KR20010051967A - 전기 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대향 전극에 연결된 종래의 대형 전원 외부 스위치로 인한 주파수 특성의 저하 및 계조 수의 감소를 방지할 수 있는 전자장치를 제공한다. 이 전자장치는 다수의 소스 신호선, 다수의 게이트 신호선, 다수의 전원 공급선, 다수의 전원 제어선, 및 다수의 화소를 포함한다. 상기 다수의 각 화소는 스위칭용 TFT, EL 구동용 TFT, 전원 제어용 TFT, 및 EL 소자를 구비하며, 상기 전원 제어용 TFT는 상기 EL 소자의 음극과 양극간의 전위차를 제어한다.

Description

전기 장치{An electric device}
본 발명은 기판상에 EL 소자를 구비하여 형성된 EL(전자 발광:electro- luminescence) 표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 반도체 소자(반도체 박막을 이용한 소자)를 이용한 EL 표시장치(전기 장치) 및 상기 EL 표시장치가 화소부에 사용되는 전자 장치에 관한 것이다.
최근, 기판상에 TFT("박막트랜지스터"라고도 지칭함)를 형성하는 기술은 크게 향상되어 왔고, 상기 TFT 기술을 액티브 매트릭스형 표시장치에 응용하기 위한 기술 발전이 이루어졌다. 특히, 폴리실리콘막을 이용한 TFT는 종래의 비정질 실리콘막을 이용한 TFT보다 높은 전계효과 이동도를 가짐으로써, 상기 TFT는 고속을 동작할 수도 있다. 따라서, 상기 기판을 제외한 구동회로에서 전도된 화소 제어부는 화소와 동일한 기판상에 형성되는 상기 구동회로에서 전도될 수도 있다.
상기한 액티브 매트릭스형 표시장치는 동일 기판상에 여러개의 회로 및 소자를 형성함으로써 제조 비용의 절감, 표시장치의 소형화 및 경박(輕薄)화, 수율의 증가, 스루풋(throughput)의 증가등과 같은 여러 가지 장점들을 얻을 수 있다.
또한, 자체 발광 장치(self-light emitting device)(이하는, EL 표시장치라 지칭함)인 EL 소자를 구비한 액티브 매트릭스형 EL 표시장치에 관한 연구는 점점 활성화되고 있다. 상기 EL 표시장치는 유기 EL 표시장치(OELD) 또는 유기 발광 다이오드(OLED)로 지칭된다.
상기 EL 표시장치는 액정 표시장치와는 달리 자체 발광 타입의 표시장치이다. 상기 EL 표시장치는 EL 층이 한 쌍의 전극 사이에 배치되도록 구성된다. 그러나, 상기 EL 층은 통상적으로 적층 구조를 갖는다. 전형적으로는, "이스트만 코닥 컴퍼니"의 Tang씨 등에 의해 제안된 "포지티브 정공 이동층/발광층/전자 이동층"으로 구성된 적층 구조가 인용될 수 있다. 이러한 적층 구조는 매우 높은 발광 효율을 가지며, 현재 연구 개발중인 모든 EL 표시장치에 채택되고 있다.
또한, 상기 적층 구조는 상기 화소 전극상에 정공 주입층/정공 이동층/발광층/전자 이동층, 또는 정공 주입층/정공 이동층/발광층/전자 이동층/전자 주입층이 전술한 순서대로 적층되도록 구성될 수도 있다. 인광 염료 등이 상기 발광층속에 첨가될 수도 있다.
본 명세서에서, 상기 화소 전극과 대향 전극사이에 배치되는 모든 층들은 일반적으로 EL 층으로 지칭된다. 결과적으로, 상기 정공 주입층, 상기 정공 이동층, 상기 발광층, 상기 전자 이동층, 상기 전자 주입층등은 상기 EL 층에 포함된다.
소정 전압이 상기 한 쌍의 전극으로 부터 전술한 적층 구조를 갖는 EL 층에 인가됨으로써, 상기 발광층에서 캐리어가 재조합되어 광이 방사된다. 부연하자면, 본 명세서에서는, 상기 EL 소자가 방사된다는 사실은 상기 EL 소자가 구동된다는 사실로 설명된다. 더욱이, 본 명세서에서, 양극, 상기 EL 층 및 음극으로 형성된 발광 소자는 EL 소자로 지칭된다. 또한, EL 소자의 양극과 음극사이에서 발생되는전위차를 EL 구동 전압이라 지칭한다.
도 23은 종래의 다계조 시스템 EL 표시장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도 23에 도시된 상기 EL 표시장치는 기판상에 형성된 TFT를 사용하고, 화소부(101), 및 상기 화소부의 주변부에 배치되는 소스 신호측 구동회로(102)와 게이트 신호측 구동회로(103)를 구비한다. EL 구동 전압를 제어하기 위한 외부 스위치(116)가 상기 화소부(101)에 접속된다.
상기 소스 신호측 구동회로(102)는 기본적으로 시프트 레지스터(102a), 래치(A)(102b) 및 래치(B)(102c)를 포함한다. 또한, 클록 펄스(CK) 및 시동 펄스(SP)는 상기 시프트 레지스터(102a)에 입력되고, 디지털 데이터 신호가 상기 래치(A)(102b)에 입력되며, 래치 신호가 상기 래치(B)(102c)에 입력된다.
상기 화소부(101)에 입력되는 상기 디지털 데이터 신호는 상기 시분할 계조 데이터 신호 발생회로(114)에 의해 형성된다. 상기 시분할 계조 데이터 신호 발생 회로(114)에서는 시분할 계조 기능을 수행하기 위해 아날로그 신호 또는 디지털 신호(화상 정보를 포함하는 신호)로 구성되는 비디오 신호가 디지털 데이터 신호로 변환되고, 이와 동시에, 시분할 계조 표시 기능을 수행하는데 필요한 타이밍 펄스등이 발생된다.
특히, 상기 디지털 데이터 신호는 상기 시분할 계조 데이터 신호 발생회로(114)는 1 프레임 기간을 n-비트 계조(여기서, n은 2와 같거나 이보다 큰 정수임)에 대응하는 다수의 서브프레임 기간으로 분할하는 수단; 상기 다수의 서브프레임 기간에서 기입 기간 및 표시 기간을 선택하는 수단; 및 상기 표시 기간을 설정하는 수단을 포함한다.
도 18에는 일반적인 형태의 화소부(101)의 구조가 도시된다. 도 18에는, 게이트 신호를 입력하기 위한 게이트 신호선(G1-Gn) 및 디지털 데이터 신호를 입력하기 위한 소스 신호선(데이터 신호선이라고도 지칭함)(S1-Sn)이 상기 화소부(101)에 배치된다. 상기 디지털 데이터 신호는 디지털 비디오 신호를 의미함을 유념해야 한다.
또한, 전원 공급선(V1-Vn)이 상기 소스 신호선(S1-Sn)과 병렬로 배치된다. 상기 전원 공급선(V1-Vn)의 전위는 전원 전위로 지칭된다. 아울러, 배선(Vb1-Bbn)이 상기 게이트 신호선(G1-Gn)과 병렬로 배치된다. 상기 배선(Vb1-Bbn)은 상기 외부 스위치(116)에 연결된다.
다수의 화소(104)는 상기 화소부(101)에 매트릭스 형태로 배열된다. 도 19는 상기 화소(104)를 확대한 도면이다. 도 19에서, 부호 1701은 스위칭 소자의 기능을 수행하는 TFT(이하는, "스위칭용 TFT"이라 지칭함)를 나타내고, 부호 1702는 EL 소자(1703)에 공급되는 전류를 제어하기 위한 소자(전류 제어 소자)의 기능을 수행하는 TFT(이하는, "EL 구동용 TFT"라 지칭함)를 나타내면, 부호 1704는 커패시터(보유 용량)를 나타낸다.
상기 스위칭용 TFT(1701)의 게이트 전극은 상기 게이트 신호를 입력하기 위한 상기 게이트 신호선(G1-Gn)중 하나인 게이트 신호선(1705)에 연결된다. 상기 스위칭용 TFT(1701)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 디지털 데이터 신호 신호를 입력하기 위한 상기 소스 신호선(S1-Sn)중 하나인 소스 신호선(1706)에 연결되고, 나머지 다른 하나는 상기 EL 구동용 TFT(1702)의 게이트 전극 및 상기 커패시터(1704)에 각각 연결된다.
상기 구동용 TFT(1702)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 전원 공급선(V1-Vn)중 하나인 전원 공급선(1707)에 연결되고, 그 나머지 다른 하나는 EL 소자(1703)에 연결된다. 상기 커패시터(1704)는 상기 전원 공급선(V1-Vn)중 하나인 전원 공급선(1707)에 연결된다.
상기 EL 소자(1703)는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 배치되는 EL 층으로 형성된다. 상기 양극이 상기 EL 구동용 TFT(1702)의 상기 소스 영역 또는 상기 드레인 영역에 연결되는 경우, 즉, 상기 양극이 화소 전극인 경우, 상기 음극은 대향 전극이 된다. 반면에, 상기 음극이 상기 EL 구동용 TFT(1702)의 상기 소스 영역 또는 상기 드레인 영역에 연결되는 경우, 즉, 상기 음극이 화소 전극인 경우, 상기 양극은 대향 전극이 된다. 본 명세서에서, 상기 대향 전극의 전위는 대향 전위로 지칭된다. 상기 대향 전극의 전위와 상기 화소 전극의 전위간의 전위차는 EL 구동 전압으로 지칭되고, 이러한 EL 구동 전압은 상기 EL 층에 인가된다.
상기 EL 소자의 대향 전극은 상기 배선(Vb1-Vbn)(도 18 참조)중 하나를 통해 상기 외부 스위치(116)에 연결된다.
다음으로, 다계조 시스템 EL 표시장치의 구동에 대해 설명하기로 한다. 여기서, n-비트 디지털 구동 시스템에 의해 2n계조 표시 동작이 설명될 것이다.
도 5는 상기 다계조 시스템 EL 표시장치의 디지털 시스템 시분할 계조 표시 동작의 파형도를 도시한 것이다. 우선, 1 프레임 기간이 n개의 서브프레임 기간(SF1-SFn)으로 분할된다. 상기 화소부의 모든 화소가 1개의 화상을 표시하는 기간을 1 프레임 기간(F)이라 지칭한다. 1 프레임 기간을 분할하여 얻어지는 기간을 서브프레임(subframe) 기간이라 지칭한다. 계조의 수가 커짐에 따라, 1 프레임 기간의 분할 회수도 커지고, 구동회로는 고주파수에 의해 구동되어야 한다.
1 서브프레임 기간은 기입 기간(Ta)과 표시 기간(Ts)으로 분할된다. 상기 기입 기간은 디지털 데이터 신호가 1 서브프레임 기간 동안 모든 화소에 입력되는 기간이다. 상기 표시 기간(조명 기간이라고도 함)은 상기 EL 소자의 방사(emission) 또는 비방사(non-emission) 상태가 선택되고 표시 기능이 수행되는 기간이다.
또한, 도 5에 도시된 EL 구동 전압은 상기 방사 상태가 선택되는 EL 소자의 EL 구동 전압을 나타낸다. 즉, 상기 방사 상태가 선택되는 상기 EL 소자의 구동 전압(도 5 참조)은 상기 기입 기간동안 0V가 되고, 상기 표시 기간동안 상기 EL 소자가 광을 방사하는 정도의 크기를 갖는다.
대향 전위는 상기 외부 스위치(116)에 의해 제어된다. 상기 기입 기간동안, 상기 대향 전위는 전원 전위와 동일하게 유지되고, 상기 표시 기간동안, 상기 대향 전위와 상기 전원 전위간에 상기 EL 소자가 광을 방사하는 정도의 전위차가 발생된다.
우선, 각 서브프레임의 상기 기입 기간 및 표시 기간에 대해 도 18 및 도 19를 참조하여 설명하기로 하며, 그 이후에는 시분할 계조 표시 기능에 대해 설명하기로 한다.
우선, 게이트 신호가 상기 게이트 신호선 G1에 입력되고, 상기 게이트 신호선에 연결되는 모든 스위칭용 TFT(1701)은 턴온된다. 디지털 데이터 신호는 상기 소스 신호선(S1-Sn)에 순차적으로 입력된다. 상기 대향 전위는 상기 전원 공급선(V1-Vn)의 전원 공급 전위와 동일하게 유지된다. 상기 디지털 데이터 신호는 "0" 또는 "1"의 정보를 포함한다. 상기 "0" 또는 "1" 의 디지털 데이터 신호는 각각 하이 또는 로우의 전압을 갖는 신호를 의미한다.
상기 소스 신호선(S1-Sn)에 입력되는 디지털 데이터 신호는 ON 상태에 있는 상기 스위칭용 TFT(1701)를 통해 상기 EL 구동용 TFT(1702)의 게이트 전극에 입력된다. 또한, 상기 디지털 데이터 신호는 상기 커패시터(1704)에 입력되어 유지된다.
게이트 신호들이 상기 게이트 신호선(G2-Gn)에 순차적으로 입력됨으로써, 전술한 동작이 반복수행되고, 상기 디지털 데이터 신호들이 모든 화소에 입력되며, 상기 입력된 디지털 데이터 신호들이 각각의 화소에서 유지된다. 상기 디지털 데이터 신호들이 모든 화소에 입력되는 주기를 기입 기간이라 지칭한다.
상기 디지털 데이터 신호들이 모든 화소에 입력되면, 모든 스위칭용 TFT(1701)은 턴오프된다. 상기 대향 전극에 연결되는 상기 외부 스위치에 의해, 상기 대향 전위와 상기 전원 전위간에 상기 EL 소자들이 광을 방사하는 정도의 전위차가 발생한다.
상기 디지털 데이터 신호가 "0"이라는 정보를 포함하는 경우, 상기 EL 구동용 TFT(1702)는 턴오프되고, 상기 EL 소자(1703)는 광을 방사하지 않는다. 반면에, 상기 디지털 데이터 신호가 "1"이라는 정보를 포함하는 경우에는, 상기 EL 구동용 TFT(1702)가 턴온된다. 그 결과, 상기 EL 소자(1703)의 화소 전극은 전원 전위를 유지하게 되고, 상기 EL 소자(1703)는 광을 방사하게 된다. 이와 같이, 상기 디지털 데이터 신호가 포함하는 정보의 형태에 따라, 상기 EL 소자의 방사 또는 비방사 상태가 선택되고, 모든 화소는 동시에 표시 기능을 수행함으로써, 화상이 형성된다. 화소가 표시 기능을 수행하는 주기를 표시 기간이라 지칭한다.
상기 n 서브프레임 기간(SF1-SFn)중 기입 기간(Ta1-Tan)의 길이는 모두 일정하다. 상기 각 서브프레임 기간(SF1-SFn)의 표시 기간(Ts)은 표시 기간(Ts1-Tsn)이 된다.
상기 표시 기간의 길이는 Ts1:Ts2:Ts3:...:Ts(n-1):Tsn=20:2-1:2-2:...:2-(n-2):2-(n-1)가 되도록 설정된다. SF1-SFn은 임의의 순서로 나타날 수도 있다. 2n계조중에 원하는 계조 표시 기능은 상기 표시 기간들을 결합함으로써 수행될 수 있다.
상기 표시 기간은 Ts1-Tsn의 기간이다. 소정의 화소들은 Tsn기간동안 턴온된다.
상기 기입 기간이 다시 시작되고, 데이터 신호가 모든 화소에 입력된 후, 상기 표시 기간이 시작된다. 이때, 상기 기간 Ts1-Ts(n-1)는 표시 기간이 된다. 여기서, 기간 Ts(n-1)동안 소정의 화소들이 턴온된다.
표시 기간이 되도록 순서대로 설정되는 그 나머지 (n-2)개의 서브프레임 기간인 Ts(n-2),Ts(n-3),...,및 Ts1에서 유사한 동작들이 반복 수행되고, 소정의 화소들이 각각의 서브프레임 기간에서 턴온된다.
n개의 서브프레임 기간이 나타난 이후에 1 프레임 기간이 완료된다. 화소들이 턴온되는 표시 기간의 길이를 가산함으로써, 그 화소의 계조가 결정된다. 예컨대, n=8이고, 모든 표시 기간동안 광을 방사하는 화소의 경우 휘도는 100%로 간주되고, 상기 화소가 기간 Ts1및 Ts2에서 광을 방사하면, 75%의 휘도가 표시될 수 있고, Ts3, Ts5및 Ts8이 선택되면, 16%의 휘도가 표시될 수 있다. 전술한 다계조 시스템 EL 표시장치에 대해, 상기 EL 표시장치의 크기가 커지는 경우, 화소의 수는 증가하고, 상기 EL 표시장치를 통해 많은 양의 전류가 흐르게 된다. 이같은 전류는 상기 EL 구동 전압을 제어하기 위한 외부 스위치를 통해 흐르기 때문에, 상기 EL 구동 전압을 제어하기 위한 외부 스위치에는 높은 전류 파워가 요구된다.
상기 EL 표시장치에 있어서, 200 cd/㎡의 발광량이 얻어지는 경우, 수 ㎃/㎠의 전류가 요구된다. 예컨대, 5 ㎃/㎠의 EL 물질이 사용되고 40 인치의 표시장치가 형성되는 경우, 표시에 필요한 전류값은 약 25 A이고, 이 값은 상당한 양의 값이다.
일반적으로, 외부 스위치에 대해 전류 파워의 소정 기준이 결정되고, 이러한 전류 파워의 상한값으로 인해 상기 다계조 시스템 EL 표시장치의 확대가 방지되었다.
또한, 전술한 다계조 시스템 EL 표시장치에서, 계조의 수가 커짐에 따라, 1 프레임 기간의 분할 회수또는 증가하고, 구동회로는 고주파수에 의해 구동되어야 한다. 반면에, 전류 파워가 높아짐에 따라 외부 스위치의 주파수 특성이 저하되는 경향이 있다. 그 결과, 상기 다계조 시스템 EL 표시장치의 크기가 커짐에 따라, 그 주파수 특성이 저하되고, 가능한 계조의 수가 감소되는 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 EL 표시장치의 확대와 관련한 문제점들을 해결하기 위한 수단을 제공하는데 있다. 즉, 본 발명의 목적은 EL 구동 전압을 제어하기 위한 외부 스위치로 인해 전류값의 한계를 제거하고, EL 구동회로의 주파수 특성의 저하를 방지하며, 계조 수의 감소를 방지하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 EL 표시장치의 회로 구조를 도시한 블록 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 EL 표시장치의 화소부를 도시한 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 EL 표시장치의 화소를 도시한 회로도.
도 4(A) 및 (B)는 본 발명의 실시예 1에 따른 EL 표시장치의 화소부를 도시한 회로도.
도 5는 본 발명에 따른 EL 표시장치의 구동 방법을 도시한 파형도.
도 6(A) 및 (B)는 본 발명의 실시예 1에 따른 EL 표시장치의 화소부를 도시한 회로도.
도 7(A) 및 (B)는 본 발명의 실시예 1에 따른 EL 표시장치의 화소부를 도시한 회로도.
도 8(A) 및 (B)는 본 발명의 실시예 1에 따른 EL 표시장치의 화소부를 도시한 회로도.
도 9(A) 및 (B)는 본 발명의 실시예 3에 따른 EL 표시장치를 도시한 평면도 및 종단면도.
도 10(A) 및 (B)는 본 발명의 실시예 3에 따른 EL 표시장치를 도시한 평면도 및 종단면도.
도 11은 본 발명의 실시예 4에 따른 EL 표시장치의 구조를 도시한 종단면도.
도 12는 본 발명의 실시예 5에 따른 EL 표시장치의 구조를 도시한 종단면도.
도 13(A)~(E)는 본 발명의 실시예 10에 따른 EL 표시장치의 제조 공정을 도시한 공정 단면도.
도 14(A)~(E)는 본 발명의 실시예 10에 따른 EL 표시장치의 제조 공정을 도시한 공정 단면도.
도 15(A)~(E)는 본 발명의 실시예 10에 따른 EL 표시장치의 제조 공정을 도시한 공정 단면도.
도 16(A)~(C)는 본 발명의 실시예 10에 따른 EL 표시장치의 제조 공정을 도시한 공정 단면도.
도 17(A)~(E)는 본 발명의 실시예 12에 따른 EL 표시장치를 이용한 전자 장치의 특정 실례들을 도시한 도면.
도 18은 종래의 EL 표시장치의 화소부를 도시한 회로도.
도 19는 종래의 EL 표시장치의 한개의 화소를 도시한 회로도.
도 20(A) 및 (B)는 본 발명의 실시예 2에 따른 EL 표시장치의 화소부를 도시한 회로도.
도 21은 본 발명의 실시예 11에서 사용된 소스 신호측 구동회로를 도시한 회로도.
도 22는 본 발명의 실시예 11에서 사용된 래치 회로를 도시한 평면도.
도 23은 종래의 EL 표시장치의 회로 구조를 도시한 블록 구성도.
도 24(A) 및 (B)는 본 발명의 실시예 6에 따른 EL 표시장치를 도시한 평면도 및 종단면도.
도 25는 본 발명의 실시예 7의 EL 표시장치를 도시한 종단면도.
전술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따르면, 전원 공급선에 연결되지 않은 EL 구동용 TFT의 소스 영역과 드레인 영역중 어느 하나와 EL 소자사이에 TFT가 새로 배치된다. 상기 TFT의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 EL 구동용 TFT에 연결되고, 다른 하나는 EL 소자에 각각 연결된다. 게이트 전극은 배선을 통해 외부 스위치에 연결된다. 상기 TFT는 EL 구동 전압을 제어하기 위한 스위칭 소자(이하는, "전원 제어용 TFT"이라함) 기능을 수행한다.
상기한 구조에 따르면, 상기 전원 제어용 TFT를 사용한 EL 구동 전압 제어 방법은 전압 구동 시스템이고, 전류는 상기 전원 제어용 TFT의 게이트 전극에 연결된 상기 외부 스위치를 통해 흐르지 않는다. 따라서, 상기 전원 제어용 TFT의 게이트 전극에 연결된 상기 외부 스위치의 경우, 전류값의 한계는 문제가 되지 않으며, 주파수 특성의 저하 문제 역시 거의 무시된다.
상기한 구조에 의하면, 상기 전원 제어용 TFT의 게이트 전극에 연결된 상기 외부 스위치를 통해 EL 구동 전압을 제어하는 것이 가능해지고, 상기 EL 구동 전압을 제어하기 위해 대향 전극에 연결된 종래의 외부 스위치를 제거하는 것이 가능해진다. 따라서, 상기 대향 전극에 연결된 외부 스위치로 인해 EL 구동회로의 전류값의 한계를 제거하고 주파수 특성의 저하 및 계조 수의 감소를 방지하는 것이 가능해진다.
상기 전원 제어용 TFT는 스위칭용 TFT 및 EL 구동용 TFT와 동시에 형성될 수 있다.
본 발명의 구조에 대해 이하에서 설명하기로 한다.
본 발명에 따르면, 다수의 소스 신호선, 다수의 게이트 신호선, 다수의 전원 공급선, 다수의 전원 제어선, 및 다수의 화소를 포함하는 전기 장치가 제공되고, 상기 다수의 각 화소는 스위칭용 TFT, EL 구동용 TFT, 전원 제어용 TFT, 및 EL 소자를 구비하며, 상기 전원 제어용 TFT는 EL 소자의 음극과 양극간의 전위차를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 다수의 소스 신호선, 다수의 게이트 신호선, 다수의 전원 공급선, 다수의 전원 제어선, 및 다수의 화소를 포함하는 전기 장치가 제공되고, 상기 다수의 각 화소는 스위칭용 TFT, EL 구동용 TFT, 전원 제어용 TFT, 및 EL 소자를 구비하며, 1 프레임 기간중 상기 EL 소자가 광을 방사하는 주기는 디지털 데이터 신호에 의해 제어되고, 상기 전원 제어용 TFT는 상기 EL 소자의 음극과 양극간의 전위차를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 다수의 소스 신호선, 다수의 게이트 신호선, 다수의 전원 공급선, 다수의 전원 제어선, 및 다수의 화소를 포함하는 전기 장치가 제공되고, 상기 다수의 각 화소는 스위칭용 TFT, EL 구동용 TFT, 전원 제어용 TFT, 및 EL 소자를 구비하며, 1 프레임 기간은 n개의 서브프레임 기간 SF1, SF2,...,SFn을 포함하고; 상기 n개의 서브프레임 기간은 기입 기간 Ta1,Ta2,...,Tan및 표시 기간 Ts1,Ts2,...,Tsn를 포함하고; 디지털 데이터 신호들이 상기 기입 기간 Ta1,Ta2,...,Tan에서 상기 다수의 모든 화소에 입력되고; 다수의 EL 소자들이 상기 표시 기간 Ts1,Ts2,...,Tsn에서 광을 방사하는지의 여부가 상기 디지털 데이터 신호들에 의해 선택되고; 상기 기입 기간 Ta1,Ta2,...,Tan의 길이는 모든 동일하고; 상기 표시 기간 Ts1,Ts2,...,Tsn의 길이의 비는 20:2-1:...:2-(n-1)로 표현되고, 상기 전원 제어용 TFT는 상기 EL 소자의 음극과 양극간의 전위차를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기 장치는, 상기 스위칭용 TFT의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 다수의 소스 신호선중 하나에 연결되고, 나머지 다른 하나는 상기 EL 구동용 TFT의 게이트 전극에 연결되고;
상기 EL 구동용 TFT의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 다수의 전원 공급선중 하나에 연결되고, 나머지 다른 하나는 상기 전원 제어용 TFT의 소스 영역과 드레인 영역중 하나에 연결되고;
상기 전원 제어용 TFT의 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역중 나머지 다른 하나는 상기 EL 소자의 음극과 양극중 하나에 연결되며;
상기 전원 제어용 TFT의 게이트 전극은 상기 다수의 전원 제어선중 하나에 연결되는 구조를 가질 수도 있다.
본 발명에 따른 전기 장치는, 상기 스위칭용 TFT의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 다수의 소스 신호선중 하나에 연결되고, 나머지 다른 하나는 상기 EL 구동용 TFT의 게이트 전극에 연결되고;
상기 EL 구동용 TFT의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 전원 제어용 TFT의 소스 영역과 드레인 영역중 하나에 연결되고, 나머지 다른 하나는 상기 EL 소자의 음극과 양극중 하나에 연결되고,
상기 전원 제어용 TFT의 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역중 나머지 다른 하나는 상기 다수의 전원 공급선중 하나에 연결되며,
상기 전원 제어용 TFT의 게이트 전극은 상기 다수의 전원 제어선중 하나에 연결되는 구조를 가질 수도 있다.
본 발명에 따른 전기 장치는, 상기 EL 구동용 TFT의 게이트 전극과 상기 다수의 전원 공급선중 하나사이에 커패시터를 구비할 수도 있다.
본 발명에 따른 전기 장치는, 상기 다수의 각 EL 소자가 상기 양극과 상기 음극사이에 EL 층을 구비하고, 상기 EL 층이 저 분자 유기 물질과 중합 유기 물질중 하나로 구성되는 구조를 가질 수도 있다.
본 발명에 따른 전기 장치는, 상기 저 분자 유기 물질은 Alq3(3-8-퀴놀리놀레이트 알루미늄 복합물) 또는 TPD(트리페닐아민 유도체)로 이루어진 그룹으로 부터 선택된 유기 물질인 구조를 가질 수도 있다.
본 발명에 따른 전기 장치는, 상기 중합 유기 물질은 PPV(폴리 페닐렌 비닐렌), PVK(폴리 비닐 카바졸), 또는 폴리카보네이트로 이루어진 그룹으로 부터 선택된 유기 물질인 구조를 가질 수도 있다.
본 발명에 따른 전기 장치는, 상기 1 프레임 기간이 1/60 초인 구조를 가질 수도 있다.
본 발명에 따른 전기 장치는, 전술한 전기 장치를 이용한 컴퓨터, 비디오 카메라 또는 DVD 플레이어일 수도 있다.
본 명세서에서 언급되는 상기 EL 소자를 포함하는 전기 장치는 3중 기반 발광장치(triplet-based light emission device) 및/또는 단일 기반 발광장치(singlet-based light emission device)를 포함한다.
이하, 첨부 도면 도 1을 참조하여 본 발명이 설명될 것이다.
〔실시형태〕
도 1은 본 발명의 EL 표시장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도 1에 도시된 상기 EL 표시장치는 기판상에 형성된 TFT를 사용하고, 화소(101), 및 상기 화소부의 주변부에 배치되는 소스 신호측 구동회로(102)와 게이트 신호측 구동회로(103)를 구비한다. 또한, EL 구동 전압을 제어하기 위한 저 전력 외부 스위치(117)가 상기 화소부(101)에 연결된다. 비록, 도 1에 도시된 EL 표시장치의 블록 구성도가 종래의 것과 그 구조가 유사하지만, 상기 화소부(101)에 연결된 상기 저 전력 외부 스위치(117)는 근본적으로 종래의 외부 스위치와 그 구성이 다르다. 물론, 상기 화소부의 구조 역시 종래의 것과 다르다. 본 실시예 모드에 있어서는, 비록, 상기 EL 표시장치가 하나의 소스 신호측 구동회로(102)와 하나의 게이트 신호측 구동회로(103)를 구비하고 있지만, 두개의 소스 신호측 구동회로가 설치될 수도 있음을 유념해야 한다. 더욱이, 두개의 게이트 신호측 구동회로가 설치될 수도 있다.
상기 소스 신호측 구동회로(102)는 기본적으로 시프트 레지스터(102a), 래치(A)(102b) 및 래치(B)(102c)를 포함한다. 또한, 클록 펄스(CK) 및 시동 펄스(SP)는 상기 시프트 레지스터(102a)에 입력되고, 디지털 데이터 신호가 상기 래치(A)(102b)에 입력되며, 래치 신호가 상기 래치(B)(102c)에 입력된다.
상기 화소부(101)에 입력되는 상기 디지털 데이터 신호는 상기 시분할 계조 데이터 신호 발생회로(114)에 의해 형성된다. 아날로그 신호 또는 디지털 신호(화상 정보를 포함하는 신호)로 구성되는 비디오 신호는 시분할 계조 데이터 신호 발생 회로에서 계조 기능을 수행하기 위한 디지털 데이터 신호로 변환됨과 동시에, 시분할 계조 표시 기능을 수행하는데 필요한 타이밍 펄스등이 상기 시분할 계조 데이터 신호 발생 회로에서 발생된다.
특히, 상기 시분할 계조 데이터 신호 발생회로(114)는 1 프레임 기간을 n-비트 계조(여기서, n은 2와 같거나 이보다 큰 정수임)에 대응하는 다수의 서브프레임 기간으로 분할하는 수단; 기입 기간 및 표시 기간을 상기 다수의 서브프레임 기간에서 선택하는 수단; 및 상기 표시 기간의 길이를 설정하는 수단을 포함한다.
상기 시분할 계조 데이터 신호 발생 회로(114)는 본 발명의 EL 표시장치의 외부에 형성될 수도 있다. 이 경우, 외부에 형성되는 디지털 데이터 신호가 본 발명의 EL 표시장치에 입력되는 구조가 된다. 따라서, 표시부로서 본 발명의 상기 EL 표시장치를 구비하는 전자 장치(EL 표시장치)는 본 발명의 EL 표시장치 및 별도의 부품인 상기 시분할 계조 데이터 신호 발생 회로(114)를 포함할 것이다.
또한, 상기 시분할 계조 데이터 신호 발생 회로(114)는 IC 칩과 같은 형태로 본 발명의 상기 EL 표시장치에서 구현될 수도 있다. 이 경우, 상기 IC 칩에 의해 형성된 디지털 데이터 신호가 본 발명의 상기 EL 표시장치에 입력되는 구조가 된다. 따라서, 표시부로서 본 발명의 상기 EL 표시장치를 구비하는 전자 장치는 상기 시분할 계조 데이터 신호 발생 회로를 포함하는 상기 IC 칩이 부품으로서 구현되는 본 발명의 EL 표시장치를 포함한다.
또한, 상기 시분할 계조 데이터 신호 발생 회로(114)는 상기 화소부(101), 상기 소스 신호측 구동회로(102) 및 상기 게이트 신호측 구동회로(103)가 형성되는 것과 동일한 기판상에서 TFT에 의해 형성될 수도 있다. 이 경우, 모든 처리 동작은 화상 정보를 포함하는 상기 비디오 신호가 상기 EL 표시장치에 입력된다는 가정하에 상기 기판상에서 수행될 수 있다. 물론, 상기 시분할 계조 데이터 신호 발생 회로(114)는 활성층인 폴리실리콘 막을 갖는 TFT에 의해 형성될 수 있다. 더욱이, 이 경우, 상기 시분할 계조 데이터 신호 발생 회로(114)는 표시부로서 본 발명의 상기 EL 표시장치를 갖는 전자 장치용으로 상기 EL 표시장치내에 포함되고, 상기 전자 장치를 소형화할 수 있다.
도 2는 상기 화소부(101)의 구조를 도시한 것이다. 게이트 신호들을 입력하기 위한 게이트 신호선(G1-Gn) 및 디지털 데이터 신호들을 입력하기 위한 소스 신호선(데이터 신호선이라고도 지칭함)(S1-Sn)이 상기 화소부(101)에 포함된다. 상기 디지털 데이터 신호는 디지털 비디오 신호를 의미한다.
그밖에, 전원 공급선(V1-Vn)이 상기 소스 신호선(S1-Sn)과 병렬로 연결된다. 상기 전원 공급선(V1-Vn)은 상기 게이트 신호선(G1-Gn)과 병렬로 연결될 수도 있다. 상기 전원 공급선(V1-Vn)의 전위는 전원 전위로 지칭된다.
또한, 전원 제어선(C1-Cn)은 상기 게이트 신호선과 병렬로 연결된다. 상기 전원 제어선(C1-Cn)은 상기 외부 스위치(117)에 연결된다. 상기 전원 제어선(C1-Cn)은 상기 소스 신호선과 병렬로 연결될 수도 있다.
다수의 화소(104)가 상기 화소부(101)에 매트릭스 형태로 배열된다. 도 3은 상기 화소부(101)를 확대한 도면이다. 도 3에서, 부호 105는 스위칭용 TFT이다. 상기 스위칭용 TFT(105)의 게이트 전극은 상기 게이트 신호를 입력하기 위한 상기 게이트 신호선(G1-Gn)중 하나인 게이트 신호선(106)에 연결된다. 상기 스위칭용 TFT(105)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 소스 신호선(S1-Sn)중 하나인 소스 신호선(107)에 연결되고, 나머지 다른 하나는 상기 EL 구동용 TFT(109)의 게이트 전극 및 커패시터(108)에 각각 연결된다. 본 실시예 모드에서는, 상기 커패시터(108)가 설치되지 않을 수도 있음을 유념해야 한다.
상기 EL 구동용 TFT(109)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 전원 공급선(V1-Vn)중 하나인 전원 공급선(110)에 연결되고, 나머지 다른 하나는 전원 제어용 TFT(112)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나에 연결된다. 상기 전원 제어용 TFT(112)의 소스 영역과 드레인 영역중 나머지 다른 하나는 EL 소자(111)에 연결되고, 그 게이트 전극은 상기 전원 제어선(C1-Cn)중 하나인 전원 제어선(113)에 연결된다. 상기 전원 제어선(113)은 상기 저 전력 외부 스위치(117)에 연결된다. 상기 커패시터(108)는 상기 전원 공급선(V1-Vn)중 하나인 전원 공급선(110)에 연결된다.
상기 EL 소자(111)는 음극, 양극, 및 상기 양극과 음극사이에 배치되는 EL 층을 포함하다. 상기 양극이 상기 전원 제어용 TFT(112)의 상시 소스 영역 또는 드레인 영역에 연결되는 경우, 다시 말해, 상기 양극이 화소 전극인 경우에, 상기 음극은 대향 전극이 된다. 이와는 달리, 상기 음극이 상기 전원 제어용 TFT(112)의 상시 소스 영역 또는 드레인 영역에 연결되는 경우, 다시 말해, 상기 음극이 화소 전극인 경우에, 상기 양극은 대향 전극이 된다. 본 명세서에서, 상기 대향 전극의 전위는 대향 전위로 지칭되고, 상기 화소 전극의 전위는 EL 구동 전압으로 지칭되며, 이러한 EL 구동 전압은 상기 EL 층에 인가된다.
상기 전원 제어용 TFT(112)의 상기 드레인 영역 또는 소스 영역과 상기 EL 소자(111)사이에 저항기가 배치될 수도 있다. 상기 저항기를 배치함으로써, 상기 전원 제어용 TFT에서 상기 EL 소자로 공급된 전류의 양을 제어함은 물론, 상기 전원 제어용 TFT 및 상기 EL 구동용 TFT의 특성의 변동이 미치는 영향을 방지할 수 있게 된다. 상기 저항기는 상기 전원 제어용 TFT(112) 및 상기 EL 구동용 TFT(109)의 온(on) 저항보다 충분히 큰 저항값을 나타내는 소자이어야만 하고, 그 구조등에 있어서 제한요소가 없다. 상기 온 저항이란 상기 TFT가 온 상태에 있을 때 TFT의 드레인 전압을 이때 흐르는 드레인 전류로 나누어 얻어진 값을 의미한다는 것을 유념해야 한다. 상기 저항기의 저항값은 1㏀-50㏁(바람직하게는, 10㏀-10㏁, 보다 바람직하게는, 50㏀-1㏁)로 선택될 수도 있다. 높은 저항값을 갖는 반도체층이 상기 저항기로 사용되는 경우, 그 형성이 용이하기 때문에 상기 반도체 층을 상기 저항기로서 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 EL 표시장치의 구동에 대해 설명하기로 한다. n-비트 디지털 구동 방법에 따른 2n계조 표시 기능을 수행하는 경우가 설명될 것이다.
본 발명의 EL 표시장치의 디지털 시스템의 시분할 계조 표시 동작중의 파형도가 도 5에 도시된다. 우선, 1 프레임 기간(F)은 n개의 서브프레임 기간(SF1-SFn)으로 분할된다. 상기 화소부의 모든 화소가 하나의 화상을 표시하는 기간은 1 프레임 기간(F)으로 지칭된다. 정상적인 EL 표시장치의 경우, 발진 주파수는 60Hz와 동일하거나 이보다 크다. 환언하면, 60개 이상의 프레임 기간이 1초 동안 형성되고, 60개 이상의 화상이 1초 동안에 표시된다. 만약, 1초 동안 표시되는 화상의 수가 60개 이하가 되면, 화상 깜빡거림(flicker)과 같은 문제점이 안으로 확연히 드러나기 시작한다. 1 프레임 기간이 추가로 분할되는 다수의 기간이 서브프레임 기간으로 지칭된다는 것을 유념해야 한다. 계조의 수가 증가함에 따라, 프레임 기간 분할의 수가 증가하고, 상기 구동회로는 고 주파수로 구동되어야 한다.
상기 서브프레임 기간은 기입 기간(Ta)과 표시 기간(Ts)으로 분할된다. 상기 기입 기간은 1 서브프레임 기간 동안 디지털 데이터 신호를 모든 화소에 입력하는데 필요한 시간이다. 상기 표시 기간(턴온 주기로 지칭하기도 함)은 상기 EL 소자가 광을 방사하는지의 여부를 판정하고 표시 기능을 수행하기 위한 기간을 나타낸다.
도 5에 도시된 EL 구동 전압은 방사 상태가 선택되는 상기 EL 소자의 EL 구동 전압을 나타낸다. 즉, 상기 방사 상태가 선택되는 상기 EL 소자의 EL 구동 전압(도 5)은 상기 기입 기간에서 OV가 되고, 상기 EL 소자가 광을 방사하는 표시 기간에서 상기 크기를 갖는다.
본 발명에서, 상기 전원 제어용 TFT는 상기 EL 구동 전압을 제어한다. 이를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 EL 구동 전압은 상기 전원 제어선을 통해 상기 전원 제어용 TFT에 연결된 상기 외부 스위치에 의해 제어된다. 상기 기입 기간에서, 상기 전원 제어용 TFT는 오프 상태에서 유지되고, 상기 EL 구동 전압은 0V가 된다. 상기 표시 기간에서, 상기 전원 제어용 TFT는 온 상태에서 유지되고, 상기 방사 상태가 선택되는 상기 EL 소자의 상기 EL 구동 전압은 상기 EL 소자가 광을 방사하는 상기 크기를 갖는다.
우선, 각 서브프레임의 상기 기입 기간 및 표시 기간이 도 2 및 도 3의 부호들을 사용하여 상세히 설명된 다음, 시분할 계조 표시 기능이 설명될 것이다.
우선, 상기 기입 기간에서, 상기 전원 제어용 TFT(112)는 오프 상태에서 유지되고, EL 구동 전압은 0V가 된다. 비록, 상기 EL 구동 전압은 상기 EL 구동용 TFT(109) 또는 상기 전원 제어용 TFT(112)의 오프 전류(스위치인 TFT가 오프 상태에 있을 경우에도 흐르는 드레인 전류)에 의해 야기되는 누설 전류(leak current)에 의해 순간값을 가질 수 있지만, 상기 값이 너무 작아 상기 EL 소자가 광을 방사하지 않을 경우에는 문제가 발생하지 않는다는 것을 유념해야 한다. 이때, 게이트 신호가 상기 게이트 신호선 G1에 입력된다. 그리고, 디지털 데이터 신호가 상기 소스 신호선(S1-Sn)에 입력된다. 상기 디지털 데이터 신호는 "0" 또는 "1" 정보를 포함한다. 상기 디지털 데이터 신호 "0"과 "1"은 중 하나는 Hi 또는 Lo 상태의 전압을 갖는 신호를 의미한다.
상기 소스 신호선(S1-Sn)에 입력되는 상기 디지털 데이터 신호는 온 상태에 있는 상기 스위칭용 TFT(105)를 통해 상기 EL 구동용 TFT(109)의 게이트 전극에 입력된다. 상기 커패시터(108)가 존재하는 경우, 상기 디지털 데이터 신호가 입력되고, 동일한 방식으로 유지된다.
다음으로, 상기 게이트 신호는 상기 게이트 신호선 G2에 입력되고, 상기 게이트 신호선 G2에 연결된 상기 모든 스위칭용 TFT(105)는 상기 턴온 된다. 이때, 상기 디지털 데이터 신호는 동시에 상기 모든 소스 신호선(S1-Sn)에 입력된다.
상기 소스 신호선(S1-Sn)에 입력된 상기 디지털 데이터 신호는 온 상태에있는 상기 스위칭용 TFT(105)를 통해 상기 EL 구동용 TFT(109)의 게이트 전극에 입력된다. 상기 커패시터(108)가 존재하는 경우, 상기 디지털 데이터 신호가 입력되고, 동일한 방식으로 유지된다.
게이트 신호가 상기 게이트 신호선(G3-Gn)에 순차적으로 입력되어 전술한 동작을 반복 수행함으로써, 상기 디지털 데이터 신호는 모든 화소에 입력되고, 상기 입력된 디지털 데이터 신호는 각각의 화소에서 유지된다. 디지털 데이터 신호들이 모든 화소에 입력될 때까지의 주기는 상기 기입 기간으로 지칭된다.
상기 표시 기간은 상기 기입 기간이 완료됨과 동시에 개시한다. 상기 표시 기간이 시작되면, 모든 스위칭용 TFT(105)가 턴 오프된다. 이때, 상기 전원 제어용 TFT(112)는 상기 전원 제어선(113)에 연결된 상기 저 전력 외부 스위치(117)에 의해 턴온되고, 상기 방사 상태가 선택되는 상기 EL 소자(111)의 상기 EL 구동 전압은 상기 EL 소자가 광을 방사할 수 있는 크기를 갖도록 선택된다.
상기 디지털 데이터 신호가 "0" 정보를 포함하는 경우, 상기 EL 구동용 TFT(109)는 턴 오프되고, 따라서, 상기 EL 소자(111)는 광을 방사하지 않는다. 반면에, 상기 디지털 데이터 신호가 "1" 정보를 갖는 경우, 상기 EL 구동용 TFT(109)는 턴온된다. 이때, 상기 전원 제어용 TFT(112)역시 턴온상태에 있기 때문에, 상기 EL 소자(111)의 상기 화소 전극은 전원 전위와 동일한 전위 레벨에서 유지되고, 상기 EL 소자(111)는 광을 방사한다. 이와 같이, 상기 디지털 데이터 신호의 정보에 따르면, 상기 EL 소자의 방사(emission) 또는 비방사(non-emission) 상태가 선택되고, 이와 동시에, 모든 화소가 표시 기능을 수행한다. 모든 화소가 표시 기능을 수행함으로써, 화상이 형성된다. 화소가 표시 기능을 수행하는 기간을 표시 기간이라고 지칭한다.
상기 n개의 서브프레임 기간(SF1-SFn)이 각각 포함하는 상기 모든 기입 기간(Ta1-Tan)의 길이는 일정하다. 상기 n개의 서브프레임 기간(SF1-SFn)이 각각 포함하는 상기 표시 기간은 각각 Ts1-Tsn가 된다.
상기 표시 기간의 길이는 Ts1:Ts2:Ts3:...:Ts(n-1):Tsn=20:2-1:2-2:...:2-(n-2):2-(n-1)가 되도록 설정된다. 그러나, SF1-SFn은 임의의 순서로 나타날 수도 있다. 2n계조중에 원하는 계조 표시 기능은 상기 표시 기간들을 결합함으로써 수행될 수 있다.
상기 표시 기간은 Ts1-Tsn의 기간이다. 소정의 화소들은 Tsn기간동안 턴온된다.
상기 기입 기간이 다시 시작되고, 데이터 신호가 모든 화소에 입력된 후, 상기 표시 기간이 시작된다. 이때, 상기 기간 Ts1-Ts(n-1)는 표시 기간이 된다. 여기서, 기간 Ts(n-1)동안 소정의 화소들이 턴온된다.
표시 기간이 되도록 순서대로 설정되는 그 나머지 (n-2)개의 서브프레임 기간인 Ts(n-2),Ts(n-3),..., 및 Ts1에서 유사한 동작들이 반복 수행되고, 소정의 화소들이 각각의 서브프레임 기간에서 턴온된다.
n개의 서브프레임 기간이 나타난 이후에 1 프레임 기간이 완료된다. 화소들이 턴온되는 표시 기간의 길이를 가산함으로써, 그 화소의 계조가 결정된다. 예컨대, n=8이고, 모든 표시 기간동안 광을 방사하는 화소의 경우 휘도는 100%로 간주되고, 상기 화소가 주기 Ts1및 Ts2에서 광을 방사하면, 75%의 휘도가 표시될 수 있고, Ts3, Ts5및 Ts8이 선택되면, 16%의 휘도가 표시될 수 있다.
본 발명의 본 실시예의 경우, 상기 기입 기간에서는, 상기 전원 제어용 TFT가 오프 상태에 있고, 상기 EL 구동 전압이 0V에서 유지되기 때문에, 상기 EL 소자는 광을 방사하지 않는다. 그러나, 본 발명은 이러한 구조에 한정되지 않는다. 상기 전원 제어용 TFT가 온상태에서 유지되도록 수정이 가해질 수도 있고, 상기 방사 상태가 선택되는 EL 소자에 상기 EL 소자가 광을 방사할 수 있는 크기를 갖는 EL 구동 전압이 항상 공급됨으로써, 상기 기입 기간에서도, 표시 기능이 상기 표시 기간과 유사하게 수행된다. 그러나, 이 경우, 전체 서브프레임 기간은 광 방사가 실제로 이루어지는 주기가 되기 때문에, 상기 서브프레임 기간의 길이는 SF1:SF2:SF3:...:SF(n-1):SFn=20:2-1:2-2:...:2-(n-2):2-(n-1)가 되도록 설정된다. 상기한 구조에 의해, 상기 기입 기간에서 광 방사가 이루어지지 않는 구동 방법에 비해, 높은 휘도의 화상을 얻을 수 있다.
본 발명에서는, 전술한 구조에 의해, 상기 EL 구동 전압을 제어하기 위한 종래의 외부 스위치로 인한 전류값의 한계를 제거할 수 있게 된다. 또한, 상기 EL 구동 전압을 제어하기 위한 종래의 외부 스위치로 인한 상기 EL 구동회로의 주파수 특성의 저하 및 계조 수의 감수를 방지할 수 있게 된다.
상기 전원 제어용 TFT는 상기 스위칭 TFT 및 상기 EL 구동용 TFT와 동시에 형성될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들이 설명될 것이다.
〔실시예 1〕
본 실시예에서는, 본 발명의 EL 표시장치의 화소 구조에 대해 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 상기 EL 표시장치의 화소부상에, 다수의 화소가 매트릭스 형상으로 배열된다. 도 7(A)는 상기 화소부의 회로도이다.
도 7(A)를 참조하면, 상기 화소(1000)에 스위칭용 TFT(1001)가 배치된다. 본 발명에서는, 스위칭용 TFT(1001)로서, n채널형 TFT 또는 p채널형 TFT가 사용될 수도 있음을 유념해야 한다. 도 7(A)에는, n채널형 TFT가 상기 스위칭용 TFT(1001)로서 사용된다.
상기 스위칭용 TFT(1001)의 게이트 전극은 게이트 신호를 입력하기 위한 상기 게이트 신호선(1002)에 연결된다. 상기 스위칭용 TFT(1001)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 디지털 비디오 신호를 입력하기 위한 소스 신호선(데이터 신호선이라고도 지칭함)에 연결되고, 나머지 다른 하나는 EL 구동용 TFT(1004)의 게이트 전극 또는 커패시터(1008)에 연결된다. 본 실시예에서, 상기 커패시터는 도시생략될 수 있다.
상기 EL 구동용 TFT(1004)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 전원 공급선(1005)에 연결되고, 나머지 다른 하나는 전원 제어용 TFT(1009)의 소스 영역 또는 드레인 영역에 연결된다. 상기 전원 제어용 TFT(1009)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 EL 소자(1006)에 연결되고, 상기 전원 제어용 TFT(1009)의 게이트 전극은 전원 제어선(1010)에 연결된다. 상기 커패시터(1008)는 상기 전원 공급선(1005)에 연결된다.
상기 EL 소자(1006)는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극사이에 배치되는 EL 층으로 형성된다. 본 발명에 따르면, 상기 양극이 화소 전극이고 상기 음극이 대향 전극인 경우, 상기 전원 제어용 TFT(1009)의 소스 영역 또는 드레인 영역은 상기 EL 소자(1006)의 상기 양극에 연결된다는 것을 유념해야 한다. 반면에, 상기 양극이 대향 전극이고 상기 음극이 화소 전극인 경우, 상기 전원 제어용 TFT(1009)의 소스 영역 또는 드레인 영역은 상기 EL 소자(1006)의 상기 음극에 연결된다. 상기 EL 소자의 대향 전극은 항상 소정의 전위에서 유지된다.
상기 EL 구동용 TFT(1004) 및 상기 전원 제어용 TFT(1009)로서, n채널형 TFT 또는 p채널형 TFT가 사용될 수도 있음을 유념해야 한다. 그러나, 상기 EL 소자(1006)의 양극이 화소 전극이고 그 음극이 대향 전극인 경우, 상기 EL 구동용 TFT(1004) 및 상기 전원 제어용 TFT(1009)로서 상기 p채널형 TFT가 사용되는 것이 바람직하다. 더욱이, 상기 경우와는 달리, 상기 EL 소자(1006)의 양극이 대향 전극이고 그 음극이 화소 전극인 경우, 상기 EL 구동용 TFT(1004) 및 상기 전원 제어용 TFT(1009)로서 상기 n채널형 TFT가 사용되는 것이 바람직하다. 도 7(A)에서는, 상기 EL 구동용 TFT(1004) 및 상기 전원 제어용 TFT(1009)로서 상기 p채널형 TFT가 사용된다. 이때, 상기 EL 소자(1006)의 양극은 화소 전극이고 그 음극은 대향 전극이다.
도 7(A)에 도시된 회로도에서, 상기 전원 공급선(1005)은 상기 소스 신호선(1003)과 병렬로 배치된다. 또한, 상기 전원 제어선(1010)은 상기 게이트 신호선(1002)과 병렬로 배치된다.
더욱이, 상기 EL 구동 TFT(1004)의 활성층에 LDD 영역이 형성될 수도 있고, 게이트 절연막을 통해 상기 LDD 영역과 상기 게이트 전극이 중첩되는 영역(Lov 영역으로 지칭됨)이 형성될 수도 있다. 상기 EL 구동 TFT(1004)가 n채널형 TFT 또는 p채널형 TFT인 경우, 상기 Lov영역은 상기 활성층의 드레인 영역측에 형성되고, 그 결과, 상기 EL 구동용 TFT(1004)의 게이트 전극과 상기 Lov영역사이에 커패시터가 추가로 형성될 수 있고, 상기 EL 구동용 TFT(1004)의 게이트 전극이 유지될 수 있다.
도 7(A)에 도시된 회로도에서, 상기 스위칭용 TFT(1001), 상기 EL 구동용 TFT(1004) 또는 전원 제어용 TFT(1009)는 다중 게이트 구조(두개 이상의 채널 형성 영역이 직렬로 연결되는 활성층을 구비한 구조)로 형성될 수도 있음을 유념해야 한다. 상기 스위칭용 TFT(1001)를 다중 게이트 구조로 형성함으로써, 오프 전류가 감소될 수 있다. 또한, 상기 EL 구동용 TFT(1004) 또는 전원 제어용 TFT(1009)가 다중 게이트 구조로 형성되는 경우, 열에 의한 상기 EL 구동용 TFT(1004) 또는 전원 제어용 TFT(1009)의 기능 저하가 억압될 수 있다.
도 7(A)에서, 상기 전원 공급선(1005) 및 소스 신호선(1003)은 서로 다른 층에 형성되는 경우, 상호 중첩되지 않는 상태로 배치되는 반면, 상기 선들(1005,1003)은 절연막을 통해 중첩된 상태로 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 전원 공급선(1005) 및 소스 신호선(1003)은 배타 영역을 공동으로 점유하기 때문에, 상기 화소부는 보다 정확해 진다.
도 7(A)에서, 상기 전원 제어선(1010) 및 상기 게이트 신호선(1002)은 서로 다른층에 형성되는 경우, 상호 중첩되지 않는 상태로 배치되는 반면, 상기 선들(1010,1002)은 절연막을 통해 중첩된 상태로 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 전원 제어선(1010) 및 상기 게이트 신호선(1002)은 배타 영역을 공동으로 점유하기 때문에, 상기 화소부는 보다 정확해 진다.
다음으로, 도 7(B)는 본 발명에 따른 화소의 회로도의 또 다른 예를 도시한 것이다. 도 7(B)를 참조하면, 상기 화소(1100)에 스위칭용 TFT(1101)가 배치된다. 본 발명에서는, 스위칭용 TFT(1101)로서, n채널형 TFT 또는 p채널형 TFT가 사용될 수도 있음을 유념해야 한다. 도 7(B)에는, n채널형 TFT가 상기 스위칭용 TFT(1101)로서 사용된다.
상기 스위칭용 TFT(1101)의 게이트 전극은 게이트 신호를 입력하기 위한 상기 게이트 신호선(1102)에 연결된다. 상기 스위칭용 TFT(1101)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 디지털 비디오 신호를 입력하기 위한 소스 신호선(데이터 신호선이라고도 지칭함)에 연결되고, 나머지 다른 하나는 EL 구동용 TFT(1104)의 게이트 전극 또는 커패시터(1108)에 연결된다. 본 실시예에서, 상기 커패시터(1108)는 생략될 수 있다.
상기 EL 구동용 TFT(1104)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 전원 공급선(1105)에 연결되고, 나머지 다른 하나는 전원 제어용 TFT(1109)의 소스 영역 또는 드레인 영역에 연결된다. 상기 전원 제어용 TFT(1109)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 EL 소자(1106)에 연결되고, 상기 전원 제어용 TFT(1109)의 게이트 전극은 전원 제어선(1110)에 연결된다. 상기 커패시터(1108)는 상기 전원 공급선(1105)에 연결된다. 상기 커패시터(1108)는 생략될 수 있다.
상기 EL 소자(1106)는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극사이에 배치되는 EL 층으로 형성된다. 본 발명에 따르면, 상기 양극이 화소 전극이고 상기 음극이 대향 전극인 경우, 상기 전원 제어용 TFT(1109)의 소스 영역 또는 드레인 영역은 상기 EL 소자(1106)의 상기 양극에 연결된다는 것을 유념해야 한다. 반면에, 상기 EL 소자(1106)의 상기 양극이 대향 전극이고 그 음극이 화소 전극인 경우, 상기 전원 제어용 TFT(1109)의 소스 영역 또는 드레인 영역은 상기 EL 소자(1106)의 상기 음극에 연결된다. 상기 EL 소자의 대향 전극은 항상 소정의 전위에서 유지된다.
상기 EL 구동용 TFT(1104) 및 상기 전원 제어용 TFT(1109)로서, n채널형 TFT 또는 p채널형 TFT가 사용될 수도 있음을 유념해야 한다. 그러나, 상기 EL 소자(1106)의 양극이 화소 전극이고 그 음극이 대향 전극인 경우, 상기 EL 구동용 TFT(1104) 및 상기 전원 제어용 TFT(1109)로서 상기 p채널형 TFT가 사용되는 것이 바람직하다. 더욱이, 상기 경우와는 달리, 상기 EL 소자(1106)의 양극이 대향 전극이고 그 음극이 화소 전극인 경우, 상기 EL 구동용 TFT(1104) 및 상기 전원 제어용 TFT(1109)로서 상기 n채널형 TFT가 사용되는 것이 바람직하다. 도 7B에서는, 상기 EL 구동용 TFT(1104) 및 상기 전원 제어용 TFT(1109)로서 상기 p채널형 TFT가 사용된다. 이때, 상기 EL 소자(1106)의 양극은 화소 전극이고 그 음극은 대향 전극이다.
도 7(B)에 도시된 회로도에서, 상기 전원 공급선(1105)은 상기 게이트 신호선(1102)과 병렬로 배치된다. 또한, 상기 전원 제어선(1110)은 상기 소스 신호선(110)과 병렬로 배치된다.
더욱이, 상기 EL 구동 TFT(1104)의 활성층에 LDD 영역이 형성될 수도 있고, 게이트 절연막을 통해 상기 LDD 영역과 상기 게이트 전극이 중첩되는 영역(Lov 영역으로 지칭됨)이 형성될 수도 있다. 상기 EL 구동 TFT(1104)가 n채널형 TFT 또는 p채널형 TFT인 경우, 상기 Lov영역은 상기 활성층의 드레인 영역측에 형성되고, 그 결과, 상기 EL 구동용 TFT(1104)의 게이트 전극과 상기 Lov영역사이에 커패시터가 추가로 형성될 수 있고, 상기 EL 구동용 TFT(1104)의 게이트 전극이 유지될 수 있다.
도 7(B)에 도시된 회로도에서, 상기 스위칭용 TFT(1101), 상기 EL 구동용 TFT(1104) 또는 전원 제어용 TFT(1109)는 다중 게이트 구조로 형성될 수도 있음을 유념해야 한다. 상기 스위칭용 TFT(1101)를 다중 게이트 구조로 형성함으로써, 상기 스위칭용 TFT의 오프 전류가 감소될 수 있다. 또한, 상기 EL 구동용 TFT(1104) 및 전원 제어용 TFT(1109)가 다중 게이트 구조로 형성되는 경우, 열에 의한 상기 EL 구동용 TFT(1104)의 기능 저하가 억압될 수 있다.
도 7(B)에서, 상기 전원 공급선(1105) 및 게이트 신호선(1102)은 서로 다른 층에 형성되는 경우, 상호 중첩되지 않는 상태로 배치되는 반면, 상기 선들(1105,1102)은 절연막을 통해 중첩된 상태로 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 전원 공급선(1105) 및 게이트 신호선(1102)은 배타 영역을 공동으로 점유하기 때문에, 상기 화소부는 보다 정확해 진다.
도 7(B)에서, 상기 전원 제어선(1110) 및 상기 소스 신호선(1103)은 서로 다른 층에 형성되는 경우, 상호 중첩되지 않는 상태로 배치되는 반면, 상기 선들(1110,1103)은 절연막을 통해 중첩된 상태로 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 전원 제어선(1110) 및 상기 소스 신호선(1103)은 배타 영역을 공동으로 점유하기 때문에, 상기 화소부는 보다 정확해 진다.
다음으로, 도 8(A)는 본 발명에 따른 화소의 회로도의 또 다른 예를 도시한 것이다. 도 8(A)를 참조하면, 화소(1200) 및 화소(1210)가 서로 인접되게 배치된다. 도 8(A)에서, 부호 1201, 1211은 스위칭용 TFT를 나타낸다. 본 발명에서는, 스위칭용 TFT(1201,1211)로서, n채널형 TFT 또는 p채널형 TFT가 사용될 수도 있음을 유념해야 한다. 도 8(A)에서, n채널형 TFT가 상기 스위칭용 TFT(1201,1211)로서 사용된다. 상기 스위칭용 TFT(1201,1211)의 게이트 전극은 게이트 신호를 입력하기 위한 상기 게이트 신호선(1202)에 연결된다. 상기 스위칭용 TFT(1201)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 디지털 비디오 신호를 입력하기 위한 소스 신호선(1203)에 연결되고, 나머지 다른 하나는 EL 구동용 TFT(1204)의 게이트 전극 및 커패시터(1208)에 연결된다. 상기 스위칭용 TFT(1211)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 디지털 비디오 신호를 입력하기 위한 소스 신호선(1213)에 연결되고, 나머지 다른 하나는 EL 구동용 TFT(1214)의 게이트 전극 및 커패시터(1218)에 연결된다. 본 실시예에서, 상기 커패시터(1208,1218)는 생략될 수 있다.
상기 EL 구동용 TFT(1204,1214)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 전원 공급선(1220)에 연결되고, 나머지 다른 하나는 전원 제어용 TFT(1209,1219)의 소스 영역 또는 드레인 영역에 연결된다. 상기 전원 제어용 TFT(1209,1219)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 EL 소자(1205,1215)에 연결된다. 상기 전원 제어용 TFT(1209,1219)의 게이트 전극은 전원 제어선(1207)에 연결된다. 상기 커패시터(1208,1218)는 상기 전원 공급선(1220)에 연결된다. 이러한 방식으로, 본 실시예에서는, 두개의 인접 화소가 하나의 전원 공급선(1220)을 공유한다. 그 결과, 도 7(A)에 도시된 구조에 비해, 전원 공급선의 수가 감소될 수 있다. 전체 화소부에 대한 배선의 비가 작을 때, 상기 배선이 상기 EL 층의 광 방사 방향으로 배치되는 경우, 상기 배선에 의한 광의 차단이 억제될 수 있다.
다음으로, 도 8(B)는 본 발명에 따른 화소의 회로도의 또 다른 예를 도시한 것이다. 도 8(B)를 참조하면, 화소(1300) 및 화소(1310)가 서로 인접되게 배치된다. 도 8(B)에서, 부호 1301, 1311은 스위칭용 TFT를 나타낸다. 본 발명에서는, 스위칭용 TFT(1301,1311)로서, n채널형 TFT 또는 p채널형 TFT가 사용될 수도 있음을 유념해야 한다. 도 8(B)에서, n채널형 TFT가 상기 스위칭용 TFT(1301,1311)로서 사용된다. 상기 스위칭용 TFT(1301,1311)의 게이트 전극은 게이트 신호를 입력하기 위한 상기 게이트 신호선(1302)에 연결된다. 상기 스위칭용 TFT(1301)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 디지털 비디오 신호를 입력하기 위한 소스 신호선(1303)에 연결되고, 나머지 다른 하나는 EL 구동용 TFT(1304)의 게이트 전극 및 커패시터(1308)에 연결된다. 상기 스위칭용 TFT(1311)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 디지털 비디오 신호를 입력하기 위한 소스 신호선(1313)에 연결되고, 나머지 다른 하나는 EL 구동용 TFT(1314)의 게이트 전극 및 커패시터(1318)에 연결된다. 본 실시예에서, 상기 커패시터(1308,1318)는 생략될 수 있다.
상기 EL 구동용 TFT(1304,1314)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 전원 공급선(1320)에 연결되고, 나머지 다른 하나는 전원 제어용 TFT(1309,1319)의 소스 영역 또는 드레인 영역에 연결된다. 상기 전원 제어용 TFT(1309,1319)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 EL 소자(1305,1315)에 연결된다. 상기 전원 제어용 TFT(1309,1319)의 게이트 전극은 전원 제어선(1307)에 연결된다. 상기 커패시터(1308,1318)는 상기 전원 공급선(1320)에 연결된다. 이러한 방식으로, 본 실시예에서는, 두개의 인접 화소가 하나의 전원 공급선(1320)을 공유한다. 그 결과, 도 7(B)에 도시된 구조에 비해, 전원 공급선의 수가 감소될 수 있다. 전체 화소부에 대한 배선의 비가 작을 때, 상기 배선이 상기 EL 층의 광 방사 방향으로 배치되는 경우, 상기 배선에 의한 광의 차단이 억제될 수 있다.
다음으로, 도 4(A)는 본 발명에 따른 화소의 회로도의 또 다른 예를 도시한 것이다. 도 4(A)를 참조하면, 화소(1400) 및 화소(1410)가 서로 인접되게 배치된다. 도 4(A)에서, 부호 1401, 1411은 스위칭용 TFT를 나타낸다. 본 발명에서는, 스위칭용 TFT(1401,1411)로서, n채널형 TFT 또는 p채널형 TFT가 사용될 수도 있음을 유념해야 한다. 도 4(A)에서, n채널형 TFT가 상기 스위칭용 TFT(1401,1411)로서 사용된다. 상기 스위칭용 TFT(1401,1411)의 게이트 전극은 게이트 신호를 입력하기 위한 상기 게이트 신호선(1402)에 연결된다. 상기 스위칭용 TFT(1401,1411)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 디지털 비디오 신호를 입력하기 위한 소스 신호선(1403,1413)에 연결되고, 나머지 다른 하나는 EL 구동용 TFT(1404,1414)의 게이트 전극 및 커패시터(1408,1418)에 연결된다. 본 실시예에서, 상기 커패시터(1408,1418)는 생략될 수 있다.
상기 EL 구동용 TFT(1404,1414)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 전원 공급선(1407)에 연결되고, 나머지 다른 하나는 전원 제어용 TFT(1409,1419)의 소스 영역 또는 드레인 영역에 연결된다. 상기 전원 제어용 TFT(1409,1419)의 소스 영역과 드레인 영역중 나머지 다른 하나는 EL 소자(1405,1415)에 연결된다. 상기 전원 제어용 TFT(1409,1419)의 게이트 전극은 전원 제어선(1420)에 연결된다. 상기 커패시터(1408,1418)는 상기 전원 공급선(1407)에 연결된다. 이러한 방식으로, 본 실시예에서는, 두개의 인접 화소가 하나의 전원 제어선(1420)을 공유한다. 그 결과, 도 7(B)에 도시된 구조에 비해, 전원 제어선의 수가 감소될 수 있다. 전체 화소부에 대한 배선의 비가 작을 때, 상기 배선이 상기 EL 층의 광 방사 방향으로 배치되는 경우, 상기 배선에 의한 광의 차단이 억제될 수 있다.
도 4(A)에 도시된 회로도에서, 상기 전원 제어선(1420)은 상기 소스 신호선(1403,1413)과 병렬로 배치된다. 상기 전원 공급선(1407)은 상기 게이트 신호선(1402)과 상기 게이트 신호선(1402)과 병렬로 배치된다.
다음으로, 도 4(B)는 본 발명에 따른 화소의 회로도의 또 다른 예를 도시한 것이다. 도 4(B)를 참조하면, 화소(1500) 및 화소(1510)가 서로 인접되게 배치된다. 도 4(B)에서, 부호 1501, 1511은 스위칭용 TFT를 나타낸다. 본 발명에서는, 스위칭용 TFT(1501,1511)로서, n채널형 TFT 또는 p채널형 TFT가 사용될 수도 있음을 유념해야 한다. 도 4(B)에서, n채널형 TFT가 상기 스위칭용 TFT(1501,1511)로서 사용된다. 상기 스위칭용 TFT(1501,1511)의 게이트 전극은 게이트 신호를 입력하기 위한 상기 게이트 신호선(1502,1512)에 연결된다. 상기 스위칭용 TFT(1501,1511)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 디지털 비디오 신호를 입력하기 위한 소스 신호선(1503)에 연결되고, 나머지 다른 하나는 EL 구동용 TFT(1504,1514)의 게이트 전극 및 커패시터(1508,1518)에 연결된다. 본 실시예에서, 상기 커패시터(1508,1518)는 생략될 수 있다.
상기 EL 구동용 TFT(1504,1514)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 전원 공급선(1507)에 연결되고, 나머지 다른 하나는 전원 제어용 TFT(1509,1519)의 소스 영역 또는 드레인 영역에 연결된다. 상기 전원 제어용 TFT(1509,1519)의 소스 영역과 드레인 영역중 나머지 다른 하나는 EL 소자(1505,1515)에 연결된다. 상기 전원 제어용 TFT(1509,1519)의 게이트 전극은 전원 제어선(1520)에 연결된다. 상기 커패시터(1508,1518)는 상기 전원 공급선(1507)에 연결된다. 이러한 방식으로, 본 실시예에서는, 두개의 인접 화소가 하나의 전원 제어선(1520)을 공유한다. 그 결과, 도 7(A)에 도시된 구조에 비해, 전원 제어선의 수가 감소될 수 있다. 전체 화소부에 대한 배선의 비가 작을 때, 상기 배선이 상기 EL 층의 광 방사 방향으로 배치되는 경우, 상기 배선에 의한 광의 차단이 억제될 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 화소의 회로도의 또 다른 예가 도 6(A)에 도시된다. 본 실시예에서, 도 4(A)에 도시된 두개의 화소 및 상기 전원 공급선에서 대칭으로 뒤바뀌는 전술한 화소들이 상기 전원 공급선을 공유하도록 배치된다. 도 6(A)는 도 8(B)에 도시된 전원 제어선을 공유하도록 두개의 화소 및 상기 전원 제어선에서 뒤바뀐 화소들이 배치되는 구조에 의해 도시될 수 있다. 상기 TFT 구조 및 각 소자들의 연결은 도 4(A) 및 도 8(B)의 설명에 따른다.
도 6(A)에 도시된 바와 같이, 게이트선에 표시된 두개의 인접 화소는 하나의 전원 제어선(1600)을 공유하고, 상기 소스 라인에 표시된 두개의 인접 화소는 하나의 전원 공급선(1610)을 공유한다. 그 결과, 도 7(A) 및 도 7(B)에 도시된 구조에 비해, 전원 제어선 및 전원 공급선의 수가 감소될 수 있다. 전체화소부에 대한 배선의 비가 작을 때, 상기 배선이 상기 EL 층의 광 방사 방향으로 배치되는 경우, 상기 배선에 의한 광의 차단이 억제될 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 화소의 회로도의 또 다른 예가 도 6(B)에 도시된다. 본 실시예에서, 도 8(A)에 도시된 두개의 화소 및 상기 전원 공급선에서 대칭으로 뒤바뀌는 전술한 화소들이 상기 전원 공급선을 공유하도록 배치된다. 도 6(B)는 도 4(B)에 도시된 전원 공급선을 공유하도록 두개의 화소 및 상기 전원 공급선에서 뒤바뀐 화소들이 배치되는 구조에 의해 도시될 수 있다. 상기 TFT 구조 및 각 소자들의 연결은 도 8(A) 및 도 4(B)의 설명에 따른다.
도 6(B)에 도시된 바와 같이, 게이트 라인에 표시된 두개의 인접 화소는 하나의 전원 공급선(1700)을 공유하고, 상기 소스 라인에 표시된 두개의 인접 화소는 하나의 전원 제어선(1710)을 공유한다. 그 결과, 도 7(A) 및 도 7(B)에 도시된 구조에 비해, 전원 제어선 및 전원 공급선의 수가 감소될 수 있다. 전체 화소부에 대한 배선의 비가 작을 때, 상기 배선이 상기 EL 층의 광 방사 방향으로 배치되는 경우, 상기 배선에 의한 광의 차단이 억제될 수 있다.
도 8(A), 도 8(B), 도 4(A), 도 4(B), 도 6(A) 및 도 6(B)에 도시된 회로도에서, 상기 EL 소자는 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극사이에 배치되는 EL 층을 포함한다. 본 발명에 따르면, 상기 양극이 화소 전극이고, 상기 음극이 대향 전극인 경우, 상기 전원 제어용 TFT의 소스 영역 또는 드레인 영역은 상기 EL 소자(1106)의 상기 양극에 연결된다는 것을 유념해야 한다. 반면에, 상기 EL 소자(1106)의 상기 양극이 대향 전극이고 그 음극이 화소 전극인 경우, 상기 전원 제어용 TFT의 소스 영역 또는 드레인 영역은 상기 EL 소자의 상기 음극에 연결된다. 또한, 상기 EL 소자의 대향 전극은 항상 소정의 전위에서 유지된다.
도 8(A), 도 8(B), 도 4(A), 도 4(B), 도 6(A) 및 도 6(B)에 도시된 회로도에서, 상기 EL 구동용 TFT 및 상기 전원 제어용 TFT로서, n채널형 TFT 또는 p채널형 TFT가 사용될 수도 있음을 유념해야 한다. 그러나, 상기 EL 소자의 양극이 화소 전극이고 그 음극이 대향 전극인 경우, 상기 EL 구동용 TFT 및 상기 전원 제어용 TFT로서 상기 p채널형 TFT가 사용되는 것이 바람직하다. 더욱이, 상기 경우와는 달리, 상기 EL 소자의 양극이 대향 전극이고 그 음극이 화소 전극인 경우, 상기 EL 구동용 TFT 및 상기 전원 제어용 TFT로서 상기 n채널형 TFT가 사용되는 것이 바람직하다. 도 8(A), 도 8(B), 도 4(A), 도 4(B), 도 6(A) 및 도 6(B)에서는, 상기 EL 구동용 TFT 및 상기 전원 제어용 TFT로서 상기 p채널형 TFT가 사용됨으로써, 상기 EL 소자의 양극은 화소 전극이고, 그 음극은 대향 전극이 된다.
도 8(A), 도 8(B), 도 4(A), 도 4(B), 도 6(A) 및 도 6(B)에 도시된 회로도에서, 상기 EL 구동용 TFT의 활성층에 LDD 영역이 형성됨으로써, 게이트 절연막을 통해 상기 LDD 영역과 상기 게이트 전극이 중첩되는 영역(Lov 영역으로 지칭됨)이 형성될 수도 있다. 상기 EL 구동용 TFT가 n채널형 TFT 또는 p채널형 TFT인 경우, 상기 Lov영역은 상기 활성층의 드레인 영역측에 형성되고, 그 결과, 상기 EL 구동용 TFT의 게이트 전극과 상기 Lov 영역사이에 커패시터가 추가로 형성될 수 있고, 상기 EL 구동용 TFT의 게이트 전극이 유지될 수 있다.
도 8(A), 도 8(B), 도 4(A), 도 4(B), 도 6(A) 및 도 6(B)에 도시된 회로도에서, 상기 스위칭용 TFT, 상기 EL 구동용 TFT 및 전원 제어용 TFT는 다중 게이트 구조로 형성될 수도 있음을 유념해야 한다. 상기 스위칭용 TFT를 다중 게이트 구조로 형성함으로써, 상기 스위칭용 TFT의 오프 전류가 감소될 수 있다. 또한, 상기 EL 구동용 TFT 및 전원 제어용 TFT가 다중 게이트 구조로 형성되는 경우, 열에 의한 상기 EL 구동용 TFT 또는 상기 전원 제어용 TFT의 기능 저하가 억압될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 전류 제어용 TFT의 상기 드레인 영역 또는 소스 영역과 상기 EL 소자사이에 저항기가 배치될 수도 있음을 유념해야 한다. 상기 저항기를 배치함으로써, 상기 전원 제어용 TFT에서 상기 EL 소자로 공급된 전류의 양이 제어됨으로써, 상기 전원 제어용 TFT 및 상기 EL 구동용 TFT의 특성이 변동에 미치는 영향이 방지될 수도 있다. 상기 저항기는 상기 전원 제어용 TFT 및 상기 EL 구동용 TFT의 온 저항보다 충분히 큰 저항값을 나타내는 소자일 수도 있다. 따라서, 그 구조등은 제한요소가 없다. 상기 온 저항이란 상기 TFT가 온 상태에 있을 때 TFT의 드레인 전압을 이때 흐르는 드레인 전류로 나누어 얻어진 값을 의미한다는 것을 유념해야 한다. 상기 저항기의 저항값으로서, 1㏀-50㏁(바람직하게는, 10㏀-10㏁, 보다 바람직하게는, 50㏀-1㏁)가 선택될 수도 있다. 높은 저항값을 갖는 반도체층이 상기 저항기로 사용되는 경우, 그 형성이 용이하기 때문에 상기 반도체 층을 실시예 2상기 저항기로서 사용하는 것이 바람직하다.
〔실시예 2〕
본 실시예에서는, 본 발명의 EL 표시장치의 화소의 구조가 설명될 것이다.
본 실시예에서는, EL 구동용 TFT와 전원 공급선사이에 전원 제어용 TFT가 배치된다. 화소의 회로도의 일례가 도 20(A)에 도시된다.
도 20(A)를 참조하면, 상기 화소(1800)에 스위칭용 TFT(1801)가 배치된다. 본 발명에서는, 상기 스위칭용 TFT(1801)로서, n채널형 TFT 또는 p채널형 TFT가 사용될 수도 있다. 도 20(A)에서는, n채널형 TFT가 상기 스위칭용 TFT(1801)로서 사용된다.
상기 스위칭용 TFT(1801)의 게이트 전극은 게이트 신호가 입력되는 게이트 신호선(1802)에 연결된다. 상기 스위칭용 TFT(1801)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 디지털 비디오 신호가 입력되는 소스 신호선(데이터 신호선이라고도 지칭함)(1803)에 연결되고, 나머지 다른 하나는 EL 구동용 TFT(1804)의 게이트 전극 또는 커패시터(1808)에 연결된다.
상기 EL 구동용 TFT(1804)의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 전원 제어용 TFT(1809)의 소스 영역 또는 드레인 영역에 연결되고, 나머지 다른 하나는 EL 소자(1806)에 연결된다. 상기 전원 제어용 TFT(1809)의 소스 영역과 드레인 영역중 나머지 다른 하나는 전원 공급선(1805)에 연결되고, 상기 전원 제어용 TFT(1809)의 게이트 전극은 전원 제어선(1810)에 연결된다. 상기 커패시터(1808)는 상기 전원 공급선(1805)에 연결된다. 본 실시예에서, 상기 커패시터(1808)은 생략될 수 있다.
상기 EL 소자(1806)는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극사이에 배치되는 EL 층을 포함한다. 본 발명에 따르면, 상기 양극이 화소 전극이고 상기 음극이 대향 전극인 경우, 상기 EL 구동용 TFT(1804)의 소스 영역 또는 드레인 영역은 상기 EL 소자(1806)의 상기 양극에 연결된다는 것을 유념해야 한다. 반면에, 상기 EL 소자(1806)의 상기 양극이 대향 전극이고 그 음극이 화소 전극인 경우, 상기 EL 구동용 TFT(1804)의 소스 영역 또는 드레인 영역은 상기 EL 소자(1806)의 상기 음극에 연결된다. 상기 EL 소자의 대향 전극은 항상 소정의 전위 레벨에서 유지된다.
비록, 상기 EL 구동용 TFT(1804) 및 상기 전원 제어용 TFT(1809)로서, n채널형 TFT 및 p채널형 TFT 모두가 사용될 수도 있지만, 상기 EL 소자(1806)의 양극이 화소 전극이고 그 음극이 대향 전극인 경우, 상기 EL 구동용 TFT(1804) 및 상기 전원 제어용 TFT(1809)로서 상기 p채널형 TFT가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 경우와는 달리, 상기 EL 소자(1806)의 양극이 대향 전극이고 그 음극이 화소 전극인 경우, 상기 EL 구동용 TFT(1804) 및 상기 전원 제어용 TFT(1809)로서 상기 n채널형 TFT가 사용되는 것이 바람직하다. 도 20A에서는, 상기 EL 구동용 TFT(1804) 및 상기 전원 제어용 TFT(1809)로서 상기 p채널형 TFT가 사용되고, 상기 EL 소자(1806)의 양극은 화소 전극이고 그 음극은 대향 전극이 된다.
또한, 도 20(A)에 도시된 회로도는 도 7(A)(실시예 1)에 도시된 회로도에서, 상기 EL 구동용 TFT(1004)와 상기 EL 소자(1006)사이에 배치된 전원 제어용 TFT(1009)가 제거되고, 상기 EL 구동용 TFT(1004)와 상기 전원 공급선(1005)사이에 새로운 전원 제어용 TFT가 배치되는 방식으로 표현될 수 있다. 이 경우, 상기 전원 제어용 TFT의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 전원 공급선(1005)에 연결되고, 나머지 다른 하나는 상기 EL 구동용 TFT(1004)에 연결된다. 또한, 상기 전원 제어용 TFT의 게이트 전극은 전원 제어선(1010)에 연결된다.
다음으로, 본 발명에 따른 화소의 회로도의 또 다른 예가 도 20(B)에 도시된다.
도 20(B)에 도시된 회로도는 도 7(B)에 도시된 회로도에서, 상기 EL 구동용 TFT(1104)와 상기 EL 소자(1106)사이에 배치된 전원 제어용 TFT(1109)가 제거되고, 상기 EL 구동용 TFT(1104)와 상기 전원 공급선(1105)사이에 새로운 전원 제어용 TFT(1111)가 배치되는 방식으로 표현될 수 있다. 이 경우, 상기 전원 제어용 TFT의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 전원 공급선(1105)에 연결되고, 그 나머지 다른 하나는 상기 EL 구동용 TFT(1104)에 연결된다. 또한, 상기 전원 제어용 TFT(1809)의 게이트 전극은 전원 제어선(1110)에 연결된다.
이와 같이, 본 실시예에서, 상기 전원 제어용 TFT는 상기 EL 구동용 TFT와 상기 전원 공급선사이에 배치된다. 실시예 1의 도 7(A), 도 7(B), 도 8(A), 도 8(B), 도 4(A), 도 4(B), 도 6(A) 및 도 6(B)에 도시된 회로도의 경우, 상기 EL 구동용 TFT와 상기 EL 소자사이에 배치된 전원 제어용 TFT가 제거되고, 상기 EL 구동용 TFT와 상기 전원 공급선사이에 새로운 전원 제어용 TFT가 배치되는 경우, 이와 같은 구조는 실현 가능해 진다. 상기 전원 제어용 TFT의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 전원 공급선(1105)에 연결되고, 그 나머지 다른 하나는 상기 EL 구동용 TFT에 연결된다는 것을 유념해야 한다. 또한, 상기 전원 제어용 TFT의 게이트 전극은 전원 제어선에 연결된다.
본 실시예에서, 상기 EL 구동 TFT의 활성층에 LDD 영역이 형성될 수도 있고, 게이트 절연막을 통해 상기 LDD 영역이 상기 게이트 전극과 중첩되는 영역(Lov 영역으로 지칭됨)이 형성될 수도 있다. 비록, 상기 EL 구동용 TFT는 n채널형 TFT 또는 p채널형 TFT이지만, 상기 활성층의 드레인 영역측에 상기 Lov영역을 형성함으로써, 상기 EL 구동용 TFT의 게이트 전극과 상기 Lov영역사이에 커패시터가 추가로 형성될 수 있고, 상기 EL 구동용 TFT의 게이트 전압이 유지될 수 있다.
상기 스위칭용 TFT, 상기 EL 구동용 TFT 또는 전원 제어용 TFT는 다중 게이트 구조(두개 이상의 채널 형성 영역이 서로 직렬로 연결되는 활성층을 구비한 구조)를 갖도록 형성될 수도 있다. 상기 스위칭용 TFT를 상기 다중 게이트 구조로 형성함으로써, 상기 스위칭용 TFT의 오프 전류가 감소될 수 있다. 또한, 상기 EL 구동용 TFT 또는 전원 제어용 TFT를 상기 다중 게이트 구조로 형성함으로써, 열에 의한 상기 EL 구동용 TFT 또는 전원 제어용 TFT의 기능 저하가 억압될 수 있다.
상기 전원 공급선, 상기 소스 신호선, 상기 전원 제어선, 및 상기 게이트 신호선중에서 서로 평행한 두개의 라인들이 관심의 대상이 되는 경우, 상기 두개의 라인들이 서로 중첩되지 않는 구조가 채택된다. 그러나, 만약, 상기 두개의 라인들이 서로 다른 층에 형성된 배선인 경우, 상기 두개의 라인들은 절연막을 통해 서로 중첩되도록 배치될 수도 있다. 이 경우, 점유된 영역은 서로 중첩되도록 배치된 상기 두개의 라인들에 대해 공동으로 형성될 수 있기 때문에, 상기 화소부는 추가로 미세하게 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 EL 구동용 TFT의 상기 드레인 영역 또는 소스 영역과 상기 EL 소자사이에 저항기가 배치될 수도 있다. 상기 저항기를 배치함으로써, 상기 EL 구동용 TFT에서 상기 EL 소자로 공급된 전류의 양을 제어함은 물론, 상기 전원 제어용 TFT 및 상기 EL 구동용 TFT의 특성의 변동이 미치는 영향을 방지할 수 있게 된다. 상기 저항기는 상기 전원 제어용 TFT 및 상기 EL 구동용 TFT의 온 저항보다 충분히 큰 저항값을 나타내는 소자일 수도 있고, 그 구조등에 있어서 제한요소가 없다. 상기 온 저항이란 상기 TFT가 온 상태에 있을 때 TFT의 드레인 전압을 이때 흐르는 드레인 전류로 나누어 얻어진 값을 의미한다는 것을 유념해야 한다. 상기 저항기의 저항값은 1㏀-50㏁(바람직하게는, 10㏀-10㏁, 보다 바람직하게는, 50㏀-1㏁)로 선택될 수도 있다. 높은 저항값을 갖는 반도체층이 상기 저항기로 사용되는 경우, 그 형성이 용이하기 때문에 상기 반도체 층을 상기 저항기로서 사용하는 것이 바람직하다.
〔실시예 3〕
본 발명을 사용한 EL 표시장치를 제조하는 공정예가 실시예 3에서 설명된다.
도 9(A)는 본 발명을 사용한 EL 표시장치의 평면도이다. 도 9(A)에서, 부호 4010은 기판이고, 부호 4011은 화소부이고, 부호 4012는 소스 신호측 구동회로이고, 부호 4013은 게이트 신호측 구동회로이다. 상기 구동회로들은 배선(4014-4016)을 경유하여 PFC(4017)를 통해 외부 장치에 연결된다.
피복재(6000), 밀봉재(하우징 물질이라고도 지칭함)(7000), 및 기밀 밀봉재(제 2 밀봉재)(7001)는 적어도 상기 화소부, 바람직하게는, 상기 구동회로 및 상기 화소부를 에워싸도록 형성된다.
또한, 도 9(B)는 본 발명의 상기 EL 표시장치의 단면 구조를 도시한 도면이다. 구동회로 TFT(4022)(본 도면에는 n채널형 TFT 및 p채널형 TFT가 결합되는 CMOS 회로가 도시됨을 유념해야 함), 화소부 TFT(본 도면에는 EL 소자로 흐르는 전류를 제어하기 위한 EL 구동용 TFT만 도시됨을 유념해야 함)는 기판(4010)상의 베이스막(4021)위에 형성된다. 상기 TFT들은 공지의 구조(상부 게이트 구조 또는 하부 게이트 구조)를 사용하여 형성될 수도 있다.
상기 구동회로 TFT(4022) 및 상기 화소부 TFT(4023)이 완성된 후, 수지 물질로 형성된 층간 절연막(평탄화막)(4026)위에 화소 전극(4027)이 형성된다. 상기 화소 전극(4027)은 상기 화소부 TFT(4023)의 드레인에 전기적으로 연결하기 위한 투명 도전막으로 형성된다. 산화 인듐 및 산화 주석 화합물(ITO라고 지칭함) 또는 산화 인듐 및 산화 아연 화합물이 상기 투명 도전막으로서 사용될 수 있다. 상기 화소 전극(4027)을 형성한 후, 절연막(4028)이 형성되고, 상기 화소 전극(4027)위에 개방부가 형성된다.
그 다음에, EL 층(4029)이 형성된다. 이 EL 층(4029)은 (정공 주입층, 정공 이동층, 발광층, 전자 이동층, 및 전자 주입층과 같은) 공지의 EL 물질들을 자유롭게 결합함으로써, 적층 구조 또는 단일층 구조를 구비하여 형성될 수도 있다. 이중 어떤 구조를 사용할 것이지 결정하기 위해 공지의 기술이 사용될 수도 있다. 또한, EL 물질은 저 분자량 물질 및 고 분자량(중합) 물질로서 존재한다. 저 분자량 물질을 사용하는 경우 증착 방법이 사용되지만, 고 분자량 물질이 사용되는 경우에는, 스핀 코우팅, 프린팅, 및 잉크 젯 프린팅 방법과 같은 용이한 방법들을 사용할 수 있다.
본 실시예에서, EL 층은 새도우 마스크를 사용하는 증착 방법에 의해 형성된다. 칼라 표시는 섀도우 마스크를 사용하여 각 화소에 대해 서로 다른 파장을 갖는 광을 방사할 수 있는 방사층(적색 방사층, 녹색 방사층, 및 청색 방사층)을 형성함으로써 가능해 진다. 또한, 전하 결합층(CCM)과 컬러 필터를 결합하는 방법, 및 백색광 방사층과 컬러 필터를 결합하는 방법과 같은 방법들이 또한 사용될 수도 있다. 물론, 상기 EL 표시장치역시 단일색의 광을 방사하도록 제조될 수 있다.
상기 EL 층(4029)을 형성한 후, 상기 EL 층위에 음극(4030)이 형성된다. 상기 음극(4030)과 상기 EL 층(4029)간의 계면에 존재하는 습기 또는 산소를 가능한 한 많이 제거하는 것이 바람직하다. 따라서, 진공하에서 상기 EL 층(4029)과 상기 음극(4030)을 연속적으로 증착하거나, 상기 EL 층(4029)을 불활성 가스 대기 속에서 형성하고 공기 노출없이 상기 음극(4030)을 형성하는 방법들을 사용할 수 있다. 상기 막의 증착은 멀티체임버 방법(클러스터 툴 방법)의 막 증착 장치를 사용함으로써 본 실시예에서 가능해진다.
본 실시예에서는, LiF(플루오르화 리튬)막과 Al(알루미늄)막으로 이루어진 적층 구조가 상기 음극(4030)으로서 사용된다는 것을 유념해야 한다. 특히, 1nm 두께의 LiF(플루오르화 리튬)막이 상기 EL 층(4029)위에서 증착에 의해 형성되고, 300nm 두께의 알루미늄 막이 상기 LiF(플루오르화 리튬)막위에 형성된다. 물론, MgAg 전극, 공지의 음극 물질이 사용될 수도 있다. 이때, 상기 음극(4030)은 부호 4031로 표시되는 영역에서 상기 배선(4016)에 연결된다. 상기 배선(4016)은 상기 음극(4030)에 소정의 전압을 인가하기 위한 전원 공급선이고, 도전 페이스트 물질(4032)을 통해 상기 FPC(4017)에 연결된다.
부호 4031로 표시되는 영역에서 상기 음극(4030)과 상기 배선(4016)을 전기적으로 연결하기 위해서는, 상기 층간 절연막(4026) 및 상기 절연막(4028)에 접촉 구멍을 형성하는 것이 필요하다. 상기 접촉 구멍은 상기 층간 절연막(4026)을 식각처리할 때(화소 전극용의 접촉 구멍을 형성할 때)와, 상기 절연막(4028)을 식각처리할 때(상기 EL 층을 형성하기 전 상기 개구부를 형성할 때)형성될 수도 있다. 또한, 상기 절연막(4028)을 식각처리할 때, 줄곧 상기 층간 절연막(4026)에 대해 한번에 식각 공정이 수행될 수도 있다. 이 경우, 상기 층간 절연막(4026) 및 상기 절연막(4028)이 동일한 수지 물질로 이루어진다면, 양호한 접촉 구멍이 형성될 수 있다.
따라서, 상기 EL 소자의 표면을 덮기 위한 패시베이션막(6003), 충전재(6004), 및 피복재(6000)가 형성된다.
또한, 상기 밀봉재(7000)는 상기 피복재(6000)와 상기 기판(4010)사이에 형성됨으로써, 상기 EL 소자부를 에워싸게 되고, 상기 기밀 밀봉재(제 2 밀봉재)(7001)는 상기 밀봉재(7000)의 외부표면에 형성된다.
이때, 상기 충전재(6004)는 상기 피복재(6000)를 접합하기 위한 접착제 역할을 수행한다. PVC(염화 폴리비닐), 에폭시 수지, 실리콘 수지, PVB(폴리비닐 부티랄), 및 EVA(에틸렌 비닐 아세테이트)등이 상기 충전재(6004)로 사용될 수 있다. 만약, 건조제가 상기 충전재(6004)의 내표면에 형성되면, 흡습 효과를 계속하여 유지할 수 있고, 이렇게 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 충전재(6004)내부에는 스페이서들이 포함될 수도 있다. 상기 스페이서들은 상기 스페이서 자체에 습기를 흡수할 수 있는 능력을 제공하는 BaO와 같은 분말 물질이 될 수도 있다.
스페이서들을 사용하는 경우, 상기 패시베이션막(6003)은 스페이서 압력을 완화시킬 수 있다. 또한, 수지막과 같은 막이 상기 패시베이션막(6003)으로 부터 분리 형성됨으로써 상기 스페이서 압력이 완화된다.
더욱이, 유리판, 알루미늄판, 스테인레스 스틸판, FRP(섬유유리-강화 플라스틱)판, PVF(플루오르화 폴리비닐)막, Mylar막, 폴리에스터막, 및 아크릴막이 상기 피복재(6000)로서 사용될 수 있다. 만약, PVB 또는 EVA가 상기 충전재(6004)로서 사용되면, 수 십㎛의 알루미늄박이 PVB막 또는 Mylar막에 의해 삽입되는 구조를 갖는 시트(sheet)를 사용하는 것이 바람직하다
그러나, 상기 EL 장치로 부터 광 방사 방향(광의 복사 방향)에 따라, 상기 피복재(6000)가 광의 투과 특성을 갖는 것이 필요하다.
또한, 상기 배선(4016)은 상기 기밀 밀봉재(7001)와 상기 기판(4010)사이의 간극을 통해 상기 FPC(4017)에 전기적으로 연결된다. 비록, 본 실시예에서는, 상기 배선(4016)이 설명되었지만, 상기 배선(4014,4015)역시 상기 밀봉재(7000) 및 상기 기밀 밀봉재(7001)아래를 유사하게 통과함으로써 상기 FPC(4017)에 전기적으로 연결된다.
도 9(A) 및 도 9(B)에서는, 상기 충전재(6004)를 형성한 후, 상기 피복재(6000)가 접합되고, 상기 밀봉재(7000)가 부착되어 상기 충전재(6004)의 측면(노출 표면)을 덮을 수 있지만, 상기 충전재(6004)는 상기 충전재(6004) 및 상기 밀봉재(7000)를 부착한 후 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 기판(4010), 상기 피복재(6000), 및 상기 밀봉재(7000)에 의해 형성된 간극을 통해 충전재 주입 개구가 형성된다. 상기 간극은 진공 상태(10-2Torr와 같거나 작은 압력)로 설정되고, 상기 주입 개구를 상기 충전재를 보유하고 있는 탱크속에 침지(浸漬)시킨 후 상기 간극외부의 기압은 상기 간극내의 기압보다 더 높고, 상기 간극은 상기 충전재로 채워진다.
다음으로, 도 9(A) 및 도 9(B)와는 다른 구조를 갖는 EL 표시장치를 제조하는 공정예가 도 10(A) 및 도 10(B)를 참조하여 설명된다. 도 9(A) 및 도 9(B)의 부호와 동일한 부호를 갖는 부품은 동일한 구성 요소를 나타내고, 따라서, 그러한 부품에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 10(A)는 본 실시예에 따른 EL 표시장치의 평면도이고, 도 10(B)는 도 10(A)의 선 A-A'를 따라 절취한 종단면도를 도시한 것이다.
도 9(A) 및 도 9(B)에 따르면, 상기 EL 소자를 덮는 상기 패시베이션막(6003)을 형성하는 단계를 통해 제조 공정이 수행된다.
또한, 상기 충전재(6004)는 상기 EL 소자를 덮도록 형성된다. 상기 충전재(6004)는 또한 상기 피복재(6000)를 접합하기 위한 접착제의 역할을 수행한다. PVC(폴리비닐 염화물), 에폭시 수지, 실리콘 수지, PVB(폴리비닐 부티랄, 및 EVA(에틸렌 비닐 아세테이트)등이 상기 충전재(6004)로 사용될 수 있다. 만약, 건조제가 상기 충전재(6004)의 내표면에 형성되면, 흡습 효과를 계속하여 유지할 수 있고, 이렇게 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 충전재(6004)내부에는 스페이서들이 포함될 수도 있다. 상기 스페이서들은 상기 스페이서 자체에 습기를 흡수할 수 있는 능력을 제공하는 BaO와 같은 분말 물질이 될 수도 있다.
스페이서들을 사용하는 경우, 상기 패시베이션막(6003)은 스페이서 압력을 완화시킬 수 있다. 또한, 수지막과 같은 막이 상기 패시베이션막(6003)으로 부터 분리 형성됨으로써 상기 스페이서 압력이 완화된다.
더욱이, 유리판, 알루미늄판, 스테인레스 스틸판, FRP(섬유유리-강화 플라스틱)판, PVF(플루오르화 폴리비닐)막, Mylar막, 폴리에스터막, 및 아크릴막이 상기 피복재(6000)로서 사용될 수 있다. 만약, PVB 또는 EVA가 상기 충전재(6004)로서 사용되면, 수 십㎛의 알루미늄박이 PVB막 또는 Mylar막에 의해 삽입되는 구조를 갖는 시트(sheet)를 사용하는 것이 바람직하다
그러나, 상기 EL 장치로 부터 광 방사 방향(광의 복사 방향)에 따라, 상기 피복재(6000)가 광의 투과 특성을 갖는 것이 필요하다.
상기 충전재(6004)를 사용하여 상기 피복재(6000)를 접합한 후, 상기 충전재(6004)의 측면(노출 표면)을 덮기 위해 프레임 물질(6001)이 부착된다. 상기 프레임 물질(6001)은 상기 밀봉재(접착제역할을 수행함)에 의해 접합된다. 이때, 상기 밀봉재(6002)로서 광 경화 수지를 사용하는 것이 바람직하지만, 상기 EL 층의 열 저항 특성이 허용된다면, 열 경화 수지가 사용될 수도 있다. 상기 밀봉재(6002)는 습기 및 산소를 가능한 한 투과시키지 않는 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 건조제가 상기 밀봉재(6002)의 내부에 첨가될 수도 있다.
상기 배선(4016)은 상기 밀봉재(6002)와 상기 기판(4010)사이의 간극을 통해 상기 FPC(4017)에 전기적으로 연결된다. 비록, 본 실시예에서는, 상기 배선(4016)이 설명되었지만, 상기 배선(4014,4015)역시 상기 밀봉재(6002)아래를 유사하게 통과함으로써 상기 FPC(4017)에 전기적으로 연결된다.
도 10(A) 및 도 10(B)에서는, 상기 충전재(6004)를 형성한 후, 상기 피복재(6000)가 접합되고, 상기 프레임 물질(6001)이 부착되어 상기 충전재(6004)의 측면(노출 표면)을 덮을 수 있지만, 상기 충전재(6004)는 상기 피복재(6000) 및 상기 프레임 물질(6001)을 부착한 후 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 기판(4010), 상기 피복재(6000), 및 상기 프레임 물질(6001)에 의해 형성된 간극을 통해 충전재 주입 개구가 형성된다. 상기 간극은 진공 상태(10-2Torr와 같거나 작은 압력)로 설정되고, 상기 주입 개구를 상기 충전재를 보유하고 있는 탱크속에 침지(浸漬)시킨 후 상기 간극외부의 기압은 상기 간극내의 기압보다 더 높고, 상기 간극은 상기 충전재로 채워진다.
〔실시예 4〕
화소부의 보다 상세한 단면 구조가 도 11에 도시된다. 기판(3501)상에 형성된 스위칭용 TFT(3502)는 공지의 방법에 의해 제조된다. 본 실시예에서는, 이중 게이트 구조가 사용된다. 비록, 본 실시예에서는 이중 게이트 구조가 사용되지만, 단일 게이트 구조, 3중 게이트 구조, 및 더 많은 수의 게이트를 갖는 다중 게이트 구조가 사용될 수도 있다.
EL 구동용 TFT(3503) 및 상기 전원 제어용 TFT(3504)는 각각 n채널형 TFT이고, 공지의 방법을 사용하여 제조된다. 상기 스위칭용 TFT(3502)의 드레인 배선(35)은 배선(36)에 의해 상기 EL 구동용 TFT(3503)의 게이트 전극(37b)에 전기적으로 연결된다. 상기 EL 구동용 TFT(3503)의 소스 배선(40b)은 상기 전원 제어용 TFT의 드레인 배선(40a)에 연결된다. 또한, 부호 38로 표시되는 배선은 상기 스위칭용 TFT(3502)의 게이트 전극(39a,39b)을 전기적으로 연결하기 위한 게이트 신호선이다. 더욱이, 상기 EL 구동용 TFT(3503)의 드레인 배선(34)은 상기 전원 공급선(도면에는 도시생략됨)에 연결되고, 일정한 전압이 항상 인가된다. 상기 전원 제어용 TFT(3504)의 게이트 전극(37a)은 상기 전원 제어선(도시생략됨)에 연결된다.
본 실시예에서는, 상기 전원 제어용 TFT의 소스 배선이 EL 소자의 음극에 연결되고, 그 드레인 배선은 상기 EL 구동용 TFT의 소스 배선에 연결되고, 상기 EL 구동용 TFT의 드레인 배선은 전원 공급선에 연결되는 구조로 되어 있다. 또한, 본 실시예는 상기 EL 구동용 TFT의 소스 배선은 EL 소자의 음극에 연결되고, 그 드레인 배선은 상기 전원 제어용 TFT의 소스 배선에 연결되고, 상기 전원 제어용 TFT의 드레인 배선은 상기 전원 공급선에 연결되는 구조일 수 있다. 따라서, 실시예 2의 구조를 결합하여 수행할 수 있다.
본 실시예의 도면에는 상기 EL 구동용 TFT(3503) 및 상기 전류 제어용 TFT(3504)의 단일 게이트 구조가 도시되지만, 다수의 TFT가 직렬로 연결되는 다중 게이트 구조가 사용될 수도 있다. 또한, 다수의 TFT가 병렬로 연결되어 다수의 채널 형성 영역을 효과적으로 분할하고, 높은 효율성으로 열 방사 기능을 수행할 수 있는 구조가 사용될 수도 있다. 이러한 구조는 열에 위한 기능 저하를 억압하는데 효과적이다.
상기 스위칭용 TFT(3502), 상기 EL 구동용 TFT(3503) 및 상기 전원 제어용 TFT(3504)위에 제 1 패시베이션막(41)이 형성되고, 절연 수지막으로 이루어진 평탄화막(42)이 상기 제 1 패시베이션막(41)의 최상부에 형성된다. 상기 평탄화막(42)을 사용하여 상기 TFT들로 인한 단차부(step)를 평탄하게 만드는 것은 매우 중요하다. 나중에 형성되는 EL 층은 매우 얇기 때문에, 상기 단차부에 의해 광 방사의 결함이 발생되는 경우가 있다. 따라서, 가능한 한 평탄한 표면을 갖는 EL 층을 형성하기 위해서는, 화소 전극을 형성하기 전에 평탄화 공정(leveling)을 수행하는 것이 바람직하다.
더욱이, 부호 43은 고 반사성을 갖는 도전막으로 형성된 화소 전극(EL 소자의 음극)을 나타내고, 이것은 상기 전원 제어용 TFT(3504)의 드레인 영역에 전기적으로 연결된다. 알루미늄 합금막, 구리 합금막, 및 은 합금막, 또는 상기 막들로 이루어진 적층막과같은 저 저항 도전막을 사용하는 것이 바람직하다. 물론, 또 다른 도전막를 구비한 적층 구조가 사용될 수도 있다.
또한, 절연막(바람직하게는, 수지)에 의해 형성되는 뱅크(bank)(44a,44b)에 의해 형성된 홈(화소에 해당함)에 발광층(45)이 형성된다. 본 실시예의 도면에는 하나의 화소만이 도시되지만, 상기 발광층은 R(적색), G(녹색), 및 B(청색)에 각각 대응하도록 형성되고 분할될 수도 있음을 유념해야 한다. 유기 EL 물질로서 π짝 중합 물질(πconjugate polymer material)이 사용된다. 전형적인 중합 물질로는, 폴리파라페닐렌 비닐렌(PPVs), 폴리비닐 카바졸(PVKs), 및 폴리플루오랜(polyfluorane)을 들 수 있다.
여러 가지 유형의 PPV 유기 EL 물질이 있으며, Shenk,H.,Becker,H.,Gelsen,O.,Kluge,E.,Kreuder,W., 및 Spreitzer,H.,의 Euro Display Proceedings (1999)인 "Polymer for Light Emitting Diodes(발광 다이오드용 중합체)" pp.33-37, 및 일본 공개특허공보 특개평 10-92576호에 개시된 물질들이 사용될 수 있다.
특정 발광층으로서, 시안-폴리페닐렌 비닐렌이 적색 발광층으로 사용될 수도 있고, 폴리페닐렌 비닐렌이 녹색 발광층으로 사용될 수도 있으며, 폴리페닐렌 비닐렌 또는 폴리알킬페닐렌이 청색 발광층으로 사용될 수 있다. 막의 두께는 30-150nm(바람직하게는, 40-100nm)일 수도 있다.
그러나, 상기 예는 발광층으로 사용될 수 있는 유기 EL 물질의 예이고, 이들 물질의 사용을 제한할 필요는 없다. EL 층(광을 방사하고 이를 위해 캐리어 운동을 수행하기 위한 층)은 발광층, 전하 이동층, 및 전하 주입층을 자유롭게 결합함으로써 형성될 수도 있다.
예컨대, 본 실시예는 발광층으로서 중합 물질의 예를 나타내지만, 저 분자량의 유기 EL 물질이 사용될 수도 있다. 또한, 전하 이동층 또는 전하 주입층으로서 탄화 실리콘과 같은 무기 물질을 사용할 수 있다. 이들 유기 EL 물질 및 무기 물질로서 공지의 물질이 사용될 수 있다.
본 실시예에서는, PEDOT(폴리티오펜) 또는 PAni(폴리아닐린)으로 형성된 정공 주입층(46)이 상기 발광층(45)위에 형성되는 적층 구조의 EL 층이 사용된다. 그런 다음, 투명 도전막으로 이루어진 상기 정공 주입층(46)위에 양극(47)이 형성된다. 본 실시예에서, 상기 발광층(45)에 의해 발생되는 광은 상부면(TFT의 상부)을 향해 복사되고, 따라서, 상기 양극은 광에 투명해야 한다. 산화 인듐 및 산화 주석 화합물, 또는 산화 인듐 및 산화 아연 화합물이 상기 투명 도전막으로 사용될 수 있다. 그러나, 상기 투명 도전막은 낮은 열 저항 발광 및 정공 주입층을 형성한 후에 형성되기 때문에, 가능한 한 낮은 온도에서 증착될 수 있는 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
EL 소자(3505)는 상기 양극(47)이 형성되는 지점에서 완성된다. 소위, 상기 EL 소자(3505)는 상기 화소 전극(음극)(43), 상기 발광층(45), 상기 정공 주입층(46), 및 양극(47)에 의해 형성된다는 것을 유념해야 한다. 상기 화소 전극(43)은 상기 화소와 그 면적이 거의 동일하고, 결과적으로, 전체 화소는 EL 장치의 역할을 수행한다. 따라서, 발광 효율이 매우 높고, 밝은 화상 표시가 가능해진다.
또한, 본 실시예에서, 상기 양극(47)위에는 제 2 패시베이션막(48)이 형성된다. 상기 제 2 패시베이션막(48)으로서, 질화 실리콘막, 질산화 실리콘막을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 제 2 패시베이션막(48)을 형성하는 목적은 외부로 부터 상기 EL 소자를 격리하기 위한 것이며, 이것은 상기 유기 EL 물질의 산화로 인한 기능 저하를 방지함은 물론, 상기 유기 EL 물질로부터 방출된 가스를 제어하는 데에 의미가 있다. 따라서, 상기 EL 표시장치의 신뢰도가 향상될 수 있다.
본 발명의 상기 EL 표시장치는 도 11에서와 같이 구성된 화소들로 이루어진 화소부를 구비하고, 충분히 낮은 오프 전류값을 갖는 스위칭용 TFT 및 핫 캐리어 주입에 대해 강한 EL 구동용 TFT를 구비한다. 따라서, 높은 신뢰도를 갖고 양호한 화상 표시가 가능한 EL 표시장치를 얻을 수 있다.
본 실시예의 구성은 실시예 1 내지 3의 구성과 자유롭게 결합함으로써 구현될 수 있다.
〔실시예 5〕
본 실시예에서는, 실시예 4에 도시된 화소부에서 상기 EL 소자(3505)의 구조가 반전되는 구조에 대해 도 12를 참조하여 설명될 것이다. 도 11(실시예 4)의 구조와는 EL 소자부, EL 구동용 TFT 및 전원 제어용 TFT만 상이하기 때문에, 다른 구성 요소에 대한 설명은 생략된다.
도 12에서, EL 구동용 TFT(3503) 및 전원 제어용 TFT(3504)는 p채널형 TFT이고, 공지의 방법에 의해 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 비록, 상기 전원 제어용 TFT의 소스 배선이 EL 소자의 양극에 연결되고, 그 드레인 배선이 상기 EL 구동용 TFT의 소스 배선에 연결되며, 상기 EL 구동용 TFT의 드레인 배선은 전원 공급선에 연결되는 구조가 채택되고 있지만, 상기 EL 구동용 TFT의 소스 배선이 상기 EL 소자의 양극에 연결되고, 그 드레인 배선이 상기 전원 제어용 TFT의 소스 배선에 연결되며, 상기 전원 제어용 TFT의 드레인 배선은 상기 전원 공급선에 연결되는 구조가 채택될 수도 있다. 즉, 본 실시예는 본 발명을 수행하기 위해 실시예 2의 구조외 결합될 수 있다.
본 실시예에서는, 화소 전극(양극)(50)으로서 투명 도전막이 사용된다. 특히, 산화 인듐 및 산화 아연 화합물로 이루어진 도전막이 사용된다. 물론, 산화 인듐 및 산화 주석 화합물로 이루어진 도전막이 사용될 수도 있다.
이때, 뱅크(51a,51b)를 절연막으로 형성한 후, 발광층(52)이 용액 코우팅에 의해 폴리비닐 카바졸로 형성된다. 포타슘 아세틸아세토네이트(acacK를 나타냄)로 이루어진 발광층위에 전자 주입층(53)이 형성되고, 음극(54)이 알루미늄 합금으로 형성된다. 이 경우, 상기 음극(54) 역시 패시베이션막 역할을 수행한다. 따라서, EL 소자(3701)가 형성된다.
상기 발광층(52)에 의해 발생되는 광은, 화살표로 도시된 바와 같이, 실시예 5에서 상기 TFT가 형성되는 기판을 향해 복사된다.
〔실시예 6〕
본 실시예에서는, 본 발명을 사용하여 EL 표시장치가 제조되는 공정예가 도 24(A) 및 도 24(B)를 참조하여 설명될 것이다. 도 24(A)는 상기 EL 소자가 형성되는 액티브 매트릭스 기판에서 EL 소자의 밀봉공정이 수행된 상태를 나타낸 평면도이다. 부호 801은 점선으로 표시된 부분으로서, 소스측 구동회로를 나타내고, 부호 802는 게이트측 구동회로를 나타내며, 부호 803은 화소부를 나타낸다. 그 외에, 부호 804는 덮개 부재(805)를 나타내고, 부호 805는 제 1 밀봉 부재를 나타내며, 부호 806은 제 2 밀봉 부재를 나타낸다. 충전재(807)(도 24(B) 참조)는 상기 제 1 밀봉 부재(805)에 의해 내부가 에워싸인 상기 덮개 부재와 상기 액티브 매트릭스 기판상에 배치된다.
부호 808은 상기 소스측 구동회로(801), 상기 게이트측 구동회로(802) 및 상기 화소부(803)에 입력되는 신호들을 전송하기 위한 연결 배선을 나타내고, 외부 장치에 대해 연결 단자가 되는 FPC(플렉시블 인쇄 배선 회로)로 부터 비디오 신호 및 클록 신호를 수신한다.
여기서, 도 24(B)는 도 24(A)의 선 A-A'을 따라 절취한 단면에 해당하는 종단면도이다. 도 24(A)와 도 24(B)에서 동일한 구성부는 동일한 부호로 표시된다.
도 24(B)에 도시된 바와 같이, 상기 화소부(803) 및 상기 소스측 구동회로(801)는 기판(800)상에 형성된다. 상기 화소부(803)는 EL 소자로 흐르는 전류를 제어하기 위한 TFT(도시생략됨)(이하는, EL 구동용 TFT라 지칭함), EL 구동 전압, 그 드레인 영역에 전기적으로 연결되는 화소 전극(852)등을 제어하기 위한 TFT(이하는, 전원 제어용 TFT)(851)를 각각 구비한 다수의 화소들로 형성된다. 본 실시예에서, 상기 전원 제어용 TFT(851)는 p채널형 TFT이다. 상기 소스측 구동회로(801)는 n채널형 TFT(853) 및 p채널형 TFT(854)가 상보적으로 결합되는 CMOS 회로를 사용하여 형성된다.
본 실시예에서는, 비록, 상기 전원 제어용 TFT의 드레인 배선이 상기 EL 소자의 화소 전극에 연결되고, 그 소스 배선이 상기 EL 구동용 TFT의 드레인 배선에 연결되는 구조가 채택되고 있지만, 상기 EL 구동용 TFT의 드레인 배선이 상기 EL 소자의 화소 전극에 연결되고, 그 소스 배선이 상기 전원 제어용 TFT의 드레인 배선에 연결되는 구조가 채택될 수도 있다. 이것은 실시예 1의 구조가 결합되는 경우와 동일하다.
각 화소는 상기 화소 전극아래에 컬러 필터(R)(855), 컬러 필터(G)(856), 컬러 필터(B)(도시생략)를 구비한다. 여기서, 상기 컬러 필터(R)는 적색광을 추출하기 위한 필터이고, 상기 컬러 필터(G)는 녹색광을 추출하기 위한 필터이며, 상기 컬러 필터(B)는 청색광을 추출하기 위한 필터이다. 상기 컬러 필터(R)는 적색 발광 화소를 위해 제공되고, 상기 컬러 필터(G)는 녹색 발광 화소를 위해 제공되며, 상기 컬러 필터(B)는 청색 발광 화소를 위해 제공된다.
이들 컬러 필터가 제공되는 경우의 수반되는 효과로는, 첫째, 발광색의 색순도가 향상된다. 예컨대, 적색 발광 화소의 경우, 적색광은 상기 EL 소자로부터 복사되고(본 실시예에서는, 적색광이 상기 화소 전극측으로 복사됨), 이러한 적색광 이 형성되어 적색광을 추출하기 위한 상기 컬러 필터를 통과하는 경우, 적색광의 순도가 향상될 수 있다. 이것은 녹색광 및 청색광의 경우와 동일하다.
컬러 필터가 사용되지 않은 종래의 구조에 있어서는, EL 표시장치의 외부에서 침투하는 가시광이 EL 소자의 발광층을 여자시켜 원하는 색을 얻을 수 없는 문제점이 발생할 수 있다. 그러나, 본 실시예에서 같이 상기 컬러 필터들을 배치함으로써, 특정 파장의 광만이 상기 EL 소자로 투과될 수 있다. 즉, 상기 EL 소자가 외부광에 의해 여자되는 상기한 문제점을 방지할 수 있다.
비록, 컬러 필터를 배치하는 구조가 종래에 제안되고 있지만, 백색 발광을 위한 EL 소자가 사용되었다. 이 경우, 다른 파장의 광은 절단되어 적색광을 추출함으로써, 휘도가 낮아졌다. 그러나, 본 실시예에서, 예컨대, 상기 EL 소자로 부터 복사된 적색광이 형성되어 적색광을 추출하기 위한 컬러 필터를 통과함으로써, 휘도의 저하현상이 야기되지 않는다.
다음으로, 상기 화소 전극(852)은 EL 소자의 양극 역할을 수행하는 투명 도전막으로 형성된다. 상기 화소 전극(852)의 양단에 절연막(857)이 형성되고, 또한, 적색광을 방사하기 위한 발광층(858) 및 녹색광을 방사하기 위한 발광층(859가 형성된다. 비록, 도시되진 않았지만, 청색광을 방사하기 위한 발광층이 인접 화소에 배치되고, 적색, 녹색 및 청색에 대응하는 화소들에 의해 색 표시 기능이 수행된다. 물론, 청색광을 추출하기 위한 컬러 필터는 청색광의 발광층이 배치되는 화소에 배치된다.
상기 EL 물질로서, 유기 물질은 물론, 무기 물질이 사용될 수 있다. 또한, 상기 발광층이외에, 전자 주입층, 전자 이동층, 정공 이동층, 또는 정공 주입층을 포함하는 적층 구조가 채택될 수 있다.
각각의 발광층위에는, 상기 EL 소자의 음극(860)이 차광 특성을 갖는 도전막으로 형성된다. 이러한 음극(860)은 모든 화소에 공통적으고, 상기 연결 배선(808)을 통해 상기 FPC(809)에 전기적으로 연결된다.
다음으로, 상기 제 1 밀봉 부재(805)는 디스펜서(dispenser)등에 의해 형성되고, 스페이서들(도시생략)이 분산되어 상기 덮개 부재(804)와 접합된다. 이때, 상기 충전재(807)는 상기 액티브 매트릭스 기판, 상기 덮개 부재(804), 및 상기 제 1 밀봉 부재(805)로 에워싸인 영역에 진공 주입 방법을 통해 채워진다.
본 실시예에서, 흡습성 물질(861)인 산화 바륨이 상기 충전재(807)에 미리 첨가된다. 비록, 상기 흡습성 물질이 상기 충전재에 첨가되고 본 실시예에서 사용되고 있지만, 상기 흡습성 물질을 클러스터속에 분산시킴으로써 상기 충전재속에 상기 흡습성 물질을 밀봉시킬 수 있다. 비록, 도시되지는 않았지만, 상기 스페이서의 물질로서 상기 흡습성 물질을 사용할 수도 있다.
다음으로, 상기 충전재(807)가 자외선 조사 또는 가열에 의해 경화된 후, 상기 제 1 밀봉 부재(805)에 형성된 개구부(도시생략)가 폐쇄된다. 상기 제 1 밀봉 부재(805)의 개구부가 폐쇄되면, 상기 연결 배선(808) 및 상기 FPC(809)는 도전 물질(862)을 사용하여 전기적으로 상호 연결된다. 또한, 제 2 밀봉 부재(806)가 배치되어, 상기 제 1 밀봉 부재(805)의 노출부 및 상기 FPC(809)의 일부를 덮는다. 상기 제 2 밀봉 부재(806)는 상기 제 1 밀봉 부재(805)와 동일한 물질로 형성될 수도 있다.
전술한 방법을 사용하여 상기 EL 소자를 상기 충전재(807)속에 밀봉함으로써, 상기 EL 소자는 외부로 부터 완전히 차단될 수 있고, 외부이외의 습기 또는 산소와 같이 유기 물질의 산화를 촉진시키는 물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 높은 신뢰도를 갖는 EL 표시장치를 제조할 수 있다.
본 실시예의 구조는 실시예 1 내지 3의 어떤 구조와도 자유롭게 결합될 수 있다.
〔실시예 7〕
본 실시예에서는, 실시예 6에 도시된 EL 표시장치에서 상기 EL 소자로부터 방사되는 광의 복사 방향 및 컬러 필터의 배치 상태가 변경되는 경우의 예가 설명될 것이다. 비록, 도 25는 설명을 위해 사용되지만, 기본적인 구조는 도 24(B)와 동일하기 때문에, 수정된 부분에 대해 새로운 부호가 부가되고 설명될 것이다.
본 실시예에서는, n채널형 TFT가 전원 제어용 TFT(902) 및 화소부(901)의 EL 구동용 TFT(도시생략)로서 사용된다. 또한, 화소 전극(903)은 상기 전원 제어용 TFT(902)의 드레인에 전기적으로 연결되고, 상기 화소 전극(903)은 차광 특성을 갖는 도전막으로 형성된다. 본 실시예에서, 상기 화소 전극(903)은 상기 EL 소자의 음극이 된다.
각 화소에 공통인 투명 도전막(904)은 적색광을 방사하기 위한 발광층(858) 및 녹색광을 방사하기 위한 발광층(859)위에 형성된다. 상기 투명 도전막(904)은 상기 EL 소자의 양극이 된다.
본 실시예는 컬러 필터(R)(905), 컬러 필터(G)(906), 및 컬러 필터(B)(도시생략)가 상기 덮개 부재(804)에 형성되는 것에 특징이 있다. 본 실시예의 상기 EL 소자의 구조가 채택되는 경우, 발광층으로 부터 방사되는 광의 복사 방향은 상기 덮개 부재측으로 향하기 때문에, 만약 도 25의 구조가 채택되면, 상기 컬러 필터는 광의 통로에 배치될 수 있다.
상기 컬러 필터(R)(905), 컬러 필터(G)(906), 및 컬러 필터(B)(도시생략)가 상기 덮개 부재(804)에 형성되는 경우, 액티브 매트릭스 기판의 단차부가 감소될 수 있고, 수율 및 스루풋(throughput)이 향상되는 장점이 있다.
본 실시예의 구조는 실시예 1 내지 3의 어떤 구조와도 자유롭게 결합될 수 있음을 유념해야 한다.
〔실시예 8〕
본 발명에 따른 상기 EL 표시장치의 EL 소자의 EL 층에 사용되는 물질은 유기 EL 물질에 국한되지 않고, 본 발명은 무기 EL 물질을 사용하여 구현될 수 있다. 그러나, 현재 무기 EL 물질은 매우 높은 구동 전압을 가지므로, 상기한 고 전압에 견딜 수 있는 전압 저항 특성을 갖는 TFT가 사용되어야 한다.
이와는 달리, 낮은 구동 전압을 갖는 무기 EL 물질이 미래에 개발되면, 본 발명에 상기한 무기 EL 물질을 적용할 수 있다.
더욱이, 본 실시예의 구성을 실시예 1 내지 7의 구성과 자유롭게 결합할 수 있다.
〔실시예 9〕
본 발명에서, EL 층으로 사용되는 유기 물질은 저 분자 유기 물질 또는 중합(고 분자)유기 물질일 수도 있다. 상기 저 분자 유기 물질로는, Alq3(3-8퀴놀리놀레이트 알루미늄), 및 TPD(트리페닐아민 유도체)이 공지되어 있다. π-짝 중합 물질이 상기 중합 유기 물질로 사용될 수 있다. 전형적으로는, PPV(폴리페닐렌 비닐렌), PVK(폴리비닐 카바졸), 또는 폴리카보네이트와 같은 물질들을 예로 들수 있다. 스핀 코우팅(용액 인가 방법으로 지칭되기도함) 방법, 디핑(dipping)방법, 디스펜싱(dispensing) 방법, 인쇄 방법, 및 잉크 젯 프린팅과 같은 간단한 박성막법에 의해 (고분자량의) 중합 물질이 형성될 수 있고, 저분자량의 유기 물질에 비해 높은 열 저항을 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 EL 표시장치의 EL 소자에 포함되는 상기 EL 층이 전자 이동층 및 정공 이동층을 구비하는 경우, 상기 전자 이동층 및 정공 이동층은 예컨대, 비정질 Si 또는 비정질 Si1-xCx로 형성된 비정질 반도체와 같은 무기 물질로 구성될 수도 있다.
많은 양의 트랩 레벨(trap level)이 비정질 반도체내에 존재하고, 이와 동시에, 상기 비정질 반도체가 다른 층들과 접촉하는 경계면에 많은 양의 계면 준위가 형성된다. 그 결과, 상기 EL 소자는 낮은 전압으로 광을 방사할 수 있는 동시에, 상기 EL 소자의 휘도를 보다 높게 만들 수 있다.
또한, 도펀트가 유기 EL 층에 첨가되어, 상기 유기 EL 층에 의해 방사된 광의 칼라가 변경될 수 있다. 이들 도펀트는 DCM1, 나일 적색(nile red), 루베렌(ruberene), 쿠말린(coumalin) 6, TPB, 및 퀴나크리돈(quinaquelidon)을 포함한다.
〔실시예 10〕
본 실시예에서는, 화소부의 스위칭용 TFT, EL 구동용 TFT 및 상기 전원 제어용 TFT와 상기 화소부의 주변부에 형성되는 구동회로부 TFT를 동시에 제조하는 방법에 대해 도 13(A) 내지 도 16(C)를 참조하여 설명하기로 한다. 상기 구동회로와 관련하여, 간단한 설명을 위해 CMOS 회로가 도면에 도시된다.
우선, 베이스막(도시생략)이 그 기판상에 배치되는 기판(501)이 도 13(A)에 도시된 바와 같이 준비된다. 본 실시예에서, 100㎚의 두께를 갖는 질산화 실리콘막 및 200㎚의 두께를 갖는 또 다른 질산화 실리콘막이 적층되고, 결정성 유리위에 베이스막으로서 사용된다. 이때, 상기 결정성 유리 기판과 접촉하는 상기 실리콘막의 질소 농도는 10-25wt%로 유지되는 것이 바람직하다. 물론, 임의의 베이스막없이 석영 기판위에 소자를 직접 형성할 수 있다.
그 다음, 45㎚의 두께를 갖는 비정질 실리콘막(502)이 공지의 성막법에 의해 상기 기판(501)상에 형성된다. 상기 비정질 실리콘막으로 한정할 필요는 없다. 그 대신, 비정질 구조를 갖는 반도체막(미결정 반도체막을 포함함)이 본 실시예에서 사용될 수 있다. 본 명세서에서, 비정질 실리콘 게르마늄막과 같은 비정질 구조를 갖는 복합 반도체막이 사용될 수도 있다.
도 13(A)에서 도 13(C)까지의 공정은 본 출원인에 의해 출원된 일본 공개 특허공보 특개평 10-247735호로 부터 이해될 수 있다. 상기 공보에는 촉매로서 Ni와 같은 원소를 사용하는 반도체막을 결정화하기 위한 방법에 관한 기술이 개시되어 있다.
우선, 개구부(503a, 503b)를 구비한 보호막(504)이 형성된다. 본 실시예에서는 150㎚의 두께의 산화 실리콘막이 사용된다. 니켈(Ni)을 함유하는 층(505)이 스핀 코우팅 방법에 의해 상기 보호막(504)위에 형성된다. 상기 Ni 함유층의 형성과 관련하여, 전술한 공보를 참조할 수 있다.
그 다음, 도 13(B)에 도시된 바와 같이, 14 시간동안 570℃에서 가열 공정이 불활성 대기에서 수행되고, 상기 비정질 실리콘막(502)이 결정화된다. 이때, 결정화 공정이 Ni가 접촉하는 영역(506a, 506b)(이하는, "Ni 첨가 영역"으로 지칭됨)에서 부터 시작되어 상기 기판과 평행하게 실질적으로 진행된다. 그 결과, 막대 수정들이 수집된 수정 구조를 구비하고 라인들을 형성하는 폴리 실리콘막(507)이 형성된다.
그후, 도 13(C)에 도시된 바와 같이, 주기율표 15족에 속하는 원소(인이 바람직함)가 상기 Ni 첨가 영역(506a, 506b)에 첨가되는 한편, 상기 보호막(504)을 마스크로 남겨둔다. 따라서, 고농도의 인이 첨가된 영역(508a, 508b)(이하는, 인 첨가 영역이라 지칭됨)이 형성된다.
그 다음, 도 13(C)에 도시된 바와 같이, 12 시간동안 600℃에서 가열 공정이 불활성 대기에서 수행된다. 상기 폴리실리콘막(507)에 잔존하는 Ni는 상기 가열 공정에 의해 이동하고, 대부분의 상기 Ni는 결국 화살표로 표시된 상기 인 첨가 영역(508a, 508b)에 의해 포획된다. 이것은 인에 의해 금속 원소(본 실시예에서는 Ni)의 게터링 효과에 의해 야기되는 현상으로 생각된다.
이러한 공정을 통해, 상기 폴리실리콘막(509)에 잔존하는 Ni의 농도는 SIMS(질량 이차 이온 분석)에 의한 측정값에 따라 적어도 2×1017원자/㎤으로 감소된다. 비록, Ni가 반도체에 대해 수명 저해인자라 하더라도, 상기 농도정도로 감소되는 경우에는 상기 TFT 특성에 악영향이 미치지 않는다. 또한, 이러한 농도는 현재 기술 수준에서 상기 SIMS 분석의 측정 한계이기 때문에, 실제로 훨씬 낮은 농도(2×1017원자/㎤이하)를 보여줄 것이다.
따라서, 촉매에 의해 결정화되고 상기 촉매가 TFT의 동작을 방해하지 않는 레벨로 농도 감소되는 상기 폴리실리콘막(509)이 얻어질 수 있다. 그런 다음, 상기 폴리실리콘막(509)을 사용하는 활성층(510-513)이 패터닝 공정에 의해 형성된다. 이때, 다음과 같은 패터닝 공정에서 마스크 배향 동작을 수행하기 위한 표시기(marker)는 전술한 폴리실리콘막을 사용하여 수행되어야 한다(도 13D.
그 다음, 50㎚의 두께의 질산화 실리콘막이 도 13(E)에 도시된 바와 같이 플라즈마 CVD 방법에 의해 형성되고, 1 시간 동안 950℃에서 가열 공정이 산화 대기에서 수행되고, 열 산화 공정이 수행된다. 상기 산화 대기는 산소 대기 또는 할로겐이 첨가되는 또 다른 산소 대기일 수 있다.
이러한 열 산화 공정에서, 상기 산화 공정은 상기 활성층과 상기 질산화 실리콘막사이의 계면에서 진행되고, 약 50㎚ 두께의 폴리실리콘막이 산화됨으로써, 약 30㎚ 두께의 산화 실리콘막이 형성된다. 즉, 80㎚ 두께의 게이트 절연막(514)이 형성되되, 상기 게이트 절연막에는 30㎚ 두께의 산화 실리콘막과 50㎚ 두께의 질산화 실리콘막이 적층배치된다. 상기 활성층(510-513)의 막 두께는 상기 열 산화 공정에 의해 30㎚로 형성된다.
그 다음, 도 14(A)에 도시된 바와 같이, 레지스트 마스크(515a,515b)가 형성되고, 상기 게이트 절연막(514)을 통해 p형을 부여하는 불순물 원소(이하는, p형 불순물 원소라 함)가 첨가된다. 상기 p형 불순물 원소로서, 주기율표 13족에 속하는 원소, 전형적으로는, 붕소 또는 갈륨이 사용될 수 있다. 이것(채널 도우프 공정이라 지칭됨)는 TFT의 임계 전압을 조절하기 위한 공정이다.
본 실시예에서, 붕소는 디보란(B2H6)의 질량 분리없이 플라즈마 여기 공정이 수행되는 이온 도핑 방법에 의해 첨가된다. 물론, 질량 분리를 수행하는 상기 이온 주입 방법이 사용될 수 있다. 이러한 공정에 따라, 1×1015-1×1018원자/㎤(전형적으로는, 5×1016-1×1017원자/㎤ )의 농도의 붕소를 함유하는 불순물 영역(516,517)이 형성된다.
그 다음, 도 14(B)에 도시된 바와 같이, 레지스트 마스크(519a, 519b)가 형성되고, 상기 게이트 절연막(514)을 통해 n형을 부여하는 불순물 원소(이하는, n형 불순물 원소라 함)가 첨가된다. 상기 n형 불순물 원소로서, 주기율표 15족에 속하는 원소, 전형적으로는, 인 또는 비소가 사용될 수 있다. 본 실시예에서, 포스핀(PH3)의 질량 분리없이 플라즈마 여자 공정이 수행되는 플라즈마 도핑 방법이 사용된다. 인은 1×1018원자/㎤의 농도로 첨가된다. 물론, 질량 분리 동작을 수행하는 상기 이온 주입 방법이 사용될 수 있다.
도즈량은, 상기 공정에 의해 2×1016-5×1019원자/cm3(전형적으로는, 5×1017-5×1018원자/cm3)의 농도로 형성되는 상기 n형 불순물 영역(520,521)에 상기 n형 불순물 원소가 함유되도록 조절된다.
그 다음, 도 14(C)에 도시된 바와 같이, 상기 첨가된 n형 불순물 원소 및 상기 첨가된 p형 불순물 원소를 활성화시키기 위한 공정이 수행된다. 상기 활성화 수단을 제한할 필요는 없지만, 상기 게이트 절연막(514)이 배치되기 때문에, 전열 노를 사용한 노 어닐링 공정이 바람직하다. 또한, 도 14A의 공정에서 상기 활성층과 채널 형성 영역인 일부의 게이트 절연막사이의 계면이 손상될 가능성이 있기 때문에, 가능한 한 높은 온도에서 열 처리 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
높은 열 저항을 갖는 결정화 유리가 본 실시예에서 사용되므로, 상기 활성화 공정은 1 시간 동안 800℃에서 상기 노 어닐링 공정에 의해 수행된다. 상기 열 산화 공정이 공정 대기를 산화 대기에서 유지함으로써 수행되거나, 상기 열 처리 공정은 불활성 대기에서 수행될 수 있다.
이러한 공정으로 인해, 상기 n형 불순물 영역(520,521)의 가장자리, 즉, 상기 n형 불순물 영역(520,521)과 상기 n형 불순물 원소가 첨가되지 않은 상기 n형 불순물 영역(520,521) 주변의 영역(도 14(A)의 공정에 의해 형성된 p형 불순물 영역)이 깨끗해 진다. 이것은 상기 LDD 영역 및 상기 채널 형성 영역이 TFT가 나중에 완성될 때 우수한 접합부를 형성할 수 있다는 것을 의미한다.
그 다음, 200-400㎚ 두께의 도전막이 형성되고, 패터닝 공정이 수행됨으로써, 게이트 전극(522-525)이 형성된다. 상기 각 TFT 채널의 길이는 이들 게이트 전극(522-525)의 라인폭에 의해 결정된다.
상기 게이트 전극은 단일 층으로된 도전막으로 형성될 수 있지만, 필요시에는, 2층 또는 3층막과 같은 적층막이 사용된다. 공지의 도전막이 상기 게이트 전극의 물질로서 사용될 수 있다. 특히, 탄탈룸(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 턴스텐(W), 크롬(Cr), 및 전도도를 갖는 실리콘(Si)으로 구성된 그룹으로 부터 선택된 원소로 이루어진 막; 상기 원소들로 이루어진 질화물막(전형적으로는, 질화 탄탈룸막, 질화 텅스텐막, 또는 질화 티타늄막); 상기 원소들의 조합으로 이루어진 합금막(전형적으로는, Mo-W 합금, Mo-Ta 합금); 또는 상기 원소들로 이루어진 규화막(전형적으로는, 규화 텅스텐막 또는 규화 티타늄막)을 사용할 수 있다. 물론, 상기 막들은 단일 층 또는 적층 구조를 가질 수도 있다.
본 실시예에서는, 50㎚ 두께를 갖는 질화 텅스텐(WN)막과 350㎚ 두께를 갖는 텅스텐(W)막으로 이루어진 적층막이 사용된다. 이들 막은 스퍼터링 방법에 의해 형성될 수 있다. Xe, Ne등의 불활성 기체를 스퍼터링 가스로서 첨가함으로써, 스트레스로 인한 막의 벗겨짐현상(film peeling)을 방지할 수 있다.
이때, 상기 게이트 전극(523,525)은 각각 상기 n형 불순물 영역(520, 521)의 일부와 중첩되도록 형성되고, 상기 게이트 절연막(514)은 상기 게이트 전극(523,525)사이에 배치된다. 이러한 중첩부는 나중에 게이트 전극과 중첩되는 LDD 영역이 된다. 도면의 단면도에 따라, 상기 게이트 전극(524a,524b)은 분리된 처럼 보이지만, 사실은 서로 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 상기 게이트 전극(522,523)은 분리된 것처럼 보이지만, 사실은 서로 전기적으로 연결되어 있다.
그 다음, 도 15(A)에 도시된 바와 같이, n형 불순물 원소(본 실시예에서는 인이 사용됨)은 마스크인 상기 게이트 전극(522-525)에 자체-조절 방식(self-adjustably)으로 첨가된다. 이때, 상기 n형 불순물 원소의 첨가는, 상기 형성된 불순물 영역(526-533)에 상기 n형 불순물 영역(520)의 농도의 1/10-1/2의 농도(전형적으로, 1/3-1/4의 농도)로 인이 첨가되도록 조절된다. 특히, 1×1016-5×1018원자/cm3(전형적으로는, 3×1017-3×1018원자/cm3)의 농도가 바람직하다.
그 다음, 도 15(B)에 도시된 바와 같이, 레지스트 마스크(534a-534d)가 상기 게이트 전극을 덮는 형태로 형성되고, n형 불순물 원소(본 실시예에서는 인이 사용됨)가 첨가되어, 고농도의 인을 함유한 불순물 영역(535-539)을 형성하게 된다. 포스핀(PH3)을 사용한 이온 도핑 방법 역시 본 명세서에서 적용되고, 상기 이온 도핑은, 이들 불순물 영역의 인 농도가 1×1020-1×1021원자/cm3(전형적으로는, 2×1020-5×1021원자/cm3)이 되도록 조절된다.
상기 n채널형 TFT의 소스 영역 또는 드레인 영역은 상기 공정에 의해 형성되고, 상기 스위칭용 TFT에서는, 도 15(A)의 공정에 의해 형성된 상기 n형 불순물 영역(528-531)의 일부가 남게 된다. 상기 잔존 부분은 상기 스위칭용 TFT영역의 LDD 영역이 된다.
다음으로, 도 15(C)에 도시된 바와 같이, 상기 레지스트 마스크(534a-534d)가 제거되고, 새로운 레지스트 마스크(542)가 형성된다. p형 불순물 원소(본 실시예 에서는 붕소가 사용됨)가 첨가되어, 고농도의 붕소를 함유한 불순물 영역(540,541, 543a, 543b, 544a, 및 554b)을 형성하게 된다. 본 실시예에서 디보란(diborane)(B2H6)을 사용한 상기 이온 도핑 방법에 따라, 붕소가 첨가되어 3×1020-3×1021원자/cm3(전형적으로는, 5×1020-1×1021원자/cm3)의 농도을 얻을 수 있다.
상기 불순물 영역(540,541, 543a, 543b, 544a, 및 554b)에는 인이 1×1020-1×1021원자/cm3의 농도로 이미 첨가되었지만, 붕소는 이때 상기 인 농도의 최소 3배에 달하는 농도로 첨가된다. 따라서, 이미 완전하게 형성된 상기 n형 불순물 영역은 p형 불순물 영역으로 변환되어 p형 불순물 영역의 역할을 수행한다.
그 다음으로, 도 15(D)에 도시된 바와 같이, 상기 레지스트 마스크(542)를 제거한 후, 제 1 층간절연막(546)이 형성된다. 상기 제 1 층간절연막(546)으로서, 실리콘을 함유한 절연막이 그 조합체로서 단일층 구조 또는 적층 구조 형태로 사용된다. 상기 제 1 층간절연막(546)의 두께는 400㎚-1.5㎛인 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 800㎚ 두께의 산화 실리콘막이 200㎚ 두께의 질산화 실리콘막위에 적층배치되는 구조가 생성된다.
그 다음, 다양한 농도로 상기 활성층에 첨가된 상기 n형 및 p형 불순물 원소들이 활성화된다. 노 어닐 방법이 상기 활성화 수단으로 사용되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 열 처리 공정이 전열로의 질소 대기에서 550℃에서 4시간 동안 수행된다.
또한, 수소화를 위해, 3-100% 수소를 함유한 환경에서 300-450℃에서 1-12 시간동안 열 처리 공정이 추가로 수행된다. 이 공정은 열적으로 활성화된 수소에 의해 반도체막의 쌍으로 이루어지지 않은 결합(unpaired bonds)을 수소 종료(hydrogen-terminate)시키기 위한 공정이다. (플라즈마에 의해 활성화되는 수소를 사용하는) 플라즈마 수소화 반응이 또 다른 수소화 반응의 수단으로서 수행될 수도 있다.
상기 수소화 공정은 상기 제 1 층간절연막(546)이 형성되는 동안 수행될 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 수소화 공정은 200㎚ 두께의 질산화 실리콘막을 형성한 후 상기와 같이 수행된 다음, 나머지 800㎚ 두께의 산화 실리콘막이 형성될 수 있다.
그 다음, 도 16(A)에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 층간절연막(546)에는 접촉 구멍이 형성되고, 소스 배선 (547-550) 및 드레인 배선(551-5533)이 형성된다. 본 실시예에서, 상기 전극은 100㎚ 두께의 티타늄(Ti)막, 300㎚ 두께의 티타늄(Ti)을 함유한 알루미늄막, 및 150㎚ 두께의 티타늄(Ti)막이 연속적으로 스퍼터링 방법에 의해 형성되는 3중층 구조로된 적층막으로 형성된다. 물론, 다른 도전막들이 사용될 수도 있다.
그 다음, 50-500㎚(전형적으로는, 200-300㎚)의 두께를 갖는 제 1 패시베이션막(554)이 형성된다. 본 실시예에서는, 300㎚ 두께의 질산화 실리콘막이 상기 제 1 패시베이션막(554)으로 사용된다. 이것은 질화 실리콘막으로 대체될 수도 있다.
이때, 상기 질산화 실리콘막의 형성 이전에 H2또는 NH3와 같은 수소함유 기체를 사용하여 플라즈마 공정을 수행하는 것이 효과적이다. 이 공정에 의해 활성화된 수소는 상기 제 1 층간절연막(546)에 공급되고, 상기 제 1 패시베이션막(554)의 막 품질은 열 처리 공정을 수행함으로써 향상된다. 이와 동시에, 상기 제 1 층간절연막(546)에 첨가된 수소는 낮은 곳으로 확산되므로, 상기 활성층은 효과적으로 수소화 반응이 일어날 수 있다.
다음으로, 도 16(B)에 도시된 바와 같이, 유기 수지로 이루어진 제 2 층간 절연막(555)이 형성된다. 상기 유기 수지로서, 폴리이미드, 아크릴 섬유, BCB(벤조사이클로부틴)등을 사용할 수 있다. 특히, 상기 제 2 층간 절연막(555)은 TFT에 의해 형성된 막에 대한 평탄화를 위해 필요하기 때문에, 평탄도가 우수한 아크릴막이 바람직하다. 본 실시예에서, 아크릴막의 두께는 2.5㎛로 형성된다.
그 다음, 상기 드레인 배선(553)에 도달하는 접촉 구멍이 상기 제 2 패시베이션 막(555) 및 상기 제 1 패시베이션 막(554)에 형성된 다음, 화소 전극(양극)(556)이 형성된다. 본 실시예에서는, 상기 산화 인듐 주석막(ITO)은 110nm 두께가 되도록 형성함으로써 화소 전극으로서 형성되고 패턴화 된다. 2-20%의 산화 아연(ZnO)이 산화 인듐 주석과 혼합되는 투명 도전막이 사용될 수 있다. 상기 화소 전극은 EL 소자(203)의 양극이다.
그리고 나서, 실리콘을 함유한 절연막(본 실시예에서는, 산화 실리콘막이 사용됨)이 500㎚의 두께로 형성되고, 상기 화소 전극에 대응하는 위치에 개구부가 형성되고, 제 3 층간절연막(557)이 형성된다. 상기 개구부가 형성될 때 습식 식각 방법을 사용하여 끝이 점점 가늘어지는 테이퍼 측벽(tapered sidewall)을 용이하게 형성할 수 있다. 만약, 상기 개구부의 측벽이 충분히 완만한 경사를 갖지 않으면, 상기 표면의 비평탄성으로 인해 야기되는 상기 EL 층의 기능 저하가 중요한 문제점으로 야기될 것이다.
이어서, 상기 EL 층(558) 및 상기 음극(MgAg 전극)(559)은 공기 노출없이 진공 증착 방법을 사용하여 형성된다. 상기 EL 층의 두께는 80-200㎚(전형적으로는, 100-120㎚)이고; 그 음극(559)은 180-300㎚(전형적으로는, 200-250㎚)가 된다.
이러한 공정에서, 적색에 대응하는 화소, 녹색에 대응하는 화소, 및 청색에 대응하는 화소에 대해 EL 층 및 음극이 순차적으로 형성된다. 그러나, 상기 EL 층은 용액의 내성에 약하기 때문에, 상기 EL 층 및 음극은 포토리소그래피법을 사용하지 않고 각각의 컬러에 대해 독립적으로 형성되어야 한다. 따라서, 상기 금속 마스크를 사용하여 원하는 화소를 제외한 화소들을 보이지 않게 숨기고 상기 원하는 화소에 대해 EL 층을 선택적으로 형성하는 바람직하다.
이를 보다 상세히 설명하면, 적색에 대응하는 화소를 제외한 모든 화소를 숨기기 위해 처음으로 마스크가 설정되고, EL 층 및 적색 발광의 음극은 상기 마스크에 의해 선택적으로 형성된다. 그런 다음, 녹색에 대응하는 화소를 제외한 모든 화소를 숨기기 위해 또 다른 마스크가 설정되고, EL 층 및 녹색 발광의 음극이 상기 마스크에 의해 선택적으로 형성된다. 그 다음으로, 전술한 바와 같이, 청색에 대응하는 화소를 제외한 모든 화소를 숨기기 위해 또 다른 마스크가 설정되고, EL 층 및 청색 발광의 음극이 상기 마스크에 의해 선택적으로 형성된다. 이 경우, 각각의 칼라를 위해 서로 다른 마스크가 사용된다. 그 대신, 동일한 마스크가 상기 각 칼라를 위해 사용될 수도 있다. 상기 EL 층 및 음극이 모든 화소를 위해 형성될 때까지 진공 상태를 파손하지 않고 공정이 수행되는 것이 바람직하다.
상기 EL 층(558)을 위해 공지의 물질이 사용될 수 있다. 구동 전압을 고려하여 상기 EL 층으로서 유기 물질이 바람직하다. 예컨대, 상기 EL 층은 정공 주입층, 정공 이동층, 발광층, 및 전자 주입층으로 구성된 4중층 구조로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 비록 다른 공지의 물질이 될수 있지만, 상기 EL 소자(203)의 음극으로서 MgAg 전극을 사용하여 형성된다.
보호 전극(560)으로서, 알루미늄을 주 성분으로 함유하는 상기 도전층이 사용될 수 있다. 상기 보호 전극(560)은, 상기 EL 층 및 상기 음극을 형성할 때 또 다른 마스크로 진공 증착 방법을 사용하여 형성된다. 또한, 상기 보호 전극은 상기 EL 층 및 상기 음극을 형성한 후, 공기 노출없이 연속적으로 형성된다.
마지막으로, 질화 실리콘막으로 형성된 제 2 패시베이션막(561)이 300㎚의 두께로 형성된다. 실제로는, 보호 전극(560)은 상기 보호 EL 층을 물로 부터 보호하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 제 2 패시베이션막(561)을 형성함으로써 EL 소자(203)의 신뢰도가 향상될 수 있다.
도 16(C)에 도시된 바와 같이 구성된 액티브 매트릭스형 EL 표시장치가 완성된다. 상기 EL 표시장치는 스위칭용 TFT(201), EL 구동용 TFT(202), 전원 제어용 TFT(203), 구동회로 n채널형 TFT(204) 및 구동회로 p채널형 TFT(205)로 구성된다.
실제로, 상기 EL 표시장치는, 도 16(C)에 도시된 바와 같이 완성된 구조를 완성한 후, 공기에 노출되지 않도록 하기 위해, 고도로 밀폐된 보호막(적층막, 자외선 경화 수지막등등) 또는 세라믹 밀봉재와 같은 하우징 물질에 의해 포장(밀봉)하는 것이 바람직하다.
〔실시예 11〕
본 실시예에서는, 도 1에 도시된 소스 신호측 구동회로의 상세한 구조가 설명된다. 본 실시예에서 사용되는 소스 신호측 구동회로의 회로도의 한 예가 도 21에 도시된다.
시프트 레지스터(801), 래치(A)(802), 및 래치(B)(803)이 도면에 도시된 것처럼 배치된다. 상기 래치(A)(802) 및 상기 래치(B)(803)의 1 군은 실시예 1에서 네개의 소스 신호선 SLine_1-SLine_4에 대응한다. 또한, 상기 신호 전압의 크기 폭을 변경시키기 위한 레벨 시프터가 본 실시예에서는 형성되지 않지만, 설계자에 의해 적절히 형성될 수도 있다.
클록 신호 CK, CK의 극성이 반전되는 클록 신호 CKb, 시작 펄스 SP, 및 구동 방향 전환 신호 SL/R은 도면에 도시된 배선들에 의해 상기 시프트 레지스터(801)에 각각 입력된다. 또한, 외부에서 입력된 디지털 데이터 신호 VD는 도면에 도시된 배선들에 의해 상기 래치(A)(802)에 입력된다. 래치 신호 S_LAT 및 상기 래치 신호 S_LAT의 극성이 반전되는 신호 S_LATb는 도면에 도시된 배선들에 의해 상기 래치(B)(803)에 입력된다.
상기 래치(A)(802)의 상세한 구조와 관련하여, 상시 소스 신호선 SLine_a에 대응하는 디지털 데이터 신호를 저장하는 상기 래치(A)(802)의 일부 요소(804)의 예가 설명된다. 상기 래치(A)(802)의 일부 요소(804)는 두개의 클록킹 인버터 및 두개의 상기 래치(A)(802)의 일부 요소(804)에 대한 평면도가 도 22에 도시된다. 부호 831a, 831b는 각각 상기 래치(A)(802)의 일부 요소(804)의 한쪽 인버터를 형성하는 TFT의 활성층을 나타내고, 부호 836은 한쪽 인버터를 형성하는 TFT의 공통 게이트 전극를 나타낸다. 또한, 부호 832a, 832b는 상기 래치(A)(802)의 일부 요소(804)의 한쪽 인버터를 형성하는 또 다른 TFT의 활성층을 나타내고, 부호 837a, 837b는 상기 활성층(832a,832b)상에 형성된 게이트 전극을 나타낸다. 상기 게이트 전극(837a,837b)은 상호 전기적으로 연결된다.
부호 833a, 833b는 각각 상기 래치(A)(802)의 일부 요소(804)의 한쪽 클록킹 인버터를 형성하는 TFT의 활성층을 나타낸다. 게이트 전극(838a,838b)은 이중 게이트 구조가 되는 상기 활성층(833a)상에 형성된다. 또한, 게이트 전극(838b,839)은 이중 게이트 구조가 되는 상기 활성층(833b)상에 형성된다.
부호 834a, 834b는 각각 상기 래치(A)(802)의 일부 요소(804)의 또 다른 클록킹 인버터를 형성하는 TFT의 활성층을 나타낸다. 게이트 전극(839,840)은 이중 게이트 구조가 되는 상기 활성층(834a)상에 형성된다. 또한, 게이트 전극(840,841)은 이중 게이트 구조가 되는 상기 활성층(834b)상에 형성된다.
[실시예 12]
본 발명을 수행함으로써 형성된 상기 EL 표시장치(EL 모드)는 그 자체 발광 특성으로 인해, 액정 표시 장치에 비해 밝은 곳에서의 시감도(visibility)가 우수하다. 따라서, 본 발명은 다이렉트-뷰 타입의 EL 표시장치(direct-view type EL display)(EL 모듈을 구비한 표시를 의미함)의 표시부로서 사용될 수 있다.
또한, 상기 EL 표시장치로는, 퍼스널 컴퓨터용 모니터, TV 방송 수신용의 모니터, 광고 표시용 모니터등을 들 수 있다.
본 발명은 전술한 EL 표시장치를 비롯하여, 표시부를 구성 요소로 구비하는 모든 전자 장치에 적용될 수 있다.
이러한 전자 장치로는, EL 표시장치, 비디오 카메라, 디지털 카메라, 헤드 장착형 표시장치, 차량 네비게이션 시스템, 퍼스널 컴퓨터, 휴대형 정보 단말기(이동형 컴퓨터, 휴대형 전화기, 또는 전자 책등등), 및 기록매체를 포함하는 영상 재생 장치(특히, 컴팩트 디스크(CD), 레이저 디스크(LD), 또는 디지털 비디오 디스크(DVD)와 같은, 기록매체를 재생할 수 있고 재생된 영상을 표시할 수 있는 표시를 포함하는 장치)를 들 수 있다. 상기 전자 장치의 예로는 도 17A 내지 도 17E에 도시된다.
도 17(A)에는 주본체(2001), 케이스(2002), 표시부(2003), 및 키보드(2004)를 포함하는 퍼스널 컴퓨터가 예시되어 있다. 본 발명의 EL 표시장치는 상기 표시부(2003)에 사용될 수 있다.
도 17(B)에는 주본체(2101), 표시부(2102), 음성 입력부(2103), 동작 스위치(2104), 밧데리(2105), 및 영상 수신부(2106)를 포함하는 비디오 카메라가 예시되어 있다. 본 발명의 EL 표시장치는 상기 표시부(2102)에 사용될 수 있다.
도 17(C)에는 주본체(2301), 신호 케이블(2302), 헤드 장착형 밴드(2203), 표시 모니터(2304), 광학계(2305), 및 표시장치(2306)를 포함하는 헤드장착형 EL 표시의 일부가 예시되어 있다. 본 발명의 EL 표시장치는 상기 표시장치(2306)에 사용될 수 있다.
도 17(D)에는 주본체(2401), 기록매체(2402)(CD, LD, DVD 등등), 동작 스위치(2403), 표시부(a)(2404), 및 표시부(b)(2405)를 포함하는 기록매체의 영상재생 장치(특히, DVD 재생 플레이어장치)가 예시되어 있다. 상기 표시부(a)(2404)는 주로 영상정보를 표시하는데 사용되고, 반면에 상기 표시부(b)(2405)는 주로 문자정보를 표시하는데 사용된다. 본 발명의 EL 표시장치는 상기한 표시부(a)(2404) 및 (b)(2405)에 사용될 수 있다. 본 발명은 기록 매체를 구비한 영상 재생기로서 CD 플레이어 또는 게임기에 적용될 수 있다.
도 17(E)에는 주본체(2501), 카메라부(2502), 영상 수신부(2503), 동작 스위치(2504), 및 표시부(2505)를 포함하는 휴대형(이동) 컴퓨터가 예시되어 있다. 본 발명의 EL 표시장치는 상기 휴대형(이동) 컴퓨터의 상기 표시부(2505)에 사용될 수 있다.
만약, 상기 EL 물질의 발광 휘도가 미래에 향상된다면, 본 발명은 전방 또는 후방 타입의 프로젝터(projector)에 적용될 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 광범위한 응용분야를 가지며, 모든 분야의 전자 장치에 적용될 수 있다. 본 실시예의 전자 장치는 실시예 1 내지 실시예 11의 자유로운 결합으로 부터 파생된 구조를 사용하여 실현될 수 있다.
본 발명의 상기 구조에 따르면, 전원 제어용 TFT의 게이트 전극에 연결된 외부 스위치를 통해 EL 구동 전압을 제어할 수 있고, EL 구동 전압을 제어하기 위해, 대향 전극에 연결된 종래의 대형 전원 외부 스위치를 제거할 수 있게 된다. 따라서, 상기 대향 전극에 연결된 종래의 대형 전원 외부 스위치에 의해 야기되는 EL 구동회로의 전류값의 한계를 제거할 수 있고, 상기 대향 전극에 연결된 종래의 대형 전원 외부 스위치로 인한 주파수 특성의 저하 및 계조 수의 감소를 방지할 수 있게 된다.
상기 전원 제어용 TFT는 상기 스위칭용 TFT 및 상기 EL 구동용 TFT와 동시에 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 광범위한 응용분야를 가지며, 모든 분야의 전자 장치에 적용될 수 있다. 본 발명의 상기 구조에 따르면, 전원 제어용 TFT의 게이트 전극에 연결된 외부 스위치를 통해 EL 구동 전압을 제어할 수 있고, EL 구동 전압을 제어하기 위해, 대향 전극에 연결된 종래의 대형 전원 외부 스위치를 제거할 수 있게 된다. 따라서, 상기 대향 전극에 연결된 종래의 대형 전원 외부 스위치에 의해 야기되는 EL 구동회로의 전류값의 한계를 제거할 수 있고, 상기 대향 전극에 연결된 종래의 대형 전원 외부 스위치로 인한 주파수 특성의 저하 및 계조 수의 감소를 방지할 수 있게 된다.

Claims (33)

  1. 다수의 소스 신호선과;
    다수의 게이트 신호선과;
    다수의 전원 공급선과;
    다수의 전원 제어선; 및
    다수의 화소를 포함하는 전기 장치로서,
    상기 다수의 각 화소는 스위칭용 박막 트랜지스터와,
    EL 구동용 박막 트랜지스터와,
    전원 제어용 박막 트랜지스터와, 및
    EL 소자를 구비하며,
    상기 전원 제어용 박막 트랜지스터는 상기 EL 소자의 음극과 양극간의 전위차를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  2. 다수의 소스 신호선과;
    다수의 게이트 신호선과;
    다수의 전원 공급선과;
    다수의 전원 제어선; 및
    다수의 화소를 포함하는 전기 장치로서,
    상기 다수의 각 화소는 스위칭용 박막 트랜지스터와,
    EL 구동용 박막 트랜지스터와,
    전원 제어용 박막 트랜지스터와, 및
    EL 소자를 구비하며,
    1 프레임 기간중 상기 EL 소자가 광을 방사하는 주기로서 정의되는 발광 주기는 디지털 데이터 신호에 의해 제어되고, 상기 전원 제어용 박막 트랜지스터는 상기 EL 소자의 음극과 양극간의 전위차를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  3. 다수의 소스 신호선과;
    다수의 게이트 신호선과;
    다수의 전원 공급선과;
    다수의 전원 제어선; 및
    다수의 화소를 포함하는 전기 장치로서,
    상기 다수의 각 화소는 스위칭용 박막 트랜지스터와,
    EL 구동용 박막 트랜지스터와,
    전원 제어용 박막 트랜지스터와, 및
    EL 소자를 구비하며,
    1 프레임 기간은 n개의 서브프레임 기간 SF1, SF2,...,SFn을 포함하고, 상기 n개의 서브프레임 기간은 기입 기간 Ta1,Ta2,...,Tan및 표시 기간 Ts1,Ts2,...,Tsn를 포함하고, 디지털 데이터 신호들이 상기 기입 기간 Ta1,Ta2,...,Tan에서 상기 다수의 모든 화소에 입력되고, 다수의 EL 소자들이 상기 표시 기간 Ts1,Ts2,...,Tsn에서 광을 방사하는지의 여부가 상기 디지털 데이터 신호들에 의해 선택되고, 상기 기입 기간 Ta1,Ta2,...,Tan의 길이는 모든 동일하고, 상기 표시 기간 Ts1,Ts2,...,Tsn의 길이의 비는 20:2-1:...:2-(n-1)로 표현되고, 상기 전원 제어용 박막 트랜지스터는 상기 EL 소자의 음극과 양극간의 전위차를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭용 박막 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 다수의 소스 신호선중 하나에 연결되고, 나머지 다른 하나는 상기 EL 구동용 박막 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되고,
    상기 EL 구동용 박막 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 다수의 전원 공급선중 하나에 연결되고, 나머지 다른 하나는 상기 전원 제어용 박막 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역중 하나에 연결되고,
    상기 전원 제어용 박막 트랜지스터의 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역중 나머지 다른 하나는 상기 EL 소자의 음극과 양극중 하나에 연결되며;
    상기 전원 제어용 박막 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 다수의 전원 제어선중 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭용 박막 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 다수의 소스 신호선중 하나에 연결되고, 나머지 다른 하나는 상기 EL 구동용 박막 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되고,
    상기 EL 구동용 박막 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 전원 제어용 박막 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역중 하나에 연결되고, 나머지 다른 하나는 상기 EL 소자의 음극과 양극중 하나에 연결되고,
    상기 전원 제어용 박막 트랜지스터의 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역중 나머지 다른 하나는 상기 다수의 전원 공급선중 하나에 연결되며,
    상기 전원 제어용 박막 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 다수의 전원 제어선중 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 EL 구동용 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 다수의 전원 공급선중 하나사이에 커패시터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 각 EL 소자는 상기 양극과 상기 음극사이에 EL 층을 구비하고, 상기 EL 층은 저 분자 유기 물질과 중합 유기 물질로 이루어진 그룹으로 부터 선택된 유기 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 저 분자 유기 물질은 Alq3(3-8-퀴놀리놀레이트 알루미늄 복합물) 또는 TPD(트리페닐아민 유도체)로 이루어진 그룹으로 부터 선택된 유기 물질인 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 중합 유기 물질은 PPV(폴리페닐렌 비닐렌), PVK(폴리비닐 카바졸), 또는 폴리카보네이트로 이루어진 그룹으로 부터 선택된 유기 물질인 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 1 프레임 기간은 1/60 초 정도인 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  11. 제 1 항에 따른 전기 장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터.
  12. 제 1 항에 따른 전기 장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라.
  13. 제 1 항에 따른 전기 장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 DVD 플레이어.
  14. 제 2 항에 있어서, 상기 스위칭용 박막 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 다수의 소스 신호선중 하나에 연결되고, 나머지 다른 하나는 상기 EL 구동용 박막 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되고,
    상기 EL 구동용 박막 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 다수의 전원 공급선중 하나에 연결되고, 나머지 다른 하나는 상기 전원 제어용 박막 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역중 하나에 연결되고,
    상기 전원 제어용 박막 트랜지스터의 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역중 나머지 다른 하나는 상기 EL 소자의 음극과 양극중 하나에 연결되며;
    상기 전원 제어용 박막 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 다수의 전원 제어선중 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  15. 제 2 항에 있어서, 상기 스위칭용 박막 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 다수의 소스 신호선중 하나에 연결되고, 나머지 다른 하나는 상기 EL 구동용 박막 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되고,
    상기 EL 구동용 박막 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 전원 제어용 박막 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역중 하나에 연결되고, 나머지 다른 하나는 상기 EL 소자의 음극과 양극중 하나에 연결되고,
    상기 전원 제어용 박막 트랜지스터의 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역중 나머지 다른 하나는 상기 다수의 전원 공급선중 하나에 연결되며,
    상기 전원 제어용 박막 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 다수의 전원 제어선중 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  16. 제 2 항에 있어서, 상기 EL 구동용 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 다수의 전원 공급선중 하나사이에 커패시터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  17. 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 각 EL 소자는 상기 양극과 상기 음극사이에 EL 층을 구비하고, 상기 EL 층은 저 분자 유기 물질과 중합 유기 물질로 이루어진 그룹으로 부터 선택된 유기 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 저 분자 유기 물질은 Alq3(3-8-퀴놀리놀레이트 알루미늄 복합물) 또는 TPD(트리페닐아민 유도체)로 이루어진 그룹으로 부터 선택된 유기 물질인 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 중합 유기 물질은 PPV(폴리페닐렌 비닐렌), PVK(폴리비닐 카바졸), 또는 폴리카보네이트로 이루어진 그룹으로 부터 선택된 유기 물질인 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  20. 제 2 항에 있어서, 상기 1 프레임 기간은 1/60 초 정도인 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  21. 제 2 항에 따른 전기 장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터.
  22. 제 2 항에 따른 전기 장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라.
  23. 제 2 항에 따른 전기 장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 DVD 플레이어.
  24. 제 3 항에 있어서, 상기 스위칭용 박막 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 다수의 소스 신호선중 하나에 연결되고, 나머지 다른 하나는 상기 EL 구동용 박막 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되고,
    상기 EL 구동용 박막 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 다수의 전원 공급선중 하나에 연결되고, 나머지 다른 하나는 상기 전원 제어용 박막 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역중 하나에 연결되고,
    상기 전원 제어용 박막 트랜지스터의 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역중 나머지 다른 하나는 상기 EL 소자의 음극과 양극중 하나에 연결되며;
    상기 전원 제어용 박막 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 다수의 전원 제어선중 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  25. 제 3 항에 있어서, 상기 스위칭용 박막 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 다수의 소스 신호선중 하나에 연결되고, 나머지 다른 하나는 상기 EL 구동용 박막 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되고,
    상기 EL 구동용 박막 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역중 하나는 상기 전원 제어용 박막 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역중 하나에 연결되고, 나머지 다른 하나는 상기 EL 소자의 음극과 양극중 하나에 연결되고,
    상기 전원 제어용 박막 트랜지스터의 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역중 나머지 다른 하나는 상기 다수의 전원 공급선중 하나에 연결되며,
    상기 전원 제어용 박막 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 다수의 전원 제어선중 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  26. 제 3 항에 있어서, 상기 EL 구동용 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 다수의 전원 공급선중 하나사이에 커패시터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  27. 제 3 항에 있어서, 상기 다수의 각 EL 소자는 상기 양극과 상기 음극사이에 EL 층을 구비하고, 상기 EL 층은 저 분자 유기 물질과 중합 유기 물질로 이루어진 그룹으로 부터 선택된 유기 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 저 분자 유기 물질은 Alq3(3-8-퀴놀리놀레이트 알루미늄 복합물) 또는 TPD(트리페닐아민 유도체)로 이루어진 그룹으로 부터 선택된 유기 물질인 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  29. 제 27 항에 있어서, 상기 중합 유기 물질은 PPV(폴리페닐렌 비닐렌), PVK(폴리비닐 카바졸), 또는 폴리카보네이트로 이루어진 그룹으로 부터 선택된 유기 물질인 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  30. 제 3 항에 있어서, 상기 1 프레임 기간은 1/60 초 정도인 것을 특징으로 하는 전기 장치.
  31. 제 3 항에 따른 전기 장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터.
  32. 제 3 항에 따른 전기 장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라.
  33. 제 3 항에 따른 전기 장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 DVD 플레이어.
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