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KR101550837B1 - 유기전계 발광소자 - Google Patents

유기전계 발광소자 Download PDF

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KR101550837B1
KR101550837B1 KR1020090088637A KR20090088637A KR101550837B1 KR 101550837 B1 KR101550837 B1 KR 101550837B1 KR 1020090088637 A KR1020090088637 A KR 1020090088637A KR 20090088637 A KR20090088637 A KR 20090088637A KR 101550837 B1 KR101550837 B1 KR 101550837B1
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South Korea
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thin film
film transistor
organic
organic light
pixel region
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서인교
김도형
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은, 표시영역 내에 서로 교차하여 다수의 화소영역을 정의하는 다수의 게이트 및 데이터 배선과, 상기 다수의 각 게이트 배선 또는 데이터 배선과 나란하게 배치된다수의 전원배선 및 에미션 배선과, 기준 전압을 인가하는 기준전압 인가 배선과, 각 화소영역 내에 형성된 스위칭 박막트랜지스터와 구동박막트랜지스터 및 특성 향상을 위한 보상을 위해 구성된 다수의 박막트랜지스터와, 각 화소영역에 적, 녹, 청색 중 어느 하나의 색을 발광하는 유기 발광패턴을 포함하는 유기전계 발광 다이오드를 포함하는 유기전계 발광소자에 있어서, 상기 구동 박막트랜지스터는 임의의 하나의 데이터 배선과 연결된 서로 상이한 색을 발광하는 유기 발광 패턴이 구비된 화소영역에 있어서는 동일한 크기를 갖도록 형성된 것이 특징인 유기전계 발광소자를 제공한다.
유기전계발광소자, 유기발광패턴, 색감, 왜곡, 보상구조, 구동박막트랜지스터

Description

유기전계 발광소자{Organic electroluminescent device}
본 발명은 유기전계 발광소자(Organic Electroluminescent Device)에 관한 것이며, 특히 커플링에 의한 화질 왜곡현상을 방지할 수 있는 유기전계 발광소자 에 관한 것이다.
평판 디스플레이(FPD ; Flat Panel Display)중 하나인 유기전계 발광소자는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 갖는다. 또한 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.
또한 상기 유기전계 발광소자의 제조공정은 증착(Deposition) 및 인캡슐레이션(encapsulation) 장비가 전부라고 할 수 있기 때문에 제조 공정이 매우 단순하다.
이러한 특성을 갖는 유기전계 발광소자는 크게 패시브 매트릭스 타입과 액티브 매트릭스 타입으로 나뉘어지는데, 패시브 매트릭스 방식에서는 주사선(scan line)과 신호선(signal line)이 교차하면서 매트릭스 형태로 소자를 구성하므로, 각각의 픽셀을 구동하기 위하여 주사선을 시간에 따라 순차적으로 구동하므로, 요구되는 평균 휘도를 나타내기 위해서는 평균 휘도에 라인수를 곱한 것 만큼의 순간 휘도를 내야만 한다.
그러나, 액티브 매트릭스 방식에서는, 화소영역을 온(on)/오프(off)하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)가 각 화소영역별로 위치하고, 이러한 스위칭 박막트랜지스터와 연결된 제 1 전극은 화소영역 단위로 온(on)/오프(off)되고, 상기 제 1 전극과 대향하는 제 2 전극은 공통전극이 된다.
그리고, 상기 액티브 매트릭스 방식에서는 화소영역에 인가된 전압이 스토리지 커패시터(StgC)에 충전되어 있어, 그 다음 프레임(frame) 신호가 인가될 때까지 전원을 인가해 주도록 함으로써, 주사선 수에 관계없이 한 화면동안 계속해서 구동한다. 따라서, 낮은 전류를 인가하더라도 동일한 휘도를 나타내므로 저소비전력, 고정세, 대형화가 가능한 장점을 가지므로 최근에는 액티브 매트릭스 타입의 유기전계 발광소자가 주로 이용되고 있다.
이하, 이러한 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 기본적인 구조 및 동작특성에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 유기전계 발광소자의 한 화소에 대한 회로도이다.
도시한 바와 같이 액티브 매트릭스형 유기전계 발광소자의 하나의 화소는 스위칭 박막트랜지스터(STr)와 구동 박막트랜지스터(DTr), 스토리지 커패시터(StgC), 그리고 유기전계발광 다이오드(E)로 이루어진다.
제 1 방향으로 게이트 배선(GL)이 형성되어 있고, 이 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 배치되어 화소영역(P)을 정의하며 데이터 배선(DL)이 형성되어 있으며, 상기 데이터 배선(DL)과 이격하며 전원전압을 인가하기 위한 전원배선(PL)이 형성되어 있다.
또한, 상기 데이터 배선(DL)과 게이트 배선(GL)이 교차하는 부분에는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 형성되어 있으며, 상기 각 화소영역(P) 내부에는 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)와 전기적으로 연결된 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있다.
이때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)는 유기전계 발광 다이오드(E)와 전기적으로 연결되고 있다. 즉, 상기 유기전계발광 다이오드(E)의 일측 단자인 제 1 전극은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극과 연결되고, 타측 단자인 제 2 전극은 전원배선(PL)과 연결되고 있다. 이때, 상기 전원배선(PL)은 전원전압을 상기 유기전계발광 다이오드(E)로 전달하게 된다. 또한, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 스토리지 커패시터(StgC)가 형성되고 있다.
따라서, 상기 게이트 배선(GL)을 통해 신호가 인가되면 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 온(on) 되고, 상기 데이터 배선(DL)의 신호가 구동 박막트랜지스터(DTr) 의 게이트 전극에 전달되어 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 되므로 유기전계발광 다이오드(E)를 통해 빛이 출력된다. 이때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 상태가 되면, 전원배선(PL)으로부터 유기전계발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨이 정해지며 이로 인해 상기 유기전계 발광 다이오드(E)는 그레이 스케일(gray scale)을 구현할 수 있게 되며, 상기 스토리지 커패시터(StgC)는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 되었을 때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 함으로써 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 상태가 되더라도 다음 프레임(frame)까지 상기 유기전계 발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨을 일정하게 유지할 수 있게 된다.
한편, 최근에는 하나의 화소영역 내에 스위칭 박막트랜지스터와 구동 박막트랜지스터 이외에 다수의 박막트랜지스터를 더욱 구비한 화소 보상 구조를 갖는 유기전계 발광소자가 제안되었다.
이러한 보상 구조를 갖도록 구성된 유기전계 발광소자는 구동 박막트랜지스터의 문턱 전압을 샘플링하기 위한 샘플링용 박막트랜지스터가 더욱 구비되고 있으며, 나아가 상기 구동 박막트랜지스터의 각 화소영역 내에서의 면적이 적, 녹 ,청색색을 발광하는 유기 발광패턴이 형성된 화소영역의 종류별로 서로 다른 크기를 갖도록 형성되고 있다.
하지만, 이러한 구성은 하나의 데이터 배선에 동일한 색을 발광하는 유기 발광 패턴이 연결된 스트라이프 타입 유기전계 발광소자에 있어서는 표시품질에 있어 문제되지 않지만, 스트라이프 타입이 아닌 즉, 하나의 데이터 배선이 서로 상이한 색을 발광하는 유기 발광패턴이 구비된 화소영역과 연결되는 유기 발광패턴의 배치 구조를 갖는 유기전계 발광소자의 경우, 커플링 영향으로 구동 박막트랜지스터의 샘플링된 문턱전압 값이 미세하게 차이가 발생하고 있으며, 이로 인해 단일색 표현히 왜곡된 화상이 표시되어 표시품질을 저감시키고 있는 실정이다.
도 2는 종래의 유기전계 발광소자에 있어 적, 녹 ,청색을 표시하는 화소영역이 표현되는 색감이 차이가 발생한 것을 나타낸 도면이다.
도시한 바와 같이, 하나의 데이터 배선에 다른 색을 발광하는 유기 발광패턴이 형성된 경우, 동일한 색을 표현한다 하더라도 상하로 이웃한 화소영역에 어떠한 색을 발광하는 유기 발광패턴이 형성되었는지에 따라 그 휘도 또는 색감을 달리하여 표시되고 있음을 알 수 있다.
즉, 최근에는 유기전계 발광소자를 표시장치로 이용하는 응용 제품의 확장에 의해 적, 녹, 청색 유기 발광 패턴이 스트라이프 방식으로 배치되어 하나의 데이터 배선에 동일한 색을 발광하는 유기 발광패턴 연결된 유기전계 발광소자 이외에 서로 다른 색을 발광하는 유기 발광패턴이 배치된 유기전계 발광소자가 요구되고 있으며, 이러한 하나의 데이터 배선에 서로 다른 색을 발광하는 유기 발광패턴이 배치된 경우, 도시한 바와같이 각 화소영역 내의 구동 박막트랜지스터의 면적을 달리하여 형성하는 하게 되면, 각 색의 유기 발광패턴의 배치 위치에 따라 그 휘도 또는 색감을 달리하여 표시됨으로서 표시품질이 저하되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 각 화소영역 내에 스위칭 및 구동 박막트랜지스터 이외에 다수의 박막트랜지스터가 더 구비되어 보상 구조가 적용된 유기전계 발광소자에 있어서, 하나의 데이터 배선에 상이한 색을 발광하는 유기 발광패턴이 연결되도록 배치되더라도 이웃한 화소영역이 어떠한 색을 발광하는지에 관계없이 동일한 그레이 레벨 및 색감을 갖는 빛을 발광하는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기전계 발광소자는, 표시영역 내에 서로 교차하여 다수의 화소영역을 정의하는 다수의 게이트 및 데이터 배선과, 상기 다수의 각 게이트 배선 또는 데이터 배선과 나란하게 배치된다수의 전원배선 및 에미션 배선과, 기준 전압을 인가하는 기준전압 인가 배선과, 각 화소영역 내에 형성된 스위칭 박막트랜지스터와 구동박막트랜지스터 및 특성 향상을 위한 보상을 위해 구성된 다수의 박막트랜지스터와, 각 화소영역에 적, 녹, 청색 중 어느 하나의 색을 발광하는 유기 발광패턴을 포함하는 유기전계 발광 다이오드를 포함하는 유기전계 발광소자에 있어서, 상기 구동 박막트랜지스터는 임의의 하나의 데이터 배선과 연결된 서로 상이한 색을 발광하는 유기 발광 패턴이 구비된 화소영역에 있 어서는 동일한 크기를 갖도록 형성된 것이 특징이다.
이때, 상기 유기 발광 패턴을 포함하는 상기 다수의 화소영역의 배치는 서로 상하로 이웃한 2개의 화소라인이 화소영역 하나의 폭보다 1/2정도 어긋나도록 배치된 구조로서 데이터 배선이 직선형태가 아니고 다중으로 꺾인 구조를 이루는 델타 배치 형태를 이루는 것이 특징이다.
또한, 상기 유기 발광 패턴을 포함하는 상기 다수의 화소영역의 배치는 홀수번째 데이터 배선과 연결된 화소영역에 대해서는 적, 녹 ,청색 3개 색의 유기 발광 패턴 중, 어느 두 개 색의 유기 발광패턴이 상하로 교대하여 배치되고, 짝수번째 데이터 배선에 대해서는 홀수번째 데이터 배선과 연결된 2개 색의 유기 발광 패턴 이외의 나머지 한 색의 유기 발광 패턴이 배치된 펜타일 배치 방식인 것이 특징이며, 이때, 상기 홀수번째 데이터 배선과 연결된 화소영역 내에 구비된 구동 박막트랜지스터와 상기 짝수번째 데이터 배선과 연결된 화소영역 내에 구비된 구동 박막트랜지스터는 그 크기가 동일하거나 또는 상이한 것이 특징이다.
또한, 상기 각 화소영역 내에 구비된 상기 구동 박막트랜지스터는 모두 동일한 면적을 가지며 형성된 것이 특징이다.
또한, 상기 유기 발광 패턴을 포함하는 상기 다수의 화소영역의 배치는 홀수번째 데이터 배선과 연결된 화소영역에 대해서는 적, 녹 ,청색 3개 색의 유기 발광 패턴 중, 어느 두 개 색의 유기 발광패턴이 상하로 교대하여 배치되고, 짝수번째 데이터 배선에 대해서는 홀수번째 데이터 배선과 연결된 2개 색의 유기 발광 패턴 중 어느 하나의 색과 나머지 한 색의 유기 발광 패턴이 배치된 것이 특징이다.
또한, 상기 다수의 박막트랜지스터는 샘플링 박막트랜지스터, 발광 제어용 박막트랜지스터 및 기준 전압 제어용 박막트랜지스터로 구성되며, 상기 스위칭 박막트랜지스터는 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며, 상기 구동 박막트랜지스터는 상기 전원배선과 상기 스위칭 박막트랜지스터 및 상기 샘플링 박막트랜지스터와 연결되며, 상기 샘플링 박막트랜지스터는 상기 구동 박막트랜지스터 및 상기 게이트 배선과 연결되며, 발광 제어용 박막트랜지스터는 상기 샘플링 박막트랜지스터와 유기전계 발광 다이오드 및 에미션 배선과 연결되며, 기준전압 제어용 박막트랜지스터는 상기 기준전압 인가배선과 상기 스위칭 박막트랜지스터 및 상기 에미션 배선과 연결되며, 상기 스위칭 박막트랜지스터와 상기 구동 박막트랜지스터 사이에 스토리지 커패시터가 형성된 것이 특징이다.
본 발명에 따른 유기전계 발광소자는 구동 박막트랜지스터의 각 화소영역 내에서의 면적을 모두 일정하게 함으로써 하나의 데이터 배선에 서로 다른 색을 발광하는 유기 발광패턴이 연결된 배치구조를 갖는다 하더라도 표시영역 전면에서 동일한 색을 표시하는 경우 이와 이웃한 화소영역이 어떠한 색을 발광하는지에 관계없이 항상 동일한 수준의 그레이 레벨과 색감을 갖는 색을 발광하도록 함으로써 화질 왜곡 불량을 억제하고 표시품질을 향상시키는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 화소보상 구조가 적용된 유기전계 발광소자의 하나의 적, 녹 ,청색 화소영역에 대한 회로도이다.
도시한 바와 같이, 서로 교차하며 게이트 및 데이터 배선(GL, DL)이 화소영역(P)을 정의하며 형성되고 있으며, 상기 데이터 배선(DL)과 이격하며 나란하게 전원배선(PL)이 구비되고 있다. 또한, 상기 게이트 배선(GL)과 나란하게 유기전계 발광 다이오드(ELD)의 발광 신호를 콘트롤하기 위한 에미션 배선(EML)이 형성되고 있다. 또한 기준전압 인가를 위한 기준전압 인가 배선(RL)이 배치되고 있다.
한편, 각 화소영역(P) 내에는 상기 게이트 및 데이터 배선(GL, DL)과 연결되며 스위칭 박막트랜지스터(ST)가 구성되고 있으며, 상기 전원배선(PL) 및 상기 스위칭 박막트랜지스터(ST)와 연결되며 구동 박막트랜지스터(DT)가 형성되고 있다. 또한, 상기 스위칭 박막트랜지스터(ST)와 상기 구동 박막트랜지스터(DT) 사이에는 스토리지 커패시터(StgC)가 구성되고 있다.
또한, 각 화소영역(P) 내에는 상기 데이터 배선(DL)과 게이트 배선(GL)과 연결된 스위칭 박막트랜지스터(ST)와, 전원배선(PL)과 연결된 구동 박막트랜지스터(DT) 이외에 상기 구동 박막트랜지스터(DT) 및 게이트 배선(GL) 연결되어 상기 구동 박막트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth) 샘플링을 위한 박막트랜지스터(이하 샘플링 박막트랜지스터(T1)라 칭함)와, 상기 샘플링 박막트랜지스터(T1)와 유기전계 발광 다이오드(ELD) 및 에미션 배선(EML)과 연결된 발광 스위칭용 박막트랜지스터(이하 발광 제어용 박막트랜지스터(T2))와, 상기 기준전압 인가배선(RL)과 상기 스 위칭 박막트랜지스터(ST) 및 에미션 배선(EML)과 연결되어 기준전압 온(on)/오프(off)를 조절하기 위한 기준전압 제어용 박막트랜지스터(T3)를 더욱 구비하고 있다.
전술한 바와 같은 역할을 하는 샘플링, 발광제어용 및 기준전압 제어용 박막트랜지스터(T1, T2, T3)가 더욱 구비됨으로써 하나의 화소영역(P) 내에 하나의 구동 박막트랜지스터와 하나의 스위칭 박막트랜지스터만을 포함하는 유기전계 발광소자 대비 구동 박막트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth) 샘플링을 통해 미세한 차이에 의한 보상이 이루어져 적, 녹, 청색 유기 발광물질의 특성에 따른 구동 전압 특성 등이 잘 반영되어 표현되게 됨으로써 그레이 레벨의 표현이 전 표시영역에 대해 일정하도록 하여 표시품질을 향상시키고 있다.
한편, 본 발명에 따른 보상구조가 적용된 유기전계 발광소자에 있어서, 가장 특징적인 것은, 임의의 하나의 데이터 배선(DL)에 연결된 상이한 색의 유기 발광패턴을 갖는 화소영역(P)에 대해서는 상기 전원배선(PL)과 스위칭 박막트랜지스터(ST) 및 샘플링 박막트랜지스터(T1)와 연결된 구동 박막트랜지스터(DT)의 면적이 표시영역 전면에 대해 동일한 면적 크기를 가지며 형성되고 있다는 것이다.
조금 더 상세히 설명하면, 적, 녹, 청색의 유기 발광 패턴(R, G, B)을 구비한 화소영역(P) 중 동일한 데이터 배선(DL)과 연결된 서로 상이한 색을 발광하는 유기 발광 패턴(R, G, B)을 포함하는 화소영역(P)에 대해서는 동일한 면적을 갖는 구동 박막트랜지스터(DT)가 형성되는 것이 특징이다.
일례로 이원화되어 제 1 데이터 배선에는 적 및 녹색을 발광하는 유기 발광 패턴이 형성되고, 제 2 데이터 배선에는 청색을 발광하는 유기 발광패턴만이 연결된 배치를 이루는 경우는 동일한 배선내에 서로 상이한 색을 발광하는 상기 적색 및 녹색 유기 발광 패턴이 구비된 화소영역에는 동일한 면적을 갖도록 구동 박막트랜지스터(이하 제 1 구동 박막트랜지스터라 칭함)가 형성되고, 녹색을 발광하는 유기 발광패턴이 형성된 화소영역에는 상기 적 및 녹색 유기 발광 패턴이 구비된 화소영역 내에 구비된 상기 제 1 구동 박막트랜지스터와 동일한 면적을 갖도록 형성될 수도 있고, 또는 상이한 면적을 갖도록 형성되어도 무방하다.
상기 녹색을 발광하는 유기발광 패턴이 형성된 화소영역은 모두 제 2 데이터 배선과만 연결되고 있으므로 이웃한 상이한 색을 발광하는 유기 발광패턴이 형성된 화소영역에 영향을 주지도 또한 영향을 받지도 않는다. 그러므로 구동 박막트랜지스터의 면적이 변화하여 문턱전압의 크기가 변화된다 하더라도 상기 녹색을 발광하는 유기 발광 패턴이 형성된 모든 화소영역에서 동일한 변화가 발생된다. 따라서 이를 반영하여 발광하므로 녹색 자체의 표현에는 표시영역 전면에 대해 동일한 크기의 신호전압이 인가되는 경우 동일한 색감을 갖는 녹색을 발광하기 때문에 색감의 왜곡 현상은 발생되지 않는다.
한편, 적, 녹, 청색을 발광하는 패턴을 스트라이프 방식으로 배치하는 경우는 상기 구동 박막트랜지스터의 면적 크기에 관계없이 다른 색을 발광하는 화소영역에 영향을 끼치지 않으므로 색감의 왜곡 현상은 발생되지 않는다. 따라서, 이러한 스트라이프 배열 방식을 적용한 유기전계 발광소자의 경우 색감 왜곡 현상의 발생은 억제될 수 있다.
하지만, 최근에는 다양한 디지털 영상기기 및 응용제품이 개발되고 있으며, 이들 응용제품에 있어서는 화질 개선의 문제로 인해 적, 녹, 청색을 발광하는 패턴을 배치하는 방식에 있어 스트라이프 배치 방식보다는 델타 배치 방식(서로 상하로 이웃한 2개의 화소라인이 화소영역 하나의 폭보다 1/2정도 어긋나도록 배치된 구조로서 데이터 배선이 직선형태가 아니고 다중으로 꺾인 구조가 됨) 또는 펜타일 배치 방식(홀수번째 데이터 배선에 대해서는 적, 녹 ,청색 3개 색의 컬러패턴 중, 어느 두 개의 컬러패턴이 상하로 교대하여 배치되고, 짝수번째 데이터 배선에 대해서는 홀수번째 데이터 배선과 연결된 2개의 컬러패턴 이외의 컬러 패턴이 배치된 구조)이 요구되고 있으며, 이러한 적, 녹, 청색을 발광하는 유기 발광 패턴의 배치 방식 차이에 따라 색감 왜곡에 의한 표시품질 저하의 문제가 발생하며, 본 발명은 이러한 문제를 해결한 구성을 제안하고 있는 것이다.
도 4는 비교예로서 서로 다른 크기를 갖는 구동 박막트랜지스터를 포함하며 하나의 데이터 배선에 서로 상이한 색을 발광하는 유기 발광패턴이 배치된 화소영역과 연결된 종래의 유기전계 발광소자에 있어, 적, 녹, 청색을 발광하는 화소영역 각각에 있어 구동 박막트랜지스터의 문턱전압의 샘플링 후 동일한 신호전압이 인가된 데이터 배선의 전압 파형을 측정한 그래프이며, 도 5는 동일한 크기를 갖는 구동 박막트랜지스터를 포함하며 하나의 데이터 배선에 서로 상이한 색을 발광하는 유기 발광패턴이 배치된 화소영역과 연결된 본 발명에 따른 유기전계 발광소자에 있어, 적, 녹, 청색을 발광하는 화소영역 각각에 있어 구동 박막트랜지스터의 문턱전압의 샘플링 후 동일한 신호전압이 인가된 데이터 배선의 전압 파형을 측정한 그 래프이다.
도 4를 참조하면, 도시한 바와같이, 구동 박막트랜지스터의 문턱전압을 샘플링 후 이를 반영하여 신호전압이 인가된 데이터 배선에 대해 서로 상하로 이웃한 화소영역의 서로 다른 크기의 박막트랜지스터의 영향으로 커플링이 발생하여 적, 녹 ,청색 유기 발광 패턴이 형성된 화소영역에서의 데이터 신호전압 변화 파형의 차이가 발생한 것을 보이고 있음을 알 수 있다.
하지만, 도 5를 참조하면, 각 화소영역에 형성된 구동 박막트랜지스터의 크기가 동일하므로 서로 상하로 이웃하는 서로 상이한 색을 발광하는 유기 발광패턴이 형성된 화소영역에 있어서는 동일한 환경이 적용됨으로써 샘플링 후에도 적, 녹, 청색을 발광하는 유기 발광패턴이 각각 구비된 화소영역에서의 신호전압 파형의 변화가 일정함을 알 수 있다.
한편, 도 6a 내지 도 6d는 임의의 하나의 데이터 배선에 연결된 서로 상이한 색을 발광하는 유기 발광 패턴을 구비한 화소영역에 동일한 크기의 구동 박막트랜지스터가 형성된 것을 특징으로 한 본 발명에 따른 유기전계 발광소자에 있어, 적, 녹 ,청색 유기 발광패턴의 배열 상태를 나타낸 도면이다.
우선, 도 6a를 참조하면, 홀수번째의 데이터 배선(DL1)에는 상하로 교대하며 적색 및 녹색을 발광하는 유기 발광 패턴(R, G)이 형성되고 있으며, 짝수번째의 데이터 배선(DL2)에는 상하로 교대하며 녹색 및 청색을 발광하는 유기 발광 패턴(G, B)이 형성되고 있음을 알 수 있다.
이러한 적, 녹 ,청색 유기 발광 패턴(R, G, B)의 배치를 갖는 경우, 홀수번 째 데이터 배선(GL1)에 연결된 적색 및 녹색 유기 발광 패턴(R, G)이 형성된 화소영역(P)에 대해서는 동일한 면적을 갖는 구동 박막트랜지스터가 형성되고, 동시에 짝수번째 데이터 배선(GL2)에 연결된 녹색 및 청색 유기 발광 패턴(G, B)이 형성된 화소영역(P)에 대해서는 동일한 면적을 갖는 구동 박막트랜지스터(미도시)가 형성됨으로써 색감 및 화질 왜곡 현상을 방지할 수 있다.
따라서, 이러한 적, 녹 ,청색 유기 발광 패턴(R, G, B)의 배치를 갖는 경우, 표시영역 전면에 걸쳐 모든 화소영역(P)에서 동일한 크기의 구동 박막트랜지스터(미도시)가 형성되는 것이 특징이다.
한편, 전술한 유기 발광 패턴(R, G, B)의 배치는 다양하게 변형될 수 있음은 자명하다. 일례로 도면에 나타내지 않았지만, 홀수번째 데이터 배선에 대해 녹색 및 청색 유기 발광패턴이 서로 상하로 교대하도록 배치되고, 짝수번째 데이터 배선에 대해 적색 및 청색 또는 적색 및 녹색의 유기 발광 패턴이 배치되도록 구성될 수도 있다. 이러한 변형예에 따른 경우도, 모든 화소영역 내의 구동 박막트랜지스터의 크기를 같게 형성함으로써 색상 및 화상 왜곡을 방지할 수 있다.
또한, 도 6a에 있어서는 서로 상하로 위치한 화소영역(P)의 배치가 일정하게 배치되고 있지만, 이러한 적, 녹 ,청색의 유기 발광패턴(R, G, B)의 배치에 대해 도 6b에 도시한 바와 같이 상하로 위치하는 화소영역(P)의 배치의 차이를 갖는 델타 배치가 적용될 수도 있음은 자명한다.
도 6c를 참조하면, 펜타일 배치로서 홀수번째 데이터 배선(DL1)에는 상하로 교대하며 적색 및 녹색을 발광하는 유기 발광 패턴(R, G)이 형성되고 있으며, 짝수 번째의 데이터 배선에는 청색을 발광하는 유기 발광 패턴(B)이 형성되고 있음을 알 수 있다.
따라서, 이러한 적, 녹 ,청색 유기 발광 패턴의 배치(R, G, B)를 갖는 경우, 홀수번째 데이터 배선(GL1)에 연결된 적색 및 녹색 유기 발광 패턴(R, G)이 형성된 화소영역(P)에 대해서는 동일한 면적을 갖는 구동 박막트랜지스터(미도시)가 형성되는 것이 특징이며, 청색의 유기 발광 패턴(B)이 형성된 화소영역(P)에 대해서는 이의 상하로 적색 및 녹색 유기 발광 패턴(R, G)이 형성된 화소영역(P)이 배치되지 않고 있다. 따라서 이웃한 서로 상이한 색을 발광하는 화소영역(P)에 영향을 주지 않으므로 상기 적색 및 녹색 유기 발광 패턴(R, G)이 형성된 화소영역(P)에 구비된 구동 박막트랜지스터(미도시)와 동일한 크기를 갖도록 형성될 수도 있고 또는 상이한 크기를 가지며 형성될 수도 있다.
도 6d를 참조하면, 도 6c에 도시된 유기전계 발광소자의 변형예로서 펜타일 배치를 이루고 있으며, 홀수번째 데이터 배선(GL1)에는 상하로 교대하며 적색 및 청색을 발광하는 유기 발광 패턴(R, B)이 형성되고 있으며, 짝수번째 데이터 배선(DL2)에는 녹색을 발광하는 유기 발광 패턴(G)이 형성되고 있음을 알 수 있다.
따라서, 이러한 적, 녹 ,청색 유기 발광 패턴(R, G, B)의 배치를 갖는 경우, 홀수번째 데이터 배선(GL1)에 연결된 적색 및 청색 유기 발광 패턴(R, B)이 형성된 화소영역(P)에 대해서는 동일한 면적을 갖는 구동 박막트랜지스터(미도시)가 형성되는 것이 특징이다. 또한, 녹색의 유기 발광 패턴(G)이 형성된 화소영역(P)에 대해서는 이의 상하로 적색 및 청색 유기 발광 패턴(R, B)이 형성된 화소영역(P)이 배치되지 않으므로 이웃한 서로 상이한 색을 발광하는 화소영역(P)에 영향을 주지 않는다. 따라서 상기 적색 및 청색 유기 발광 패턴(R, B)이 형성된 화소영역(P)에 구비된 구동 박막트랜지스터(미도시)와 동일한 크기를 갖도록 형성될 수도 있으며, 또는 상이한 크기를 가지며 형성될 수도 있다.
한편, 이러한 변형예의 경우 도면에 있어서, 유기 발광패턴의 크기 또한 차이가 있음을 보이고 있다. 홀수번째 데이터 배선(GL1)과 연결된 적색 및 청색 유기 발광 패턴(R, B)의 크기는 동일한 반면, 짝수번째 데이터 배선(GL2)과 연결된 녹색 유기 발광패턴(G)의 경우는 상기 적색 및 청색 유기 발광패턴(R, B)보다 작은 크기를 가지며 형성되고 있다. 이러한 경우 효율적 측면에서 상대적으로 작은 면적을 갖는 상기 녹색 유기 발광 패턴(G)이 구비된 화소영역(P) 내의 구동 박막트랜지스터(미도시)의 크기를 적색 및 청색 유기 발광패턴(R, B)이 구비된 화소영역(P)의 구동 박막트랜지스터(미도시) 대비 작게 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 도 6c 및 도 6d에 의해 일례로 보인 적, 녹, 청색 유기 발광 패턴(R, G, B)의 배치 이외에 다양하게 변형될 수 있음은 자명하다. 이 경우도, 서로 하나의 데이터 배선(DL)에 연결된 화소영역(P)에 대해서는 동일한 크기의 구동 박막트랜지스터(미도시)를 형성함으로써 색상 및 화상의 왜곡을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 유기전계 발광소자의 한 화소에 대한 회로도.
도 2는 종래의 유기전계 발광소자에 있어 적, 녹 ,청색을 표시하는 화소영역이 표현되는 색감이 차이가 발생한 것을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 화소보상 구조가 적용된 유기전계 발광소자의 하나의 적, 녹 ,청색 화소영역에 대한 회로도.
도 4는 비교예로서 서로 다른 크기를 갖는 구동 박막트랜지스터를 포함하며 하나의 데이터 배선에 서로 상이한 색을 발광하는 유기 발광패턴이 배치된 화소영역과 연결된 종래의 유기전계 발광소자에 있어, 적, 녹, 청색을 발광하는 화소영역 각각에 있어 구동 박막트랜지스터의 문턱전압의 샘플링 후 동일한 신호전압이 인가된 데이터 배선의 전압 파형을 측정한 그래프.
도 5는 동일한 크기를 갖는 구동 박막트랜지스터를 포함하며 하나의 데이터 배선에 서로 상이한 색을 발광하는 유기 발광패턴이 배치된 화소영역과 연결된 본 발명에 따른 유기전계 발광소자에 있어, 적, 녹, 청색을 발광하는 화소영역 각각에 있어 구동 박막트랜지스터의 문턱전압의 샘플링 후 동일한 신호전압이 인가된 데이터 배선의 전압 파형을 측정한 그래프.
도 6a 내지 도 6d는 임의의 하나의 데이터 배선에 연결된 서로 상이한 색을 발광하는 유기 발광 패턴을 구비한 화소영역에 동일한 크기의 구동 박막트랜지스터가 형성된 것을 특징으로 한 본 발명에 따른 유기전계 발광소자에 있어, 적, 녹 , 청색 유기 발광패턴의 배열 상태를 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
DL : 데이터 배선 DT : 구동 박막트랜지스터
ELD : 유기전계 발광 다이오드 EML : 에미션 배선
G : 녹색 유기 발광 패턴 GL : 게이트 배선
P : 화소영역 PL : 전원배선
R : 적색 유기 발광 패턴 ST : 스위칭 박막트랜지스터
StgC : 스토리지 커패시터 T1 : 샘플링 박막트랜지스터
T2 : 발광 제어용 박막트랜지스터
T3 : 기준전압 제어용 박막트랜지스터

Claims (7)

  1. 표시영역 내에 서로 교차하여 다수의 화소영역을 정의하는 다수의 게이트 및 데이터 배선과, 상기 다수의 각 게이트 배선 또는 데이터 배선과 나란하게 배치된다수의 전원배선 및 에미션 배선과, 기준 전압을 인가하는 기준전압 인가 배선과, 각 화소영역 내에 형성된 스위칭 박막트랜지스터와 구동박막트랜지스터 및 특성 향상을 위한 보상을 위해 구성된 다수의 박막트랜지스터와, 각 화소영역에 적, 녹, 청색 중 어느 하나의 색을 발광하는 유기 발광패턴을 포함하는 유기전계 발광 다이오드를 포함하는 유기전계 발광소자에 있어서,
    상기 구동 박막트랜지스터는 임의의 하나의 데이터 배선과 연결된 서로 상이한 색을 발광하는 유기 발광 패턴이 구비된 화소영역에 있어서는 동일한 크기를 갖도록 형성되고,
    상기 다수의 박막트랜지스터는 샘플링 박막트랜지스터, 발광 제어용 박막트랜지스터 및 기준 전압 제어용 박막트랜지스터로 구성되며, 상기 스위칭 박막트랜지스터는 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되고, 상기 구동 박막트랜지스터는 상기 전원배선과 상기 스위칭 박막트랜지스터 및 상기 샘플링 박막트랜지스터와 연결되며, 상기 샘플링 박막트랜지스터는 상기 구동 박막트랜지스터 및 상기 게이트 배선과 연결되고, 상기 발광 제어용 박막트랜지스터는 상기 샘플링 박막트랜지스터와 상기 유기전계 발광 다이오드 및 상기 에미션 배선과 연결되며,
    상기 기준전압 제어용 박막트랜지스터는 상기 기준전압 인가배선과 상기 스위칭 박막트랜지스터 및 상기 에미션 배선과 연결되고, 상기 스위칭 박막트랜지스터와 상기 구동 박막트랜지스터 사이에 스토리지 커패시터가 형성된 것이 특징인 유기전계 발광소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 발광 패턴을 포함하는 상기 다수의 화소영역의 배치는 서로 상하로 이웃한 2개의 화소라인이 화소영역 하나의 폭보다 1/2정도 어긋나도록 배치된 구조로서 데이터 배선이 직선형태가 아니고 다중으로 꺾인 구조를 이루는 델타 배치 형태를 이루는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 발광 패턴을 포함하는 상기 다수의 화소영역의 배치는 홀수번째 데이터 배선과 연결된 화소영역에 대해서는 적, 녹 ,청색 3개 색의 유기 발광 패턴 중, 어느 두 개 색의 유기 발광패턴이 상하로 교대하여 배치되고, 짝수번째 데이터 배선에 대해서는 홀수번째 데이터 배선과 연결된 2개 색의 유기 발광 패턴 이외의 나머지 한 색의 유기 발광 패턴이 배치된 펜타일 배치 방식인 것이 특징인 유기전계 발광소자.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 홀수번째 데이터 배선과 연결된 화소영역 내에 구비된 구동 박막트랜지스터와 상기 짝수번째 데이터 배선과 연결된 화소영역 내에 구비된 구동 박막트랜지스터는 그 크기가 동일하거나 또는 상이한 것이 특징인 유기전계 발광소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 화소영역 내에 구비된 상기 구동 박막트랜지스터는 모두 동일한 면적을 가지며 형성된 것이 특징인 유기전계 발광소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 발광 패턴을 포함하는 상기 다수의 화소영역의 배치는 홀수번째 데이터 배선과 연결된 화소영역에 대해서는 적, 녹 ,청색 3개 색의 유기 발광 패턴 중, 어느 두 개 색의 유기 발광패턴이 상하로 교대하여 배치되고, 짝수번째 데이터 배선에 대해서는 홀수번째 데이터 배선과 연결된 2개 색의 유기 발광 패턴 중 어느 하나의 색과 나머지 한 색의 유기 발광 패턴이 배치된 것이 특징인 유기전계 발광소자.
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