TFT AMOLED 적용하기

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TFT AMOLED 적용하기

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OLED는 음극과 양극에서 주입된 전자와 정공이 유기물 내에서 결합하여 빛을 내는 전계발광현상을 이용한 디스플레이입니다.

AMLCD와 AMOLED의 비교

AMLCD와 AMOLED를 비교하면,

AMLCD

AMLCD

위 그래프로 TFT 특성이 어느 정도 불균일해도 충전시간이 충분하면, 충전 화소 전압은 동일하다는 것을 알 수 있습니다.

전압 구동은 액정에 가해지는 전압에 의해 밝기가 결정됩니다.

TFT의 특성이 균일하지 않아도 화소 전압의 변동이 별로 없다는 것은 밝기가 균일하다는 것이고,

화소의 전기 용량에 전압을 그대로 유지한다는 것은

한 프레임 동안 화소 전압을 유지하여 계속 휘도를 유지한다는 것입니다.

AMOLED

AMOLED

 전류구동은 소자에 흐르는 전류에 의해 밝기가 결정됩니다.

게이트 전압이 On 전압인 동안만 전류가 흐른다는 것은 On 전압인 동안만 빛이 나옵니다.

TFT 특성 변동은 → 전류 변동 → 휘도 변동으로 변합니다.

2T1C 구조

위 사진은 AMOLED 화소 회로의 2T1C 구조입니다.

스캔 전압에 의해 동작하는 스위칭 트랜지스터와 저장된 전압을 전류로 변환하는 구동 트랜지스터로 구성됩니다.

충전 전하는 1 frame 동안 방전되지 않다가 다이오드에 흐르는 전류에 의해 곧 방전됩니다.

보존용량(Cst)에 저장된 전압에 의해 구동 트랜지스터의 전류를 제어합니다.

1 frame 동안 전류가 흘러 발광하므로 적은 전류를 흘려도 됩니다.

구동 트랜지스터의 특성(문턱전압 변화)에 따라 전류가 변화하면 휘도에 변동이 생깁니다.

PMOLED

화소 당 발광시간은 스캔(scan) 시간 동안 발광 시 흐르는 전류의 량이 Active Matrix에 비하여 증가합니다.

1 line time을 구하는 공식은

• 1초에 60 frame(화면) 

• 1 frame time (Tf) = 1/60초 = 16.7 ms 

• 1 line time = 1 frame time/라인 수

위와 같은 공식을 이용하여 구할 수 있습니다.

문턱전압과 보상회로

문턱전압 추출하기

문턱전압 추출

문턱전압(Vth)을 추출하는 방법을 알려드리려고 합니다.

1. SW Off 시 P점의 전압에 의해 전류가 흐름 

2. P점의 전압 감소 

3. P점의 전압이 TR의 문턱전압이 되면 TR Off 

4. 전류가 더 이상 흐르지 않고 P점에는 TR의 문턱전압이 남게 됩니다.

보상회로

위와 같이 복잡한 회로는 문턱전압을 어떻게 추출할까요?

C2에 P2의 문턱전압(Vth)를 저장하고 데이터 전압이 P2의 게이트에 입력하면 P2의 게이트는 floating 상태가 됩니다.

Driving TFT P2의 문턱전압 보상 가능합니다. 

C1 및 C2의 Ratio를 조절하면 데이터 구동회로부에서의 controllability 향상이 가능하고

 4-TFT와 2-Cap을 사용하므로 화소 면적이 커집니다.

위를 설명하기 위해서는 보상회로에 대해서 알아야합니다.

OLED 보상회로는 OLED 패널이 필요한 전자제품에 교류전압이 가해져도 빛의 휘도가 일정하게 유지되고, 필요한 전압을 공급하는 회로를 말합니다.

이러한 보상회로에는 커패시터가 필수적으로 필요합니다.

위 복잡한 회로에서 C는 커패시터를 의미합니다.

커패시터는 회로에서 일정한 전압을 유지하고 잡음을 차단해주는 필수적인 역할을 담당하고 있는데

Data Line에 전압이 순간적으로 안걸려도 커패시터가 일정량의 전압을 공급해주고 있기 때문에 OLED에 전류를 공급할 수 있게 됩니다.

그로인해 빛을 낼 수 있는 것이죠. 

현재 대량으로 시판되는 중소형 AMOLED는 ELA 공정 기반의 LTPS TFT 제작 공정을 통해 만들어집니다.

이는 TFT의 특성편차를 보상하기 위한 보상회로를 사용하고 있고

이 회로는 화소마다 TFT와 신호, 전원 배선을 포함하고 중요한 저장성 커패시터로 구성됩니다.

이들의 작용덕분에 TFT의 문턱전압 편차를 보상하여 균일한 화면을 표시할 수 있게 됩니다.