[논문]p-채널 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 문턱전압 변동을 보상할 수 있는 5-TFT OLED 화소회로

정훈주

doi:10.13067/jkiecs.2014.9.3.279

p-채널 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 문턱전압 변동을 보상할 수 있는 5-TFT OLED 화소회로
5-TFT OLED Pixel Circuit Compensating Threshold Voltage Variation of p-channel Poly-Si TFTs 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.9 no.3, 2014년, pp.279 - 284

초록
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본 논문에서는 p-채널 저온 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 문턱전압 변동을 보상할 수 있는 새로운 OLED 화소회로를 제안하였다. 제안한 5-TFT OLED 화소회로는 4개의 스위칭 박막 트랜지스터, 1개의 OLED 구동 박막 트랜지스터 및 1개의 정전용량으로 구성되어 있다. 제안한 화소회로의 한 프레임은 초기화 구간, 문턱전압 감지 및 데이터 기입 구간, 데이터 유지 구간 및 발광 구간으로 나누어진다. SmartSpice 시뮬레이션 결과, 구동 트랜지스터의 문턱전압이 ${\pm}0.25V$ 변동 시 최대 OLED 전류의 오차율은 -4.06%이였고 구동 트랜지스터의 문턱전압이 ${\pm}0.50V$ 변동 시 최대 OLED 전류의 오차율은 9.74%였다. 따라서 제안한 5T1C 화소회로는 p-채널 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 문턱전압 변동에 둔감하여 균일한 OLED 전류를 공급함을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper proposes a novel OLED pixel circuit to compensate the threshold voltage variation of p-channel low temperature polycrystalline silicon thin-film transistors (LTPS TFTs). The proposed 5-TFT OLED pixel circuit consists of 4 switching TFTs, 1 OLED driving TFT and 1 capacitor. One frame of the proposed pixel circuit is divided into initialization period, threshold voltage sensing and data programming period, data holding period and emission period. SmartSpice simulation results show that the maximum error rate of OLED current is -4.06% when the threshold voltage of driving TFT varies by ${\pm}0.25V$ and that of OLED current is 9.74% when the threshold voltage of driving TFT varies by ${\pm}0.50V$. Thus, the proposed 5T1C pixel circuit can realize uniform OLED current with high immunity to the threshold voltage variation of p-channel poly-Si TFT.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

고해상도 AMOLED 디스플레이에서 구동 트랜지스터의 문턱전압 변동에 따른 휘도 불균일 문제를 개선하기 위해 구조가 간단한 새로운 전압 기입형 보상 화소회로를 제안하였다. 제안한 5T1C OLED 화소회로는 5개의 트랜지스터와 1개의 정전용량으로 구성되 었으며 초기화 구간, 문턱전압 감지 및 데이터 기입구간, 데이터 유지 구간 및 발광 구간으로 동작이 이루어진다.
따라서 본 논문에서는 6T1C 전압 기입형 보상화소 회로 보다 더 간단하면서 구동 트랜지스터의 문턱전압 변동을 보상하는 새로운 전압 기입형 보상 화소회로를 제안하였고 SmartSpice 시뮬레이션을 통해 그 성능을 평가하였다.

제안 방법

그리고 p-채널 저온 다결정 박막 트랜지스터의 문턱전압은 -2.0V를 기준으로 -1.5V (ΔVTH = -0.5V), -1.75V(ΔVTH = -0.25V), -2.25V (ΔVTH = 0.25V) 및 -2.50V(ΔVTH = 0.5 V) 로 변동 하였고 데이터 인가 시간을 Full HD 해상도 구동이 충분히 가능한 12μs로 하여 화소회로의 보상성능을 평가하였다.
50V 변동할 때 OLED 전류도 크게 변동함을 확인할 수 있다. 기존 2T1C OLED 화소회로에서 구동 트랜지스터의 문턱전압 변동이 OLED 흐르는 전류에 미치는 영향을 평가하기 위해 그림 5와 같이 문턱전압 변동 시 데이터 전압에 따른 OLED에 흐르는 전류 변화를 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과 구동 트랜지스터의 문턱전압의 변동이 크면 클수록 OLED 전류 변동도 증가함을 확인할 수 있었다.
제안한 5T1C OLED 화소회로의 동작 검증과 성능 평가를 위해 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 모델이 지원되는 실바코(SILVACO)사의 SmartSpice를 이용하여 시뮬레이션을 실시하였다. 시뮬레이션을 하기 위해 OLED 소자를 다이오드 연결된 n-채널 소자와 정전용량으로 모델링하고[7] n-채널 소자의 모델 파라미터를 정하였다. 그리고 p-채널 저온 다결정 박막 트랜지스터의 문턱전압은 -2.
식 (1)에서 구동 트랜지스터의 문턱전압이 변동하게 되면 이에 따라 OLED에 흐르는 전류가 변화하여 각 화소의 휘도가 불균일한 문제가 발생하게 된다. 이런 위치에 따른 휘도 불균일 문제점을 개선하기 위해 그림 2와 같은 전압 기입형 OLED 화소회로를 새로 제안하였다.
고해상도 AMOLED 디스플레이에서 구동 트랜지스터의 문턱전압 변동에 따른 휘도 불균일 문제를 개선하기 위해 구조가 간단한 새로운 전압 기입형 보상 화소회로를 제안하였다. 제안한 5T1C OLED 화소회로는 5개의 트랜지스터와 1개의 정전용량으로 구성되 었으며 초기화 구간, 문턱전압 감지 및 데이터 기입구간, 데이터 유지 구간 및 발광 구간으로 동작이 이루어진다. 제안한 5T1C OLED　 화소회로를 SmartSpice 시뮬레이션한 결과, 구동 트랜지스터의 문턱전압이 ±0.

대상 데이터

그림 2 (a)에 새로 제안한 OLED 화소회로는 5개의 트랜지스터와 1개의 정전용량으로 구성된 5T1C OLED　 화소회로이다. 그림 2 (b)는 제안한 5T1C OLED 화소회로에 인가되는 각종 신호들의 타이밍도 이다.

데이터처리

제안한 5T1C OLED 화소회로의 동작 검증과 성능 평가를 위해 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 모델이 지원되는 실바코(SILVACO)사의 SmartSpice를 이용하여 시뮬레이션을 실시하였다. 시뮬레이션을 하기 위해 OLED 소자를 다이오드 연결된 n-채널 소자와 정전용량으로 모델링하고[7] n-채널 소자의 모델 파라미터를 정하였다.

성능/효과

Vdata =6.65V 일 때 구동 트랜지스터의 문턱전압이 ±0.25V 및 ±0.50V 변동할 때 OLED 전류도 크게 변동함을 확인할 수 있다.
구동 트랜지스터의 문턱전압이±0.25V 및 ±0.50V 변동하여도 OLED에 흐르는 전류의 변동은 매우 적게 나타남을 확인할 수 있었다.
이 구간에서 OLED에 흐르고 있는 전류는 식 (4) 과 같이 구동 트랜지스터의 문턱전압이 위치에 따라 변동하더라도 항상 일정하게 흐르게 때문에 각 화소는 균일하게 발광하게 된다. 그러므로 제안한 5T1C OLED 화소회로는 구동 트랜지스터의 문턱전압 변동을 보상할 수 있어 위치에 따른 휘도 불균일 문제도 개선할 수 있다.
74%이다. 따라서 제안한 5T1C OLED 화소회로는 구동 트랜지스터의 문턱전압이 변동하더라도 OLED에 흐르는 전류가 매우 균일하여 구동 트랜지스터의 문턱전압 변동을잘 보상함을 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있었다.
74%이였다. 따라서 제안한 5T1C 화소회로는 구동 트랜지스터의 문턱전압 변동에도 OLED에 흐르는 전류가 균일하여 위치에 따른 휘도 불균일 문제를 개선할 수 있음을 확인할 수 있었다.
기존 2T1C OLED 화소회로에서 구동 트랜지스터의 문턱전압 변동이 OLED 흐르는 전류에 미치는 영향을 평가하기 위해 그림 5와 같이 문턱전압 변동 시 데이터 전압에 따른 OLED에 흐르는 전류 변화를 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과 구동 트랜지스터의 문턱전압의 변동이 크면 클수록 OLED 전류 변동도 증가함을 확인할 수 있었다.
제안한 5T1C OLED 화소회로는 5개의 트랜지스터와 1개의 정전용량으로 구성되 었으며 초기화 구간, 문턱전압 감지 및 데이터 기입구간, 데이터 유지 구간 및 발광 구간으로 동작이 이루어진다. 제안한 5T1C OLED　 화소회로를 SmartSpice 시뮬레이션한 결과, 구동 트랜지스터의 문턱전압이 ±0.25V 및 ±0.50V로 변동할 때 V_data = 8V에서 최대 OLED 전류의 오차율은 각각 -4.06% 및 9.74%이였다. 따라서 제안한 5T1C 화소회로는 구동 트랜지스터의 문턱전압 변동에도 OLED에 흐르는 전류가 균일하여 위치에 따른 휘도 불균일 문제를 개선할 수 있음을 확인할 수 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	위치에 따른 저온 다결정 박막 트랜지스터의 전기적 특성의 변동을 보상하기 위한 보상 OLED 화소회로는 무엇으로 분류할 수 있는가?	위치에 따른 저온 다결정 박막 트랜지스터의 전기적 특성의 변동을 보상하기 위한 보상 OLED 화소회로는 전류 기입형 보상 화소회로(Current programming compensation pixel circuit)와 전압 기입형 보상 화소회로(Voltage programming compensation pixel circuit)로 분류할 수 있다[4-6]. 이 중 현재 양산 되고 있는 소형 AMOLED 패널은 6개 TFT와 1개의 정전용량으로 구성된 6T1C 전압 기입형 보상 화소회로를 사용하고 있다.
	OLED 디스플레이의 장점은 무엇인가?	OLED 디스플레이는 저소비 전력, 자발광, 경량, 박형, 광시야각 및 빠른 응답속도 등의 장점 때문에 최근 소형 디스플레이에서 상용화되었으며 대형 디스플레이 생산을 위해 연구가 활발히 진행 중이다[4-6].
	5T1C OLED 화소회로는 어떤 문제를 개선하기 위해 제안되었는가?	고해상도 AMOLED 디스플레이에서 구동 트랜지스터의 문턱전압 변동에 따른 휘도 불균일 문제를 개선하기 위해 구조가 간단한 새로운 전압 기입형 보상 화소회로를 제안하였다. 제안한 5T1C OLED 화소회로는 5개의 트랜지스터와 1개의 정전용량으로 구성되 었으며 초기화 구간, 문턱전압 감지 및 데이터 기입구간, 데이터 유지 구간 및 발광 구간으로 동작이 이루어진다.

참고문헌 (7)

B. Kim, "A Software for Subscriber-Oriented IPTV Service Quality Measurement," J. of The Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 5, no. 3, 2010, pp. 269-274.
S.-H. Rha and H.-S. Shin, "A Study on the IPTV's Element and Core Techniques," J. of The Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 4, no. 4, 2009, pp. 253-258.
I.-K. Kim and W.-J. Park, "The Influence of Users' Perception of Digital Convergence Media upon Use Intention," J. of The Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 6, no. 3, 2011, pp. 363-369.
H.-J. Chung, "A Voltage Programming AMOLED Pixel Circuit Compensating Threshold Voltage Variation of n-channel Poly-Si TFTs," J. of The Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 8, no. 2, 2013, pp. 207-212.

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S.-K. Hong, D.-H. Oh, S.-H. Jeong, Y.-J. Park, B.-K. Kim, Y.-M. Ha, and J. Jang, "Source Driver Channel Reduction Schemes Employing Corresponding Pixel Alignments for Current Programming Active-Matrix Organic Light- Emitting Diode Displays," Jpn. J. of Applied Physics, vol. 47, no. 3, 2008, pp. 1901-1905.

상세보기
J. L. Sanford and F. R. Libsch, "TFT AMOLED pixel circuits and driving methods," SID Int. Symp. Digest, Baltimore, USA, 2003, pp. 10-13.
Y. He, R. Hattori, and J. Kanicki, "Current-Source a-Si : H Thin-Film Transistor Circuit for Active-Matrix Organic Light- Emitting Displays," IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, vol 21, no. 12, 2000, pp. 590-592.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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