KR20020077137A - 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기 발광소자를 이용한 표시장치에서 개구율을 향상함과 동시에 선결함 등의 표시불량을 방지하며 고품질의 표시를 가능하게 하는 것에 관한 것이다.
본 발명에서는 주사선 (8(n + 1))로 선택되는 제 1 트랜지스터(21)의 출력에 한 단부를 접속하고 전단계의 게이트(8(n))에 다른 단부를 접속한 콘덴서(23)와, 제 1 트랜지스터(21)의 턴오프로 턴온하는 제 2 트랜지스터(22)를 통해 데이터선(7)(m +1)에서 공급되어 콘덴서(23)에 보지된 데이터 신호에 따른 전류를 유기 발광소자(24)로 흘리도록 구성하는 표시장치가 제시된다.

Description

표시장치{Display Module}
본 발명은 액티브 매트릭스형 표시장치에 관한 것으로 특히 유기 반도체막 등의 발광층에 전류를 흘려서 발광시키는 EL(일렉트로 루미네선스, 전자발광)소자 또는 LED(발광 다이오드)소자 등의 발광소자로 구성된 화소와 이 화소의 발광동작을 제어하는 화소회로를 구비하는 표시장치에 관한 것이다.
최근, 고도 정보화 사회의 도래와 함께 퍼스널 컴퓨터, 카 내비게이션, 휴대 정보 단말기기, 정보 통신 기기 또는 이들의 복합제품 수요가 증대하고 있다. 이들 제품의 표시수단에는 박형, 경량, 저소비전력의 디스플레이 디바이스가 적합하고액정표시장치 또는 자발광형 EL소자 또는 LED 등의 전기광학소자를 이용한 표시장치가 이용되고 있다.
후자인 자발광형 전기광학소자를 이용한 표시장치는 시각적 인식이 편리하고, 시각이 넓으며, 고속 응답으로 동화 표시에 적합한 것 등의 특징이 있어 영상 표시에는 최적이라고 생각한다. 특히, 최근의 유기물을 발광층으로 하는 유기 EL소자(유기 LED소자라고 한다. : 이하, OLED라고 약칭하는 경우도 있다.)를 이용한 디스플레이는 발광효율의 급속한 향상과 영상통신을 가능하게 하는 네트워크 기술의 진전과 함께 OLED 디스플레이에 대한 기대가 높다. OLED는 유기발광층을 2장의 전극으로 감싸는 다이오드 구조를 갖는다.
이러한 OLED 소자를 이용하여 구성한 OLED 디스플레이(표시장치)에서 전력 효율을 높이기 위해서는, 후술하는 것과 같이, 박막 트랜지스터(이하, TFT라고도 한다.)를 화소의 스위칭 소자로 한 액티브 매트릭스구동이 유효하다. OLED 디스플레이를 액티브 매트릭스구조로 구동하는 기술로는 일본 특허공개 평4-328791호 공보, 일본 특허공개 평8-241048호 공보, 또는 미국 특허 제 5550066호 명세서 등에 기재되어 있고, 또 구동전압 관계에 관해서는 국제 특허 공보 WO98/36407호 등에 개시되어 있다.
OLED 디스플레이의 전형적인 화소구조는 제 1과 제 2 액티브소자인 두개의 박막 트랜지스터(TFT)(제 1의 TFT는 스위칭 트랜지스터, 제 2의 TFT는 드라이버 트랜지스터)와 하나의 콘덴서(축적용량 : 데이터신호 보지소자)로 구성되는 화소구동회로(이하, 화소회로라고도 한다.)로 이루어지고, 이 화소회로로 OLED의 발광휘도를 제어한다. 화소는 데이터신호(또는 화상신호)가 공급되는 M개의 데이터선과, 주행 신호가 공급되는 N개의 주사선(이하 게이트선이라고도 한다.)을 N행 ×M열의 매트릭스로 배열한 각 교차부에 배치한다.
화소구동에는 N행의 게이트선에 순차 주사신호(게이트 신호)를 공급하여 스위칭 트랜지스터를 도통 상태로(턴온) 한 뒤, 1 프레임 기간(Tf) 내에 수직방향 주사를 1회 마치고 다시 최초(1행째) 게이트선에 턴온전압을 공급한다.
이 구동 스킴에서는 1개의 게이트선에 턴온 전압이 공급되는 시간은 Tf/N 이하가 된다. 일반적으로 1 프레임 기간(Tf)의 수치로는 1/60초 정도가 이용된다. 한 게이트선에 턴온 전압이 공급되고 있는 동안 그 데이터선에 접속된 스위칭 트랜지스터는 모두 도통 상태(온 상태)가 되고, 그와 동시에 M열의 데이터선에 동시에 또는 순차적으로 데이터 전압(화상전압)이 공급된다. 이것은 액티브 매트릭스 액정장치에서 일반적으로 이용되고 있는 것이다.
데이터전압은 게이트선에 턴온 전압이 공급되고 있는 동안 축적용량(콘덴서)에 축적되고(보지되고), 1 프레임 기간은 거의 그 수치로 보존된다. 축적용량의 전압치는 드라이버 트랜지스터의 게이트전압을 규정한다. 따라서, 드라이버 트랜지스터를 흐르는 전류치가 제어되어 OLED 발광이 제어된다. OLED에 전압이 인가되고, 그 발광이 시작되기까지의 응답시간은 통상 1㎲ 이하이고 움직임이 빠른 화상(동화상)에도 적용될 수 있다.
그런데, 액티브 매트릭스 구동에서는 1 프레임 기간동안 발광이 이루어지므로써 고효율을 실현하고 있다. TFT를 설치하지 않고, OLED 다이오드 전극을 각각주사선, 데이터선에 직결하여 구동하는 단순 매트릭스 구동과 비교하면 그 차이는 명확하다.
단순 매트릭스 구동에서는 주사선이 선택되어 있는 기간에만 OLED에 전류가 흐르므로 그 짧은 기간의 발광만으로 1 프레임 기간의 발광과 동등한 휘도를 얻기 위해서는 액티브 매트릭스구동에 비해 대략 주사선 수배의 발광휘도를 필요로 한다. 거기에는 필연적으로 구동전압, 구동전류를 크게 해야 하고, 발열 등 소비전력 손실이 커져서 전력 효율이 저하된다.
이렇게 액티브 매트릭스 구동은 단순 매트릭스 구동에 비해 소비전력 저감의 관점에서 우위라고 생각한다.
OLED의 액티브 매트릭스 구동에서는 1 프레임 기간동안 표시를 보지하기 위한 콘덴서로 전류를 공급하기 위해, 해당 콘덴서의 한쪽 전극을 스위칭 트랜지스터의 출력단자에 접속하고, 다른 쪽 전극을 콘덴서용 공통전위선에 접속하거나 OLED로 전류를 공급하는 전류공급선에 접속하고 있다.
도 8은 OLED를 이용한 종래 표시장치의 1 구성예를 모식적으로 설명하는 블럭도, 도 9는 도 8에서의 화소구성 설명도이다. 이 표시장치(화상 표시장치)(1)은 유리 등의 절연재로 이루어지는 기판(6)상에 복수의 데이터선(7)과 복수의 주사선 즉 게이트선(8)의 매트릭스 배열로 형성된 표시부(2)(도중, 점선으로 둘러싼 내부) 주위에 데이터구동회로(3), 주사구동회로(4), 전류공급회로(5)를 배치하여 구성되어 있다.
데이터구동회로(3)은 N채널형과 P채널형의 박막 트랜지스터(TFT)에 의한 상호 보완형 회로 또는 N채널이나 P채널만의 단순채널형 박막 트랜지스터(TFT)로 구성되는 시프트 레지스터 회로, 레벨 시프터 회로, 아날로그 스위치 회로 등으로 이루어진다. 또, 전류공급회로(5)는 버스 라인으로만 하여 외부전원으로부터 공급되도록 구성할 수도 있다.
도 8은 표시부(2)에 콘덴서용 공통전위선(9)를 설치한 방식이고, 콘덴서의 상기 타 단부 전극은 이 공통전위선(10)에 접속된다. 공통전위선(10)은 공통 전위공급 버스라인(9A)의 단자(11)로부터 외부 공통 전위원(源)으로 배출되고 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 화소(20)은 데이터선(7)과 게이트선(8)로 둘러싸인 영역에 배치된 스위칭 트랜지스터인 TFT(21), 드라이버 트랜지스터인 TFT(22), 콘덴서(23) 및 OLED(24)로 구성된다. TFT(21)의 게이트는 게이트선(8)에, 드레인은 데이터선(7)에 접속되어 있다. TFT(22)의 게이트는 TFT(21)의 소스에 접속되고, 이 접속점에 콘덴서(23)의 한 쪽 전극(+극)이 접속되어 있다.
TFT(22)의 드레인은 전류공급선(10)에 소스는 OLED(24)의 양극에 접속된다. 그리고, 콘덴서(23)의 타 단부(-극)은 공통전위선(9)에 접속되어 있다. 데이터선(7)은 데이터구동회로(3)으로 구동되고 주사선(게이트선)(8)은 주사 구동회로(4)로 구동된다. 또, 전류공급선(10)은 전류공급 버스라인(10A)를 통해 도 1의 전류공급회로(5)에 접속되고 있다.
도 9에서 하나의 화소(20)가 주사선(8)에서 선택되고 TFT(21)가 턴온하면 데이터선(7)에서 공급되는 화상신호가 콘덴서(23)에 축적된다. 그리고 TFT(21)가 턴온한 시점에서 TFT(22)가 턴온하고, 전류공급선(10)으로부터 전류가 OLED(24)로 흘러 거의 1 프레임 기간동안 이 전류가 지속된다. 이 때 흐르는 전류는 콘덴서(23)에 축적되어 있는 신호전하로 규정된다. 콘덴서(23)의 동작 레벨은 공통전위선(9)의 전위로 규정된다. 이에 의해 화소의 발광이 제어된다.
이 방식으로는 화소 영역 일부를 관통하여 공통전위선(9)를 설치할 필요가 있으므로 이른바 개구율 저하를 초래하고, 표시장치의 전체적인 밝기 향상을 억제해 버린다.
도 10은 OLED를 이용한 종래 표시장치의 다른 구성예를 모식적으로 설명하는 도 9와 동일한 블럭도이다. 이 예에서는 각 화소를 구성하는 TFT(21,22) 및 콘덴서(23)의 기본 배열은 도 9와 동일하지만, 콘덴서(23)의 타 단부를 전류공급선(10)에 접속한 점이 다르다.
즉, 하나의 화소(20)가 주사선(8)에서 선택되어 TFT(21)가 턴온하면 데이터선(7)에서 공급되는 화상신호가 콘덴서(23)에 축적되고 TFT(21)가 턴오프한 시점에서 TFT(22)가 턴온했을 때, 전류공급선(10)으로부터 전류가 OLED(24)로 흘러 도 9와 동일하게 거의 1 프레임 기간(또는 1 필드 기간)동안 이 전류가 지속된다. 이 때 흐르는 전류는 콘덴서(23)에 축적되어 있는 신호전하로 규정된다. 콘덴서(23)의 동작레벨은 전류공급선(10)의 전위로 규정된다. 이에 의해 화소의 발광이 제어된다.
이 구성예에서는 콘덴서(23)에 연결된 전류공급선이 고전압 측에 위치하고 있으므로 콘덴서(23)의 전극간이 단락하면 대전류가 흐르고, 본래는 점결함으로 끝날 것이 종횡의 선결함으로까지 피해가 확대될 우려가 있다.
본 발명의 목적은 개구율을 향상시키면서 선결함 등의 표시 불량을 방지하여 고품질의 표시를 가능하게 함과 동시에 제조공정의 증대를 회피한 OLED 등의 전기 광학소자를 이용한 표시장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 복수의 주사선과 상기 복수의 주사선에 교차하는 복수의 데이터선으로 매트릭스상으로 형성하여 액티브 매트릭스형 표시장치를 구성하고 상기 각 주사선과 각 데이터선의 교차부마다 화소를 갖고 상기 화소에 표시를 위한 전류를 공급하는 전류공급선을 구비함과 동시에 상기 화소를 상기 주사선에서 선택되는 액티브소자와, 이 액티브소자의 턴온으로 상기 데이터선에서 공급되는 데이터신호를 보지하는 데이터 보지소자 및 상기 데이터 보지소자로 보지된 데이터신호에 따라 상기 전류공급선에서 공급되는 전류로 발광하는 발광소자로 구성하여 이루어지고,
상기 발광소자를 소정의 기간에 걸쳐 구동하기 위한 상기 데이터 보지소자의 기준전위를 해당 화소가 선택되기 직전의 주사선 전위로 한 점을 특징으로 하는 것이다.
이 구성으로 하므로써 개구율이 향상되고 고품질의 표시가 가능하게 됨과 동시에 제조공정 수의 증대를 회피할 수 있으며 저비용이 가능하다. 본 발명에 의해 구체적인 구성예를 기술하면 이하와 같다. 즉,
(1) 복수의 주사선과, 상기 복수의 주사선에 교차하는 복수의 데이터선으로 매트릭스상으로 형성되고 상기 각 주사선과 각 데이터선의 교차부마다 화소를 가지면서 상기 화소에 표시를 위한 전류를 공급하는 전류공급선을 구비하며,
상기화소는 제 1 액티브소자와 제 2 액피브소나 및 데이터 신호 보지소자를 갖는 화소회로와, 상기 화소회로의 출력신호에서 화소의 점등과 비점등이 제어되는 화소전극 및 대향전극을 갖고,
상기 제 1 액티브소자의 출력단자는 상기 제 2 액티브소자의 입력단자에 접속되고 상기 데이터 신호 보지소자는 상기 제 1 액티브소자의 출력단자와상기 제 2 액티브소자의 입력단자의 접속부에 한쪽 단자가 접속되며,
상기 제 1 액티부 소자는 상기 주사선에서 공급되는 주사신호로 도통상태와 비도통상태로 스위칭 구동되고 도통상태에서는 상기 데이터선에서 공급되는 데이터 신호를 상기 데이터 신호 보지소자에 보지하고,
상기 제 2 액티브소자는 상기 제 1 액티브소자의 비도통 상태에서는 상기 데이터신호 보지소자에 보지된 데이터 신호에 따른 전류를 상기 전류공급선에서 상기 화소전극으로 공급하며,
상기 데이터신호 보지소자의 다른 쪽 단자를 상기 제 1 액티브소자를 스위칭 구동하는 상기 주사선에 대해 직전에 주사되는 화소회로의 주사신호가 공급되는 주사선에 접속했다.
(2) (1)에서의 상기 전류공급선을 상기 데이터선에 평행방향으로 형성했다.
(3) (1) 또는 (2)의 상기 제 1 액티브소자 및 상기 제 2 액티브소자를 박막 트랜지스터로 하고 상기 데이터 신호 보지소자를 콘덴서로 했다.
(4) (1)∼(3) 중 어느 하나에 있어서 상기 복수의 주사선에 주사신호를 공급하는 주사구동회로, 상기 복수의 데이터 선에 데이터신호를 공급하는 데이터 구동회로, 상기 전류공급선에 전류를 공급하는 전류 공급회로를 상기 주사선과 상기 데이터선 및 상기 전류공급선이 형성되는 기판상에 형성했다.
(5) (1)∼(4) 중 어느 하나에 있어서 상기 화소를 구성하는 상기 화소전극과 상기 대향전극간에 발광층을 갖는 것으로 했다.
(6) (5)에 있어서 상기 발광층을 유기발광층으로 했다.
또한, 본 발명은 상기 구성 및 후술하는 실시예의 구성에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능한 것은 말 할 필요도 없다.
도 1 은 본 발명에 의한 표시장치의 1 실시예 구성을 모식적으로 설명하는 블럭도이다.
도 2 는 도 1에서의 1 화소 구성을 더욱 상세하게 설명하는 회로도이다.
도 3 은 본 발명에 의한 표시장치의 1 구체예를 설명하는 1 화소근방 평면도이다.
도 4 는 본 발명에 의한 표시장치의 다른 구체예를 설명하는 1 화소 근방의 평면도이다.
도 5 는 도 3에 도시한 구성의 표시장치의 각 구성층 형성순서를 도시하는 구조 설명도이다.
도 6 은 도 3에 도시한 구성의 표시장치의 각 구성층 형성순서를 도시한 도 5에 이은 구조 설명도이다.
도 7 은 도 3에 도시한 구성의 표시장치의 각 구성층의 형성순서를 도시한 도 6에 이은 구조 설명도이다.
도 8 은 유기 발광소자를 이용한 종래 표시장치의 1 구성예를 모식적으로 설명하는 블럭도이다.
도 9 는 도 8에서의 화소 구성 설명도이다.
도 10 은 유기 발광소자를 이용한 종래 표시장치의 다른 구성예를 모식적으로 설명한 도 9와 동일한 블럭도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
2 : 표시부 3 : 데이터구동회로
4 : 주사구동회로 5 : 전류공급회로
6: 기판 7 : 데이터선
8 : 주사선 9 : 공통전위선
10 : 전류공급선 20 : 화소
21, 22 : TFT 23 : 콘덴서
24 : 유기 발광소자
이하, 본 발명의 실시형태에 관해 실시예의 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도시하지는 않지만 이후 설명하는 각 화소에는 유기 발광층을 갖고 이 유기발광층은 전류치에 비례한 휘도이며 그 유기재료에 의존한 색(백색 포함)으로 발광시킨 것과 백색발광의 유기층에 적, 녹, 청등의 컬러필터를 조합하여 컬러표시를 하는 것 등이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 표시장치의 1 실시예의 구성을 모식적으로 설명하는 블럭도, 도 2는 도 1에서의 1 화소구성을 더욱 상세히 설명하느 회로도이다. 본 실시예의 개략구성은 상기 도 10과 동일하게 표시영역(2)에는 데이터선(7)과 주사선(8) 및 전류공급선(10)이 설치되어 있다. 도 중에, 주사선(8)로 주사선(8(n + 1))과 직전의 주사선(8(n)) 및 직전 주사선(8(n))의 전의 주사선(8(n - 1))이 도시되어 있다. 또, 데이터선(7)로서 데이터선(7(m + 1))과 (7(m)) 및 (7(m - 1))이 도시되어 있다.
여기서는 현재 주사되어 있는 (선택되어 있는) 주사선을 (8(n + 1))로 하여 설명한다. 주사선(8(n + 1))로 선택되어 있는 복수의 화소 중, 화소(20)에 주목한다. 액티브소자인 제 1 TFT(21)은 스위칭 트랜지스터, 제 2 TFT(22)는 드라이버 트랜지스터이다. 제 1 TFT(21)의 게이트는 주사선(8(n + 1))에 접속되고 그 드레인은 데이터선 (7(m + 1))에 소스는 제 2 TFT(22)의 게이트에 접속되어 있다.
제 2 TFT(22)의 드레인은 전류공급라인(10A)를 통해 전류가 공급되는 전류공급선(10)에 접속되어 있다. 그리고 그 소스는 OLED(24)의 양극에 접속되어 있다. 제 1 TFT(21)의 소스와 제 2 TFT(22)의 게이트 접속점에는 데이터신호 보지소자로서 콘덴서(23)의 한쪽 단자가 접속되고 다른 쪽 단자는 직전의 주사선(8(n))에 접속되어있다.
도 2에 도시한 1화소의 회로구성에서 제 1 TFT(21)의 소스와 제 2 TFT(22)의 게이트 접속점에 접속되는 콘덴서(23)의 한쪽 단자는 (+)극이고 주사선(8(n))에 접속되는 다른 쪽 단자는 (-)극이다. 또, OLED(24)는 양극(25)과 음극(26)간에 유기 발광층(미도시)을 끼운 구성으로 양극(25)는 제 2 TFT(22)의 소스전극에 접속하고 음극(26)은 화소를 구성하는 미도시의 음극측 전극에 접속하고 있다.
이 구성에서, 직전 주사선(8(n))에 접속하고 있는 각 화소는 표시를 위한 구동을 종료하고 있고, 1 프레임(또는 1필드)기간의 대부분은 그 TFT(제 1 TFT)가 오프상태에 있다. 즉, 이 주사선(8(n))의 전위는 소정 저전압 상태에 있다. 이 저전압 상태는 소정 전위로 고정되어 있고, 상기 1 프레임(또는 1필드)기간의 대부분의 기간동안 변동은 없다.
그 때문에 현재 주사되어 있는 주사선(8(n + 1))에 접속되어 있는 화소의 콘덴서(23)은 데이터선(7(m + 1))에서 기록된 데이터 신호가 안정적으로 보지되고, 전류공급선(10)에서 제 2 TFT(22)를 통해서 OLED(24)에 흐르는 전류는 각 콘덴서(23)에 보지된 데이터신호에 바르게 반영되는 것이 된다. 이 주사선(8(n + 1))에 접속되어 있는 모든 화소에 관해서도 동일하다.
본 실시예의 구성에 의해 데이터신호 보지소자인 콘덴서(23)의 전위가 안정적으로 보지되고 상기 도 10에서 설명한 종래의 표시장치에서 발생하는 OLED로의 유입 전류치에 의한 콘덴서의 기준전위 변동과는 무관하며 OLED의 발광량 변동이 없는 고품질의 표시가 가능해진다. 또 상기 도 8 또는 도 9에서 설명한 표시장치의 공통전위선을 필요로 하지 않으므로 화소의 개구율이 향상되고 또한 제조공정수의 증대를 회피할 수 있으며 비용을 낮출 수 있다.
다음으로 본 발명에 의한 표시장치의 구체적인 구조에 관해 설명한다.
데이터선에 공급하는 데이터신호(영상신호 등)은 아날로그량이든 시분할 디지털량이든 괜찮고 화소의 면적을 분할한 구성을 조합해도 괜찮다. 통상, 화소회로의 부분은 저온 폴리실리콘 TFT기술로 제작된다. 이 경우, 콘덴서를 구성하는 전극은 트랜지스터를 구성하는 채널부분과 게이트 부분의 층을 이용하는 것이 적합하다. 해당 채널부와 게이트부분은 얇은 절연층으로 격리되어 있고 필요한 용량치를 확보하기 위한 면적이 좁아도 괜찮다.
도 3과 도 4는 본 발명에 의한 표시장치의 구체예를 설명하는 1화소 근방의 평면도이다. 도 3 및 도 4 중, (7)은 데이터선, (8(n)) 및(8(n + 1))은 주사선, (10)은 전류공급선이다. 주사선(8(n)) 및 (8(n + 1))과 전류공급선(10)으로 둘러싸인 부분에 1화소가 구성된다. 1화소는 제 1 TFT(21)과 제 2 TFT(22), 콘덴서(23), 점선으로 도시한 OLED의 양극(25), 각 TFT와 콘덴서(23)에 데이터선(7)과 주사선(8(n)) 및 (8(n + 1))과 전류공급선(10)을 접속하기 위한 콘택트홀(27), 유기발광층을 수용하는 개구(28)이 도시되어 있다.
화소회로는 세로방향(수직방향)으로 배치된 영상신호 등을 공급하는 데이터선(7)과 같이 수직방향으로 배치된 OLED로의 전류공급선(10)과 도의 가로방향(수평방향)으로 배치된 게이트선(8(n)), (8(n + 1))으로 둘러싸여 있다. 제 1 TFT(21)인 스위칭 트랜지스터는 데이터선으로부터 데이터 신호를 화소회로의 콘덴서(23)에 기록하여 제어한다.
리크 전류에 의한 콘덴서(23)의 축적전하 감소를 저감하기 위해 제 1 TFT(21)에는 듀얼 게이트 구성을 이용한다. 제 2 TFT(22)인 드라이버 트랜지스터는 비교적 큰 게이트 길이이기 때문에 구부려서 배치된다. 콘덴서(23)는 화소의 개구부(28)에의 영향을 줄이기 위해 배선아래에 배치했다. 그리고 콘덴서(23)의 다른 쪽 극(다른 쪽 단자)를 직전에 주사되는 게이트선에 전기적으로 접속했다.
직전의 게이트선으로의 접속에는 콘덴서(23)의 두개의 전극(단자) 중 어느 한 쪽을 연결하는 가에 따라 2종류의 방법이 있다. 도 3은 하층 전극을 직전 게이트선에 접속한 것, 도 4는 상층 전극을 직전 게이트선에 접속한 것이다.
일반적으로 두개의 전극을 겹쳐서 콘덴서를 형성하는 데에는 어느 쪽 전극이든 도전성이어야 한다. 하층 전극은 트랜지스터 채널로 이용되는 층재료와 동일하고 전면에 도전성을 가지게 하기 위해서는 기본적으로는 이온 주입 등으로 전면에 도핑을 실시할 필요가 있다. 상층 전극은 금속 등의 도전성 재료가 통상 이용된다.
하층 전극의 전면에 대한 이온주입은 상층 전극을 형성하기 전에 이루어지지 않으면 안된다. 이것은 제조공정을 늘리는 것이 되므로 바람직하지 않다. 본 실시예에서는 하층 전극 전면에 도전성을 가지게 하기 위한 이온주입 공정을 없애기 위해 전극의 극성을 고려했다. 통상 n형 이온 도핑을 하는 쪽을 저압측으로 하고 p형 이온 도핑을 하는 쪽을 고압측으로 하면 전면에 이온 주입을 하지 않아도 캐리어의 이동이 일어나고 콘덴서로서 기능하는 것이 알려져 있다. 따라서 본 실시예에서는 전면에의 이온 주입은 하지 않고 상층 전극을 형성후에 이온 주입을 했다.
게이트선에 인가되는 전압은 통상 스위칭 트랜지스터인 제 1 TFT(21)이 n형 트랜지스터라면 대부분의 기간, 저전압의 오프 상태이고 데이터신호를 기록할 때에만 온 상태가 된다. 이 경우 하충 전극을 전단계(직전) 게이트선에 연결할 경우는 n형 이온주입을 하고 상층 전극을 해당 게이트선에 연결할 경우는 p형 이온주입을 하는 것이 바람직하다.
도 3의 구성예에서는 특히 직전에 주사되는 주사선(8(n))과 현재 주사되는 화소의 콘덴서(23)의 다른 쪽 단자를 도 중 (27)에서 도시한 콘택트홀로 접속하고 있다.
도 4의 구성예에서는 주사선(8(n))을 주사선(8(n + 1))의 콘덴서부분까지 연재시켜 콘덴서의 상부 전극으로 이용하고 있다. 이 때문에 스위칭 트랜지스터는 콘덴서의 하부 전극에 연결되어 있다.
도 5, 도 6 및 도 7은 도 3에 도시한 구성의 표시장치 각 구성층 형성 순서를 도시하는 구조설명도이고, 도 5 ∼ 도 7에 이르는 (A) ∼ (I)는 각 구성층의 형성을 도시한다. 각 순서로 형성되는 층은 외형선으로 도시한다.
도 5의 (A)에서는 미도시의 유리 기판상에 트랜지스터의 채널과 콘덴서 하층전극이 되는 폴리실리콘층(30)을 형성하고 결정화에 필요한 레저아닐 또는 열처리를 실시한다. 이 위에 p - TEOS 등으로 제 1 절연층을 형성하는
도 5의 (B)에서는 주사선과 트랜지스터의 게이트전극 및 콘덴서 상층전극이 되는 도전층(80)을 티타늄(Ti), 텅스텐(W) 등으로 형성한다. 이 상층 전극을 마스크로 n형의 이온주입을 한다.
도 5의 (C)에서는 도전층(80) 상에 제 2 절연층을 형성함과 동시에 필요한 곳에 콘택트홀(270)을 웨트 에칭 등으로 형성한다.
도 6의 (D)에서는 알루미늄 배선(70)에서 트랜지스터의 드레인 전극과 전류공급선을 형성한다. 또 이 알루미늄 배선의 상하를 티타늄(Ti), 텅스텐(W) 등으로 샌드위치해도 좋다.
도 6의 (E)에서는 이 알루미늄 배선 위에 제 3 절연층을 형성하고 양극용 콘택트홀(271)을 형성한다.
도 6의 (F)에서는 OLED의 양극이 되는 ITO를 피착하고 패터닝을 하여 양극(25)를 형성한다.
도 7의 (G)에서는 ITO의 양극(25)을 덮고 보호막을 형성하며 이 보호막에 공극을 뚫어 발광영역이 되는 부위에 유기 발광층을 수용하기 위한 개구(28)을 설치한다.
도 7의 (H)에서는 상기 개구(28)에 유기 발광층(260)을 도포한다. 이 유기 발광층(260)은 개구(28) 주연을 포함하는 영역에 도포된다. 컬러 표시의 경우는 각각의 화소의 개구마다 소정의 색으로 발광하는 유기 발광층을 도포한다.
도 7의 (I)에서는 유기 발광층(260)을 덮고 음극(26)을 형성하여 기본적인 패널기판을 얻는다. 그 후 이 패널기판을 적절한 봉지(封止)구조를 이용하여 봉지하고 모듈화 한다. 이상의 공정을 거쳐 본 실시예의 표시장치가 얻어진다.
또한, 본 발명은 상기한 OLED를 이용한 표시장치에 한정되는 것이 아니라, OLED와 동일한 발광 동작으로 표시를 하는 다른 표시장치에도 동일하게 적용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 콘덴서의 전극간 단락에 기인하는 선결함의 발생을 방지함과 동시에 제조공정의 증대를 회피하고 개구율을 향상시킨 고휘도와 고품질의 표시를 가능하게 한 표시장치를 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 복수의 주사선과, 상기 복수의 주사선에 교차하는 복수의 데이터선으로 매트릭스상으로 형성되고 상기 각 주사선과 각 데이터선의 교차부마다 화소를 가지며,
    상기 화소에 표시를 위한 전류를 공급하는 전류공급선을 구비하고,
    상기 화소는 상기 주사선에서 선택되는 액티브소자와, 이 액티브소자의 턴온으로 상기 데이터선에서 공급되는 데이터신호를 보지하는 데이터 보지 소자 및 상기 데이터 보지소자에 보지된 데이터 신호에 따라 상기 전류공급선에서 공급되는 전류로 발광하는 발광소자를 갖고,
    상기 발광소자를 소정기간에 걸쳐 구동하기 위한 상기 데이터 보지소자의 기준준위를 해당 화소가 선택되기 직전 주사선 전위로 하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 복수의 주사선과, 상기 복수의 주사선에 교차하는 복수의 데이터선으로 매트릭스상으로 형성되고 상기 각 주사선과 각 데이터선의 교차부마다 발광소자를 구비하는 화소를 가짐과 동시에 상기 화소에 표시를 위한 전류를 공급하는 전류공급선을 구비하고,
    상기 화소는 제 1 액티브소자와 제 2 액티브소자 및 데이터신호 보지소자를 갖는 화소회로와, 상기 화소회로의 출력신호로 화소의 점등과 비점등이 제어되는 화소전극 및 대향전극을 갖고,
    상기 제 1 액티브소자의 출력단자는 상기 제 2 액티브소자의 입력단자에 접속되고 상기 데이터신호 보지소자는 상기 제 1 액티브소자의 출력단자와 상기 제 2 액티브소자의 입력단자 접속부에 한 쪽 단자를 접속하며,
    상기 제 1 액티브소자는 상기 주사선에서 공급되는 주사신호로 도통상태와 비도통상태로 스위칭구동되어, 도통상태에서는 상기 데이터선에서 공급되는 데이터신호를 상기 데이터신호 보지소자에 보지하고,
    상기 제 2 액티브소자는 상기 제 1 액티브소자의 비도통상태에서는 상기 데이터 신호 보지 소자에 보지된 데이터 신호에 따른 전류를 상기 전류공급선에서 상기 화소전극에 공급하며,
    상기 데이터신호 보지소자의 다른 쪽 단자를 상기 제 1 액티브소자를 스위칭구동하는 상기 주사선에 대해 직전에 주사되는 화소회로의 주사신호가 공급되는 주사선에 접속하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 전류공급선은 상기 데이터선에 평행한 방향으로 늘어서 있는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 액티브소자 및 상기 제 2 액티브소자는 박막 트랜지스터이고 상기 데이터 신호 보지소자는 콘덴서인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 주사선에 주사신호를 공급하는 주사구동회로, 상기 복수의 데이터선에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동회로, 상기 전류공급선에 전류를 공급하는 전류 공급회로를 상기 주사선과 상기 데이터선 및 상기 전류공급선이 형성되는 기판상에 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 화소를 구성하는 상기 화소전극과 상기 대향전극간에 발광층을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 화소를 구성하는 상기 화소전극과 상기 대향전극간에 유기 발광층을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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