KR20070001082A - 이미지 디스플레이 스크린과 그 스크린 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전송기 라인과 전송기 열에 따라 분포된 광 전송기(4, 6, 8)와, 전송기 방출 제어 수단(2, 10, 20, 30, 40, 42, 44, 46, 48, 50)으로 이루어지는 이미지 디스플레이 스크린에 관한 것으로, 이러한 제어 수단은 각각 네트워크 전송기와 연관된 복수의 변조 트랜지스터(14, 24, 34)를 포함하고, 상기 변조 트랜지스터는 안내선을 따라 서로 인접하는 방식으로 위치하며, 복수의 보상 트랜지스터(48)가 변조 트랜지스터의 임계 트리거 전압을 보상한다. 단일 보상 트랜지스터(48)가 주어진 열의 모든 변조 트랜지스터(14, 24, 34)에 연결되어, 이 열의 변조 트랜지스터(14, 24, 34)의 임계 트리거 전압을 보상한다. 상기 보상 트랜지스터(48)는 동일한 안내선에 따라 주어진 열의 상기 변조 트랜지스터(14, 24, 34)의 연장선에 형성된다. 본 발명의 스크린 제어 방법이 또한 개시된다.
Description
본 발명은 디스플레이 스크린에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 박막 트랜지스터를 구비한, 전자발광 유기 물질에 기초한 유형의 능동 매트릭스 디스플레이 스크린에 관한 것이다.
이들 트랜지스터는 펄스화된(pulsed) 엑시머(excimer) 레이저에 의해 비정질 실리콘 기판을 가열하는 기술을 사용하여 얻어진 다결정 실리콘 기판의 결정화로 만들어진다. 이러한 박막 트랜지스터를 제조하기 위한 기술은 매우 경제적이다.
하지만, 비정질 실리콘의 결정화는 다른 방위를 가지며 입자 경계에 의해 분리된 단결정 실리콘의 입자의 형성을 초래한다. 이들 입자 경계는 트랜지스터의 임계 트리거 전압의 분산과, 트랜지스터의 게이트에 인가된 주어진 전압에 관해 트랜지스터를 통과하는 전류의 레벨에서의 비균일성을 야기한다. 이제, 스크린의 광 방출기가 광 방출기를 흐르는 전류에 정비례하는 광을 만들기 때문에, 임계 트리거 전압 분산은 스크린 위에서의 휘도 변동을 초래한다.
이들 분산을 보상하기 위해, 전술한 유형의 디스플레이 스크린이 특히 문서 WO 02/071379호와 US 6,359,605호를 통해 알려져 있다. 하지만, 이들 스크린의 보 상 트랜지스터는 한 열의 변조 트랜지스터의 선-정렬(line-arrangement)의 연장선에 형성되지 않는다. 이러한 유형의 배열은, 특히 변조 트랜지스터의 임계 트리거 전압과 보상 트랜지스터(들)의 임계 트리거 전압과 같거나 적어도 가까운 전압을 보장하고, 그 결과 스크린 위에서의 휘도의 개선된 균일성을 보장한다.
또한 문서 EP 1220191호에서는 스크린의 광 방출기의 각 어드레스 지정 회로에서의 보상 트랜지스터를 도입하는 기술이 알려져 있다. 어드레스 지정 회로의 각 보상 트랜지스터는, 이러한 동일한 회로의 변조 트랜지스터 옆에 제작된다. 그러므로 동일한 어드레스 지정 회로의 변조 트랜지스터와 보상 트랜지스터는, 동일한 직교하는(rectilinear) 레이저 빔에 의해 동일한 조건 하에서 만들어져서, 그것들의 임계 트리거 전압은 서로를 보상하도록 의도된 유사한 값을 가지게 된다.
하지만, 그러한 스크린을 사용하게 되면 초기화 트랜지스터와 선택 트랜지스터가 또한 제작될 필요가 있게 되고, 이는 스크린의 각 광 방출기의 방출을 제어하기 위해 총 4개의 트랜지스터를 초래하게 된다. 이제 이들 트랜지스터가 픽셀의 유용한 방출 표면 영역을 상당히 감소시킨다. 게다가, 다수의 트랜지스터의 제작은 경제적인 공정이 아니다.
본 발명은 제작이 더 간단하고 더 경제적인 전술한 유형의 스크린을 제안하는 것을 목적으로 한다.
이를 위한 본 발명의 한 가지 주제는
- 광 방출기의 배열을 형성하기 위해 광 방출기의 행과 광 방출기의 열로 배열된 광 방출기와,
- 광 방출기의 방출을 제어하기 위한 제어 수단이 그 위에 제작되는 실리콘 기판을 포함하는 디스플레이 스크린으로서, 상기 제어 수단은
- 광 방출기에 전력을 공급하기 위한 수단,
- 광 방출기의 열에 따라 배열되고, 이미지 데이터를 나타내는 전압을 광 방출기의 각 열에 전송하도록 의도된 복수의 어드레스 지정 전극,
- 광 방출기의 행에 따라 배열되고, 광 방출기의 각 행에 선택 신호를 전송하도록 의도된 복수의 선택 전극,
- 각각 상기 배열의 광 방출기와 연관되고, 어드레스 지정 전극에 연결되도록 의도된 하나의 게이트 전극과 2개의 전류 운반 전극을 포함하는 복수의 변조 트랜지스터로서, 각각의 변조 트랜지스터는 상기 트랜지스터의 게이트 전극과, 전류 운반 전극 중 하나 사이의 임계 트리거 전압 이상인 전압을 위해 상기 광 방출기에 전력을 공급하게 드레인 전류가 상기 변조 트랜지스터를 통과하게 하도록 의도되며, 상기 변조 트랜지스터는 광 방출기의 열과 연관된 열로 배열되고 안내 선에 따라 상기 기판 위에서 정렬되는, 복수의 변조 트랜지스터,
- 각 변조 트랜지스터의 단자에 연결되고, 연관된 변조 트랜지스터의 게이트 전극에 전위를 설정하도록 의도된 부하 커패시터 및
- 커패시터의 전하를 조정함으로써, 변조 트랜지스터의 임계 트리거 전압을 보상하도록 의도된 복수의 보상 트랜지스터를 포함하는 디스플레이 스크린에 있어서,
단일 보상 트랜지스터가 주어진 열의 모든 변조 트랜지스터에 연결되며, 이 열의 모든 상기 변조 트랜지스터의 임계 트리거 전압을 보상하도록 의도되고,
상기 보상 트랜지스터는 상기 동일한 안내선에 따라 주어진 열의 상기 변조 트랜지스터의 선 배열의 연장선에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 제어 수단은 광 방출기에 전력을 공급하기 위해 어드레스 지정 전극 중 어느 하나로부터 상기 수단으로의 전류의 흐름을 허용하는 임의의 수단을 포함하지 않는다.
광 방출기와 연관된 각 변조 트랜지스터는 상기 광 방출기에 전력을 공급하기 위해 드레인 전류를 운반할 수 있고, 따라서 이러한 전력 공급 전류는 어드레스 지정 전극과는 다른 2개의 전력 공급 전극 사이에서 흐른다. 그러므로 광 방출기에 관한 전력 생성기에 어드레스 지정 전극을 연결하는 임의의 스위치에 관한 필요성이 존재하지 않게 된다.
하지만 그러한 스위치는 문서 WO 02/071379호나 문서 US 6,359,605호에 설명된 제어 수단에 존재한다. 이들 문서에 설명된 제어 수단에서, 어드레스 지정 전극은 광 방출기에 이미지 데이터를 나타내는 전류(ID)를 전송하기 위한 것인데 반해, 본 발명의 경우에서는 어드레스 지정 전극이 전압(VD)을 전송하기 위한 것이다. 프로그래밍이 전류에 의해 수행되므로(본 발명에서처럼 전압에 의한 것이 아니다), 광 방출기에 전력을 공급하기 위해 각 어드레스 지정 전극과 회로 사이에 프로그래밍 전류가 흐르는 것을 보장하기 위해 전술한 연결 스위치가 필요하게 되고, 이러한 광 방출기와 연관된 변조기의 게이트 전압은, 예컨대 알려진 전류 미러(mirror) 시스템에 의해 점진적으로 그것의 설정 값에 안정된다.
특정 실시예에 따르면, 디스플레이 스크린은 하나 이상의 다음 특징이 있다.
- 제어 수단은 이미지 데이터를 나타내는 전압(VD)을 전송하기 위해 각 어드레스 지정 전극 중 어느 하나에 또는 각각에 연결된 적어도 하나의 전압 생성기를 포함한다.
- 광 방출기의 각 열의 보상 트랜지스터는 2개의 전류 운반 전극을 포함하고, 각 전류-운반 전극은 이러한 동일한 열의 어드레스 지정 전극과 이러한 동일한 열의 변조 트랜지스터 사이에서 직렬로 연결된다.
- 각 보상 트랜지스터는 하나의 게이트 전극과 2개의 전류 운반 전극을 포함하고, 각 보상 트랜지스터의 게이트 전극은 연관된 열의 모든 변조 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되며, 각 보상 트랜지스터의 하나의 전류 운반 전극은 광 방출기의 연관된 열의 어드레스 지정 전극에 연결되고, 각 보상 트랜지스터의 다른 전류 운반 전극은 보상 트랜지스터의 게이트 전극에 연결된다.
- 상기 변조 트랜지스터와 상기 연관된 보상 트랜지스터는 레이저 빔을 사용하여 비정질 실리콘 기판을 가열하여 얻어진 다결정 실리콘 기판 위에 제작되고, 상기 빔은 먼저 상기 기판의 제 1 직사각형 가열 표면을 가열한 다음 움직임 방향으로 이동하며, 이후 제 2 직사각형 가열 표면을 가열하도록 의도되며,
- 주어진 열의 광 방출기와 연관된 변조 트랜지스터와 연관된 보상 트랜지스터는, 하나의 동일한 가열 표면에서 정렬되고, 안내 정렬 라인이 상기 레이저 빔의 움직임 방향에 거의 수직으로 연장한다.
- 상기 변조 트랜지스터와 상기 연관된 보상 트랜지스터 각각은 도핑된 물질의 2개 층 사이에 하나의 채널을 포함하고, 상기 채널은 그것들의 게이트 전극에 연결되며, 한 열의 변조 트랜지스터의 채널과 연관된 보상 트랜지스터의 채널은 상기 안내선에 거의 평행한 주축(main axis)을 가진다.
- 제어 수단은 한 열의 변조 트랜지스터에 연결된 모든 부하 커패시터를 방전하도록 의도된 부하 커패시터를 초기화하기 위한 초기화 수단을 포함한다.
- 상기 초기화 수단은 하나의 게이트 전극과 2개의 전류 운반 전극을 가지는 초기화 트랜지스터를 포함하고, 상기 초기화 트랜지스터의 하나의 전류 운반 전극은 상기 열의 변조 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되며, 상기 초기와 트랜지스터의 게이트 전극은 전류 운반 전극과 광 방출기의 열의 어드레스 지정 전극에 연결된다.
- 상기 초기화 수단은 하나의 다이오드를 포함하고, 이 다이오드의 캐소드는 변조 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되며, 이 다이오드의 애노드는 광 방출기의 한 열의 어드레스 지정 전극에 연결된다.
- 제어 수단은 하나의 게이트 전극과 2개의 전류 운반 전극을 가지는 복수의 선택 트랜지스터를 포함하고, 각각의 선택 트랜지스터는 변조 트랜지스터에 연결된 하나의 전류 운반 전극, 선택 전극에 연결된 게이트 전극 및 광 방출기의 한 열의 보상 트랜지스터에 연결된 전류 운반 전극을 가진다.
- 광 방출기는 유기 전자발광 다이오드이다.
본 발명의 또 다른 주제는 디스플레이 스크린을 구동하는 방법으로, 이 디스플레이 스크린은
- 광 방출기의 배열을 형성하기 위해, 광 방출기의 행과 광 방출기의 열로 배열된 광 방출기와,
- 광 방출기의 방출을 제어하기 위한 제어 수단이 그 위에 제작되는 실리콘 기판을 포함하고, 상기 제어 수단은
- 광 방출기의 열에 따라 배열되고, 이미지 데이터를 나타내는 전압을 광 방출기의 각 열에 전송하도록 의도된 복수의 어드레스 지정 전극,
- 광 방출기의 행에 따라 배열되고, 광 방출기의 각 행에 선택 신호를 전송하도록 의도된 복수의 선택 전극,
- 각각 상기 배열의 광 방출기와 연관되고, 어드레스 지정 전극에 연결되도록 의도된 하나의 게이트 전극과 2개의 전류 운반 전극을 포함하는 복수의 변조 트랜지스터로서, 각각의 변조 트랜지스터는 상기 트랜지스터의 게이트 전극과, 전류 운반 전극 중 하나 사이의 임계 트리거 전압 이상인 전압을 위해 상기 광 방출기에 전력을 공급하게 드레인 전류가 변조 트랜지스터를 통과하게 하도록 의도되며, 상기 변조 트랜지스터는 광 방출기의 열과 연관된 열로 배열되고 안내 선에 따라 상기 기판 위에서 정렬되는, 복수의 변조 트랜지스터,
- 각 변조 트랜지스터의 단자에 연결되고, 연관된 변조 트랜지스터의 게이트 전극에 전위를 설정하도록 의도된 부하 커패시터 및
- 커패시터의 전하를 조정함으로써, 변조 트랜지스터의 임계 트리거 전압을 보상하도록 의도된 복수의 보상 트랜지스터를 포함하는 디스플레이 스크린 구동 방법에 있어서,
- 상기 방법은, 주어진 열의 모든 변조 트랜지스터에 연결되며, 상기 동일한 안내선에 따라 이 동일한 열의 상기 변조 트랜지스터의 선 정렬의 연장선에 형성되는 단일 보상 트랜지스터를 형성하기 위한 단계,
- 이러한 동일한 열의 모든 상기 변조 트랜지스터의 임계 트리거 전압을 보상하기 위한 단계로서, 이러한 보상은 오직 하나의 보상 트랜지스터에 의해 수행되는, 보상 단계 및
- 제어 수단을 거쳐, 스크린의 광 방출기를 구동하기 위한 전압에 기초한 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 도면을 참조하여 단지 예로서만 주어지는 다음 상세한 설명을 읽음으로써 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 스크린의 부분 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 스크린에서 배열된 트랜지스터의 제작 공정 동안에 레이저 빔에 의해 가열된 실리콘 기판을 나타내는 사시도.
도 3의 (a) 내지 도 3의 (e)는 본 발명에 따른 제어 수단에 의해 수행된 어드레스 지정 방법 동안 인가된 전압의 시간에 따른 변화를 보여주는 그래프이다. 특히,
도 3의 (a)는 제 1 어드레스 지정 회로의 제 1 선택 전극에 인가된 선택 전압을 보여주는 그래프.
도 3의 (b)는 광 방출기의 한 열의 어드레스 지정 전극에 인가된 전압을 보여주는 그래프.
도 3의 (c)는 제 2 어드레스 지정 회로의 제 2 선택 전극에 인가된 선택 전압을 보여주는 그래프.
도 3의 (d)는 제 1 어드레스 지정 회로의 부하 커패시터에 의해 저장된 전압을 보여주는 그래프.
도 3의 (e)는 제 2 어드레스 지정 회로의 부하 커패시터에 의해 저장된 전압을 보여주는 그래프.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 스크린을 부분적으로 나타낸다. 이 스크린은 한 그룹의 이미지 요소 또는 픽셀로부터의 광의 방출을 제어하기 위한 수단(2)을 포함한다.
이 스크린은 OLED라는 약어로 알려진 유기 전자발광 다이오드로부터 형성된 광 방출기(4, 6, 8)를 포함하고, 이러한 OLED의 휘도는 이 광 방출기(4, 6, 8)를 통과하는 전류에 정비례한다. 이들은 광 방출기의 행과 광 방출기의 열로 배열되고 배열을 형성한다.
제어 수단(2)은 각각 광 방출기(4)에 연결된 복수의 어드레스 지정 회로(10, 20, 30), 광 방출기의 열 마다 하나의 어드레스 지정 전극(40), 광 방출기의 행 마 다 하나의 선택 전극(42, 44, 46), 하나의 보상 트랜지스터(48) 및 광 방출기의 열 마다 하나의 초기화 트랜지스터(50)를 포함한다.
각 어드레스 지정 전극(40)은 그것에 이미지 데이터를 나타내는 전압을 인가하도록 특별히 의도된 전압 생성기에 연결된다.
간단하게 하기 위해, 광 방출기의 주어진 열의 3개의 광 방출기와, 이들 광 방출기를 어드레스 지정하기 위한 제어 수단(2)만이 도 1에 도시되었다.
광 방출기의 열의 제 1 광 방출기(4)는 제 1 어드레스 지정 회로(10)에 연결된다. 광 방출기의 열의 제 2 광 방출기(6)는 제 2 어드레스 지정 회로(20)에 연결된다. 마지막으로, 광 방출기의 열의 제 3 광 방출기(8)는 제 3 어드레스 지정 회로(30)에 연결된다. 이 열의 어드레스 지정 회로(10, 20, 30)는 동일한 어드레스 지정 전극(40)에 연결되지만, 각각 다른 선택 전극에 연결된다.
제 1(10), 제 2(20) 및 제 3(30) 어드레스 지정 회로는 동일하다. 이들은 동일한 기능을 수행하기 위해 동일한 방식으로 연결된 동일한 전자 구성 성분을 가진다. 설명을 간단하게 하기 위해, 제 1 어드레스 지정 회로(10)만이 상세히 설명된다. 하지만 다른 어드레스 지정 회로의 구성 성분 간의 구별을 위해, 다른 어드레스 지정 회로의 참조 라벨은 제 1 어드레스 지정 회로(10)의 것과 동일한 유닛 디지트(unit digit)를 가지지만, 10자리수가 다르다.
어드레스 지정 회로(10, 20, 30)는 광 방출기에 전력을 공급하기 위한 생성기(12, 22, 32), 전류 변조 트랜지스터(14, 24, 34), 부하 커패시터(16, 26, 36) 및 트랜지스터로부터 형성된 선택 스위치(18, 28, 38)를 포함한다.
변조 트랜지스터(14), 선택 스위치(18), 보상 트랜지스터(48) 및 초기화 트랜지스터(50)는 p형 박막 트랜지스터이다. 이들은 드레인 전극, 소스 전극 및 게이트 전극을 가진다. 이들의 게이트 전극은 도핑된 물질의 2개의 층 사이에 형성된 드레인 채널에 연결된다. 이들은 드레인 전류라고 하는 전류를 가지도록 의도되고, 이러한 드레인 전류는 트랜지스터의 임계 트리거 전압(Vth) 이상인 전압이 트랜지스터의 게이트와 트랜지스터의 소스 사이에 인가될 때, 트랜지스터의 소스로부터 트랜지스터의 드레인으로 트랜지스터를 통과하게 된다. 대안적으로, n형 박막 트랜지스터가 본 발명에 따른 스크린을 제작하기 위해 또한 사용될 수 있다. 그러한 경우, n형 박막 트랜지스터의 드레인 전류는 n형 박막 트랜지스터의 드레인으로부터 n형 박막 트랜지스터의 소스로 흐른다.
변조 트랜지스터(14)의 소스는 생성기(12)에 연결된다. 변조 트랜지스터(14)의 드레인은 광 방출기(4)의 애노드에 연결된다. 광 방출기(4)의 캐소드는 접지 전극에 연결된다. 변조 트랜지스터(14)의 게이트는 부하 커패시터(16)의 한 단자에 연결되고, 선택 스위치(18)의 드레인 전극에 연결된다. 부하 커패시터(16)의 제 2 단자는 생성기(12)에 연결된다. 제 1(10), 제 2(20) 및 제 3(30) 어드레스 지정 회로의 스위치(18, 28, 38)의 게이트는, 각각 제 1(42), 제 2(44) 및 제 3(46) 선택 전극에 연결된다.
보상 트랜지스터(48)는 초기화 트랜지스터(50)와 병렬로 연결되고, 노드(B)의 한쪽 끝에 연결되며, 열 어드레스 지정 전극(40)에 연결하기 위해 다른쪽 끝에 서 노드(A)에 연결된다.
트랜지스터(48)의 소스 전극과 트랜지스터(50)의 드레인 전극은, 광 방출기의 열의 어드레스 지정 전극(40)에 연결된다. 트랜지스터(48)의 드레인 전극과 트랜지스터(50)의 소스 전극은 함께 노드(B)에서 연결된다.
트랜지스터(48)의 게이트 전극은 그 트랜지스터(48)의 드레인에 연결된다. 트랜지스터(50)의 게이트 전극도 그 트랜지스터(50)의 드레인에 연결된다. 그러므로, 보상 트랜지스터(48)는 다이오드와 동등한 것이 되고, 다이오드의 캐소드는 노드(B)에 연결되며, 다이오드의 애노드는 노드(A)에 연결된다. 이 다이오드는 노드(A)와 노드(B) 사이의 전위차가 트랜지스터(48)의 임계 트리거 전압(Vth48)보다 클 때 도통하게 된다. 초기화 트랜지스터(50) 또한 다이오드와 동등한 것이다. 이 다이오드는 트랜지스터(48)와 동등한 다이오드에 비해 반대되는 의미로 연결된다. 이 다이오드의 캐소드는 노드(A)에 연결된다. 이 다이오드의 애노드는 노드(B)에 연결된다. 이 다이오드는 노드(A)와 노드(B) 사이의 전위차가 트랜지스터(50)의 임계 트리거 전압(Vth50)보다 작을 때 도통하게 된다.
트랜지스터(48)의 드레인 전극과 트랜지스터(50)의 소스 전극은 한 선(52)을 거쳐, 광 방출기의 열의 모든 어드레스 지정 회로(10, 20, 30)의 각 스위치(18, 28, 38)에 연결된다.
보상 트랜지스터(48)의 게이트는 광 방출기의 열의 모든 어드레스 지정 회로(10, 20, 30)의 변조 트랜지스터(14, 24, 34)의 게이트에 연결된다.
또한, 보상 트랜지스터(48)는 광 방출기의 한 열의 모든 변조 트랜지스터(14, 24, 34)와 동일한 조건 하에서 제작되어, 보상 트랜지스터(48)가 그러한 열의 모든 변조 트랜지스터(14, 24, 34)의 임계 트리거 전압을 보상할 수 있게 한다.
광 방출기의 한 열의 어드레스 지정 전극(40)은 이미지 데이터를 나타내는 어드레스 지정 전압을 광 방출기의 그러한 열의 어드레스 지정 회로에 운반하기 위해 설계된다.
선택 전극(42, 44, 46)은, 특별히 선택 전압을 이들 행 선택 전극 중 하나에 인가함으로써, 어드레스 지정 회로의 한 열에서의 한정된 어드레스 지정 회로(10, 20, 30)를 선택하기 위한 것이다.
도 2는 폴리실리콘의 저온 제작 공정에서, 본 발명에 따른 스크린을 생성하기 위해 사용된 트랜지스터의 구조를 형성하는 단계를 개략적으로 보여준다.
변조 트랜지스터(14, 24, 34)와 보상 트랜지스터(48)는, 비정질 실리콘 기판을 가열하고 결정화한 다음 얻어진 다결정 실리콘의 동일한 층에서 형성된다.
비정질 실리콘 기판(62)의 가열 단계 동안에, 직교하는 엑시머 레이저 빔(60)은 유리 기판(64) 위에 증착된 비정질 실리콘의 얇은 층(62)을 가열한다. 이러한 펄스화된 레이저 빔(60)은 먼저 안내선(72)을 따라 세로로 연장하는 제 1 직사각형 표면(66)을 가열한 다음, 움직임 방향(68)으로 움직이고, 이후 제 1 가열 표면(66)의 옆에 있고 제 1 가열 표면(66)과 동일한 모양을 가지는 제 2 가열 표면(70)을 가열한다.
광 방출기의 한 열의 변조 트랜지스터와, 이러한 열의 모든 변조 트랜지스터 의 임계 트리거 전압을 보상하도록 의도된 보상 트랜지스터(48)는, 도 2에서 점선으로 개략적으로 도시되어 있다.
동일한 어드레스 지정 전극(40)에 의해 어드레스 지정된 한 열의 변조 트랜지스터(14, 24, 34)와, 그러한 변조 트랜지스터가 연결되는 보상 트랜지스터(48)는, 그것들이 가열 표면(66, 70)의 긴 면에 평행하고, 레이저 빔(60)의 움직임 방향(68)에 수직인 한 선에서 번갈아가며 위치하는 식으로 형성된다. 또한, 이들 트랜지스터는 동시에 동일한 레이저 빔(60)에 의해 가열된 하나의 동일한 가열 표면(66) 위에서 제작된다. 더 구체적으로는, 변조 트랜지스터(14, 24, 34)와 보상 트랜지스터(48)가 그것들의 드레인 채널이 레이저 빔의 움직임 방향(68)에 거의 수직인 주축을 가지도록 만들어진다.
그러므로, 그것들은 보상 트랜지스터(48)가 광 방출기의 한 열의 모든 변조 트랜지스터(14, 24, 34)의 임계 트리거 전압을 보상할 수 있도록, 유사한 값을 가지는 임계 트리거 전압을 제공한다.
도 3의 (a) 내지 도 3의 (e)는 본 발명에 따른 디스플레이 스크린의 광 방출기를 어드레스 지정하기 위한 단계들을 나타낸다.
변조 트랜지스터를 초기화하기 위한 단계 (a)에서는, 선택 전압(VS42)이 전극(42)에 인가된다. 스위치(18)는 닫힌다. 이제부터 초기화 전압(VI)이라고 부르는, 0의 값을 가지는 어드레스 지정 전압(VD)이, 어드레스 지정 전극(40)에 인가된다. 노드(A)에서의 전압은 노드(B)에서의 전압보다 작다. 초기화 트랜지스터(50)는 도 통하게 되고, 보상 트랜지스터(48)는 도통을 멈춘다. 이후 초기화 전압이 변조기(14)의 게이트에 인가되고, 부하 커패시터(16)의 한 단자에 인가되며, 이러한 부하 커패시터(16)는 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이 방전하게 된다.
부하 커패시터(16)를 프로그래밍하기 위한 단계(b)에서는, 이미지 데이터를 나타내는 어드레스 지정 전압(VD1)이 어드레스 지정 전극(40)에 인가되고, 이 전압은 보상 트랜지스터(48)에 의해 변조되며, 노드(B)로 전송된다. 노드(B)에서, 트랜지스터(48)에 의해 변조된 전압의 값은 VD1 - Vth48과 같고, 이러한 Vth48은 트랜지스터(48)의 임계 트리거 전압이다.
선택 전압(VS42)은 여전히 선택 스위치(18)의 게이트에 인가되고, 이 스위치(18)는 닫힌다. 보상 트랜지스터(48)에 의해 변조된 어드레스 지정 전압(VD1)은 변조 트랜지스터(14)의 게이트와, 부하 커패시터(16)의 한 단자에 인가된다. 잠시 후, 변조 트랜지스터(14)는 포화 작동 기간에 있게 되고, 그것의 드레인 전류(Id)는 다음 수학식에 의해 한정된다.
Id = β×(Vgs14 - Vth14)2
여기서, Vgs14 = V12 - V16이고, V16 = VD1- Vth48이다.
여기서, Id는 변조 트랜지스터(14)를 통과하여 흐르는 드레인 전류이고,
β는 트랜지스터의 채널의 특징과 채택된 기술의 함수인 상수이며,
Vgs14는 변조 트랜지스터(14)의 게이트와 소스 사이의 전압이고,
V12는 생성기(12)로부터의 전력 공급 전압이며,
V16은 부하 커패시터(16)의 단자들 양단에 걸리는 전압이고,
VD1은 데이터 어드레스 지정 전압이며,
Vth48은 보상 트랜지스터(48)의 임계 트리거 전압이다.
변조 트랜지스터(14)와 보상 트랜지스터(48)가 동일한 가열 표면 위에서 제작되므로, 이들은 유사한 트리거 임계 전압을 가진다. 즉
Vth48 = Vth14
그리고, Id = β×(V12 - VD1)2이다.
그러므로, 변조 트랜지스터(14)를 통과하여 흐르는 드레인 전류(Id)는 그것의 임계 트리거 전압(Vth14)에 독립적이다. 보상 트랜지스터(48)의 임계 트리거 전압(Vth48)은 변조 트랜지스터(Vth14)의 임계 트리거 전압을 보상하여, 광 방출기(4)와 연관된 픽셀의 휘도가 주어진 어드레스 지정 전압에 관해 일정하게 한다.
중간 단계(C)에서는, 선택 전압(VS44)이 제 2 선택 전극(44)에 인가된다. 제 2 어드레스 지정 회로(20)의 스위치는 닫힌다. 단계(C)의 끝에서는, 선택 전압(VS42)이 더 이상 제 1 어드레스 지정 회로(10)의 선택 전극(42)에 인가되지 않게 되고, 이는 스위치(18)가 열림을 의미한다. 부하 커패시터(16)는 변조 트랜지스터(14)의 게이트에서 전하를 저장하여, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이 변조 트랜지스터(14)가 변조 트랜지스터(14)의 다음 초기화 단계(VI)까지 광 방출기(4)에 전력을 계속해서 공급하게 한다.
제 2 어드레스 지정 회로(20)의 부하 커패시터(26)를 초기화하는 단계(D)에서, 초기화 전압(VI)이라고 부르고, 0의 값을 가지는 어드레스 지정 전압(VD)이 열 어드레스 지정 전극(40)에 인가된다. 그러므로 노드(A)에서의 전압은 노드(B)에서의 전압보다 작게 된다. 초기화 트랜지스터(50)는 도통하게 되고, 보상 트랜지스터(48)는 도통을 멈춘다. 어드레스 지정 전극(40)에 의해 운반되고, 트랜지스터(50)에 의해 변조된 초기화 전압은, 이후 방전하는 부하 커패시터(26)의 부하의 단자에 전달된다.
부하 커패시터(26)를 프로그래밍하기 위한 단계(E)에서는, 어드레스 지정 전압(VD2)이 어드레스 지정 전극(40)에 인가된다. 노드(A)에서의 전압은 노드(B)에서의 전압보다 크게 된다. 보상 트랜지스터(48)는 다시 도통하게 되고, 초기화 트랜지스터(50)는 도통을 멈춘다. 보상 트랜지스터(48)에 의해 변조된 노드(B)에서의 전압은 VD2 - Vth48과 같게 되고, 여기서 Vth48는 보상 트랜지스터(48)의 임계 트리거 전압이다. 노드(B)에서의 전압은 선(52)과, 선택 전극(44)에 선택 전압(VS44)을 인가하는 것으로 인해 닫힌 스위치(28)에 의해 변조기(24)의 게이트에 전송된다.
변조 트랜지스터(24)와 보상 트랜지스터(48)는 동일한 안내선(72)을 따라 동일한 가열 표면 위에서 제작되므로, 트랜지스터(48)의 임계 전압(Vth48)은 트랜지스터(24)의 임계 전압(Vth24)과 동일하다.
Vth48 = Vth24
그러므로, Id = β×(V22 - VD2)2이고
여기서, V22는 생성기(22)로부터의 전력 공급 전압이고, VD2는 데이터 어드레스 지정 전압이다.
따라서, 보상 트랜지스터(48)는 제 1 어드레스 지정 회로(10)의 변조 트랜지스터(14), 제 2 어드레스 지정 회로(20)의 변조 트랜지스터(24) 및 그것의 트랜지스터가 실리콘의 표면의 가열에 의해 얻어지고, 동시에 동일한 선을 따라 배열될 때, 주어진 열의 모든 변조 트랜지스터의 임계 트리거 전압을 보상할 수 있다.
또한, 부하 커패시터에 관한 초기화 트랜지스터(50)는 주어진 열의 어드레스 지정 회로의 모든 부하 커패시터(16, 26, 36)를 방전하도록 의도된다.
대안적으로, 초기화 트랜지스터(50)는 다이오드로 대체되고, 다이오드의 캐소드는 변조 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되며, 다이오드의 애노드는 트랜지스터의 상기 열과 연관된 광 방출기 열의 어드레스 지정 전극에 연결된다.
유리하게, 본 발명에 따른 스크린의 어드레스 지정 회로는 전압 구동되는데, 이는 픽셀이 더 빠르게 어드레스 지정됨을 의미한다. 특히, 전류에 기초한 프로그 래밍 시간이 더 이상 필요하지 않게 되는데, 이는 전압이 변조기의 게이트와 부하 커패시터에 직접 인가되기 때문이다. 또한, 전압 구동 어드레스 지정 회로는 구현하기에 간단하고, 전류에 기초한 어드레스 지정 회로에 비해 유리한 제작 비용을 가진다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 박막 트랜지스터를 사용한, 전자발광 유기 물질에 기초한 유형의 능동 매트릭스 디스플레이 스크린에 이용 가능하다.
Claims (13)
- 디스플레이 스크린으로서,- 광 방출기의 배열을 형성하기 위해 광 방출기의 행과 광 방출기의 열로 배열된 광 방출기(4, 6, 8)와,- 광 방출기의 방출을 제어하기 위한 제어 수단(2, 10, 20, 30, 40, 42, 44, 46, 48, 50)이 그 위에 제작되는 실리콘 기판(62)을 포함하는 디스플레이 스크린에 있어서, 상기 제어 수단은- 광 방출기(4, 6, 8)에 전력을 공급하기 위한 수단(12, 22, 32),- 광 방출기의 열에 따라 배열되고, 이미지 데이터를 나타내는 전압(VD)을 광 방출기의 각 열에 전송하도록 의도된 복수의 어드레스 지정 전극(40),- 광 방출기의 행에 따라 배열되고, 광 방출기의 각 행에 선택 신호(VS42, VS44)를 전송하도록 의도된 복수의 선택 전극(42, 44, 46),- 각각 상기 배열의 광 방출기와 연관되고, 어드레스 지정 전극(40)에 연결되도록 의도된 하나의 게이트 전극과 2개의 전류 운반 전극을 포함하는 복수의 변조 트랜지스터로서, 각각의 변조 트랜지스터는 상기 트랜지스터의 게이트 전극과, 전류 운반 전극 중 하나 사이의 임계 트리거 전압(Vth) 이상인 전압을 위해 상기 광 방출기에 전력을 공급하게 드레인 전류가 변조 트랜지스터를 통과하게 하도록 의도되며, 상기 변조 트랜지스터는 광 방출기의 열과 연관된 열로 배열되고 안 내선(72)에 따라 상기 기판(62) 위에서 정렬되는, 복수의 변조 트랜지스터(14, 24, 34),- 각 변조 트랜지스터(14, 24, 34)의 단자에 연결되고, 연관된 변조 트랜지스터의 게이트 전극에 전위를 설정하도록 의도된 부하 커패시터(16, 26, 36) 및- 커패시터의 전하를 조정함으로써, 변조 트랜지스터의 임계 트리거 전압을 보상하도록 의도된 복수의 보상 트랜지스터(48)를 포함하는 디스플레이 스크린에 있어서,단일 보상 트랜지스터(48)가 주어진 열의 모든 변조 트랜지스터(14, 24, 34)에 연결되며, 이 열의 모든 상기 변조 트랜지스터(14, 24, 34)의 임계 트리거 전압을 보상하도록 의도되고,상기 보상 트랜지스터(48)는 상기 동일한 안내선(72)에 따라 주어진 열의 상기 변조 트랜지스터(14, 24, 34)의 선 배열의 연장선에 형성되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 스크린.
- 제 1항에 있어서, 상기 제어 수단은 어드레스 지정 전극(40) 중 어느 하나로부터 광 방출기에 전력을 공급하기 위한 상기 수단(12, 22, 32)으로의 전류의 흐름을 허용하는 임의의 수단을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 스크린.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제어 수단은 이미지 데이터를 나타내는 전압(VD)을 전송하기 위해 각 어드레스 지정 전극(40) 중 어느 하나 또는 각각에 연결된 적어도 하나의 전압 생성기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 스크린.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 광 방출기의 각 열의 보상 트랜지스터(48)는 2개의 전류 운반 전극을 포함하고, 각 전류-운반 전극은 이러한 동일한 열의 어드레스 지정 전극(40)과 이러한 동일한 열의 변조 트랜지스터(14, 24, 34) 사이에서 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 스크린.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 각 보상 트랜지스터(48)는 하나의 게이트 전극과 2개의 전류 운반 전극을 포함하고, 각 보상 트랜지스터(48)의 게이트 전극은 연관된 열의 모든 변조 트랜지스터(14, 24, 34)의 게이트 전극에 연결되며, 각 보상 트랜지스터(48)의 하나의 전류 운반 전극(51)은 광 방출기의 연관된 열의 어드레스 지정 전극(40)에 연결되고, 각 보상 트랜지스터의 다른 전류 운반 전극은 보상 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 스크린.
- 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변조 트랜지스터(14, 24, 34)와 상기 연관된 보상 트랜지스터(48)는 레이저 빔(60)을 사용하여 비정질 실리콘 기판(62)을 가열하여 얻어진 다결정 실리콘 기판 위에 제작되고, 상기 빔은 먼저 상기 기판의 제 1 직사각형 가열 표면(66)을 가열한 다음 움직임 방향(68)으로 이동하며, 이후 제 2 직사각형 가열 표면(70)을 가열하도록 의도되며,주어진 열의 광 방출기와 연관된 상기 변조 트랜지스터(14, 24, 34)와 연관된 보상 트랜지스터는, 하나의 동일한 가열 표면(66)에서 정렬되고, 안내 정렬 라인(72)이 상기 레이저 빔(60)의 움직임 방향(68)에 거의 수직으로 연장하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 스크린.
- 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변조 트랜지스터(14, 24, 34)와 상기 연관된 보상 트랜지스터(48) 각각은 도핑된 물질의 2개 층 사이에 하나의 채널을 포함하고, 상기 채널은 그것들의 게이트 전극에 연결되며, 한 열의 변조 트랜지스터(14, 24, 34)의 채널과 연관된 보상 트랜지스터의 채널은 상기 안내선(72)에 거의 평행한 주축(main axis)을 가지는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 스크린.
- 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단(2, 10, 20, 30, 40, 42, 44, 46, 48, 50)은 한 열의 변조 트랜지스터에 연결된 모든 부하 커패시터를 방전하도록 의도된 부하 커패시터(16, 26, 36)를 초기화하기 위한 초기화 수단(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 스크린.
- 제 8항에 있어서, 상기 초기화 수단(50)은 하나의 게이트 전극과 2개의 전류 운반 전극을 가지는 초기화 트랜지스터(50)를 포함하고, 상기 초기화 트랜지스터(50)의 전류 운반 전극 중 하나는 상기 열의 변조 트랜지스터(14, 24, 34)의 게이트 전극에 연결되며, 상기 초기와 트랜지스터(50)의 게이트 전극은 한 열의 광 방출기의 전류 운반 전극과 어드레스 지정 전극(40)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 스크린.
- 제 8항에 있어서, 상기 초기화 수단(50)은 하나의 다이오드를 포함하고, 이 다이오드의 캐소드는 변조 트랜지스터(14, 24, 34)의 게이트 전극에 연결되며, 이 다이오드의 애노드는 광 방출기의 한 열의 어드레스 지정 전극(40)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 스크린.
- 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단(2, 10, 20, 30, 40, 42, 44, 46, 48, 50)은 하나의 게이트 전극과 2개의 전류 운반 전극을 가지는 복수의 선택 트랜지스터(18, 28, 38)를 포함하고, 각각의 선택 트랜지스터는 변조 트랜지스터(14, 24, 34)에 연결된 하나의 전류 운반 전극, 선택 전극(42, 44, 46)에 연결된 게이트 전극 및 한 열의 광 방출기의 보상 트랜지스터(48)에 연결된 하나의 전류 운반 전극을 가지는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 스크린.
- 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 방출기(4)는 유기 전자발광 다이오드인 것을 특징으로 하는, 디스플레이 스크린.
- 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 따른 디스플레이 스크린을 구동하는 방법으로서,이미지 데이터를 나타내는 전압(VD)을 광 방출기(4, 6, 8)의 각 열의 각 어드레스 지정 전극(40)에 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 스크린 구동 방법.
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