×600행이다. 심지어, 동일 수의 적, 녹, 청 화소를 갖는 컬러 디스플레이 소자가 될 수 있다. 도 5의 다른 유닛(50)은 다른 화소를 제어하기 위한 것이다.
소자를 제조하기 위해서, TFT 회로는 정상적인 방법으로 유리 기판(17) 상에 먼저 증착된다. 그 다음, 유기 발광 물질은 ITO 패드(18d) 등의 패드상에 증착된다. 이러한 예의 유기 발광 물질은 PPV이다. PPV는 전체 소자에 걸쳐 하나의 층으로서 증착되어(예, 전구체 폴리머를 스핀 코팅함으로써), 개별 화소 또는 화소 영역을 형성하도록 패턴될 수 있고, 화소/영역은 특히 각각의 상이한 컬러 빛을 발광하는 화소를 가진 멀티 컬러(예, 적/녹/청) 소자를 형성할 때 개별적으로 (예, 잉크젯 프린팅에 의해) 증착될 수 있다. 최종 화소의 두께는 대략 1000Å이다.
잉크젯 프린팅에 의해 발광 물질을 증착하기 위해, 잉크젯 프린터 스프레이 헤드를 통해 물질이 스프레이된다. 적합한 스프레이 사이클은 30pl의 드롭 면적에서 초당 14,400 드롭이다.
도 6은, 행과 열로 배열되어 있으며 각각이 도 3 내지 도 5에 도시된 다수의 독립적으로 제어가능한 발광 영역으로 나누어지는 다수의 화소(22, 23 등)를 구비한 완성된 소자(21)의 구현예를 개략적으로 도시하고 있다. 제어 유닛(24)은 스캔 라인(25)과 신호 라인(26)에 접속되어 있고, 각각의 전압을 제어할 수 있다. 제어 유닛은 27에서(예, 퍼스널 컴퓨터로부터) 디스플레이 신호를 수신하고, 그 수신한 디스플레이 신호를 디스플레이의 각각의 화소에 대한 실시간 휘도 정보로 디코딩하는 처리 수단(28)을 포함하고 있다. 프로세서(28)는 각각의 화소를 차례대로 식별하는 어드레스 정보를 라인(29)상에 출력하고, 그 화소에 대하여 라인(30)상에 휘도 정보를 출력한다. 전형적으로, 휘도 정보는 0부터 소망의 화소 휘도가 주어지는 16 또는 64까지의 숫자일 수 있다. 제어 유닛은 회소를 식별하는 어드레스 정보를 도면 부호 32에서 수신하고, 도면 부호 33에서 휘도 정보를 수신하고, 화소가 존재하는 교차점에서 스캔 라인과 신호 라인을 선택함으로써 그 식별된 화소를 어드레스하고, 라인(33)상에 표시된 바와 같이 소망의 휘도로 화소를 턴 온하는데 필요한 전하를 화소의 저장 커패시터에 저장하기 위해 스캔 라인과 신호 라인 각각에 적당한 전압을 인가하는 어드레스 스위치 유닛(31)을 포함하고 있다. 제어 유닛 또는 그 일부는 디스플레이 자체의 백플레인상에 형성될 수 있다.
화소가 전류 트랜지스터의 변이 영역에서 구동되는 도 1의 종래의 소자에서, 어드레스 스위치(31)는 프로세서(28)로부터 직접 어드레스 정보와 휘도 정보를 수신할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에서, 프로세서(28)와 스위치 유닛(31) 사이에는 중간 프로세서(34)가 있다. 중간 프로세서는 라인(29, 30)에 의해 프로세서 (28)로부터 각각의 화소에 대한 휘도 정보를 수신하고, 각각의 화소의 소망의 휘도를 메모리(35)에 저장한다. 그 다음, 중간 프로세서는 어드레스 스위치 유닛을 제어하여 두 가지 방법중 하나 또는 두 방법 모두로 화소의 휘도를 고정시킨다.
휘도를 고정시키는 한 가지 방법은 시간으로 나누어 평균을 낼 때(사이클의 시간동안), 각각의 화소로부터 소망의 휘도를 얻게 되는 듀티 사이클로 신속하게 화소를 턴 온 및 턴 오프하는 것이다. 예를 들어, 1/2 휘도(half-brightness)가 바람직하다면(예, 상술한 64 그레이 스케일 체계에서 32의 휘도), 화소는 시간의 1/2동안은 완전히 온되고, 시간의 1/2동안은 완전히 오프될 수 있도록 스위칭된다. 화소를 온 상태와 오프 상태 사이에서 신속하게 스위칭시킴으로써 깜박거림 느낌을 피할 수 있다. 소자로부터 출력되는 빛이 일정하다는 느낌을 관찰자에게 주는 적당한 스위칭 주파수는 30 내지 50Hz 이상이다. 중간 프로세서(34)에 의해 라인(33)상에 출력되는 휘도 값은 완전히 온되거나 오프되는 것을 의미한다. 중간 값은 사용될 필요가 없다. 그러므로, 소자의 화소의 전류 트랜지스터는 도 2에 도시된 예측가능한 평탄한 온 및 오프 영역에서 항상 (턴 온 및 턴 오프동안 일시적으로 분리) 동작하고, 화소의 휘도를 보다 용이하게 일정하게 할 수 있다.
다수의 상세한 구동 체계는 각각의 화소의 소망의 휘도를 얻는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 화소는 (완전한 또는 0 휘도가 되기를 바랄 때를 제외하고) 필요한 듀티 사이클을 얻기 위해 온 및 오프 전환 사이의 시간이 선택되는 상태에서, 각각의 사이클에서 (도 7 참조) 한번은 턴 온되고 한번은 턴 오프될 수 있거나 그 이상 될 수 있다( 도 8 참조). 도 8은 단일 화소에 대한 인가된 전류와 시간과의 관계를 도시하고 있다. 라인(36)은 구동 체계의 사이클을 분리시킨다. 도 8에 도시된 3개의 사이클 동안에, 화소의 휘도는 대략 10%에서 대략 40%로 증가하게 된다. 화소의 온 시간은, 서로 더해질 때, 필요한 듀티 사이클을 얻는데 필요한 사이클 당 총 온 시간을 부여하는 동일 길이(tp)의 일련의 펄스로서 적용된다. 사이클 당 총 온 시간이 동일하게 유지되는 상태에서, 온 시간과 오프 시간사이의 전류의 패턴은 다른 조건을 만족시키도록, 즉, 깜박거림 또는 혼선(cross-talk)을 줄일 수 있도록 가변될 수 있다.
휘도를 고정하는 두번째 방법은 각각의 화소의 개별 발광 영역이 개별적으로 제어될 수 있다는 사실을 이용하는 것이다. 화소의 휘도는 하나이상의 발광 영역을 스위칭 온 함으로써 제어될 수 있다. 상술한 바와 같이, 휘도는 제어 유닛(24)에 의해 제어된다. 어드레스 스위치(31)는 다시 각각의 화소를 차례대로 식별하는 온 라인(32)상의 어드레스 정보와 그 화소에 대한 라인(33)상의 휘도 정보를 수신한다. 이 때, 휘도 정보는 소망의 휘도를 나타내는 0 내지 16의 값을 갖는다. 어드레스 스위치(31)는, 도 3 내지 도 5에 도시된 화소에 대한 어드레스 정보를 수신하고, 그 화소의 개별 발광 영역을 어드레스하는데 필요한 스캔 라인과 신호 라인을 식별하고, 33에서 수신된 휘도 값을 근거로 하여, 화소의 발광 영역 중 0개, 1개, 2개, 3개, 또는 모두를 완전히 턴 온하여 소망의 휘도를 얻기 위해서, 스캔 라인과 신호 라인에 적당한 전압을 인가하는 멀티 에어리어(multi-area) 프로세서(45)를 포함하고 있다. 선택된 영역은 화소의 휘도가 변경되기 전까지 완전한 온 상태로 될 수 있다.
각각의 화소가 분할된 발광 영역은 사이즈가 동일하거나 상이할 수 있다. 화소가 n개의 발광 영역으로 분할되어야 하는 곳에서, 한가지 유용한 분할은 발광 영역의 사이즈가 화소의 풀 사이즈의 1/(2n-1), 2/(2n-1), 4/(2n-1),...,(2(n-1))/(2n-1)로 되는 것이다. 이러한 구조로 n개의 화소로부터 2n 그레이 스케일 값을 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 3에서, 발광 영역(19d)는 발광 영역(19c)의 두 배이고, 19c는 19b의 두배이고, 19b는 19a의 두배이다.
발광 영역은 다른 방법으로, 또는 도 3에서와 같이 화소에 걸쳐서 배선된 평행 스트립으로서 정의될 수 있다.
그 이상의 그레이 스케일을 얻기 위해서, 상술한 휘도를 제어하는 두 가지 방법이 조합되어, 그 결과, 도 3 내지 도 5에 도시된 유형의 서브 분할된 화소를 가진 소자가 도 7 또는 도 8를 기준으로 설명된 펄스 구동 체계에 의해 구동된다. 그 이상의 이용가능한 그레이 스케일 레벨을 부여하기 위해서, 각각의 발광 영역에 인가되는 전압이 또한 완전히 온 또는 오프되지 않은 레벨로 가변될 수 있는 곳에서, 휘도를 제어하는 두 가지 방법중 하나 또는 두가지 방법 모두는 도 1를 기준으로 설명된 전압 제어법과 조합될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 4개의 영역으로 분할되고, 도 7에 도시된 16개의 이용가능한 구동 체계중 하나로 구동되는 각각의 화소를 가진 소자에서, 피크 전압이 16 레벨중 하나의 레벨로 선택되는 곳에서, 4096개의 그레이 스케일 레벨이 이용가능하다.
펄스 구동 체계는 도 3 내지 도 5의 소자의 서브 분할된 화소보다는 단일 화소를 가진 소자에 적용될 수 있다.
본 발명은 본 발명에서 청구된 것과 무관하게, 암시적으로 또는 명시적으로 개시된 하나의 특징 또는 조합된 특징 또는 개념을 포함할 수 있다. 전술한 명세서에서, 당업자는 본 발명의 범위내에서 다양하게 변경할 수 있다는 것을 알 수 있다.

Claims (22)

  1. 복수의 유기 발광 화소를 포함하는 유기 발광 영역과,
    각각이 개별 화소와 연결되어 있으며, 그 화소로의 전력을 스위칭하는 스위치 수단과,
    상기 연결된 화소로부터의 발광을 실질적으로 연속적으로 나타내기에 충분한 주파수로 제 1의 상대적인 저전력 모드와 제 2의 상대적인 고전력 모드를 반복하도록 각각의 스위치 수단을 구동하는 구동 수단 - 상기 제 1 모드에 대한 상기 제 2 모드의 지속 시간은 상기 화소의 평균 휘도를 가변할 수 있도록 가변함 - 을 포함하며,
    상기 스위치 수단은 상기 화소에 공급되는 전력을 스위칭하는 트랜지스터 스위치를 포함하고,
    상기 제 1 모드에서, 상기 트랜지스터는 완전한 오프 상태이고,
    상기 제 2 모드에서, 상기 트랜지스터는 완전한 온 상태인,
    유기 발광 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 모드에서, 상기 화소는 실질적으로 발광하지 않는 유기 발광 소자.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 구동 수단은 상기 스위치 수단을 순간적이지 않고 부분적으로 온 상태로 구동할 수 있는 유기 발광 소자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치 수단은 박막 트랜지스터 스위치를 포함하는 유기 발광 소자.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 수단은 적어도 30Hz의 주파수로 상기 제 1 모드와 상기 제 2 모드를 반복하도록 각각의 스위치 수단을 구동하도록 배열된 유기 발광 소자.
  9. 제 1 항에 있어서,
    각각의 화소는 적어도 2개의 개별 발광 영역을 포함하며, 상기 구동 수단의 제어하에 상기 발광 영역으로의 전력을 독립적으로 스위칭하기 위해 상기 발광 영역중 개별적인 하나의 발광 영역과 각각이 연결되어 있는 스위치 수단을 포함하는 유기 발광 소자.
  10. 제 9 항에 있어서,
    각각의 화소의 상기 발광 영역은 다른 영역인 유기 발광 소자.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 발광 화소는 발광 폴리머 물질로 구성되어 있는 유기 발광 소자.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 발광 화소는 발광 복합 물질로 구성되어 있는 유기 발광 소자.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 발광 화소는 폴리(p-페닐렌비닐렌) 또는 그 부산물로 구성되어 있는 유기 발광 소자.
  14. 제 1 항에 있어서,
    각각의 화소는 잉크젯 프린팅에 의해 증착되는 유기 발광 소자.
  15. 각각의 유기 발광 화소가 적어도 2개의 개별 발광 영역을 포함하는 복수의 유기 발광 화소를 포함하는 유기 발광 영역과,
    각각의 화소와 연결되어 있으며, 상기 유기 발광 영역으로의 전력을 전환하기 위해 상기 화소의 개별 발광 영역과 각각이 연결되어 있는 스위치 수단을 포함하는 스위치 구조와,
    상기 연결된 스위치 구조에 의해 각각의 화소를 어드레스하며, 상기 화소의 발광 영역중 선택된 발광 영역이 발광하도록 하나 이상의 대응 스위치 수단을 선택적으로 구동함으로써 각각의 화소의 휘도를 제어하는 제어 수단을 포함하되,
    상기 제어 수단은 각 스위칭 수단이 상기 연결된 화소로부터의 발광을 실질적으로 연속적으로 나타내기에 충분한 주파수로 제 1의 상대적인 저전력 모드와 제 2의 상대적인 고전력 모드를 반복하게 하고 - 상기 제 1 모드에 대한 상기 제 2 모드의 지속 시간은 상기 화소의 평균 휘도를 가변할 수 있도록 가변함 - ,
    상기 스위치 수단은 상기 화소에 공급되는 전력을 스위칭하는 트랜지스터 스위치를 포함하고,
    상기 제 1 모드에서, 상기 트랜지스터는 완전한 오프 상태이고,
    상기 제 2 모드에서, 상기 트랜지스터는 완전한 온 상태인,
    유기 발광 소자.
  16. 제 15 항에 있어서,
    각각의 화소의 상기 발광 영역은 다른 사이즈인 유기 발광 소자.
  17. 삭제
  18. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 유기 발광 영역은 발광 폴리머 물질로 구성되어 있는 유기 발광 소자.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 유기 발광 영역은 발광 복합 물질로 구성되어 있는 유기 발광 소자.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 유기 발광 영역은 폴리(p-페닐렌비닐렌) 또는 그 부산물로 구성되어 있는 유기 발광 소자.
  21. 제 15 항에 있어서,
    각각의 유기 발광 영역은 잉크젯 프린팅에 의해 증착되는 유기 발광 소자.
  22. 삭제
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