KR20040040362A

KR20040040362A - 각 셀이 쇼클리 다이오드를 포함하는 쌍안정 유기전자발광 패널

Info

Publication number: KR20040040362A
Application number: KR1020030077503A
Authority: KR
Inventors: 크리스토프 쁘리; 쟝-폴 다고와
Original assignee: 톰슨 라이센싱 소시에떼 아노님
Priority date: 2002-11-05
Filing date: 2003-11-04
Publication date: 2004-05-12
Also published as: CN1499900A; US20040089870A1; US7109956B2; EP1418567B1; TWI313935B; CN100448050C; FR2846794A1; KR101006704B1; TW200421626A; EP1418567A1; JP4658466B2; JP2004163935A

Abstract

패널은 기판 상에 위치한 전자발광 셀 어레이와, 적어도 제 1 및 제 2 전극 어레이(1, 6)를 포함하며, 각 셀은 제 1 어레이의 전극과 제 2 어레이의 전극 사이에 직렬로 연결된 p-n-p-n 또는 n-p-n-p 접합(2)과 유기 전자발광 레이어(5)를 포함한다. 얻어진 쌍안정 패널은 비싸지 않으며, 주위의 광에 민감하지 않다.

Description

각 셀이 쇼클리 다이오드를 포함하는 쌍안정 유기 전자발광 패널{BISTABLE ORGANIC ELECTROLUMINESCENT PANEL IN WHICH EACH CELL INCLUDES A SHOCKLEY DIODE}

본 발명은 메모리 효과를 갖는 전자발광 이미지 디스플레이 패널, 이 패널을 포함하는 디바이스 및 이미지를 디스플레이하기 위해 이 패널을 구동하는 방법에 관한 것이다.

예컨대, 다결정 실리콘에 기반하는 것과 같은 반도체 기판에 놓인 전자발광 셀 어레이를 포함하는 전자발광 패널이 알려져 있으며, 이러한 패널은 일반적으로 능동-매트릭스 패널이다.

"쌍안정" 또는 "메모리 효과" 패널로 불리는 전자발광 패널이 알려져 있으며, 여기서 각 전자발광 셀은,

- 선택적 활성 전압 어드레스 신호에 응답하여 안정 OFF 상태에서 안정 ON 상태로 스위칭되거나 또는 소거 전압 어드레스 신호에 응답하여 그 반대로 스위칭될 수 있고;

- 패널의 모든 셀에 동일한, 지속 전압이라고 불리는 전압을 인가하여, 이러한 어드레스 신호에 의해 놓여져 있는 OFF 또는 ON 상태로 유지될 수 있다.

문서, US 4035774-IBM, US 4808880-CENT 및 US 6188175B1-CDT는 이러한 유형의 패널을 개시하며, 여기서 각 셀은 적층되고 직렬로 연결된 광전도 레이어 및 유기 전자발광 레이어를 포함한다.

문서, FR 2 037 158은 이러한 유형의 패널을 기술하고 있으며, 여기서 각 셀은 직렬로 연결된 p-n-p-n 접합 및 발광 다이오드를 포함한다. 상기 문서에 개시된 패널의 결점은, 이것이 세 개의 전극 어레이에 의해 구동되어야 한다는 점이며, 이는, 상기 문서의 도 3 및 도 4에 기술된 디바이스가,

- 각 발광 다이오드 단자들 중 하나를 발전기(generator)의 단자들(양극 단자들){20 및 21(도 3) 또는 51 및 54(도 4)}에 연결하는 공통 전극 어레이와;

- 각 p-n-p-n 접합 단자들 중 하나를 선택 수단(23 또는 53)에 직접 연결하는, 어드레싱(즉, p-n-p-n 접합 상태 스위칭)만을 위한 전극 어레이와;

- 각 p-n-p-n 접합의 동일 단자를 전하 제한 저항(charge limitation resistor)을 통해서 선택 수단(23 또는 53)에 연결하는, 지속(sustaining)(즉, 어드레싱 이후 셀 공급)만을 위한 전극 어레이를 포함하기 때문이다.

그러므로, 문서, FR 2 037 158에 기술된 패널은 세 개의 전극 어레이를 포함한다.

본 발명의 목적은 p-n-p-n 접합이 제공된 패널 구조를 간략화하는 것이며, 또 다른 목적은 이들 간략화된 패널에 적합한 구동 수단을 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명의 요지는 기판 상에 놓인 전자발광 셀 어레이, 제 1 및 제 2 전극 어레이를 포함하는 이미지 디스플레이 패널이며, 여기서 각 셀은 제 1 어레이 전극과 제 2 어레이 전극 사이에 직렬로 연결된 p-n-p-n 또는 n-p-n-p 접합 및 유기 전자발광 레이어를 포함하며, 여기서, 각 셀에 대해 상기 패널의 어떠한전극도 상기 접합의 n-유형 중간 서브레이어 또는 p-유형 중간 서브레이어에 직접 연결되지 않는다.

이러한 접합은 쇼클리 다이오드로 동작하도록 디자인되며, 그에 따라 새로운 쌍안정 패널 유형이 얻어진다.

n-유형 또는 p-유형 중간 서브레이어는 n1-p1-n2-p2 적에서 서브레이어(p1 및 n2)에 해당하거나 또는 p'1-n'1-p'2-n'2 적에서 서브레이어(n'1 및 p'2)에 대응하며, 종래의 p-n-p-n 또는 n-p-n-p 접합에서, 이러한 중간 서브레이어는 본 발명의 경우가 아닌, 접합의 상태(온 또는 오프)를 설정하기 위한 "트리거(trigger)" 역할을 할 수 있으며, 이는 본 발명에 따라 이들 서브레이어가 패널의 각 전극에 연결되지 않음으로써 패널 제조를 상당히 간략화시키기 때문이다.

접합의 n-p 또는 p-n 경계 평면은 여러 셀의 방사 표면(emissive surface) 평면에 평행하거나 상기 평면에 수직할 수 있다.

이러한 쌍안정 패널은 종래기술의 패널에 비해 주요한 장점을 가지며, 여기서 쌍안정 효과가 각 셀 내의 광전도 요소에 의해 얻어지며, 이는

- 얻어진 메모리 효과가 주위의 광에 독립적이며, 광전도 요소를 갖는 패널들에서 이들 요소가 주위의 광의 영향으로 우발적으로 트립될 수 있지만, 본 발명에 따른 패널에서 이러한 위험이 완전히 제거되며;

- 이러한 패널이 전자발광 요소 단자들에서나 또한 p-n-p-n 또는 n-p-n-p 접합의 단자들에서도 분로(shunt)를 필요로 하지 않고, 이러한 패널이 증폭 레이어를 필요로 하지 않기 때문이다.

전술한 FR 2 037 158에 기술된 패널과는 달리, 그러므로 패널은 여기서 단지 두 개의 전극 어레이를 포함하며, 쌍안정 메모리-효과 패널은 그러므로 단지 두 개의 전극 어레이로 얻어지며, 이를 통해 상당히 패널 제조를 간략화시키게 된다.

요약하면, 본 발명의 요지는 기판 상에 놓인 전자발광 셀 어레이, 제 1 및 제 2 전극 어레이를 포함하는 패널이며, 여기서 각 셀은 제 1 어레이 전극 및 제 2 어레이 전극 사이에 직렬로 연결된 p-n-p-n이나 n-p-n-p 접합 및 유기 전자발광 레이어를 포함하며, 여기서 어떠한 패널 전극도 p-n-p-n 또는 n-p-n-p 접합의 n-유형 중간 서브레이어나 또는 p 유형 중간 서브레이어에 직접 연결되지 않는다.

바람직하게, 여러 셀의 p-n-p-n 또는 n-p-n-p 접합은 절연 요소에 의해 서로 전기적으로 절연된다.

바람직하게, 각 셀은 상기 전자발광 레이어와 상기 접합 사이에 삽입된 전하 주입 요소를 포함한다.

바람직하게, 상기 전하 주입 요소는 불투명하다.

본 발명의 요지는 또한 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 기재된 패널을 포함하는, 픽셀 또는 서브픽셀로 분할되는 이미지를 디스플레이하기 위한 디바이스이며, 이 디바이스는,

- 어드레스 단계인 때에 제 2 어레이의 각 전극에 연속해서 기록 트리거 신호(V_a)로 불리는 신호를 인가하고, 이 시간 동안에 지속 신호(V_S)로 불리는 신호를 지속 단계인 때에 제 2 어레이의 다른 전극에 인가하는데 적합하며;

- 기록 신호(V_a)를 상기 제 2 어레이의 전극에 인가하는 동안, 제 1 어레이의 전극들에 동시에 상태 신호로 불리는 신호(V_off또는 V_on)를 각각 제 2 어레이의 이 전극의 후속하는 지속 단계 동안에 제 2 어레이의 상기 전극과 해당 제 1 어레이의 전극 사이에 연결된 셀을 활성화시키지 않는 것이 바람직한지 또는 활성화시키는 것이 바람직한지에 따라서 인가하는데 적합한 공급 및 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

매트릭스 패널을 구동하는 종래의 방법에 따라, 두 개의 어드레스 단계 사이의 지속 단계의 지속기간은 패널의 셀들의 밝기를 조정할 수 있게 하며, 특히 각 이미지를 디스플레이하는데 필요한 그레이 레벨을 생성할 수 있게 한다.

바람직하게, 만약 V_T가 그 이상에서 비활성화된 즉 OFF 상태의 셀이 활성화된 즉 ON 상태로 스위칭되는 패널 셀 단자 전압이라면 및 만약 V_D가 그 이하에서 활성화된 즉 ON 상태의 셀이 비활성화된 즉 OFF 상태로 스위칭되는 패널 셀 단자 전압이라면, 상기 공급 및 구동 수단은, V_off가 V_on보다 더 크므로,

- V_a-V_on≥V_T및 V_a-V_off<V_T

- V_S-V_on< V_T및 V_S-V_off>V_D가 되도록 디자인된다.

바람직하게, 공급 및 구동 수단은 또한 제 2 어레이 전극의 각 어드레스 단계 동안에 보상 신호로 불리는 신호(V_C)를 제 1 어레이의 여러 전극에 동시에 인가하는데 적합하며, 여기서 상기 어드레스 단계 동안에 데이터 신호(V_on)를 수신하는 제 1 어레이 전극에 대해 V_C=V_off이며, 여기서 상기 어드레스 단계 동안에 데이터 신호(V_off)를 수신하는 제 1 어레이 전극에 대해 V_C=V_on이다.

그러므로, 이것은 제 2 어레이 전극을 어드레싱하기 위해 제 1 어드레스 전극에 전송된 신호가 이들 전극이 지속 단계에 있는 동안 이러한 제 2 어레이의 다른 전극들에 또한 영향을 미치며, 그에 따라 이들 전극에 대응하는 셀의 밝기 레벨을 방해하는 것을 방지한다.

바람직하게, 상기 공급 및 구동 수단은, 각 어드레스 단계 동안에 상기 보상 신호(V_C) 인가 지속기간이 대략 데이터 신호(V_on또는 V_off) 인가 지속기간과 같도록 디자인된다.

본 발명은 비-제한된 예 및 수반하는 도면을 참조하여 제공되는 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 좀더 분명하게 이해될 것이다.

도 1은 도 6에 도시된 셀의 회로도.

도 2는 도 1의 두 개의 직렬 연결된 소자의 전류-전압 특징을 도시한 도면.

도 3은 전압을 도 1 및 도 6의 셀 단자에 인가하는 주기 동안에 이 셀에 의해 방출되는 광 강도의 변화를 도시한 도면.

도 4는 도 5에 도시된 구동 방법이 사용될 때 이 셀 단자에 인가된 여러 전압을 도시한 도면.

도 5는 아래와 같은 전극에 연결된 도 1 및 도 6에 도시된 것과 같은 셀이 제공된 본 발명에 따른 패널의 두 개의 행 전극(Y_n및 Y_n+1) 및 열 전극(X_p)에 인가된 전압의 타이밍도.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 패널의 셀의 개략적인 횡단면도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 행 전극2: a-Si 적

3: 전하 주입 레이어4: 폴리머 레이어

5: 유기 전자발광 레이어6: 열 전극

타이밍도를 도시하는 도면은 만약 비율이 고려되었었다면 꽤 분명해지지 않았을 특정한 세부사항을 더 잘 드러내기 위해 수치의 척도를 고려하지 않는다.

본 발명의 일실시예에 따른 패널은 다음과 같은 단계로 제조될 수 있다:

1. 기판(7) 상에 예컨대 알루미늄 원료 필름과 같은 전도성 필름을 증착하는 단계와;

2. 행 전극 어레이(Y_n)를 얻기 위해 전도성 막을 에칭하는 단계와;

3. 쇼클리-유형 접합을 형성하는데 적합한 적을 얻기 위해 연속해서 p-n-p-n으로 도핑된 반도체 물질의 네 개의 중첩 레이어를 증착하는 단계로서, 예컨대 a-Si의 중첩 레이어가 화학 증기 증착(CVD)에 의해 증착되고, 이들 레이어 각각은 증착 기압 가스 성질을 적절하게 선택함으로써 다양하게 도핑되는, 네 개의 중첩 레이어 증착 단계와;

4. 기판의 전체 활성 표면상에 유기 전자발광 레이어를 위한 전하 주입 물질을 증착하는 단계로서, 바람직하게는 불투명한 물질이 광이 p-n-p-n 접합 레이어에 도달하는 것을 막기 위해 선택되는, 전하 주입 물질 증착 단계와;

5. 각 픽셀 또는 서브픽셀에서 절연되어 p-n-p-n 쇼클리 다이오드(2) 및 주입 레이어 요소를 형성하기 위해 단계 3, 4에서 증착된 레이어를 에칭하는 단계로서, 적절한 선택 에칭 방법이 에칭 단계가 알루미늄 전극 라인 상에서 멈추도록 사용되는, 에칭 단계와;

6. 각 픽셀 또는 서브픽셀에 특정한 주입 레이어 요소들과 p-n-p-n 접합 사이에 전기 절연(4)을 도포함으로써 절연시키기 위해, 광민감성 폴리머 절연 레이어의 전체 표면 위에 스핀 코팅(Spin coating)에 의해 증착시키며, 그런 다음에 이 레이어에 각 픽셀의 방출 영역을 한정하는 개구부를 생성하는 단계로서, 유리하게는, 이 절연체를 도포하여 유기 OLED 멀티레이어의 코팅을 준비하기 위해 표면이 평평하게 되게 하는, 단계와;

7. 이배퍼레이션(evaporation)에 의해 예컨대 CuPC/TPD/Alq3 유형의 종래의 OLED 멀티레이어와 같은 전체 표면 상의 유기 전자발광 레이어를 종래 방식으로 증착하는 단계로서, 컬러 패널의 경우, 여러 컬러, 즉 적색, 녹색 및 청색에 대한 세 개의 OLED 멀티레이어를 선택적이고 연속적으로 증착시키기 위해 마스크가 사용되는, 단계와;

8. 예컨대 LiF/AI/ITO 멀티레이어를 증착하는 것과 같이 투명 또는 반-투명 전도성 물질을 증착하여, 행 전극에 수직인 열 전극(X_p) 어레이를 형성하는 단계로서, 이들 전극은 마스크를 통해 선택적으로 증착함으로써 형성될 수 있고, 만약 표면이 음극 분리기(cathode separator)와 같은 형태적 특성부 어레이(array of topographical features)를 포함한다면, 표면이 전극을 형성하기 위해 이들 특성부에 의해 분할되도록 전체 표면상에 이러한 멀티레이어를 증착시키는 것이 또한 가능한, 열 전극(X_p) 어레이 형성 단계와;

9. 본래 알려진 방식으로 전체 조립체를 캡슐화하는(encapsulation) 단계.

도 6은 이 방법에 의해 얻어진 패널 셀의 횡단면도를 도시하며, 여기서 여러 레이어는 다음과 같이 지칭된다:

1: 알루미늄 행 전극;

2: 연속해서 p-n-p-n으로 도핑된 a-Si 적;

3: 전도성 불투명 전하 주입 레이어;

4: 셀을 서로 전기 절연시키는 폴리머 레이어;

5: 유기 전자발광 레이어;

6: 투명 또는 반-투명 열 전극;

7: 기판.

여러 셀의 p-n-p-n 접합 사이에, 그러므로 레이어(4)가 절연 요소를 형성한다.

전하 주입 레이어(3)는 각 셀에서 전하 주입 요소를 형성하며, 여러 셀의 전하 주입 요소는 절연 요소에 의해 서로 전기적으로 절연되고, 이들 주입 요소는 어레이의 임의의 전극에 연결되지 않는다.

얻어진 패널의 접합의 n-p 또는 p-n 경계면의 평면은 이 경우, 각 셀에 대해 p-n-p-n 접합 및 유기 전자발광 레이어가 적층되도록 여러 셀의 방출 표면 평면에 평행하다.

이 패널의 각 셀에 대해 얻어진 메모리 효과는, 패널 셀의 각 행에 대해 연속해서 이 행에서 턴 온될 셀을 턴 온하고자 하는 어드레스 단계 및 그리고 나서 이전 어드레스 단계가 이 행의 셀들을 놓아두는 즉 남겨두는 상태로 이들 행의 셀을 유지시키고자 하는 지속 단계를 포함하는 절차를 사용할 수 있도록 디자인되며, 행의 셀들이 어드레스 단계에 있는 동안, 패널의 다른 행의 모든 셀은 지속 단계에 있다.

매트릭스 패널을 구동하는 종래의 방법에 따라, 지속 단계의 지속기간은 패널의 셀의 밝기를 조정하며 특히 각 이미지를 디스플레이하는데 필요한 그레이 레벨을 생성하는데 사용된다.

그러므로, 패널의 셀의 메모리 효과를 이용하는 구동 방법이 다음의 단계에 의해 구현된다:

- 어드레스 단계 동안, 턴 온되는 셀의 단자에만 턴-온 전압(V_a-V_on)을 인가하는 단계와;

- 지속 단계 동안에, 변동할 수 있지만 이전에 턴 온된 셀이 턴 온 상태를 유지할 만큼 충분히 높은 상태를 유지해야 하고, 이전에 턴 오프된 셀을 턴 온시킬 위험이 없을 만큼 충분히 낮은 상태를 유지해야 하는 지속 전압을 모든 셀의 단자에 인가하는 단계.

그러므로, 어드레스 단계는 선택 단계이며, 이와는 대조적으로 지속 단계는 선택적이지 않고, 동일한 전압을 모든 셀 단자에 인가할 수 있게 하고 패널이 구동되는 방식을 상당히 간략화시킬 수 있다.

실제로, 이러한 패널을 구동하는 방법의 두 주요한 그룹이 있다:

- 패널의 모든 행이 연속해서 어드레싱되고, 그런 다음 지속 단계가 시작하며; 그런 다음 어드레스 및 지속 단계가 시간상으로 나누어지거나;

- 또는 패널의 행 또는 심지어 행 그룹이 어드레싱되고 있는 동안에, 다른 행들은 지속 단계에 있으며, 어드레스 및 지속 단계가 그러므로 섞여진다(interlaced).

별도의 어드레스 및 지속 단계를 갖는 처음 방법은 어드레스 단계 동안 패널의 어떠한 셀도 광을 방출하지 않으므로 결점을 가지며, 즉 패널은 최대 밝기 면에서 성능이 저하된다.

본 발명은 어드레스 및 지속 단계가 섞이는 밝기 관점에서 가장 유리한 경우에 관한 것이며, 이때 문제는 행을 어드레싱하는데 있어서 열 전극에 보내진 신호가 다른 행들이 지속 단계에 있는 동안 또한 다른 행에 영향을 미쳐서 그 결과 이들 행에 대응하는 셀의 밝기 레벨을 방해한다는 점이며, 그에 따라, 행의 셀의 밝기 레벨은 다른 행에 보내진 어드레스 신호에 의해 영향을 받으며, 이것은 이미지 디스플레이 품질을 방해한다.

본 발명에 따른 구동 방법은 이후에 설명되는 보상 동작을 추가함으로서 이러한 결점을 피할 수 있게 한다.

도 1은 어레이중 하나의 전극의 지점(A)과 다른 어레이의 전극의 지점(B) 사이에 연결된, 도 6에 도시된 패널 셀의 등가회로도를 도시하며, 패널의 각 셀은 공통 지점(C)을 통해 p-n-p-n 접합(SD)과 직렬 연결되는 발광 다이오드(LED)로 전기적으로 표시될 수 있다.

이제 패널의 각 셀에서 유리하게 얻어진 메모리 효과가 어떻게 동작하는지를 좀더 상세하게 기술할 것이다.

도 2는 도 1에 도시된 유형의 셀의 두 소자(LED 및 SD) 각각의 전류(I)-전압(V) 특징을 도시한다:

- 실선 곡선은 OLED 유형의 발광 다이오드의 종래의 특성을 도시한다;

- 점선 곡선은, 예컨대 메이슨(Masson)에 의해 출판되고 헨리 매튜(Henry Mathieu)가 쓴 논문: "반도체 및 전자 소자의 물리적 특성(physics ofsemiconductors and electronic components)" 4판, ISBN:2-225-83151-3, 1997년에서 기술된 바와 같이, 쇼클리 유형 다이오드로 동작하는 p-n-p-n 접합의 종래 특성을 도시하며, 저전압에서, 이 소자는 매우 높은 임피던스(^SDR_H)를 가지며, 브레이크오버(breakover) 전압(^SDV_BO) 이상에서, 이 접합의 임피던스는 레벨(^SDR_L<<^SDR_H)까지 갑자기 강하하며, 그런 다음 반대 방향에서 소멸 전압이라고 불리는 전압 이하에서(^SDV₀<<^SDV_BO), 이 접합의 임피던스는 다시 초기 레벨로 크게 증가하며, 스위치-오버 순간에, 상승 방향 또는 하강 방향에서 접합의 전류는^SDI_BO로 불린다.

도통 상태에서 p-n-p-n 접합의 저 임피던스(^SDR_L)는 브레이크오버 전압(^SDV_BO) 크기 정도인 인가된 전압에 대한 발광 다이오드(LED)의 임피던스와 비교할 때 작은 것으로 가정되며, 두 개의 소자(LED 및 SD)가 직렬로 연결될 때, 발광 다이오드의 단자 전압은 p-n-p-n 접합(SD)이 저 임피던스 도통 상태로 스위칭할 때^LEDV_BO로 불린다.

만약^CELLV가 직렬 연결된 두 소자의 단자에 인가된 전압이라면,^CELLV =^SDV +^LEDV이며, 여기서,

-^SDV =^SDR_H/(^SDR_H+^LEDR).^CELLV (R1)

-^LEDV =^LEDR_H/(^SDR_H+^LEDR).^CELLV (R2)

이며, 여기서^LEDR은 발광 다이오드의 다이내믹 저항이다.

만약 I가 이러한 직렬 연결에서의 전류 세기라면, 이러한 직렬 연결의 특성 곡선은 전이 영역으로 나누어지는 두 개의 동작 영역으로 나누어질 수 있다: OFF 상태에서의 제 1 동작 영역으로서, 여기서 I<^SDI_BO이며, 제 1 전이 OFF/ON 영역으로서, 여기서 I는^SDI_BO에 근접하며, ON 상태에서의 제 2 동작 영역으로서, 여기서 I>^SDI_BO이며, 및 제 2 전이 ON/OFF 영역.

1. 제 1 동작 영역: I<^SDI_BO(OFF 상태)

직렬 연결의 단자 전압은 이들 소자의 다이내믹 저항에 따라 소자(LED 및 SD) 사이에 분배된다: 따라서,^SDV=^SDR_H.I 및^LEDV =^LEDR_H.I.

여기서,^LEDR_H는 p-n-p-n 다이오드가 도통되지 않을 때의 임피던스에 대응하는 "고 임피던스" 범위에서 발광 다이오드의 다이내믹 저항이다.

2. 제 1 전이 영역: p-n-p-n 다이오드의 OFF/ON 스위칭:

V_T는 OFF/ON 스위칭 순간에 직렬 연결의 단자에 인가된 전압이라고 하면, 다음의 상태가 연속해서 온다:

- ON 상태로 스위칭하기 직전에,^CELLV=V_T-ε'이며 이때^SDV ^SDV_BO및 I=^SDI_BO-ε이고, 셀은 여전히 OFF 상태에 있으므로, 이전처럼, V_T-ε'=(^SDR_H+^LEDR_H).(^SDI_BO-ε)이고 다이오드의 단자 전압(^LEDV_BO)은^LEDR_H.^SDI_BO이며;

- ON 상태로 스위칭한 직후에,^CELLV=V_T+ε'이며, 셀이 이제 ON 상태에 있으므로^SDV=^SDV₀<<^SDV_BO이다.

그러면 전류(I)는^SDI_BO+ε가 되고, 전압(^SDV)은^SDR_L.I가 되며, 만약 발광 다이오드(LED)가 SD 접합의 전체 임피던스 변화를 수용한다면,^LEDV=^LEDR_H.I+(^SDR_H-^SDR_L).I이다.

그러나, 이러한 동작 지점은 불안정하며, 직렬 연결에서 전류(I)는 V_T+ε'=(^SDR_L+^LEDR_L).I_P가 되도록 값(I_P>^SDI_BO)까지 증가할 것이며, 여기서^LEDR_L은 p-n-p-n 다이오드가 도통되고^LEDR_L<^LEDR_H일 때의 임피던스에 대응하는 "저 임피던스" 범위의 발광 다이오드의 다이내믹한 저항이다.

따라서,^SDV=^SDV_P=^SDR_L.I_P및^LEDV=^LEDV_P=^LEDR_L.I_P이다.

3. 제 2 동작 영역: I>^SDI_BO(ON 상태):

직렬 연결의 단자에서 전압(^CELLV)은 직렬 연결을 ON 상태로 유지하면서 OFF/ON 스위칭 값(V_T) 이하로 감소될 수 있으며, 이때 전류 세기는 I_BO이상을 유지하면서 I_P이하로 강하한다.

4. 제 2 전이 영역: p-n-p-n 다이오드의 ON/OFF 스위칭:

ON/OFF 스위칭 순간에 직렬 연결의 단자에 인가된 전압은 V_D로 불리며, 따라서 V_D=^SDV_O+^LEDV_BO이다.

시스템은 두 개의 작동 범위를 가지고 있으므로, 이것은 쌍안정 시스템으로 지칭된다.

전류(I)는 쇼클리 다이오드(SD)의 임피던스가 무엇이든지 발광 다이오드(LED)를 통해 흐름을 여기서 주목해야 하며, 그러므로 시스템의 두 상태의 발광이 있으며, 그러나, OFF/ON 또는 ON/OFF 전이 영역에서의 전류 변화는 이미지를 디스플레이하는데 필요한 콘트래스트(contrast)에 적합한 광 세기 변화를 유도할 만큼 충분히 크다.

V_D<V_S<V_T가 되는 중간 전압(^CELLV=V_S)에 대해, 다이오드는 그러므로 많은 양의 광을 방출하며, 만약^SDV_SUS가 p-n-p-n 접합의 단자 전압이고^LEDV_SUS가 발광 다이오드의 단자 전압이라면, V_S=^SDV_SUS+^LEDV_SUS이다.

도 3은 이제까지 기술되었던 두 소자의 직렬 연결의 단자에 인가되는 점점 증가하는 전압 및 또한 점점 감소하는 전압에 대응하는 주기 동안에 다이오드에 의한 광 방출의 세기를 예시하며, 이 도면은 종래의 쌍안정 동작에 명확하게 대응하며, 본 발명에 따른 셀의 구조는 도 6에 도시된 바와 같이 사실 원하는 메모리 효과를 제공한다.

전술한 유형의 구동 방법이 본 발명에 따른 전자발광 패널에 적용될 때 얻어지는 메모리 효과가 이제 좀더 상세하게 기술될 것이다.

도 5는 이러한 종래 구동 방법에 따라서 다음을 예시한다:

- 셀(E_n,p)이 패널의 행(n) 전극과 열(p) 전극 사이에 공급되고, 전체 어드레스 단계 "어드레스-n"에서 이러한 셀이 점등되고, 이러한 셀은 t>t₁동안 발광 상태를 유지하며,

- 그 다음 행 "어드레스-n+1"의 셀(E_n+1,p)에 대해, 전체 어드레스 단계에서 이러한 셀이 턴 온되지 않으며, 이러한 셀은 t>t₂동안 오프 상태를 유지한다.

세 개의 타이밍도(Y_n, Y_n+1, X_p)는 이들 시퀀스를 얻기 위해 행 전극(Y_n, Y_n+1) 및 열 전극(X_p)에 인가된 전압을 나타낸다.

본 발명에 따라 및 도 5를 참조하여, 각 어드레스 단계는 연속해서 소거 동작(O_E), 기록 동작(O_W) 및 보상 동작(O_C)을 포함한다.

도 5의 맨아래는 이들 셀의 ON 상태 또는 OFF 상태와 셀의 단자에서의 전위 값(E_n,p, E_n+1,p)을 나타낸다.

본 발명에 따른 패널에는 다음의 신호를 전극에 운반할 수 있는데 적합한 공급 및 구동 수단이 제공된다:

- 행 전극의 경우, 소거 전압(V_E-Y) 또는 기록 트리거 전압(V_a) 또는 지속 전압(V_S);

- 열 전극의 경우, 데이터 활성화 전압(V_on) 또는 데이터 비-활성화 전압(V_off) 또는 데이터 소거 전압(V_E-X).

이러한 공급 수단을 생성하는 것은 당업자의 권한 내에 있으며 여기서 상세하게 기술되지 않을 것이다.

도 5의 맨아래에 지시된 ON 또는 OFF 상태를 얻기 위해, 그러므로, 도 1에 도시된 셀의 단자에 다음과 같은 전위를 인가함으로써 셀이 ON 또는 OFF 상태로 스위칭되어야 한다:

- OFF 상태의 셀에 전위차(V_a-V_on)를 인가하며, 이 셀은 ON 상태로 스위칭하며;

- ON 상태 또는 OFF 상태의 셀에 전위차{(V_s-V_on), (V_s-V_off) 또는 (V_a-V_off)}를 인가하며, 이 셀은 각각 ON 상태 또는 OFF 상태를 유지하며;

- ON 상태의 셀에 전위차(V_E-Y-V_E-X)를 인가하며, 이 셀은 OFF 상태로 스위칭한다.

원하는 메모리 효과를 얻기 위해, 본 발명에 따른 패널에 적용되는 구동 방법은, 도5를 참조하여 상술된, 행 및 열 전극에 인가되는 신호 값들이 관계를 만족하도록 디자인되어야 한다:

- (V_a-V_on)>V_T,

- V_D<(V_s-V_on), V_D<(V_s-V_off), 및 (V_a-V_off)<V_T,

- (V_E-Y-V_E-X)<V_D.

바람직하게는 패널을 위한 공급 및 구동 수단을 간략화하기 위해, V_on이 0이 된다.

패널의 행(Y_n)에 기록하는 각 동작(O_W) 이전에, 소거 동작(O_E)이 일반적으로 수행되며, 이러한 동작은 소거 신호(V_E-Y및 V_E-X)를 어드레스 및 지속 전극과 데이터 전극에 각각 인가하는 것이며, 상기 어드레스 및 지속 전극에 의해 공급되는 모든셀을 턴 오프하기 위해 V_E-Y-V_E-X<V_D를 선택하는 것이 필요하며, 일반적으로 도 5에 예시된 바와 같이, 공급 및 구동 수단을 간략화하기 위해, V_E-Y=V_E-X=V_on이 되도록 전압이 선택될 것이다.

패널의 행(Y_n)에 기록하기 위한 각 기록 동작(O_W) 동안, 여러 열(X₁,...,X_p)에 보내진 신호의 평균값은 이 행(Y_n)에서 활성화되거나 활성화되지 않은 셀의 수에 의존하며, 이러한 기록 동작 동안에, 패널의 모든 다른 행은 지속 단계에 있으며, 이들 행의 활성화된 셀은 이들 행에 인가된 전위(V_s)와 열 전극(X_p)에 인가된 전위(V_on또는 V_off) 사이의 전위차에 의해 공급되며, 그러므로, 지속 단계에서 셀의 단자에서의 전위차는 이들 셀이 속해 있는 열에 따라 변하며(즉, V_s-V_on또는 V_s-V_off), 그 결과, 다른 행의 셀에 의해 방출된 광 전력은 이들이 속해 있는 열에서 행(Y_n)의 셀이 활성화되었는지에 따라서 변할 것이다.

각 기록 동작 다음에 오는 보상 동작(O_C)은 이러한 결점을 피할 수 있게 하며, 도 5에 예시된 바와 같이, 이러한 동작은 이전 기록 동작(O_W) 동안에 데이터 신호(V_on)를 수신했던 열(X)에 전압(V_off)을 인가하거나 또는 이전 기록 동작(O_W) 동안에 데이터 신호(V_off)를 수신했던 열(X)에 신호(V_on)를 인가하는 것이며, 더나아가, 만약 이러한 보상 신호를 인가하는 기간이 대략 이전의 데이터 신호(V_on또는 V_off)를 인가하는 기간과 같다면, 기록 동작 기간과 보상 동작 기간을 통합함으로써, 모든 열은 평균적으로 어떠한 열이 어드레싱되든 간에 및 이들 열에서 어떠한 수의 셀이 활성화되거나 활성화해제되든 간에 동일한 전위를 수신함으로써, 전술된 결점을 피할 수 있게 하며, 이들 보상 동작은 본 발명에 따라 어드레스 단계로 통합되며, 패널의 어드레싱되지 않은 픽셀 방출의 균일성(homogeneity)을 보장할 수 있음을 말할 수 있다.

그러므로, 본 발명에 따른 전자발광 패널이 어떻게 얻어진 메모리 효과에 의해 및 바람직하게는 어드레스 단계에서 보상 동작을 더함으로써 매우 간단하게 유리하게는 구동될 수 있는지를 보였다.

본 발명은 각 셀이 도 6에 대응하는 전자발광 패널을 참조하여 기술되었으며, 그러나 본 발명이 여기에 첨부된 청구항의 범위에서 벗어나지 않고 다른 패널 유형에 적용될 수 있음이 당업자에게 명백하다.

특히, n-p-n-p 접합이 전술된 p-n-p-n 접합 대신에 사용될 수 있으며, 패널을 제조하는 동안에 양극 레이어와 음극 레이어를 변환할 필요가 있을 것이며, 다시 말해, 만약 양극 레이어가 먼저 쇼클리 다이오드에 증착된다면, 전술된 바와 같이 p-n-p-n 유형의 접합이 선택될 것이며, 이와는 대조적으로 만약 음극 레이어가 쇼클리 다이오드 상에 먼저 증착된다면 n-p-n-p 유형의 접합이 선택될 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 메모리 효과를 갖는 전자발광 이미지 디스플레이 패널, 이 패널을 포함하는 디바이스 및 이미지를 디스플레이하기 위해 이 패널을 구동하는 보다 간략한 방법을 제공하는 효과가 있다.

Claims

기판 상에 위치한 전자발광 셀 어레이와, 제 1 및 제 2 전극 어레이(1, 6)를 포함하는 이미지 디스플레이 패널로서, 각 셀은 상기 제 1 어레이 전극과 상기 제 2 어레이 전극 사이에 직렬로 연결된 p-n-p-n 또는 n-p-n-p 접합(2)과 전자발광 레이어(5)를 포함하며, 각 셀에 대해 상기 패널의 어떠한 전극도 상기 접합의 n-유형 중간 서브레이어 또는 p-유형 중간 서브레이어에 직접 연결되지 않는, 이미지 디스플레이 패널에 있어서,

상기 전자발광 레이어(5)는 유기적이며(organic), 상기 패널은 단지 두 개의 전극 어레이(1, 6)를 포함하는 것을,

특징으로 하는, 이미지 디스플레이 패널.
제 1항에 있어서, 여러 셀의 상기 p-n-p-n 또는 n-p-n-p 접합(2)은 절연 요소(4)에 의해 서로 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는, 이미지 디스플레이 패널.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 각 셀은 상기 전자발광 레이어(5)와 상기 접합(2) 사이에 삽입된 전하 주입 요소(3)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 디스플레이 패널.
제 3항에 있어서, 상기 전하 주입 요소(3)는 불투명한 것인 것을 특징으로 하는, 이미지 디스플레이 패널.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재된 패널을 포함하는, 픽셀 또는 서브픽셀로 분할된 이미지를 디스플레이하기 위한 디바이스에 있어서,

- 상기 제 2 어레이의 각 전극에 연속해서 기록 트리거 신호(V_a)로 불리는 신호를 어드레스 단계인 때에 인가하고, 이러한 시간 동안 지속 신호(V_S)로 불리는 신호를 지속 단계인 때에 상기 제 2 어레이의 다른 전극에 인가하는 데 적합하며;

- 상기 제 2 어레이의 전극(Y_n)에 기록 신호(V_a)를 인가하는 동안에, 이러한 제 2 어레이 전극의 후속하는 지속 단계 동안에 해당 제 1 어레이 전극과 상기 제 2 어레이 전극 사이에 연결된 셀을 각각 활성화시키는 것이 바람직한지 활성화시키지 않는 것이 바람직한지에 따라 제 1 어레이 전극(X₁,...,X_p,...)에 동시에 상태 신호로 불리는 신호(V_off또는 V_on)를 인가하는데 적합한 공급 및 구동 수단을 포함하는 것을,

특징으로 하는 이미지 디스플레이 디바이스.
제 5항에 있어서, 만약 V_T가 그 이상에서는 활성화되지 않은 즉 OFF 상태의 셀이 활성화된 즉 ON 상태로 스위칭하는 패널 셀 단자 전압이라면 및 만약 V_D가 그이하에서는 활성화된 즉 ON 상태의 셀이 활성화되지 않은 즉 OFF 상태로 스위칭하는 패널 셀 단자 전압이라면, 상기 공급 및 구동 수단은, V_off가 V_on보다더 크므로,

- V_a-V_on≥V_T및 V_a-V_off<V_T

- V_s-V_on<V_T및 V_s-V_off>V_D가 되도록 디자인되는 것을,

특징으로 하는 이미지 디스플레이 디바이스.
제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 공급 및 구동 수단은, 제 2 어레이의 전극(Y_n)의 각 어드레스 단계 동안에 보상 신호로 불리는 신호(V_C)를 제 1 어레이의 여러 전극(X₁,...,X_p,...)에 동시에 인가하는데 또한 적합하며, 여기서 상기 어드레스 단계 동안에 데이터 신호(V_on)를 수신하는 제 1 어레이의 전극에 대해 V_C=V_off이며, 여기서 상기 어드레스 단계 동안에 데이터 신호(V_off)를 수신하는 제 1 어레이 전극에 대해 V_C=V_on인 것을 특징으로 하는, 이미지 디스플레이 디바이스.
제 9항에 있어서, 상기 공급 및 구동 수단은, 각 어드레스 단계 동안에, 상기 보상 신호(V_C)의 인가 기간은 대략 데이터 신호(V_on또는 V_off)의 인가 기간과 같도록 디자인되는 것을 특징으로 하는, 이미지 디스플레이 디바이스.