KR101518742B1 - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 표시 장치는 발광 소자, 제1 및 제2 접점 사이에 연결되어 있는 제1 축전기, 제1 전압과 연결되어 있는 입력 단자, 출력 단자, 그리고 상기 제2 접점에 연결되어 있는 제어 단자를 가지는 구동 트랜지스터, 제1 제어 신호에 의하여 제어되며, 데이터 전압과 상기 제1 접점 사이에 연결되어 있는 제1 스위칭 트랜지스터, 제2 제어 신호에 의하여 제어되며, 제2 전압과 상기 제1 접점 사이에 연결되어 있는 제2 스위칭 트랜지스터, 제3 제어 신호에 의하여 제어되며, 상기 제2 접점과 상기 제2 전압 사이에 연결되어 있는 제3 스위칭 트랜지스터, 상기 제1 제어 신호에 의하여 제어되며, 상기 제2 접점과 상기 구동 트랜지스터의 출력 단자 사이에 연결되어 있는 제4 스위칭 트랜지스터, 그리고 상기 제2 제어 신호에 의하여 제어되며, 상기 발광 소자와 상기 구동 트랜지스터의 출력 단자 사이에 연결되어 있는 제5 스위칭 트랜지스터를 포함한다.
보상회로, dualgate, 구동트랜지스터

Description

표시 장치 및 그 구동 방법 {DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 특히 유기 발광 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치의 화소는 유기 발광 소자(organic light emitting element)와 이를 구동하는 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT) 및 축전기를 구비한다.
이 박막 트랜지스터는 활성층(active layer)의 종류에 따라 다결정 규소(poly silicon) 박막 트랜지스터와 비정질 규소(amorphous silicon) 박막 트랜지스터 등으로 구분된다.
비정질 규소는 낮은 온도에서 증착하여 박막을 형성하는 것이 가능하여, 주로 낮은 용융점을 가지는 유리를 기판으로 사용하는 표시 장치의 스위칭 소자의 반도체층에 많이 사용한다. 그러나 비정질 규소 박막 트랜지스터는 낮은 전자 이동도(mobility) 등으로 인하여 표시 소자의 대면적화에 어려움이 있다. 또한 비정질 규소 박막 트랜지스터는 제어 단자에 지속적으로 직류 전압을 인가함에 따라 문턱 전압이 천이되어 열화될 수 있다. 이것은 유기 발광 표시 장치의 수명을 단축시키 는 큰 요인이 된다.
따라서 높은 전자 이동도를 가지고 고주파 동작 특성이 좋으며 누설 전류(leakage current)가 낮은 다결정 규소 박막 트랜지스터의 응용이 요구되고 있다. 특히 저온 다결정 규소(low temperature polycrystalline silicon, LTPS) 백플레인(backplane)을 이용하면 수명 문제는 상당 부분 해결된다. 그러나 레이저 결정화에 따른 레이저 샷 자국은 하나의 패널 내의 구동 트랜지스터들의 문턱 전압에 편차를 가져오고 이에 따라 화면 균일도가 저하된다.
이를 해결하기 위하여 유기 발광 표시 장치는 보상 회로를 구비할 수 있다. 이러한 보상 회로는 복수의 박막 트랜지스터를 포함한다. 보상 회로에 포함된 박막 트랜지스터 및 유기 발광 표시 장치의 구동 트랜지스터는 그 특성에 따라 누설 전류가 발생할 수 있다. 그러면 유기 발광 표시 장치의 휘도가 낮아지거나 보상 회소의 기능이 제대로 발휘될 수 없다.
유기 발광 표시 장치 등 유지형(hole type) 평판 표시 장치의 경우에는 정지 영상이든 동영상이든 관계 없이 일정 시간, 예를 들면 한 프레임 시간 동안 고정된 영상을 표시한다. 예를 들어 계속해서 움직이는 어떤 물체를 표시할 때 그 물체는 한 프레임 동안 특정 위치에 머물러 있다가, 다음 프레임에는 한 프레임의 시간 후에 그 물체가 이동한 위치에 머물러 있는 등 물체의 움직임이 이산적으로(discrete) 표시된다. 한 프레임의 시간은 잔상이 유지되는 시간 내이기 때문에 이와 같은 방식으로 표시하더라도 물체의 움직임이 연속적으로 보인다.
그러나 계속해서 움직이는 물체를 화면을 통해서 보는 경우 사람의 시선이 물체의 움직임을 따라 연속해서 움직이기 때문에 표시 장치의 이산적인 표시 방식과 충돌하여 화면의 흐려짐(blurring)이 나타난다. 예를 들어 표시 장치가 첫 번째 프레임에서 (가)의 위치에 물체가 머물러 있는 것으로 표시하고 두 번째 프레임에서는 (나)의 위치에 그 물체가 머물러 있는 것으로 표시한다고 하자. 첫 번째 프레임에서 사람의 시선은 (가)의 위치에서 (나)에 이르는 그 물체의 예상 이동 경로를 따라 이동한다. 하지만 실제로 (가)와 (나)를 제외한 그 중간 위치에는 그 물체가 표시되지 않는다.
결국 첫 번째 프레임 동안 사람이 인식한 휘도는 (가)에서 (나) 사이의 경로에 있는 화소들의 휘도를 적분한 값, 즉 물체의 휘도와 배경의 휘도를 적절하게 평균한 값이 나오므로 물체가 흐릿하게 보이는 것이다.
유지형 표시 장치에서 물체가 흐려지는 정도는 표시 장치가 표시를 유지하는 시간과 비례하므로 한 프레임 내에서 일부 시간 동안만 영상을 표시하고 나머지 시간 동안은 검은 색을 표시하는 이른바 임펄스(impulse) 구동 방식이 제시되었다. 이 방식의 경우 영상을 표시하는 시간이 짧아져 휘도가 줄어들므로, 표시하는 시간 동안의 휘도를 더 높이거나 검은 색 대신 인접한 프레임과의 중간 휘도를 표시하는 방법이 제시되었다. 그러나 이러한 방법은 소비 전력이 커지고 구동이 복잡해질 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 유기 발광 표시 장치의 영상이 흐려지는 현상을 줄이고, 다결정 규소 박막 트랜지스터를 구비하는 유기 발광 표시 장치의 문턱 전압의 편차를 보상하며, 각 박막 트랜지스터의 신뢰성을 유지하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는, 발광 소자, 제1 및 제2 접점 사이에 연결되어 있는 제1 축전기, 제1 전압과 연결되어 있는 입력 단자, 출력 단자, 그리고 상기 제2 접점에 연결되어 있는 제어 단자를 가지는 구동 트랜지스터, 제1 제어 신호에 의하여 제어되며, 데이터 전압과 상기 제1 접점 사이에 연결되어 있는 제1 스위칭 트랜지스터, 제2 제어 신호에 의하여 제어되며, 제2 전압과 상기 제1 접점 사이에 연결되어 있는 제2 스위칭 트랜지스터, 제3 제어 신호에 의하여 제어되며, 상기 제2 접점과 상기 제2 전압 사이에 연결되어 있는 제3 스위칭 트랜지스터, 상기 제1 제어 신호에 의하여 제어되며, 상기 제2 접점과 상기 구동 트랜지스터의 출력 단자 사이에 연결되어 있는 제4 스위칭 트랜지스터, 그리고 상기 제2 제어 신호에 의하여 제어되며, 상기 발광 소자와 상기 구동 트랜지스터의 출력 단자 사이에 연결되어 있는 제5 스위칭 트랜지스터를 포함한다.
상기 제1, 제3 및 제4 스위칭 트랜지스터는 상기 제2, 제5 스위칭 트랜지스터 및 상기 구동 트랜지스터와 다른 채널형의 전계 효과 트랜지스터일 수 있다..
상기 제1, 제3 및 제4 스위칭 트랜지스터는 n채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다.
상기 제2, 제5 스위칭 트랜지스터 및 상기 구동 트랜지스터는 p채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다.
상기 제1 내지 제5 스위칭 트랜지스터 및 상기 구동 트랜지스터는 다결정 규소를 포함할 수 있다.
차례로 이어지는 제1 내지 제5 구간에서, 상기 제1 구간 동안 상기 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 스위칭 트랜지스터가 차단 되어 있고, 상기 제2 구간 동안 상기 제1, 제3 및 제4 스위칭 트랜지스터가 도통되어 있고, 상기 제2 및 제5 스위칭 트랜지스터가 차단되어 있으며, 상기 제3 구간 동안 상기 제1 및 제4 스위칭 트랜지스터가 도통되어 있고, 상기 제2, 제3 및 제5 스위칭 트랜지스터가 차단되어 있으며, 상기 제4 구간 동안 상기 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 스위칭 트랜지스터가 차단되어 있고, 상기 제5 구간 동안 상기 제2 및 제5 스위칭 트랜지스터가 도통되어 있고, 상기 제1, 제3 및 제4 스위칭 트랜지스터가 차단되어 있을 수 있다.
상기 제1, 제2, 제3 및 제4 구간 동안 상기 발광 소자는 발광하지 않으며, 상기 제5 구간 동안 상기 발광 소자가 발광할 수 있다.
상기 제1 내지 제5 구간의 합은 1 프레임(frame)일 수 있다.
상기 제5 구간은 1/2 프레임일 수 있다.
상기 제3 및 제4 스위칭 트랜지스터는 각각 제어 단자, 출력 단자 및 입력 단자를 포함하며, 상기 제3 및 제4 스위칭 트랜지스터의 제어 단자는 각각 복수의 돌출부를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터는 제어 단자, 출력 단자 및 입력 단자를 포함하며, 상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터 및 상기 구동 트랜지스터 각각의 제어 단자는 각각 복수의 돌출부를 포함할 수 있다.
상기 제5 스위칭 트랜지스터는 제어 단자, 출력 단자 및 입력 단자를 포함하며, 상기 제5 스위칭 트랜지스터는 제어 단자는 복수의 돌출부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 발광 소자, 제1 및 제2 접점 사이에 연결되어 있는 축전기, 그리고 입력 단자, 출력 단자, 그리고 상기 제2 접점에 연결되어 있는 제어 단자를 가지는 구동 트랜지스터를 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서, 상기 구동 트랜지스터의 출력 단자와 제2 접점 및 발광 소자의 연결을 끊는 단계, 상기 제1 접점에 데이터 전압을 연결하고 상기 제2 접점을 상기 구동 트랜지스터의 출력 단자에 연결하는 단계, 상기 제2 접점에 제2 전압을 연결하는 단계, 상기 제2 접점과 상기 제2 전압의 연결을 끊는 단계, 그리고 상기 제2 접점과 상기 제2 전압의 연결을 끊은 후 상기 구동 트랜지스터의 출력 단자와 제2 접점의 연결을 끊고, 제1 접점과 데이터 전압의 연결을 끊는 단계, 상기 제2 전압을 상기 제1 접점에 연결하고 상기 발광 소자를 상기 구동 트랜지스터의 출력 단자에 연결하는 단계를 포함한다.
상기 제2 전압을 상기 제1 접점에 연결하고 상기 발광 소자를 상기 구동 트랜지스터의 출력 단자에 연결하는 단계는 1/2 frame 동안 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 반도체, 상기 제1 내지 제6 반도체 위에 형성되어 있는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 제어 단자 및 유지 전극, 상기 제1 내지 제6 제어 단자 위에 형성되어 있는 층간 절연막, 상기 층간 절연막 위에 형성되어 있는 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 입력 단자, 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 출력 단자 및 상기 유지 전극과 마주하는 전극 부재, 상기 제1 내지 제6 입력 단자 및 상기 제1 내지 제6 출력 단자 위에 형성되어 있는 보호막, 상기 보호막 위에 형성되어 있으며 상기 제5 출력 단자에 연결되어 있는 화소 전극, 상기 화소 전극 위에 형성되어 있는 격벽, 상기 격벽 사이에 형성되어 있는 발광 부재, 상기 발광 부재 및 상기 격벽 위에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하고, 상기 제1 내지 제6 제어 단자 각각은 복수의 돌출부를 포함하고, 상기 제1 출력 단자 및 상기 제2 출력 단자는 서로 연결되어 있고, 상기 제1 제어 단자 및 상기 제4 제어 단자는 서로 연결되어 있고, 상기 제2 제어 단자와 상기 제5 제어 단자는 서로 연결되어 있고, 상기 제3 출력 단자, 제4 입력 단자 및 제6 제어 단자는 서로 연결되어 있고, 상기 제4 출력 단자, 상기 제5 입력 단자 및 상기 제6 출력 단자는 서로 연결되어 있다.
이와 같이 유기 발광 표시 장치의 영상이 흐려지는 현상을 줄이고, 문턱 전압의 편차를 보상할 수 있다. 또한 유기 발광 표시 장치에 포함된 각 박막 트랜지스터의 신뢰성을 유지하여 표시 품질을 높일 수 있다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시판(display panel)(300), 주사 구동부(400), 데이터 구동부(500) 및 신호 제어부(600)를 포함한다.
표시판(300)은 복수의 신호선(Ga1-Gcn, D1-Dm), 복수의 전압선(도시하지 않음), 그리고 이들에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(PX)를 포함한다.
신호선(Ga1-Gcn, D1-Dm)은 주사 신호를 전달하는 복수의 주사 신호선(Ga1-Gcn), 그리고 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm)를 포함한다. 주사 신호선(Ga1-Gcn)은 제1 주사 신호(Vga)를 전달하는 제1 주사 신호선(Ga1, Ga2,… Gan), 제2 주사 신호(Vgb)를 전달하는 제2 주사 신호선(Gb1, Gb2,… Gbn) 및 제3 주사 신호(Vgc)를 전달하는 제3 주사 신호선(Gc1, Gc2,… Gcn)을 포함한다. 주사 신호선(Ga1-Gcn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
전압선은 구동 전압을 전달하는 구동 전압선(도시하지 않음) 및 유지 전압을 전달하는 유지 전압선(도시하지 않음)을 포함한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 각 화소(PX)는 유기 발광 소자(LD), 구동 트랜지스터(Qd), 축전기(Cst) 및 5개의 스위칭 트랜지스터(Qs1-Qs5)를 포함한다.
구동 트랜지스터(Qd)는 출력 단자, 입력 단자 및 제어 단자를 가진다. 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자는 접점(N2)에서 축전기(Cst)와 연결되어 있고, 입력 단자는 구동 전압(Vdd)과 연결되어 있고, 출력 단자는 스위칭 트랜지스터(Qs5)와 연결되어 있다.
축전기(Cst)의 일단은 접점(N2)에서 구동 트랜지스터(Qd)와 연결되어 있고, 접점(N1)에서 스위칭 트랜지스터(Qs1, Qs2)와 연결되어 있다.
스위칭 트랜지스터(Qs1~Qs5)는 세 개의 스위칭부(SU1, SU2, SU3)로 묶을 수 있다.
스위칭부(SU1)는 제1 및 제2 주사 신호(Vgai, Vgbi)(i=1,2,..., N)에 응답하여 데이터 전압(Vdat)과 유지 전압(Vsus) 중 택일해서 접점(N1)에 연결하며 두 개의 스위칭 트랜지스터(Qs1, Qs2)를 포함한다. 스위칭 트랜지스터(Qs1)는 제1 주사 신호(Vgai)에 응답하여 동작하며, 접점(N1)과 데이터 전압(Vdat) 사이에 연결되어 있다. 스위칭 트랜지스터(Qs2)는 제2 주사 신호(Vgbi)에 응답하여 동작하며, 접점(N1)과 유지 전압(Vsus) 사이에 연결되어 있다.
스위칭부(SU2)는 제3 주사 신호(Vgci)에 응답하여 유지 전압(Vsus)과 접점(N2)의 연결을 단속(斷續)하며, 유지 전압(Vsus)과 접점(N2) 사이에 연결되어 있 는 스위칭 트랜지스터(Qs2)를 포함한다.
스위칭부(SU3)는 제1 및 제2 주사 신호(Vgai, Vgbi)에 응답하여 접점(N2)과 발광 소자(LD) 중 택일해서 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 단자에 연결하며, 두 개의 스위칭 트랜지스터(Qs4, Qs5)를 포함한다. 스위칭 트랜지스터(Qs4)는 제1 주사 신호(Vgai)에 응답하여 동작하며 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 단자와 접점(N1) 사이에 연결되어 있고, 스위칭 트랜지스터(Qs5)는 제2 주사 신호(Vgbi)에 응답하여 동작하며, 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 단자와 유기 발광 소자(LD) 사이에 연결되어 있다.
스위칭 트랜지스터(Qs1, Qs3, Qs4)는 n-채널 전계 효과 트랜지스터이고, 스위칭 트랜지스터(Qs2, Qs5) 및 구동 트랜지스터(Qd)는 p-채널 전계 효과 트랜지스터이다. 전계 효과 트랜지스터의 예로는 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 들 수 있으며, 이들은 다결정 규소 또는 비정질 규소를 포함할 수 있다. 스위칭 트랜지스터(Qs1-Q5) 및 구동 트랜지스터(Qd)의 채널형(channel type)이 뒤바뀔 수 있으며, 이 경우에는 이들을 구동하는 신호의 파형 또한 뒤집힐 수 있다.
유기 발광 소자(LD)의 애노드(anode)와 캐소드(cathode)는 각각 스위칭 트랜지스터(Qs5)와 공통 전압(Vss)에 연결되어 있다. 유기 발광 소자(LD)는 스위칭 트랜지스터(Qs5)를 통하여 구동 트랜지스터(Qd)가 공급하는 전류(ILD)의 크기에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 화상을 표시하며, 이 전류(ILD)의 크기는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 입력 단자 사이의 전압의 크기에 의존한다.
다시 도 1을 참조하면, 주사 구동부(400)는 표시판(300)의 주사 신호선(G1a-Gcn)에 연결되어 있으며, 고전압(Von)과 저전압(Voff)의 조합으로 이루어진 주사 신호를 주사 신호선(G1a-Gcn)에 각각 인가한다.
고전압(Von)은 스위칭 트랜지스터(Qs1, Qs3, Qs4)를 도통시키거나 스위칭 트랜지스터(Qs2, Qs5)를 차단시킬 수 있으며, 저전압(Voff)은 스위칭 트랜지스터(Qs1, Qs3, Qs4)를 차단시키거나 스위칭 트랜지스터(Qs2, Qs5)를 도통시킬 수 있다. 유지 전압(Vsus)은 낮은 전압으로서 저전압(Voff)과 마찬가지로 스위칭 트랜지스터(Qs1, Qs3, Qs4)를 차단시키거나 스위칭 트랜지스터(Qs2, Qs5)를 도통시킬 수 있다. 이 유지 전압(Vsus)은 유지 전압선을 통하여 인가되며 구동 전압(Vdd)은 구동 전압선을 통하여 인가될 수 있다.
데이터 구동부(500)는 표시판(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며 영상 신호를 나타내는 데이터 전압(Vdat)을 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
신호 제어부(600)는 주사 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어한다.
이러한 구동 장치(400, 500, 600) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 표시판(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 표시판(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하 지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600)가 신호선(Ga1-Gcn, D1-Dm) 및 트랜지스터(Qs1-Qs5, Qd) 따위와 함께 표시판(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.
그러면 이러한 유기 발광 표시 장치의 표시 동작에 대하여 도 3 내지 도 8을 도 1 및 도 2와 함께 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 한 행의 화소에 인가되는 구동 신호를 도시한 파형도의 예이고, 도 4 내지 도 8은 도 3에 도시한 각 구간에서 한 화소의 등가 회로도이다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(Din) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호(ICON)를 수신한다. 입력 영상 신호(Din)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호(ICON)의 예로는 수직 동기 신호와 수평 동기 신호, 메인 클록 신호, 데이터 제한 신호(data enable signal) 등이 있다.
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(Din)와 입력 제어 신호(ICON)를 기초로 입력 영상 신호(Din)를 표시판(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 주사 제어 신호(CONT1)와 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한다. 신호 제어부(600)는 주사 제어 신호(CONT1)를 주사 구동부(400)로 내보내고, 데이터 제어 신호(CONT2)와 출력 영상 신호(Dout)는 데이터 구동부(500)로 내보낸다.
주사 제어 신호(CONT1)는 주사 신호선(Ga1-Gcn)에 대한 고전압(Von)의 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(scanning start signal)(STV)와 그 고전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호, 고전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 제한 신호(output enable signal)(OE) 등을 포함할 수 있다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(Dout)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호와 데이터선(D1-Dm)에 아날로그 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.
주사 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 주사 제어 신호(CONT1)에 따라 주사 신호선(Ga1-Gcn)에 인가되는 주사 신호를 차례로 고전압(Von)으로 바꾸었다가 다시 저전압(Voff)으로 바꾼다.
신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 각 행의 화소(PX)에 대한 디지털 출력 영상 신호(Dout)를 수신하고, 출력 영상 신호(Dout)를 아날로그 데이터 전압(Vdat)으로 변환한 다음, 이를 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 데이터 구동부(500)는 도 3에 도시한 것처럼, 한 수평 주기(1H) 동안 한 행의 화소(PX)에 대한 데이터 전압(Vdat)을 출력한다.
이제부터 특정 화소 행, 예를 들면 i 번째 행에 초점을 맞추어 설명한다.
도 3을 참고하면, 주사 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 주사 제어 신호(CONT1)에 따라 제2 주사 신호선(Gbi)에 인가되는 제2 주사 신호(Vgbi)를 고전압(Von)으로 바꾸고, 제1 및 제3 주사 신호선(Gai, Gci)에 인가되는 주사 신호(Vgai, Vgci)를 각각 저전압(Voff)로 유지한다.
그러면 도 4에 도시한 바와 같이 제1, 제3 및 제4 스위칭 트랜지스터(Qs1, Qs3, Qs4)가 차단되며, 제2 및 제4 스위칭 트랜지스터(Qs2, Qs4)가 차단된 상태를 유지한다. 스위칭 트랜지스터(Qs5)가 차단되므로, 유기 발광 소자(LD)는 발광하지 않으며 이를 제1 구간(T1)이라 한다.
그 후 주사 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 주사 제어 신호(CONT1)에 따라 제1 및 제3 주사 신호선(Gai, Gci)에 인가되는 주사 신호(Vgai, Vgci)를 저전압(Voff)에서 고전압(Von)으로 바꾸고, 제2 주사 신호선(Gbi)에 인가되는 제2 주사 신호(Vgbi)를 고전압(Von)로 유지한다.
그러면 도 5에 도시한 바와 같이 스위칭 트랜지스터(Qs1, Qs3, Qs4)가 도통되고, 스위칭 트랜지스터(Qs2, Qs5)는 차단된 상태를 유지하며, 이를 제2 구간(T2)라 한다.
제2 구간(T2)에서 접점(N1)에는 데이터 전압(Vdat)이 인가되고, 접점(N2)에는 유지 전압(Vsus)이 인가되며, 두 접점(N1, N2) 사이의 전압 차는 축전기(Cst)에 저장된다. 그러므로 구동 트랜지스터(Qd)는 도통되어 전류를 흘리지만, 스위칭 트랜지스터(Qs5)가 차단되어 있으므로 유기 발광 소자(LD)는 발광하지 않는다.
이어서 주사 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 주사 제어 신 호(CONT1)에 따라 제3 주사 신호선(Gci)에 인가되는 주사 신호(Vgci)를 고전압(Von)에서 저전압(Voff)으로 바꾸고, 제1 및 제2 주사 신호선(Gai, Gbi)에 각각 인가되는 제1 및 제2 주사 신호(Vgai, Vgbi)를 고전압(Von)로 유지한다.
그러면 도 6에 도시한 바와 같이 제1 및 제4 스위칭 트랜지스터(Qs1, Qs4)가 도통되고, 제2, 제3 및 제5 스위칭 트랜지스터(Qs2, Qs3, Qs5)는 차단된 상태를 유지하며, 이를 제3 구간(T3)이라 한다.
제3 구간(T3)에서 접점(N2)가 유지 전압(Vsus)으로부터 분리된다. 그런데 구동 트랜지스터(Qd)는 턴 온 상태를 유지하므로 축전기(Cst)에 충전되어 있는 전하들이 구동 트랜지스터(Qd)를 통하여 방전된다. 이 방전은 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 입력 단자 사이의 전압 차가 구동 트랜지스터(Qd)의 문턱 전압(Vth)이 될 때까지 지속하다가 멈춘다.
그러므로 접점(N2)의 전압(VN2)은 다음과 같은 전압 값으로 수렴한다.
VN2 ＝ Vdd + Vth
이때 접점(N1)의 전압(VN1)은 데이터 전압(Vdat)을 유지하므로 축전기(Cst)에 저장된 전압은,
VN1 - VN2 ＝ Vdat - (Vdd ＋ Vth)
이다.
그런 후 주사 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 주사 제어 신호(CONT1)에 따라 제1 주사 신호선(Gai)에 인가되는 제1 주사 신호(Vgai)를 고전압(Von)에서 저전압(Voff)로 바꾸고, 제2 주사 신호선(Gbi)에 각각 인가되는 제2 주사 신호(Vgbi)를 고전압(Von)으로 유지하고, 제3 주사 신호선(Gci)에 인가되는 제3 주사 신호(Vgci)를 저전압(Voff)으로 유지한다.
그러면 도 7에 도시한 바와 같이 제1 및 제4 스위칭 트랜지스터(Qs1, Qs4)는 차단되고, 제2, 제3 및 제5 스위칭 트랜지스터(Qs2, Qs3, Qs5)는 차단된 상태를 유지한다. 이를 제4 구간(T4)이라고 한다.
제4 구간(T4)에서 축전기(Cst)에 저장된 전압은 유지되어, 구동 트랜지스터(Qd)는 도통되어 전류를 흘리지만, 스위칭 트랜지스터(Qs5)가 차단되어 있으므로 유기 발광 소자(LD)는 발광하지 않는다.
그런 후 주사 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 주사 제어 신호(CONT1)에 따라 제2 주사 신호선(Gbi)에 인가되는 제2 주사 신호(Vgbi)를 고전압(Von)에서 저전압(Voff)로 바꾸고, 제1 및 제3 주사 신호선(Gai, Gci))에 각각 인가되는 제1 및 제3 주사 신호(Vgai, Vgci)를 저전압(Voff)으로 유지한다.
그러면 도 8에 도시한 바와 같이 제2 및 제5 스위칭 트랜지스터(Qs2, Qs5)는 도통되고 제1, 제3 및 제4 스위칭 트랜지스터(Qs1, Qs3, Qs4)는 차단된 상태를 유 지하며 이를 제5 구간(T5)이라 한다.
제5 구간(T5)에서 접점(N1)는 데이터 전압(Vdat)으로부터 분리되어 유지 전압(Vsus)과 연결되고, 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자는 고립된다(floating).
그러므로 접점(N2)의 전압(VN2)은,
VN2 ＝ Vdd ＋ Vth - Vdat + Vsus
이다.
한편, 스위칭 소자(Qs5)의 턴온으로 인하여 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 단자는 발광 소자(LD)와 연결되며, 구동 트랜지스터(Qd)는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 입력 단자 사이의 전압 차(Vgs)에 의하여 제어되는 출력 전류(ILD)를 흘린다.
ILD ＝ 1/2×K×(Vgs － Vth)2
＝ 1/2×K×(VN2 － Vdd － Vth)2
＝ 1/2×K×(Vdd ＋ Vth - Vdat + Vsus － Vdd － Vth)2
＝ 1/2×K×(Vdat － Vsus)2
여기서, K는 구동 트랜지스터(Qd)의 특성에 따른 상수로서, K＝μ·Ci·W/L 이며, μ는 전계 효과 이동도, Ci는 게이트 절연층의 용량, W는 구동 트랜지스터(Qd)의 채널 폭, L은 구동 트랜지스터(Qd)의 채널 길이를 나타낸다.
[수학식 4]에 의하면 발광 구간(T3)에서의 출력 전류(ILD)는 오로지 데이터 전압(Vdat)과 고정된 유지 전압(Vsus)에 의해서만 결정된다. 따라서 출력 전류(ILD)는 구동 트랜지스터(Qd)의 문턱 전압(Vth)에 영향을 받지 않는다.
출력 전류(ILD)는 유기 발광 소자(LD)에 공급되고, 유기 발광 소자(LD)는 출력 전류(ILD)의 크기에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다.
그러므로 구동 트랜지스터(Qd) 사이의 문턱 전압(Vth)에 편차가 있거나 각 구동 트랜지스터(Qd)의 문턱 전압(Vth)의 크기가 시간에 따라 변화하더라도 균일한 영상을 표시할 수 있다.
제5 구간(T5)은 다음 프레임에서 i 번째 행의 화소(PX)에 대한 제1 구간(T1)이 다시 시작될 때까지 지속되며 그 다음 행의 화소(PX)에 대하여도 앞서 설명한 각 구간(T1∼T5)에서의 동작을 동일하게 반복한다. 다만 예를 들면, (i+1) 번째 행의 제1 구간(T1)은 i 번째 행의 제5 구간(T5)이 종료된 후 시작하도록 한다. 이러한 방식으로, 모든 주사 신호선(Ga1-Gcn) 차례로 구간(T1∼T5) 제어를 수행하여 모든 화소(PX)에 해당 화상을 표시한다.
앞서 설명한 바와 같이 제1 내지 제4 구간(T1-T4)에서 제5 스위칭 트랜지스터(Qs5)는 차단되어 있으므로 발광 소자(LD)는 발광하지 않으며, 제5 구간(T5)에서 제5 스위칭 트랜지스터(Qs5)는 도통되어 발광 소자(LD)가 발광한다. 여기서 제1 구간(T1)은 발광 소자가 발광 하지 않는 구간의 시간을 확보하며, 제4 구간(T4)은 발광 소자가 발광을 시작하는 시간 전의 완충 시간으로 기능한다. 이와 같이 한 프레임을 발광 소자(LD)가 발광하지 않는 구간(T1-T4)과 발광하는 구간(T5)으로 나누면 발광 소자(LD)가 발광하지 않는 구간(T1-T4)동안 화면을 블랙으로 표시하므로 임펄스 구동의 효과를 낼 수 있다. 따라서 영상이 흐려지는 것을 방지할 수 있다.
제1 내지 제4 구간(T1-T4)의 합은 제5 구간(T5)의 길이와 동일할 수 있다. 따라서 제1 내지 제4 구간(T1-T4)의 합 및 제5 구간(T5)은 대략 1/2 프레임일 수 있다. 그러나 각 구간(T1∼T5)의 길이는 필요에 따라 조정할 수 있다.
그러면 이제 도 9 내지 도 11을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 배치도이며, 도 10 및 도 11은 각각 도 9에 도시한 유기 발광 표시 장치를 Ⅹ-Ⅹ 및 ⅩⅠ-ⅩⅠ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
투명한 유리 따위로 만들어진 기판(110) 위에 산화규소 또는 질화규소 등으로 만들어진 차단층(blocking layer)(111)이 형성되어 있다. 차단층(111)은 이중막 구조를 가질 수 있다.
차단층(111) 위에 다결정 규소 따위로 만들어진 복수의 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 섬형 반도체(154s1, 154s2, 154s3, 154s4, 154s5, 154d)가 형성되어 있다. 제1, 제3 및 제4 섬형 반도체(154s1, 154s3, 154s4) 각각은 n형 도전성 불순 물을 포함하는 복수의 불순물 영역(extrinsic region)과 도전성 불순물을 거의 포함하지 않은 적어도 하나의 진성 영역(intrinsic region)을 포함한다. 제2, 제5 및 제6 섬형 반도체(154s2, 154s5, 154d) 각각은 p형 도전성 불순물을 포함하는 복수의 불순물 영역(extrinsic region)과 도전성 불순물을 거의 포함하지 않은 적어도 하나의 진성 영역(intrinsic region)을 포함한다. p형의 도전성 불순물로는 붕소(B), 갈륨(Ga) 등을 들 수 있고, n형의 도전성 불순물로는 인(P), 비소(As) 등을 들 수 있다.
제6 반도체(154d)에서, 불순물 영역은 소스 및 드레인 영역(source/drain region)(153d, 155d)과 중간 영역(intermediate region)(152d)을 포함하며, 이들은 p형 불순물로 도핑되어 있고 서로 분리되어 있다. 진성 영역은 불순물 영역(152d, 153d, 155d) 사이에 위치한 한 쌍의 채널 영역(channel region)(156d1, 156d2) 등을 포함한다.
불순물 영역은 채널 영역(156d1, 156d2)과 소스 및 드레인 영역(153a, 153d, 155d) 사이에 위치한 저농도 도핑 영역(lightly doped region)(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 이러한 저농도 도핑 영역은 불순물을 거의 포함하지 않는 오프셋 영역(offset region)으로 대체할 수 있다.
제1 내지 제5 반도체(154s1-154s5) 역시 제6 반도체(154d)와 마찬가지로 소스 및 드레인 영역, 중간 영역 및 채널 영역(도시하지 않음)을 포함한다.
반도체(154s1-5, 154d) 및 차단층(111) 위에는 산화규소 또는 질화규소로 이루어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 제1, 제2 및 제3 게이트선(gate line)(121a, 121b, 121c), 제1 및 제2 전극 부재(124d, 128) 유지 전압선(126), 공통 전압선(127) 및 제1 구동 전압선(176a)를 포함하는 복수의 게이트 도전체(gate conductor)가 형성되어 있다.
제1, 제2 및 제3 게이트선(121a, 121b, 121c)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 제1 게이트선(121a)은 제1 및 제4 제어 전극(124s1, 124s4)을 포함하며, 제2 게이트선(121b)은 제2 및 제5 제어 전극(124s2, 124s5)을 포함하며, 제3 게이트선(121c)은 제3 제어 전극(124s3)을 포함한다. 제2 전극 부재(124d)는 제6 제어 전극(124d)을 이룬다.
제1 내지 제6 제어 전극(124s1-5, 124d)은 각각 서로 마주하는 두 개의 돌출부(124s1a, 124s1b, 124s2a, 124s2b, 124s3a, 124s3b, 124s4a, 124s4b, 124s5a, 124s5b, 124da, 124db)를 포함한다. 도 9에서 돌출부124s1a, 124s1b, 124s2a, 124s2b, 124s3a, 124s3b, 124s4a, 124s4b, 124s5a, 124s5b, 124da, 124db)는 두 개로 도시하였으나 이에 한정되지 않으며 더 많은 수효의 돌출부를 포함할 수 도 있다.
제1 내지 제6 제어 전극(124s1-5, 124d)은 제1 내지 제6 반도체(154s1-5, 154d)와 교차하는데, 각각의 채널 영역(156d1, 156d2)과 중첩한다. 각 게이트선(121a-c)은 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(129a, 129b, 129c)을 포함할 수 있다. 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되는 경우 게이트선(121a-c)이 연장되어 게이트 구동 회 로와 직접 연결될 수 있다.
제2 전극 조각(128)은 유지 전극(128)을 이룬다.
유지 전압선(126)에는 유지 전압(Vsus)가 인가되며, 가로 방향으로 뻗어 있다. 제1 구동 전압선(176a)에는 구동 전압(Vdd)가 인가되며, 가로 방향으로 뻗어 있다.
게이트 도전체(121a-c, 124d, 128) 위에는 층간 절연막(interlayer insulating film)(160)이 형성되어 있다. 층간 절연막(160) 및 게이트 절연막(140)에는 유지 전압선(126)을 노출하는 접촉 구멍(contact hole)(162a, 162b), 제1 내지 제6 반도체(154s1-5, 154d)의 소스 및 드레인 영역을 각각 노출하는 접촉 구멍(163s1, 165s1, 163s2, 165s2, 163s3, 165s3, 163s4, 165s4, 163s5, 165s5, 163d, 165d), 유지 전극(128)의 일부를 노출하는 접촉 구멍(164), 제6 제어 전극(124d)의 일부를 노출하는 접촉 구멍(166) 및 제1 구동 전압선(176a)의 일부를 노출하는 접촉 구멍(167a, 167b)이 형성되어 있다.
층간 절연막(160) 위에는 데이터선(data line)(171), 제2 구동 전압선(driving voltage line)(176b) 및 제3 내지 제8 전극 부재(177a, 177b, 177c, 177d, 177e, 177f)를 포함하는 복수의 데이터 도전체(data conductor)가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121a-c)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 접촉 구멍(163s1)을 통하여 제1 반도체(154s1)의 소스 영역과 연결되어 있는 제1 입력 전극(input electrode)(173s1)을 포함하며, 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(179)을 포함할 수 있다. 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우, 데이터선(171)이 연장되어 데이터 구동 회로와 직접 연결될 수 있다.
제3 전극 부재(177a)는 접촉 구멍(165s1)을 통하여 제1 반도체(154s1)의 드레인 영역과 연결되어 있는 제1 출력 전극(output electrode)(175s1), 접촉 구멍(165s2)을 통하여 제2 반도체(154s2)의 드레인 영역과 연결되어 있는 제2 출력 전극(175s2) 및 면적이 넓은 부분(178)을 포함하며, 넓은 부분(178)은 유지 전극(128)과 중첩하여 축전기(Cst)를 이룬다.
제4 전극 부재(177b)는 접촉 구멍(163s2)을 통하여 제2 반도체(154s2)의 소스 영역과 연결되어 있는 제2 입력 전극(173s2)을 포함하며, 제2 입력 전극(173s2)은 접촉 구멍(162a)을 통하여 유지 전압선(126)과 연결되어 있다.
제5 전극 부재(177c)는 접촉 구멍(163s3)을 통하여 제3 반도체(154s3)의 소스 영역과 연결되어 있는 제3 입력 전극(173s3)을 포함하며 제3 입력 전극(173s3)은 접촉 구멍(162b)를 통하여 유지 전압선(126)과 연결되어 있다.
제6 전극 부재(177d)는 접촉 구멍(165s3)을 통하여 제3 반도체(154s3)의 드레인 영역과 연결되어 있는 제3 출력 전극(175s3) 및 접촉 구멍(163s4)을 통하여 제4 반도체(154s4)의 소스 영역과 연결되어 있는 제4 입력 전극(173s4)을 포함한다. 제6 전극 부재(177d)는 접촉 구멍(164)를 통하여 제1 및 제2 출력 전극(175s1, 175s2)과 연결되어 있으며 접촉 구멍(166)을 통하여 제6 제어 전 극(124d)와 연결되어 있다.
제7 전극 부재(177e)는 접촉 구멍(165s4)을 통하여 제4 반도체(154s4)의 드레인 영역과 연결되어 있는 제4 출력 전극(175s4), 접촉 구멍(163s5)을 통하여 제5 반도체(154s5)의 소스 영역과 연결되어 있는 제5 입력 전극(173s5) 및 접촉 구멍(165d)을 통하여 제6 반도체(154d)의 드레인 영역과 연결되어 있는 제6 출력 전극(175d)을 포함한다.
제8 전극 부재(177f)는 접촉 구멍(165s5)을 통하여 제5 반도체(154s5)의 드레인 영역과 연결되어 있는 제5 출력 전극(175s5)을 포함한다.
제2 구동 전압선(176b)은 구동 전압을 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121a-c)과 교차한다. 제2 구동 전압선(176b)은 접촉 구멍(163d)을 통하여 제6 반도체(154d)의 소스 영역과 연결되어 있는 복수의 제6 입력 전극(173d)을 포함한다. 제2 구동 전압선(176b)는 접촉 구멍(167a, 167b)을 통하여 제1 구동 전압선(176a)과 연결되어 있다.
데이터 도전체(171, 172, 175a, 175b) 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 무기물로 이루어진 하부층(180p) 및 유기물로 이루어진 상부층(180q)을 포함한다.
보호막(180)에는 제5 출력 전극(175s5)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다. 보호막(180)에는 또한 데이터선(171)의 끝 부분을 드러내는 복수의 접촉 구멍(182)이 형성될 수 있으며, 보호막(180)과 층간 절연막(160)에는 게이트선(121a-c)의 끝 부분을 드러내는 복수의 접촉 구멍(181a-c)이 형성될 수 있다.
보호막(180) 위에는 반사막(192)이 형성되어 있으며, 반사막(192) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 제5 출력 전극(175s5)과 물리적ㅇ전기적으로 연결되어 있다.
보호막(180) 위에는 또한 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성될 수 있으며, 이들은 게이트선(121a-c)과 데이터선(171)의 노출된 끝 부분과 연결된다.
보호막(180) 위에는 격벽(partition)(360)이 형성되어 있다. 격벽(360)은 화소 전극(190) 가장자리 주변을 둑(bank)처럼 둘러싸서 개구부(opening)를 정의하며 유기 절연물 또는 무기 절연물로 만들어진다. 격벽(360)은 또한 검정색 안료를 포함하는 감광제로 만들어질 수 있는데, 이 경우 격벽(360)은 차광 부재의 역할을 하며 그 형성 공정이 간단하다.
격벽(360)으로 둘러싸인 화소 전극(191) 위의 영역에는 유기 발광 부재(organic light emitting member)(370)가 형성되어 있다. 유기 발광 부재(370)는 적색, 녹색, 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 어느 하나의 빛을 내는 유기 물질로 만들어진다.
유기 발광 부재(370) 위에는 공통 전극(common electrode)(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 공통 전압을 인가 받으며, 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 알루미늄, 은 등을 포함하는 반사성 금속 또는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어진다. 공통 전극(270)은 접촉 구멍(도시하지 않음)을 통하여 공통 전압선(127)과 연결되어 있으며, 이로써 공통 전극(270)의 저항을 낮춘다.
이러한 유기 발광 표시 장치에서, 제1/제2/제3/제4/제5 반도체(154s1-5), 제1/제2/제3/제4/제5 제어 전극(124s1-5), 제1/제2/제3/제4/제5 입력 전극(173s1-5) 및 제1/제2/제3/제4/제5 출력 전극(175s1-5)은 제1/제2/제3/제4/제5 스위칭 박막 트랜지스터(switching TFT)(Qs1/Qs2/Qs3/Qs4/Qs5)를 이루며, 제1/제2/제3/제4/제5 스위칭 박막 트랜지스터(Qs1/Qs2/Qs3/Qs4/Qs5)의 채널(channel)은 제1/제2/제3/제4/제5 반도체(154s1-5)의 채널 영역에 형성된다. 제6 반도체(154d), 제6 제어 전극(124d), 제6 입력 전극(173d) 및 제6 출력 전극(175d)은 구동 박막 트랜지스터(driving TFT)(Qd)를 이루며, 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 채널은 제6 반도체(154d)의 채널 영역에 형성된다.
여기서 제1 내지 제4 스위칭 트랜지스터 및 구동 트랜지스터(Qs1, Qs2, Qs3, Qs4, Qd) 각각은 어느 하나의 전극이 유지 전극(128) 및 제3 전극 부재의 일부(178)가 이루는 축전기에 연결되어 있다. 상술한 바와 같이 제1 내지 제4 스위칭 트랜지스터 및 구동 트랜지스터(Qs1-4, Qd)의 제어 전극(124s1-4, 124d)은 각각 서로 마주하는 두 개의 돌출부(124s1a, 124s1b, 124s2a, 124s2b, 124s3a, 124s3b, 124s4a, 124s4b, 124da, 124db)를 가지므로 채널이 두 부분으로 나뉘어 형성된다. 그러면 각 트랜지스터(Qs1-4, Qd)의 누설 전류가 줄어들어 시간, 온도 등의 외부 환경에 따라 각 트랜지스터(Qs1-4, Qd)에 흐르는 전류가 일정하게 유지된다. 따라서 각 트랜지스터(Qs1-4, Qd)의 신뢰성을 확보할 수 있다. 특히 축전기(Cst)에 연결되어 축전기(Cst)의 정전 용량에 영향을 주는 트랜지스터(Qs1, Qs2, Qs3, Qs4, Qd)의 신뢰성을 확보하여, 표시 장치의 휘도를 원하는 수준으로 유지할 수 있다.
화소 전극(191), 유기 발광 부재(370) 및 공통 전극(270)은 유기 발광 다이오드를 이루며, 화소 전극(191)이 애노드(anode), 공통 전극(270)이 캐소드(cathode)가 되거나 반대로 화소 전극(190)이 캐소드, 공통 전극(270)이 애노드가 된다.
그러면 도 12 및 도 13을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 효과에 대하여 설명한다.
도 12는 종래 기술에 따른 유기 발광 표시 장치에서 구동 트랜지스터의 입력 전압 및 출력 전압의 차에 따른 전류의 크기를 도시하는 그래프이며, 도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 구동 트랜지스터의 입력 전압 및 출력 전압의 차에 따른 전류의 크기를 도시하는 그래프이다.
도 12는 구동 트랜지스터의 제어 단자가 하나의 돌출부를 포함하는 경우이고, 도 13은 본 발명의 한 실시예에 따라 구동 트랜지스터의 제어 단자가 두 개 이상의 돌출부를 포함하는 경우이다. 편의를 위하여 구동 트랜지스터의 제어 단자만을 바꾸어 실험하였다.
도 12를 참고하면, 구동 트랜지스터의 입력 전압 및 출력 전압의 차(Vgs)에 따른 전류(ILD) 곡선은 시간이 경과함에 따라 다른 형태를 갖는다. 즉 동일한 전압차(Vgs)에 따른 전류(ILD)는 어느 정도 줄어들었다가 다시 증가한다. 따라서 시간에 따라 전압차(Vgs)에 따른 전류(ILD)가 불안정하다는 것을 알 수 있다.
이에 반하여 도 13을 참고하면 구동 트랜지스터의 입력 전압 및 출력 전압의 차(Vgs)에 따른 전류(ILD) 곡선은 시간이 경과하여도 동일한 형태를 갖는다. 따라서 구동 시간과 상관없이 일정한 전류(ILD)가 흘러 트랜지스터의 신뢰성이 좋아진 것을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 한 행의 화소에 인가되는 구동 신호를 도시한 파형도의 예이다.
도 4 내지 도 7은 도 3에 도시한 각 구간에서 한 화소의 등가 회로도이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 배치도이다.
도 10 및 도 11은 각각 도 9에 도시한 유기 발광 표시 장치를 Ⅹ-Ⅹ 및 ⅩⅠ-ⅩⅠ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 12는 종래 기술에 따른 유기 발광 표시 장치에서 구동 트랜지스터의 입력 전압 및 출력 전압의 차에 따른 전류의 크기를 도시하는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 구동 트랜지스터의 입력 전압 및 출력 전압의 차에 따른 전류의 크기를 도시하는 그래프이다.
<도면 부호의 설명>
110: 기판 111: 차단층
121a-c: 게이트선 124s1-5, 124d: 제어 전극
154s1-5, 154d: 반도체 160: 층간 절연막
171: 데이터선
173s1-5, 173d: 입력 전극 175s1-5, 175d: 출력 전극
180: 보호막 191: 화소 전극
360: 격벽 370: 발광 소자
270: 공통 전극
300: 표시판 400: 주사 구동부
500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부
CONT1: 주사 제어 신호 CONT2: 데이터 제어 신호
Cst: 유지 축전기
Din: 입력 영상 신호 Dout: 출력 영상 신호
D1-Dm: 데이터선
Gz1-Gcn: 주사 신호선 ICON: 입력 제어 신호
ILD: 구동 트랜지스터의 출력 전류
LD: 유기 발광 소자 N1, N2: 접점
OE: 출력 제한 신호 PX: 화소
Qd: 구동 트랜지스터 Qs1~Qs5: 스위칭 트랜지스터
STV: 주사 시작 신호 SU1~SU3: 스위칭부
Vdat, VD0~VDn: 데이터 전압 Vdd: 구동 전압
Voff: 저전압 Von: 고전압
Vss: 공통 전압 Vsus: 유지 전압

Claims (18)

  1. 발광 소자,
    제1 및 제2 접점 사이에 연결되어 있는 제1 축전기,
    제1 전압과 연결되어 있는 입력 단자, 출력 단자, 그리고 상기 제2 접점에 연결되어 있는 제어 단자를 가지는 구동 트랜지스터,
    제1 제어 신호에 의하여 제어되며, 데이터 전압과 상기 제1 접점 사이에 연결되어 있는 제1 스위칭 트랜지스터,
    제2 제어 신호에 의하여 제어되며, 제2 전압과 상기 제1 접점 사이에 연결되어 있는 제2 스위칭 트랜지스터,
    제3 제어 신호에 의하여 제어되며, 상기 제2 접점과 상기 제2 전압 사이에 연결되어 있는 제3 스위칭 트랜지스터,
    상기 제1 제어 신호에 의하여 제어되며, 상기 제2 접점과 상기 구동 트랜지스터의 출력 단자 사이에 연결되어 있는 제4 스위칭 트랜지스터, 그리고
    상기 제2 제어 신호에 의하여 제어되며, 상기 발광 소자와 상기 구동 트랜지스터의 출력 단자 사이에 연결되어 있는 제5 스위칭 트랜지스터
    를 포함하고,
    상기 제1, 제2 및 제3 제어 신호는 제1, 제2 및 제3 주사 신호선에 각각 연결되어 있는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1, 제3 및 제4 스위칭 트랜지스터는 상기 제2, 제5 스위칭 트랜지스 터 및 상기 구동 트랜지스터와 다른 채널형의 전계 효과 트랜지스터인 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제1, 제3 및 제4 스위칭 트랜지스터는 n채널 전계 효과 트랜지스터인 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제2, 제5 스위칭 트랜지스터 및 상기 구동 트랜지스터는 p채널 전계 효과 트랜지스터인 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 내지 제5 스위칭 트랜지스터 및 상기 구동 트랜지스터는 다결정 규소를 포함하는 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    차례로 이어지는 제1 내지 제5 구간에서,
    상기 제1 구간 동안 상기 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 스위칭 트랜지스터가 차단 되어 있고,
    상기 제2 구간 동안 상기 제1, 제3 및 제4 스위칭 트랜지스터가 도통되어 있고, 상기 제2 및 제5 스위칭 트랜지스터가 차단되어 있으며,
    상기 제3 구간 동안 상기 제1 및 제4 스위칭 트랜지스터가 도통되어 있고, 상기 제2, 제3 및 제5 스위칭 트랜지스터가 차단되어 있으며,
    상기 제4 구간 동안 상기 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 스위칭 트랜지스터가 차단되어 있고,
    상기 제5 구간 동안 상기 제2 및 제5 스위칭 트랜지스터가 도통되어 있고, 상기 제1, 제3 및 제4 스위칭 트랜지스터가 차단되어 있는 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제1, 제2, 제3 및 제4 구간 동안 상기 발광 소자는 발광하지 않으며, 상기 제5 구간 동안 상기 발광 소자가 발광하는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 내지 제5 구간의 합은 1 프레임(frame)인 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 제5 구간은 1/2 프레임인 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 제3 및 제4 스위칭 트랜지스터는 각각 제어 단자, 출력 단자 및 입력 단자를 포함하며, 상기 제3 및 제4 스위칭 트랜지스터의 제어 단자는 각각 복수의 돌출부를 포함하는 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터는 제어 단자, 출력 단자 및 입력 단자를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터 및 상기 구동 트랜지스터 각각의 제어 단자는 각각 복수의 돌출부를 포함하는 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 제5 스위칭 트랜지스터는 제어 단자, 출력 단자 및 입력 단자를 포함하며,
    상기 제5 스위칭 트랜지스터는 제어 단자는 복수의 돌출부를 포함하는 표시 장치.
  13. 발광 소자, 제1 및 제2 접점 사이에 연결되어 있는 축전기, 그리고 입력 단자, 출력 단자, 그리고 상기 제2 접점에 연결되어 있는 제어 단자를 가지는 구동 트랜지스터를 포함하고, 제1, 제2 및 제3 주사 신호선을 통해 제1, 제2 및 제3 제어 신호를 각각 인가받는 표시 장치의 구동 방법으로서,
    상기 구동 트랜지스터의 출력 단자와 제2 접점 및 발광 소자의 연결을 끊는 단계,
    상기 제1 접점에 데이터 전압을 연결하고 상기 제2 접점을 상기 구동 트랜지스터의 출력 단자에 연결하고, 상기 제2 접점에 제2 전압을 연결하는 단계,
    상기 제2 접점과 상기 제2 전압의 연결을 끊는 단계, 그리고
    상기 제2 접점과 상기 제2 전압의 연결을 끊은 후 상기 구동 트랜지스터의 출력 단자와 제2 접점의 연결을 끊고, 제1 접점과 데이터 전압의 연결을 끊는 단계,
    상기 제2 전압을 상기 제1 접점에 연결하고 상기 발광 소자를 상기 구동 트랜지스터의 출력 단자에 연결하는 단계
    를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 제2 전압을 상기 제1 접점에 연결하고 상기 발광 소자를 상기 구동 트랜지스터의 출력 단자에 연결하는 단계는 1/2 frame 동안 수행되는 표시 장치의 구동 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
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