JP2011061184A - 有機発光表示装置及びその動作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】有機発光表示装置及びその動作方法に関し、特に非晶質シリコン薄膜トランジスタの特性低下及び劣化を防止する有機発光表示装置及び動作方法を提供する。
【解決手段】第１基板２１０、第２基板２３０及び前記第１基板と前記第２基板との間に備える有機発光素子を含む表示領域ＤＡと前記第２基板よりもさらに延長された前記第１基板の領域である非表示領域ＮＡを含み、前記非表示領域に位置する加熱制御部２９０を含む表示パネル２００、前記表示パネルの外側又は内側に位置して前記表示パネルに熱を加える加熱部３００及び一側は前記加熱部に電気的に接続され、他の一側は前記加熱制御部に電気的に接続される温度制御部３５０を含む有機発光表示装置１００を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機発光表示装置及びその動作方法に関し、特に、非晶質シリコン薄膜トランジスタの特性の低下及び劣化が防止できる有機発光表示装置及び動作方法(Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ ａｎｄ ｄｒｉｖｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｔｈｅｒｅｏｆ)に関する。

一般に、有機発光表示装置は映像を表示する表示パネルと表示パネルを駆動する駆動回路部とを含む。表示パネルは２つの基板間に形成される有機発光素子（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）と有機発光素子を駆動するための少なくても１つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）とを含む。

有機発光素子は、陽極電極、陰極電極及び前記陽極電極と陰極電極との間に位置する発光層を含む。

前記発光層には、前記陰極電極から注入された電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）と陽極電極から注入された正孔（ｈｏｌｅ）とが結合して励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）を形成し、前記励起子はエネルギーを放出させながら発光する。

前記薄膜トランジスタは、画素を選択するためのスイッチング用ＴＦＴと電流に比例する輝度を放出するために前記有機発光素子を駆動する駆動ＴＦＴとを含む。

このとき、前記薄膜トランジスタは、非晶質シリコンＴＦＴを用いたり、ポリシリコンＴＦＴを用いたりすることができるとともに、画質、消費電力、安全性、大型化、コストなどを考慮して選択的に用いられる。

従来の非晶質シリコン薄膜トランジスタは、長期間駆動した場合、非晶質シリコン薄膜トランジスタの特性が劣化して、非晶質シリコン薄膜トランジスタのスレッショルド電圧（Ｖｔｈ）が上昇し、移動度（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）が低下される。

この現象は、非晶質シリコン薄膜内にダングリングボンド（ｄａｎｇｌｉｎｇ ｂｏｎｄ）が発生して薄膜内に欠点が多くなり、非晶質シリコンとゲートオキサイドとの界面にトラップ密度（ｔｒａｐ ｄｅｎｓｉｔｙ）が増加して電荷移動度が低下されるために発生する。

また、駆動ＴＦＴの特性が低下したり劣化により変化したりした場合、ＯＬＥＤの駆動に必要な電流が変化して、パネル内の単位ピクセル当たりの画面表示特性に差が生じて染みを発生させるので、製品の信頼性が低下する問題点がある。

大韓民国出願公開第１０−２００８−００５５５９６号明細書 大韓民国特許公報第１０−０６７３７６４号明細書

前記のような従来技術の問題点を解決するために考案された本発明は、非晶質シリコン薄膜に形成される薄膜トランジスタを含むパネルに熱を加えることで、非晶質シリコン薄膜トランジスタの特性低下及び劣化を防止することができる有機発光表示装置及び動作方法を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係る有機発光表示装置は、第１基板、第２基板及び前記第１基板と前記第２基板との間に備える有機発光素子を含む表示領域と、前記第２基板よりもさらに延長された前記第１基板の領域である非表示領域とを含み、前記非表示領域に位置する加熱制御部を含む表示パネル、前記表示パネルの外側又は内側に位置して前記表示パネルに熱を加える加熱部及び一側は前記加熱部に電気的に接続し、他の一側は前記加熱制御部に電気的に接続する温度制御部を含む。

また、本発明の実施形態に係る有機発光表示装置の動作方法は,表示パネルが画像を表示するか否かを判断部が判断し、前記表示パネルが画像を表示していなければ電源供給部が電圧を出力する段階と、前記出力される電圧が温度制御部を経て前記表示パネルの外側又は内側に位置する加熱部に印加して前記表示パネルに熱を加える段階と、前記温度制御部が特定温度で前記加熱部に印加する電圧を遮断する段階とを含む。

前記表示領域は、前記第１基板及び前記第２基板間に位置し、前記有機発光素子に電気的に接続する薄膜トランジスタをさらに含み、前記薄膜トランジスタは非晶質シリコンで形成される半導体層を含む。

前記加熱制御部は、前記表示パネルが画像を表示するか否かを判断して前記表示パネルの状態を出力する判断部及び前記判断部から出力される信号を入力して電圧を供給する電源供給部を含む。

本発明によれば、非晶質シリコン薄膜に形成される薄膜トランジスタを含むパネルに熱を加えることで、非晶質シリコン薄膜トランジスタの特性低下及び劣化を防止することができる。

本発明の実施形態に係る有機発光表示装置を示す分離斜視図である。 図１の有機発光表示装置の結合後の切開斜視図である。 図２の切断線Ａ−Ａ′による断面図である。 本発明の実施形態に係る加熱制御部を説明するためのブロック図である。 本発明の他の実施形態に係る有機発光表示装置を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る有機発光表示装置を示す断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態に係る有機発光表示装置を示す分離斜視図であり、図２は図１の有機発光表示装置の結合後の切開斜視図であり 、図３は図２の切断線Ａ−Ａ′による断面図であり、図４は本発明の実施形態に係る加熱制御部を説明するためのブロック図であり、図５及び図６は本発明の他の実施形態に係る有機発光表示装置を示す断面図である。

図１ないし図３に示すように、本発明の実施形態に係る有機発光表示装置１００は、加熱制御部２９０を含む表示パネル２００、前記表示パネル２００の外側又は内側に位置して前記表示パネル２００に熱を供給する加熱部３００及び一側は前記加熱制御部２９０に電気的に接続し、他の一側は前記加熱部３００に電気的に接続して前記加熱制御部２９０と前記加熱部３００間の電気的流れを選択的に接続又は遮断する温度制御部３５０を含み、前記温度制御部３５０はバイメタルとすることができる。

前記温度制御部３５０の位置は特に限定しないが、前記温度制御部３５０は前記加熱制御部２９０と加熱部３００とに電気的に接続されるため、前記加熱制御部２９０及び前記加熱部３００の近接に配置することが好ましい。

また、本発明の実施形態に係る有機発光表示装置１００は、前記表示パネル２００、加熱部３００及び温度制御部３５０を収納する収納容器４００をさらに含む。

前記収納容器４００は、前記表示パネル２００に表示される映像が外部に露出されるように透明領域または開口部４１０を含む。

前記表示パネル２００は、一例として、携帯電話、ＰＤＰなどのような小型モバイル用として使用することができ、また、モバイル用以外にもテレビのような大型ディスプレイ用として使用することができる。

前記表示パネル２００は、表示領域(Ｄｉｓｐｌａｙ Ａｒｅａ：ＤＡ)と非表示領域(Ｎｏｎ−ｄｉｓｐｌａｙ ａｒｅａ：ＮＡ)を含み、前記表示領域ＤＡは第１基板２１０、第２基板２３０及び前記第１基板２１０と第２基板２３０との間に備えられる１つまたは複数の有機発光素子２５０を含み、外部信号により画像が表示される。

このとき、フリット(Ｆｒｉｔ：Ｆ)などの密封材を前記第１基板２１０または第２基板２３０の端に沿って塗布し、熱を加えて塑性させて前記第１基板２１０及び第２基板２３０を合着させることで、前記１つまたは複数の有機発光素子２５０は密封されて外部の気体や水分、空気などから保護される。

また、前記表示領域ＤＡは、前記第１基板２１０と第２基板２３０との間に位置し、前記有機発光素子２５０にそれぞれ電気的に接続し、前記有機発光素子２５０ごとに光の放出を制御する１つまたは複数の薄膜トランジスタＴをさらに含む。

前記有機発光素子２５０及び薄膜トランジスタＴが形成される表示領域ＤＡの構造について上述したが、前記有機発光素子２５０及び薄膜トランジスタＴが前記第１基板２１０上に形成されることについて、以下のように図示して説明する。

前記第１基板２１０上にバッファ層２１１が形成され、前記バッファ層２１１上にアクティブ領域２１２ａとソース／ドレイン領域２１２ｂを含む半導体層２１２がパターニングされて形成される。

このとき、前記半導体層２１２は、非晶質シリコン薄膜を前記バッファ層２１１に塗布した後、前記非晶質シリコン薄膜をエッチング工程により一部除去して形成することができる。

前記半導体層２１２及び前記半導体層２１２が形成されない前記バッファ層２１１上にはゲート絶縁層２１３が形成され、前記ゲート絶縁層２１３上には前記アクティブ領域２１２ａに対応するようにゲート電極２１４がパターニングされて形成される。

前記ゲート電極２１４及び前記ゲート電極２１４が形成されない前記ゲート絶縁層２１３上には層間絶縁層２１５が形成され、前記ゲート絶縁層２１３と前記層間絶縁層２１５との一部が除去されて、前記ソース／ドレイン領域２１２ｂの一部が露出される。

前記層間絶縁層２１５上には、ソース／ドレイン電極２１６、２１７がパターニングされて形成され、前記ソース／ドレイン電極２１６、２１７は前記ソース／ドレイン領域２１２ｂの露出した部位にそれぞれ接続される。

前記ソース／ドレイン電極２１６、２１７及び前記ソース／ドレイン電極２１６、２１７が形成されない前記層間絶縁層２１５上には平坦化層２１８が形成され、前記平坦化層２１８の一部が除去されて前記ソース／ドレイン電極２１６、２１７中の１つが一部露出される。

前記平坦化層２１８上には、第１電極２５１がパターニングされて形成され、前記第１電極２５１は前記ソース／ドレイン電極２１６、２１７中の１つの露出部位に接続される。

前記第１電極２５１及び前記第１電極２５１が形成されない前記平坦化層２１８上には、前記第１電極２５１の一部を露出する開口部(図示せず)が形成された画素定義膜２１９が形成される。

前記画素定義膜２１９の開口部(図示せず)を介して露出する第１電極２５１上に有機層２５３が形成され、前記有機層２５３及び前記有機層２５３が形成されない前記画素定義膜２１９上には第２電極２５５が形成される。

前記非表示領域ＮＡは、前記第２基板２３０よりも延長された前記第１基板２１０の領域であって、前記表示領域ＤＡの配線から延長形成されたパッド(図示せず)からなるパッド部２６０が位置する。

また、前記非表示領域ＮＡには、前記有機発光素子２５０が外部信号により画像を表示するために必要な動作を制御するための多様な素子が位置し、制御部２７０、スキャン駆動部(Ｓｃａｎ Ｄｒｉｖｅｒ：ＳＤ)、データ駆動部(Ｄａｔａ Ｄｒｉｖｅｒ：ＤＤ)、発光制御駆動部(Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｄｒｉｖｅｒ：ＥＣＤ)などが位置する。

また、前記非表示領域ＮＡには、前記加熱制御部２９０が位置し、前記加熱制御部２９０は前記温度制御部３５０に電気的に接続され、前記温度制御部３５０に電気的に接続する前記加熱部３００に電圧を供給する。

図４に示すように、前記加熱制御部２９０は、表示パネル２００が画像を表示するか否かを判断して表示パネル２００の状態を出力する判断部２９１、前記判断部２９１から出力される信号を入力して電圧を供給する電源供給部２９３を含み、前記電源供給部２９３により供給される電圧は前記温度制御部３５０を経て前記加熱部３００に印加される。

このとき、前記加熱制御部２９０は、前記表示パネル２００が画像を表示する場合には加熱部３００に電圧を供給せず、前記表示パネル２００が画像を表示しない場合のみに、前記加熱部３００に電圧を供給する。

前記加熱部３００は、高熱伝導性の金属薄膜であって、前記第１基板２１０面のうち、前記薄膜トランジスタＴと有機発光素子２５０が形成される面(内面)と反対面(外面)に位置し、前記第１基板２１０に対応する大きさで形成される。

このとき、前記温度制御部３５０の一側は、前記加熱部３００に接触するように位置して電気的に接続し、前記温度制御部３５０の他の一側は前記加熱制御部２９０、さらに詳しくは、電源供給部２９３から延長されたリード端子２９５に接続して電気的に接続することができる。

勿論、前記温度制御部３５０の一側が前記加熱部３００に接触するように形成されることもできるが、これに限定せず、リード端子またはワイヤなどを用いて前記温度制御部３５０と前記加熱部３００とを連結する方法も可能であり、前記加熱制御部２９０、加熱部３００及び温度制御部３５０の位置に従って当業者が適切な方法で選択してもよい。

このとき、前記リード端子２９５は前記加熱部３００と絶縁されて、前記リード端子２９５が前記加熱部３００に直接接続されることを防止する。

前記温度制御部３５０の位置を限定するのではないが、前記第１基板２１０にホールを形成し、前記温度制御部３５０を第１基板２１０に形成されるホールに配置させて前記温度制御部３５０の一側が前記加熱部３００に接触するようにすることができる。

前記電源供給部２９３から供給される電圧が前記温度制御部３５０を経て前記加熱部３００に印加されると、温度制御部３５０に熱が発生することになる。そして、この熱により温度制御部３５０の温度が所定温度以上に上昇すると、加熱部３００に接触されている前記温度制御部３５０の一側は前記加熱部３００に対して反対方向に曲がって前記温度制御部３５０と前記加熱部３００との電気的接続が遮断される。

図５に示すように、前記加熱部３００は前記第１基板２１０の外面に位置し、前記表示領域ＤＡに対応する大きさに形成することができる。

このとき、第１基板２１０の外面のうち前記加熱部３００が位置する領域以外の領域には高さを補償するために前記加熱部３００と同一厚さを有する補助層５００が位置される。

前記加熱部３００が前記表示領域ＤＡに対応する大きさに形成する場合、図１ないし図３に示すように、温度制御部３５０が位置した場合、前記温度制御部３５０と前記加熱部３００とを接触させることは容易ではない。

したがって、前記温度制御部３５０は前記加熱部３００の側面に配置させて、前記加熱部３００に接触させるようにし、前記リード端子２９５をさらに延長して前記温度制御部３５０に接続できるようにすることが好ましいが、これに限定されるものではない。

図６に示すように、前記加熱部３００は前記第１基板２１０の内面上に位置する。すなわち、第１基板２１０、加熱部３００、バッファ層２１１の順に形成され、前記バッファ層２１１上に薄膜トランジスタＴ及び有機発光素子２５０が形成される。すなわち、前記加熱部３００は第１基板２１０と前記バッファ層２１１との間に位置し、前記表示領域ＤＡに対応する大きさに形成されることができる。

このとき、前記加熱部３００との接触が容易になるように、前記温度制御部３５０は、前記加熱部３００と同様に第１基板２１０の内面上に形成して、前記加熱部３００の側面に配置することが好ましい。

本願発明による有機発光表示装置の動作を簡単に説明すれば、表示パネル２００が画像を表示するか否かを判断部２９１が判断し、表示パネル２００が画像を表示していなければ、電源供給部２９３は電圧を発生して出力し、出力された電圧は温度制御部３５０を経て加熱部３００に伝達される。

表示パネル２００に画像が表示されていれば、電源供給部２９３は電圧を出力せず、加熱部３００には電圧が供給されない。

前記加熱部３００は、供給される電圧によって温度が上昇することで、熱を発生させており、発生した熱は薄膜トランジスタを含むパネルに加えられる。

半導体層を形成する非晶質シリコン薄膜は、熱を加えると劣化を回復させるサーマルアニーリング特性を有するため、画像を表示するための動作をしながら、劣化した前記薄膜トランジスタに加えられる熱によってその特性が回復される。

しかし、過度な熱が加えられると、非晶質シリコン薄膜の特性が変わって、表示パネルの他の構成にも影響を与えるため、特定温度になった場合、加熱部に印加する電圧を遮断する必要がある。

前記温度制御部３５０は特定温度以上にならないようにするための構成であって、特定温度以上になると曲がって前記加熱制御部と前記加熱部間の電気的流れが遮断されて、加熱部にそれ以上電源が供給されず、パネルに熱を加えることができない。

前記特定温度とは、非晶質シリコン薄膜に加わる温度が低すぎると劣化した特性を回復させるのに十分な熱を供給することができず、逆に高すぎると特性を変更させることになるので、非晶質シリコン薄膜に加わる温度は８０〜１００℃の範囲内で当業者が適切に選択すればよい。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることはない。当該技術分野の熟練した当業者は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲で、本発明を多様に修正及び変更させることができる。

１００ 有機発光表示装置、
２００ 表示パネル、
２１０ 第１基板、
２３０ 第２基板、
２５０ 有機発光素子、
２９０ 加熱制御部、
２９１ 判断部、
２９３ 電源供給部、
２９５ リード端子、
３００ 加熱部、
３５０ 温度制御部、
Ｔ 薄膜トランジスタ。

Claims (18)

1. 第１基板、第２基板及び前記第１基板と前記第２基板間に備える有機発光素子を含む表示領域と前記第２基板よりもさらに延長された前記第１基板の領域である非表示領域とを含み、前記非表示領域に位置する加熱制御部をも含む表示パネルと、
   前記表示パネルの外側又は内側に位置して前記表示パネルに熱を加える加熱部と、
   一側は前記加熱部に電気的に接続し、他の一側は前記加熱制御部に電気的に接続する温度制御部と、
   を含むことを特徴とする有機発光表示装置。
2. 前記温度制御部は、バイメタルであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
3. 前記表示領域は、前記第１基板及び前記第２基板との間に位置し、前記有機発光素子に電気的に接続する薄膜トランジスタをさらに含み、
   前記薄膜トランジスタは、非晶質シリコンで形成される半導体層を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機発光表示装置。
4. 前記加熱制御部は、
   前記表示パネルが画像を表示するか否かを判断して表示パネルの状態を出力する判断部と、
   前記判断部から出力される信号を入力して電圧を供給する電源供給部と、
   を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
5. 前記電源供給部から供給される電圧は、前記温度制御部を経て前記加熱部に印加されることを特徴とする請求項４に記載の有機発光表示装置。
6. 前記温度制御部の一側は前記加熱部に接触されて電気的に接続され、前記温度制御部の他の一側は前記加熱制御部から延長されたリード端子に電気的に接続されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
7. 前記加熱部は、前記第１基板の外面に位置し、前記第１基板に対応する大きさに形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
8. 前記温度制御部は、前記第１基板に形成されるホールに配置され、前記加熱部に接触されることを特徴とする請求項６に記載の有機発光表示装置。
9. 前記加熱部は、前記第１基板の外面に位置し、前記表示領域に対応する大きさに形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
10. 前記第１基板の外面のうち前記加熱部が位置する領域以外の領域には補助層が位置することを特徴とする請求項９に記載の有機発光表示装置。
11. 前記温度制御部は、前記加熱部の側面に配置され、前記加熱部に接触されることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の有機発光表示装置。
12. 前記加熱部は、前記第１基板の内面に位置し、前記表示領域に対応する大きさに形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
13. 前記温度制御部は前記加熱部の側面に配置されて、前記加熱部と接触されることを特徴とする請求項１２に記載の有機発光表示装置。
14. 表示パネルが画像を表示するか否かを判断部が判断し、前記表示パネルが画像を表示しなければ電源供給部が電圧を出力する段階と、
    前記出力される電圧が温度制御部を経て前記表示パネルの外側又は内側に位置する加熱部に印加されて前記表示パネルに熱を加える段階と、
    前記温度制御部が特定温度で前記加熱部に印加する電圧を遮断する段階と、
    を含むことを特徴とする有機発光表示装置の動作方法。
15. 前記特定温度は、前記表示パネルの非晶質シリコン薄膜に加わる温度が８０〜１００℃であることを特徴とする請求項１４に記載の有機発光表示装置の動作方法。
16. 前記温度制御部は、一側が前記電源供給部に電気的に接続し、他の一側が前記加熱部に電気的に接続し、前記電源供給部から出力される電圧を前記加熱部に印加することを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の有機発光表示装置の動作方法。
17. 前記温度制御部は、一側が前記電源供給部から延長されたリード端子に接続し、他の一側は前記加熱部に接触されて、前記電源供給部から出力される電圧を前記加熱部に印加することを特徴とする請求項１６に記載の有機発光表示装置の動作方法。
18. 前記温度制御部は、前記加熱部に接触される一側が前記特定温度で前記加熱部に対して反対方向に曲がって、前記加熱部に印加する電圧を遮断することを特徴とする請求項１７に記載の有機発光表示装置の動作方法。