KR20080016245A - 표시 패널과 이를 구비한 표시 장치 - Google Patents

표시 패널과 이를 구비한 표시 장치 Download PDF

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최범락
윤영수
이성수
송영록
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Abstract

개구율을 향상시키기 위한 표시 패널과 이를 구비한 표시 장치가 개시된다. 표시 패널은 데이터 배선, 전압 배선, 게이트 배선 및 서브 화소부를 포함한다. 데이터 배선은 제1 방향으로 연장된다. 전압 배선은 데이터 배선과 서로 평행하게 형성된다. 게이트 배선은 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된다. 서브 화소부는 서로 인접한 데이터 배선들에 의해 단변이 정의되고 서로 인접한 게이트 배선들에 의해 장변이 정의되며, 데이터 배선과 게이트 배선에 연결된 스위칭 소자와, 스위칭 소자와 전압 배선에 연결되어 전계 발광 소자를 구동시키는 구동 소자를 포함한다. 이에 따라, 서브 화소부의 개구율을 향상시킬 수 있다.
전계 발광 소자, 개구율, 유기 발광층

Description

표시 패널과 이를 구비한 표시 장치{DISPLAY PANEL AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널의 등가회로도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 패널의 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시된 소스 구동부의 실시예에 대한 블록도이다.
도 7은 도 5에 도시된 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 타이밍도들이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
DL : 데이터 배선 GL : 게이트 배선
VL : 구동 전압 배선 P : 단위 화소부
P1, P2, P3 및 P4 : 제1, 제2, 제3 및 제4 서브 화소부
TRs1, TRs2, TRs3 및 TRs4 : 제1, 제2, 제3 및 제4 스위칭 소자
TRd1, TRd2, TRd3 및 TRd4 : 제1, 제2, 제3 및 제4 구동 소자
CST1, CST2, CST3 및 CST4 :제1, 제2, 제3 및 제4 스토리지 캐패시터
EL1, EL2, EL3 및 EL4 : 제1, 제2, 제3 및 제4 전계 발광 소자
본 발명은 표시 패널과 이를 구비한 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개구율을 향상시키기 위한 표시 패널과 이를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
일반적인 유기 전계발광 표시 패널은 유기 전계발광 구동 소자에 의해 발광하는 화소를 포함한다. 상기 화소는 유기 전계발광 구동 소자, 스위칭 박막트랜지스터, 구동 박막트랜지스터 및 스토리지 캐패시터를 포함한다. 상기 스위칭 박막트랜지스터는 게이트와 소스가 게이트 배선과 데이터 배선에 각각 연결되고, 상기 스토리지 캐패시터는 스위칭 박막트랜지스터와 연결되는 일단과 외부 바이어스 전압(Vdd)이 인가되는 바이어스 전압배선과 연결된다. 상기 구동 박막트랜지스터의 게이트는 상기 스위칭 박막트랜지스터의 드레인에 연결되고, 소스가 상기 바이어스 전압배선에 연결된다. 상기 구동 박막트랜지스터는 상기 유기 전계발광 구동소자를 구동시킨다.
이와 같이, 상기 화소는 상기 유기 전계발광 구동소자를 구동하기 위해 하나의 게이트 배선과, 하나의 데이터 배선 및 하나의 바이어스 전압배선이 형성된다. 상기 데이터 배선과 바이어스 전압배선은 서로 평행하게 형성되고, 제조 공정상에서 서로 전기적으로 쇼트되는 것을 막기 위해 일정간격 이격되어 형성된다.
특히, 레드(R), 그린(G), 블루(B) 및 화이트(W)의 4개의 서브 화소들이 하나의 단위 화소를 이루는 구조에서는 상기 데이터 배선과 바이어스 전압배선의 개수가 증가하게 되어 상기 단위 화소의 개구율이 저하되는 문제점이 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 개구율을 향상시키기 위한 표시 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 표시 패널을 구비한 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 표시 패널은 데이터 배선, 구동 전압 배선, 게이트 배선 및 서브 화소부를 포함한다. 상기 데이터 배선은 제1 방향으로 연장된다. 상기 구동 전압 배선은 상기 데이터 배선과 서로 평행하게 형성된다. 상기 게이트 배선은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된다. 상기 서브 화소부는 서로 인접한 데이터 배선들에 의해 단변이 정의되고 서로 인접한 게이트 배선들에 의해 장변이 정의되며, 상기 데이터 배선과 상기 게이트 배선에 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자와 상기 구동 전압 배선에 연결되어 전계 발광 소자를 구동시키는 구동 소자를 포함한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 소스 구동부 및 게이트 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널은 데이터 배선과 제1 게이트 배선에 전기적으로 연결되어 제1 색의 광을 발광하는 제1 전계 발 광 소자를 포함하는 제1 서브 화소부, 상기 데이터 배선과 제2 게이트 배선에 전기적으로 연결되어 제2 색의 광을 발광하는 제2 전계 발광 소자를 포함하는 제2 서브 화소부, 상기 데이터 배선과 제3 게이트 배선에 전기적으로 연결되어 제3 색의 광을 발광하는 제3 전계 발광 소자를 포함하는 제3 서브 화소부 및 상기 데이터 배선과 제4 게이트 배선에 전기적으로 연결되어 제4 색의 광을 발광하는 제4 전계 발광 소자를 포함하는 제4 서브 화소부를 포함한다. 상기 소스 구동부는 상기 데이터 배선에 1H 동안 상기 제1 색의 데이터신호, 상기 제2 색의 데이터신호, 상기 제3 색의 데이터신호 및 상기 제4 색의 데이터신호를 순차적으로 출력한다. 상기 게이트 구동부는 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 게이트 배선에 상기 1H 동안 제1 게이트 신호, 제2 게이트 신호, 제3 게이트 신호 및 제4 게이트 신호를 순차적으로 출력한다.
이러한 표시 패널과 이를 구비한 표시 장치에 의하면, 개구율을 향상시킬 수 있고 제조 원가를 절감할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널의 등가회로도이고, 도 2는 도 1에 도시된 표시 패널의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 표시 패널은 데이터 배선(DL), 구동 전압 배선(VL), 게이트 배선(GL) 및 서브 화소부(P1)를 포함한다. 상기 데이터 배선(DL)은 제1 방향으로 연장되고, 상기 구동 전압 배선(VL)은 상기 데이터 배선(DL)과 서로 평행하고 인접하게 형성되며, 상기 게이트 배선(GL)은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된다.
상기 서브 화소부(P1)는 서로 인접한 데이터 배선들에 의해 단변이 정의되고 서로 인접한 게이트 배선들에 의해 장변이 정의되며, 상기 데이터 배선(DL)과 상기 게이트 배선(GL1)에 연결된 스위칭 소자(TRs1)와, 상기 스위칭 소자(TRs1)와 상기 구동 전압 배선(VL)에 연결되어 전계 발광 소자(EL1)를 구동시키는 구동 소자(TRd1)를 포함한다. 상기 서브 화소부(P1)는 상기 스위칭 소자(TRs1)와 상기 구동 소자(TRd1)에 공통의 연결된 제1 전극과, 상기 구동 전압 배선(VL)에 연결된 제2 전극을 포함하는 스토리지 캐패시터(CST1)를 더 포함한다.
구체적으로, 표시 패널은 복수의 단위 화소부(P)들을 포함한다. 각 단위 화소부(P)는 제1, 제2, 제3 및 제4 색을 발광하는 제1, 제2, 제3 및 제4 서브 화소부들(P1, P2, P3, P4)을 포함한다.
상기 제1 서브 화소부(P1)는 제1 스위칭 소자(TRs1), 제1 스토리지 캐패시터(CST1), 제1 구동 소자(TRd1) 및 제1 전계 발광 소자(EL1)를 포함하며, 제1 색을 발광한다. 상기 제1 서브 화소부(P1)는 상기 제1 색의 필터층 또는 제1 색의 전계 발광층을 가지며, 이에 의해 상기 제1 색을 발광한다. 예컨대, 상기 제1 색은 레드(RED)이다.
상기 제1 스위칭 소자(TRs1)의 게이트 전극은 4j-3번째 게이트 배선(GL1)에 연결되고, 소스 전극은 i번째 데이터 배선(DL)과 연결되고, 드레인 전극은 상기 제1 스토리지 캐패시터(CST1)와 상기 제1 구동 소자(TRd1)와 공통으로 연결된다. 여 기서, i, j는 자연수이다.
상기 제1 스토리지 캐패시터(CST1)의 일단은 상기 제1 스위칭 소자(TRs1)와 연결되고 타단은 i번째 구동 전압 배선(VL)과 연결된다. 상기 제1 구동 소자(TRd1)의 게이트 전극은 상기 제1 스위칭 소자(TRs1)와 연결되고, 소스 전극은 상기 i번째 구동 전압 배선(VL)과 연결되고, 드레인 전극은 제1 전계 발광 소자(EL1)와 연결된다. 상기 제1 전계 발광 소자(EL1)의 제1 전극(애노드)은 상기 제1 구동 소자(TRd1)와 연결되고, 제2 전극(캐소드)은 공통 전압이 인가된다.
상기 제2 서브 화소부(P2)는 제2 스위칭 소자(TRs2), 제2 스토리지 캐패시터(CST2), 제2 구동 소자(TRd2) 및 제2 전계 발광 소자(EL2)를 포함하며, 제2 색을 발광한다. 상기 제2 서브 화소부(P2)는 상기 제2 색의 필터층 또는 제2 색의 전계 발광층을 가지며, 이에 의해 상기 제2 색을 발광한다. 예컨대, 상기 제2 색은 그린(GREEN)이다.
상기 제2 스위칭 소자(TRs2)의 게이트 전극은 4j-2번째 게이트 배선(GL2)에 연결되고, 소스 전극은 상기 i번째 데이터 배선(DL)과 연결되고, 드레인 전극은 상기 제2 스토리지 캐패시터(CST2)와 상기 제2 구동 소자(TRd2)와 공통으로 연결된다.
상기 제2 스토리지 캐패시터(CST2)의 일단은 상기 제2 스위칭 소자(TRs2)와 연결되고 타단은 상기 i번째 구동 전압 배선(VL)과 연결된다. 상기 제2 구동 소자(TRd2)의 게이트 전극은 상기 제2 스위칭 소자(TRs2)와 연결되고, 소스 전극은 상기 i번째 구동 전압 배선(VL)과 연결되고, 드레인 전극은 제2 전계 발광 소 자(EL2)와 연결된다. 상기 제2 전계 발광 소자(EL2)의 제1 전극(애노드)은 상기 제2 구동 소자(TRd2)와 연결되고, 제2 전극(캐소드)은 상기 공통 전압이 인가된다.
상기 제3 서브 화소부(P3)는 제3 스위칭 소자(TRs3), 제3 스토리지 캐패시터(CST3), 제3 구동 소자(TRd3) 및 제3 전계 발광 소자(EL3)를 포함하며, 제3 색을 발광한다. 상기 제3 서브 화소부(P3)는 상기 제3 색의 필터층 또는 제3 색의 전계 발광층을 가지며, 이에 의해 상기 제3 색을 발광한다. 예컨대, 상기 제3 색은 블루(BLUE)이다.
상기 제3 스위칭 소자(TRs3)의 게이트 전극은 4j-1번째 게이트 배선(GL3)에 연결되고, 소스 전극은 상기 i번째 데이터 배선(DL)과 연결되고, 드레인 전극은 상기 제3 스토리지 캐패시터(CST3)와 상기 제3 구동 소자(TRd3)와 공통으로 연결된다. 상기 제3 스토리지 캐패시터(CST3)의 일단은 상기 제3 스위칭 소자(TRs3)와 연결되고 타단은 상기 i번째 구동 전압 배선(VL)과 연결된다. 상기 제3 구동 소자(TRd3)의 게이트 전극은 상기 제3 스위칭 소자(TRs3)와 연결되고, 소스 전극은 상기 i번째 구동 전압 배선(VL)과 연결되고, 드레인 전극은 제3 전계 발광 소자(EL3)와 연결된다. 상기 제3 전계 발광 소자(EL3)의 제1 전극(애노드)은 상기 제3 구동 소자(TRd3)와 연결되고, 제2 전극(캐소드)은 상기 공통 전압이 인가된다.
상기 제4 서브 화소부(P4)는 제4 스위칭 소자(TRs4), 제4 스토리지 캐패시터(CST4), 제4 구동 소자(TRd4) 및 제4 전계 발광 소자(EL4)를 포함하며, 제4 색을 발광한다. 예컨대, 상기 제4 색은 화이트(WHITE)이며, 상기 제4 서브 화소부(P4)에는 컬러 필터층이 형성되지 않거나, 화이트 광을 발생하는 전계 발광층을 포함한 다.
상기 제4 스위칭 소자(TRs4)의 게이트 전극은 4j번째 게이트 배선(GL4)에 연결되고, 소스 전극은 상기 i번째 데이터 배선(DL)과 연결되고, 드레인 전극은 상기 제4 스토리지 캐패시터(CST4)와 상기 제4 구동 소자(TRd4)와 공통으로 연결된다. 상기 제4 스토리지 캐패시터(CST4)의 일단은 상기 제4 스위칭 소자(TRs4)와 연결되고 타단은 상기 i번째 구동 전압 배선(VL)과 연결된다. 상기 제4 구동 소자(TRd4)의 게이트 전극은 상기 제4 스위칭 소자(TRs4)와 연결되고, 소스 전극은 상기 i번째 구동 전압 배선(VL)과 연결되고, 드레인 전극은 제4 전계 발광 소자(EL4)와 연결된다. 상기 제4 전계 발광 소자(EL4)의 제1 전극(애노드)은 상기 제4 구동 소자(TRd4)와 연결되고, 제2 전극(캐소드)은 상기 공통 전압이 인가된다.
이와 같이, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 서브 화소부(P1, P2, P3, P4)는 상기 i번째 데이터 배선(DL)과 상기 i번째 구동 전압 배선(VL)을 공통으로 사용함으로써 개구율을 향상시킬 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 표시 패널은 투명한 재질로 형성되고, 제1 면 및 제2 면을 포함하는 베이스 기판(101)을 포함한다.
상기 베이스 기판(101)의 제1 면 위에는 게이트 금속층으로 형성된 게이트 패턴이 형성된다. 상기 게이트 패턴은 상기 4j-3번째 게이트 배선(GL1), 상기 4j-3번째 게이트 배선(GL1)과 연결된 제1 스위칭 소자(TRs1)의 게이트 전극(111), 제1 스토리지 캐패시터(CST1)의 제1 전극(113a) 및 제1 구동 소자(TRd1)의 게이트 전 극(113b)을 포함한다. 상기 제1 스토리지 캐패시터(CST1)의 제1 전극(113a) 및 제1 구동 소자(TRd1)의 게이트 전극(113b)은 하나의 패턴(113)으로 형성된다.
상기 게이트 패턴이 형성된 베이스 기판(101) 위에 게이트 절연층(120)을 형성한다. 상기 게이트 절연층(120)은 상기 게이트 패턴과 상기 게이트 패턴 위에 형성되는 임의의 도전층과 전기적으로 절연시킨다.
상기 게이트 절연층(120) 위에 상기 제1 스위칭 소자(TRs1) 및 제1 구동 소자(TRd1)의 각각의 게이트 전극에 대응하여 제1 채널층(131) 및 제2 채널층(133)을 각각 형성한다.
상기 제1 및 제2 채널층(131, 133)이 형성된 베이스 기판(101) 위에 소스 금속층으로 소스 패턴을 형성한다. 상기 소스 패턴은 상기 i번째 데이터 배선(DL), 상기 i번째 구동 전압 배선(VL), 상기 제1 스위칭 소자(TRs1)의 소스 및 드레인 전극(141, 142), 상기 제1 구동 소자(TRd1)의 소스 및 드레인 전극(143b, 144) 및 상기 제1 스토리지 캐패시터(CST1)의 제2 전극(143a)을 포함한다. 상기 i번째 데이터 배선(DL) 및 상기 제1 스위칭 소자(TRs1)의 소스 전극(141)은 일체로 형성되고, 상기 제1 스토리지 캐패시터(CST1)의 제2 전극(143a) 및 상기 제1 구동 소자(TRd1)의 소스 전극(143b)은 일체로 형성된다.
상기 소스 패턴이 형성된 베이스 기판(101) 위에 패시베이션층(150)이 형성되고, 상기 패시베이션층(150) 위에는 컬러 필터층(160) 및 차광층(170)이 형성된다.
바람직하게 상기 컬러 필터층(160)은 상기 제1 서브 화소부(P1)에 대응하는 영역 중 하부에 게이트 패턴 및 소스 패턴이 형성되지 않은 영역(투광 영역 : TA)에 형성되고, 상기 차광층(170)은 상기 제1 서브 화소부(P1)에 대응하는 영역 중 하부에 게이트 패턴 및 소스 패턴이 형성된 영역(차광 영역 : SA)에 형성된다.
상기 컬러 필터층(160) 및 차광층(170) 위에 투명 도전 물질로 제1 화소 전극(PE1) 및 콘택 전극(CE)을 형성한다. 상기 제1 화소 전극(PE1)은 상기 제1 구동 소자(TRd1)의 드레인 전극(144)과 콘택홀을 통해 전기적으로 연결된다. 상기 제1 화소 전극(PE1)은 제1 전계 발광 소자(EL1)의 애노드이다.
상기 콘택 전극(CE)은 상기 제1 스위칭 소자(TRs1)의 드레인 전극(142)과 상기 제1 스토리지 캐패시터(CST1)의 제1 전극(113a)을 콘택홀을 통해 전기적으로 연결시킨다.
상기 제1 화소 전극(PE1) 및 콘택 전극(CE)이 형성된 베이스 기판(101) 위에 전계 발광층(180)이 형성된다. 상기 전계 발광층(180)은 화이트 광을 발생한다.
통상적으로, 상기 전계 발광층(180)은 상기 제1 화소 전극(PE1) 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 발광층 및 전자 수송층이 순차적으로 적층된 구조로 형성된다. 또는 상기 전계 발광층(180)은 정공 수송층, 유기 발광층, 및 전자 수송층이 순차적으로 적층된 구조 또는, 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층이 순차적으로 적층된 구조로 형성될 수 있다.
상기 전계 발광층(180) 위에 금속 전극층(190)을 형성한다. 상기 금속 전극층(190)은 상기 제1 전계 발광 소자(EL1)의 캐소드로서, 공통 전압이 인가된다.
상기 제1 전계 발광 소자(EL1)는 바텀 발광 방식으로 발광한다. 즉, 상기 제 1 화소 전극(PE1) 및 금속 전극층(190)에 전압이 인가되면, 상기 전계 발광층(180)은 발광한다. 상기 전계 발광층(180)으로부터 발생된 광은 상기 금속 전극층(190)에 반사되어 상기 컬러 필터층(160)에 입사되고, 상기 컬러 필터층(160)을 경유한 컬러 광은 상기 베이스 기판(101)의 제2 면으로 출사된다.
이상과 같이, 제1, 제2, 제3 및 제4 서브 화소부(P1, P2, P3, P4)는 상기 i번째 데이터 배선(DL)과 상기 i번째 구동 전압 배선(VL)을 통해 각각 신호가 인가됨에 따라서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 서브 화소부(P1, P2, P3, P4)의 개구율을 향상되며, 결과적으로 단위 화소부(P)의 개구율이 향상된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다. 도 4에 도시된 표시 패널은 독립 발광 방식 및 탑 발광 방식이 적용된 구조로서, 도 3에 도시된 표시 패널과 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면부호가 부여하여 후술한다.
도 4를 참조하면, 베이스 기판(101) 위에 상기 게이트 패턴(GL1, 111, 113a, 113b), 게이트 절연층(120), 제1 및 제2 채널층(131, 133), 소스 패턴(DL, VL, 141, 142, 143a, 143b, 144) 및 패시베이션층(150)을 순차적으로 형성하여 상기 제1 스위칭 소자(TRs1), 제1 구동 소자(TRd1) 및 제1 스토리지 캐패시터(CST1)를 형성한다.
상기 패시베이션층(150)은 콘택홀이 형성되고, 상기 패시베이션층(150) 위에는 투명 도전 물질로 형성된 제1 화소 전극(PE1) 및 콘택 전극(CE)이 형성된다.
상기 제1 화소 전극(PE1)은 상기 제1 구동 소자(TRd1)의 드레인 전극(144)과 콘택홀을 통해 전기적으로 연결된다. 상기 제1 화소 전극(PE1)은 제1 전계 발광 소 자(EL1)의 애노드이다. 상기 콘택 전극(CE)은 콘택홀을 통해 상기 제1 스위칭 소자(TRs1)의 드레인 전극(142)과 상기 제1 스토리지 캐패시터(CST1)의 제1 전극(113a)을 전기적으로 연결시킨다.
상기 제1 화소 전극(PE1)이 형성된 베이스 기판(101) 위에 차광 영역(SA)에는 차광층(170)이 형성되고, 투광 영역(TA)에는 전계 발광층(185)을 형성한다.
상기 전계 발광층(185)은 고유의 색을 발광하는 유기 발광층을 포함하며, 예컨대 제1 서브 화소부(P1)에 대응하여 레드 광을 발생한다. 물론, 상기 제2 서브 화소부(P2)에는 그린 광을 발생하는 전계 발광층이 형성되고, 제3 서브 화소부(P3)에는 블루 광을 발생하는 전계 발광층이 형성되고, 상기 제4 서브 화소부(P4)에는 화이트 광을 발생하는 전계 발광층이 형성된다.
상기 차광층(170) 및 전계 발광층(185)이 형성된 베이스 기판(101) 위에는 투명 도전 물질로 형성된 대향 전극층(195)이 형성된다. 상기 대향 전극층(195)은 상기 제1 전계 발광 소자(EL1)의 캐소드로서, 공통 전압이 인가된다.
여기서, 상기 제1 전계 발광 소자(EL1)는 탑 발광 방식으로 발광한다. 상기 제1 화소 전극(PE1) 및 대향 전극층(195)에 전압이 인가되면, 상기 전계 발광층(185)은 발광한다. 상기 전계 발광층(185)으로부터 발생된 컬러 광은 투명 물질로 형성된 상기 대향 전극(195)을 투과하여 상기 베이스 기판(101)의 제1 면 측으로 출사된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 전계 표시 장치의 블록도이다.
도 5를 참조하면, 상기 유기 전계 표시 장치는 전계발광 표시패널(100) 및 패널 구동부(200)를 포함한다.
상기 전계발광 표시패널(100)은 앞서 설명된 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 단위 화소부(P)들이 형성되고, 각 단위 화소부는 제1, 제2, 제3 및 제4 서브 화소부들(P1, P2, P3, P4)을 포함한다. 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 서브 화소부들(P1, P2, P3, P4)은 제1, 제2, 제3 및 제4 색으로 각각 발광한다.
상기 패널 구동부(200)는 제어부(210), 데이터 변환부(220), 전압 발생부(230), 라인 메모리(240), 소스 구동부(250) 및 게이트 구동부(270)를 포함한다.
상기 제어부(210)는 외부의 그래픽 콘트롤러(미도시)로부터 제공된 원시제어신호(202)에 기초하여 구동제어신호를 생성한다. 상기 제어부(210)는 상기 구동제어신호에 기초하여 상기 데이터 변환부(220), 전압 발생부(230), 라인 메모리(240), 소스 구동부(250) 및 게이트 구동부(270)의 구동을 각각 제어한다.
상기 데이터 변환부(220)는 상기 그래픽 콘트롤러로부터 입력된 원시데이터신호(204)를 상기 전계발광 표시패널(100)에 대응하는 데이터 신호(221)로 변환하여 출력한다. 예컨대, 상기 원시데이터신호(204)가 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 3색의 데이터 신호로 구성되는 경우, 레드(R), 그린(G), 블루(B) 및 화이트(W)의 4색의 데이터 신호(221)로 변환하여 상기 라인 메모리(240)에 출력한다.
상기 전압 발생부(230)는 외부로부터 제공되는 전원 전압(206)을 이용하여 상기 유기 전계 표시 장치를 구동하기 위한 제1 내지 제3 구동전압(232, 234, 236)을 생성한다. 상기 제1 구동전압(232)은 상기 소스 구동부(250)의 구동을 위한 기준계조전압(Vref)(232)을 포함한다. 상기 제2 구동전압(234)은 상기 게이트 구동 부(270)의 구동을 위한 게이트 전압(Von, Voff)(234)을 포함한다. 상기 제3 구동전압(236)은 상기 전계발광 표시패널(100)을 구동하기 위한 공통 전압(Vcom) 및 바이어스 전압(Vdd)을 포함한다. 예컨대, 상기 공통 전압(Vcom)은 제1 전계 발광 소자(EL1)의 캐소드에 인가되며, 상기 바이어스 전압(Vdd)은 구동 전압 배선(VL)에 인가된다.
상기 라인 메모리(240)는 상기 데이터 변환부(220)에서 출력된 레드(R), 그린(G), 블루(B) 및 화이트(W)의 4색의 데이터 신호(221)를 수평 라인 단위로 저장한다. 상기 라인 메모리(240)는 상기 제어부(210)로부터 제공되는 상기 구동제어신호에 기초하여 저장된 수평 라인의 데이터 신호를 레드(R), 그린(G), 블루(B) 및 화이트(W) 데이터 신호 순서대로 차례로 출력한다(241).
상기 소스 구동부(250)는 상기 라인 메모리(240)로부터 출력되는 데이터 신호를 아날로그 형태의 데이터 신호로 변환하여 상기 전계발광 표시패널(100)의 데이터 배선들(DL1,..,DLM)에 출력한다.
구체적으로, 상기 소스 구동부(250)는 상기 라인 메모리(240)로부터 출력되는 데이터 신호의 순서대로 1H 구간 동안 상기 데이터 배선들(DL1,..,DLM)에 출력한다. 상기 소스 구동부(250)는 상기 1H 구간 중 제1 구간에는 레드 데이터 신호를 상기 데이터 배선들(DL1,..,DLM)에 출력하고, 제2 구간에는 그린 데이터 신호를 상기 데이터 배선들(DL1,..,DLM)에 출력하고, 제3 구간에는 블루 데이터 신호를 상기 데이터 배선들(DL1,..,DLM)에 출력하며, 제4 구간에는 화이트 데이터 신호를 상기 데이터 배선들(DL1,..,DLM)에 출력한다.
상기 게이트 구동부(270)는 상기 제어부(210)의 제어에 따라 게이트 신호(G1,..,GN)를 생성하여 상기 전계발광 표시패널(100)의 게이트 배선들(GL1,...,GLN)에 출력한다.
구체적으로, 상기 게이트 구동부(270)는 상기 구동제어신호에 기초하여 상기 1H 구간 동안 제1, 제2, 제3 및 제4 게이트 신호(G1, G2, G3, G4)를 순차적으로 출력한다. 상기 1H 구간 중 상기 제1 구간에는 제1 게이트 신호(G1)를 제1 게이트 배선(GL1)에 출력하고, 상기 제2 구간에는 제2 게이트 신호(G2)를 제2 게이트 배선(GL2)에 출력하고, 상기 제3 구간에는 제3 게이트 신호(G3)를 제3 게이트 배선(GL3)에 출력하며, 상기 제4 구간에는 제4 게이트 신호(G4)를 제4 게이트 배선(GL4)에 출력한다.
도 6은 도 5에 도시된 소스 구동부의 실시예에 대한 블록도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 소스 구동부(250)는 래치부(253), 디지털-아날로그 변환부(255) 및 출력 버퍼부(257)를 포함한다.
상기 라인 메모리(240)에는 한 수평 라인의 데이터 신호가 저장되고, 상기 제어부(210)로부터 제공된 구동제어신호인 출력제어신호(OC)에 기초하여 저장된 데이터 신호 중 레드 데이터 신호, 그린 데이터 신호, 블루 데이터 신호 및 화이트 데이터 신호를 순차적으로 독출하여 상기 소스 구동부(250)에 독출된 순서대로 출 력한다.
상기 라인 메모리(240)에서 독출된 데이터 신호(241)에 대응하여 상기 래치부(253)는 상기 레드 데이터 신호, 그린 데이터 신호, 블루 데이터 신호 및 화이트 데이터 신호를 순차적으로 래치하고 상기 제어부(210)로부터 제공되는 상기 구동제어신호에 응답하여 상기 레드 데이터 신호, 그린 데이터 신호, 블루 데이터 신호 및 화이트 데이터 신호를 순차적으로 로딩한다.
구체적으로, 상기 래치부(253)는 상기 1H 구간 중 제1 구간에 상기 레드 데이터 신호(D1,..,DM)를 래치하고 상기 제어부(210)로부터 제공된 로드 신호(TP)에 응답하여 상기 레드 데이터 신호(D1,..,DM)를 출력한다. 여기서, M은 자연수이다.
상기 래치부(253)로부터 출력된 상기 레드 데이터 신호(D1,..,DM)는 디지털-아날로그 변환부(255)에 입력된다.
상기 디지털-아날로그 변환부(255)는 상기 M개의 디지털-아날로그 변환기(DAC1,..,DACM)를 포함하며, 상기 래치부(253)로부터 출력되는 상기 레드 데이터 신호(D1,..,DM)를 아날로그 형태의 상기 레드 데이터 전압(d1,..,dM)으로 변환하여 상기 출력 버퍼부(257)에 출력한다.
상기 출력 버퍼부(257)는 상기 M개의 출력 버퍼들(B1,..,BM)을 포함하며, 상기 디지털-아날로그 변환부(255)로부터 출력된 상기 레드 데이터 전압(d1,..,dM)을 완충하여 출력한다. 상기 출력 버퍼부(257)는 완충된 상기 레드 데이터 전 압(d1,..,dM)은 상기 소스 배선들(DL1,..,DLM)에 출력한다.
이와 같은 방식으로, 상기 소스 구동부(253)는 상기 1H 구간 중 제2 구간 동안 상기 그린 데이터 신호를 아날로그 형태의 그린 데이터 전압으로 변환하여 상기 데이터 배선들(DL1,..,DLM)에 출력하고, 상기 1H 구간 중 제3 구간 동안 상기 블루 데이터 신호를 아날로그 형태의 블루 데이터 전압으로 변환하여 상기 데이터 배선들(DL1,..,DLM)에 출력하고, 상기 1H 구간 중 제4 구간 동안 상기 화이트 데이터 신호를 화이트 데이터 전압으로 변환하여 상기 데이터 배선들(DL1,..,DLM)에 출력한다.
도 7은 도 5에 도시된 유기 전계 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 타이밍도들이다.
도 5 및 도 7을 참조하면, 상기 제어부(210)는 원시제어신호(202)에 기초하여 유기 전계 표시 장치의 구동을 위한 구동제어신호를 생성한다.
예를 들면, [표 1]에 나타난 바와 같이 상기 제어부(210)는 상기 원시제어신호인 입력 클럭신호(clk_o)를 이용해 구동제어신호인 출력 클럭신호(clk_o)를 생성하고, 상기 구동제어신호에 기초하여 상기 데이터 변환부(220), 라인 메모리(240), 소스 구동부(250) 및 게이트 구동부(270)를 각각 제어한다.
적용디바이스조건 : FRAME Freq. 60Hz/16.7ms, WqVGA(480×286)
원시제어신호 구동제어신호
INPUT CLOCK(clk _i) Freq. 9.0MHz/111ns OUTPUT CLOCK(clk _o) Freq. 12.0MHz/83.3ns
H total 525 clk_i H total 700 clk_o
H DI 480 clk_i H DI 160 clk_o
H syncw 41 clk_i H Pch 15 clk_o
H Bp 2 clk_i
H Fp 2 clk_i
V total 286 H V total 286 H
V DI 272 H V DI 272 H
V syncw 10 H V syncw 10 H
V Bp 2 H V Bp 2 H
V Fp 2 H V Fp 2 H
상기 데이터 변환부(220)에는 상기 입력 클럭신호(clk_i)에 기초하여 입력된 원시데이터신호(INPUT_D) 즉, 레드, 그린 및 블루 데이터 신호(RGB DATA)를 레드, 그린, 블루 및 화이트 데이터 신호(RGBW DATA)로 변환하여 출력한다(OUTPUT_D).
상기 제어부(210)는 상기 데이터 변환부(220)에서 출력되는 상기 레드, 그린, 블루 및 화이트 데이터 신호(RGBW DATA)를 상기 라인 메모리(240)에 수평 라인 단위로 저장하고, 저장된 데이터 신호를 레드, 그린, 블루 및 화이트 데이터 신호 순서대로 독출하여 상기 소스 구동부(250)에 출력한다. 상기 제어부(210)는 상기 출력 클럭신호(clk_O)에 기초하여 상기 레드, 그린, 블루 및 화이트 데이터 신호(RGBW DATA)를 순차적으로 독출하여 상기 소스 구동부(250)에 입력시킨다(S_INPUT).
즉, 상기 제어부(210)는 상기 1H 구간(700clk_o) 중 제 1 구간(I1)에 상기 레드 데이터 신호(R DATA)를 상기 라인 메모리(240)로부터 독출하여 상기 소스 구동부(250)에 입력시키고, 제2 구간(I2)에 상기 그린 데이터 신호(G DATA)를 상기 라인 메모리(240)로부터 독출하여 상기 소스 구동부(250)에 입력시킨다. 제3 구간(I3)에 상기 블루 데이터 신호(B DATA)를 상기 라인 메모리(240)로부터 독출하여 상기 소스 구동부(250)에 입력시키고, 제4 구간(I4)에 상기 화이트 데이터 신호(W DATA)를 상기 라인 메모리(240)로부터 독출하여 상기 소스 구동부(250)에 입력시킨다. 상기 제1, 제2, 제3, 제4 구간(I1, I2, I3, I4)은 실질적으로 데이터신호가 처리되는 데이터 구간(DI)과 데이터신호가 처리되지 않는 소거 구간(Pch)으로 이루어진다. 즉, [표 1]에 나타낸 바와 같이, 상기 데이터 구간(DI)은 160 clk_o, 160×83.3ns 이고, 상기 소거 구간(Pch)은 15 clk_o, 15×83.3ns 이다.
상기 소스 구동부(250)는 1H 구간 동안 입력되는 디지털 형태의 레드, 그린, 블루 및 화이트 데이터 신호를 아날로그 형태의 레드, 그린, 블루 및 화이트 데이터 전압으로 변환하여 데이터 배선들(DL1,..,DLM)에 출력한다.
구체적으로, 상기 소스 구동부(250)는 상기 1H(700clk_o) 구간 중 제1 구간(I1)에는 레드 데이터 전압(r DATA)을 상기 데이터 배선들(DL1,..,DLM)에 출력하고, 제2 구간(I2)에는 그린 데이터 전압(g DATA)을 상기 데이터 배선들(DL1,..,DLM)에 출력하고, 제3 구간(I3)에는 블루 데이터 전압(b DATA)을 상기 데이터 배선들(DL1,..,DLM)에 출력하며, 제4 구간(I4)에는 화이트 데이터 전압(w DATA)을 상기 데이터 배선들(DL1,..,DLM)에 출력한다.
상기 게이트 구동부(270)는 상기 구동제어신호에 기초하여 상기 1H 동안 제1, 제2, 제3 및 제4 게이트 신호(G1, G2, G3, G4)를 제1, 제2, 제3 및 제4 게이트 배선들(GL1, GL2, GL3, GL4)에 순차적으로 출력한다. 각각의 게이트 신호의 하이레벨구간은 H/4, 대략 14.5㎲(175×83.3ns) 정도로서, 중소형(WqVGA)의 전계발광 표시패널에서는 충분한 발광시간을 갖는다.
이와 같은 방식으로 1H 동안 수평 라인에 배열된 단위 화소부들이 구동되어 영상이 표시되고, 1 프레임 동안에는 상기 전계발광 표시패널(100)에 매트릭스 형태로 배열된 복수의 단위 화소부들이 구동되어 프레임 영상이 표시된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 전계발광소자를 포함하는 전계발광 표시패널에서, 단위 화소부를 구성하는 서브 화소부들을 수평 방향으로 배치함으로써, 데이터 배선 및 바이어스 구동 전압 배선의 개수를 줄여 개구율을 향상시킬 수 있다. 또한, 데이터 배선의 개수가 줄어듦에 따라서 소스 구동 칩의 개수를 줄여 원가 절감을 도모할 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 제1 방향으로 연장된 데이터 배선;
    상기 데이터 배선과 서로 평행하게 형성된 구동 전압 배선;
    상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 게이트 배선; 및
    서로 인접한 데이터 배선들에 의해 단변이 정의되고 서로 인접한 게이트 배선들에 의해 장변이 정의되며, 상기 데이터 배선과 상기 게이트 배선에 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자와 상기 구동 전압 배선에 연결되어 전계 발광 소자를 구동시키는 구동 소자를 포함하는 서브 화소부를 포함하는 표시 패널.
  2. 제1항에 있어서, 상기 서브 화소부는
    상기 스위칭 소자와 상기 구동 소자에 공통의 연결된 제1 전극과, 상기 구동 전압 배선에 연결된 제2 전극을 포함하는 스토리지 캐패시터를 더 포함하는 특징으로 하는 표시 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    i번째 데이터 배선(i는 자연수)과 4j-3번째(j는 자연수) 게이트 배선에 연결된 제1 스위칭 소자와, 상기 제1 스위칭 소자와 i번째 구동 전압 배선과 연결되어 제1 전계 발광 소자를 구동시키는 제1 구동 소자를 포함하는 제1 서브 화소부;
    상기 i번째 데이터 배선과 4j-2번째 게이트 배선에 연결된 제2 스위칭 소자 와, 상기 제2 스위칭 소자와 상기 i번째 구동 전압 배선과 연결되어 제2 전계 발광 소자를 구동시키는 제2 구동 소자를 포함하는 제2 서브 화소부;
    상기 i번째 데이터 배선과 4j-1번째 게이트 배선에 연결된 제3 스위칭 소자와, 상기 제3 스위칭 소자와 상기 i번째 구동 전압 배선과 연결되어 제3 전계 발광 소자를 구동시키는 제3 구동 소자를 포함하는 제3 서브 화소부; 및
    상기 i번째 데이터 배선과 4j번째 게이트 배선에 연결된 제4 스위칭 소자와, 상기 제4 스위칭 소자와 상기 i번째 구동 전압 배선과 연결되어 제4 전계 발광 소자를 구동시키는 제4 구동 소자를 포함하는 제4 서브 화소부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 전계 발광 소자는 서로 다른 색의 광을 발생하는 전계 발광층을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 전계 발광 소자는 서로 다른 색의 컬러 필터를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 전계 발광 소자는 레드, 그린, 블루 및 화이트 광을 각각 발생하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  7. 데이터 배선과 제1 게이트 배선에 전기적으로 연결되어 제1 색의 광을 발광 하는 제1 전계 발광 소자를 포함하는 제1 서브 화소부, 상기 데이터 배선과 제2 게이트 배선에 전기적으로 연결되어 제2 색의 광을 발광하는 제2 전계 발광 소자를 포함하는 제2 서브 화소부, 상기 데이터 배선과 제3 게이트 배선에 전기적으로 연결되어 제3 색의 광을 발광하는 제3 전계 발광 소자를 포함하는 제3 서브 화소부 및 상기 데이터 배선과 제4 게이트 배선에 전기적으로 연결되어 제4 색의 광을 발광하는 제4 전계 발광 소자를 포함하는 제4 서브 화소부를 포함하는 표시 패널;
    상기 데이터 배선에 1H 동안 상기 제1 색의 데이터신호, 상기 제2 색의 데이터신호, 상기 제3 색의 데이터신호 및 상기 제4 색의 데이터신호를 순차적으로 출력하는 소스 구동부; 및
    상기 제1, 제2, 제3 및 제4 게이트 배선에 상기 1H 동안 제1 게이트 신호, 제2 게이트 신호, 제3 게이트 신호 및 제4 게이트 신호를 순차적으로 출력하는 게이트 구동부를 포함하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서, 외부로부터 입력된 원시제어신호를 기초로 상기 소스 구동부 및 게이트 구동부를 제어하는 구동제어신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 외부로부터 입력된 원시데이터신호를 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 색의 데이터신호로 변환하는 데이터 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 소스 구동부는 상기 구동제어신호에 기초하여,
    상기 1H 구간 중 제1 구간에는 상기 제1 색의 데이터신호를 상기 데이터 배선에 출력하고, 제2 구간에는 상기 제2 색의 데이터신호를 상기 데이터 배선에 출력하고, 제3 구간에는 상기 제3 색의 데이터신호를 상기 데이터 배선에 출력하고, 제4 구간에는 상기 제4 색의 데이터신호를 상기 데이터 배선에 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 구간은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 게이트 구동부는 상기 구동제어신호에 기초하여,
    상기 제1 구간에는 상기 제1 게이트 신호를 상기 제1 게이트 배선에 출력하고, 상기 제2 구간에는 상기 제2 게이트 신호를 상기 제2 게이트 배선에 출력하고, 상기 제3 구간에는 상기 제3 게이트 신호를 상기 제3 게이트 배선에 출력하고, 상기 제4 구간에는 상기 제4 게이트 신호를 상기 제4 게이트 배선에 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 게이트 신호의 하이레벨구간은 각각 H/4 인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제7항에 있어서, 상기 표시 패널은 상기 데이터 배선과 서로 평행하고 인접 하게 형성된 구동 전압 배선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 서브 화소부는 상기 데이터 배선과 상기 제1 게이트 배선에 연결된 제1 스위칭 소자와, 상기 제1 스위칭 소자와 상기 구동 전압 배선과 연결되어 제1 전계 발광 소자를 구동시키는 제1 구동 소자를 포함하고,
    상기 제2 서브 화소부는 상기 데이터 배선과 상기 제2 게이트 배선에 연결된 제2 스위칭 소자와, 상기 제2 스위칭 소자와 상기 구동 전압 배선과 연결되어 제2 전계 발광 소자를 구동시키는 제2 구동 소자를 포함하고,
    상기 제3 서브 화소부는 상기 데이터 배선과 상기 제3 게이트 배선에 연결된 제3 스위칭 소자와, 상기 제3 스위칭 소자와 상기 구동 전압 배선과 연결되어 제3 전계 발광 소자를 구동시키는 제3 구동 소자를 포함하고,
    상기 제4 서브 화소부는 상기 데이터 배선과 상기 제4 게이트 배선에 연결된 제4 스위칭 소자와, 상기 제4 스위칭 소자와 상기 구동 전압 배선과 연결되어 제4 전계 발광 소자를 구동시키는 제4 구동 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제1 방향으로 연장된 데이터 배선;
    상기 데이터 배선과 실질적으로 평행하게 형성된 구동 전압 배선;
    상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 각각 연장된 제1 게이트 배선, 제2 게이트 배선 및 제3 게이트 배선; 및
    상기 데이터 배선 및 상기 제1 게이트 배선에 연결된 제1 서브 화소부, 상기 데이터 배선 및 상기 제2 게이트 배선에 연결된 제2 서브 화소부, 상기 데이터 배선 및 상기 제3 게이트 배선에 연결된 제3 서브 화소부를 포함하는 화소부를 포함하는 유기 전계 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 제4 게이트 배선을 더 포함하고, 상기 화소부는 데이터 배선 및 상기 제4 게이트 배선에 연결된 제4 서브 화소부를 더 포함하는 유기 전계 표시 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 제1 서브 화소부, 상기 제2 서브 화소부 및 상기 제3 서브 화소부 중 하나 이상에 형성된 컬러 필터를 더 포함하는 유기 전계 표시 장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 화소부는 화이트 광을 발광하는 유기 발광층을 포함하는 유기 전계 표시 장치.
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