KR100922066B1 - 광 감지센서 및 이를 이용한 발광표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 감지센서 및 이를 이용한 발광표시장치에 관한 것으로, 본 발명의 광 감지센서는 외부 광에 대하여 투과도가 서로 다르게 설정되는 다수의 광 입사막으로 이루어진 광 입사부; 및 상기 다수의 광 입사막으로부터 입사되는 광의 량에 따라 전기적 신호를 출력하는 다수의 광 감지소자를 포함하며, 상기 다수의 광 감지소자로부터 출력되는 전기적 신호에 의해 상기 외부 광의 세기가 감지되며, 상기 광 입사막과 광 감지소자는 서로 대응되게 배치된다.
광 입사부, 광 감지센서, 외부 조도

Description

광 감지센서 및 이를 이용한 발광표시장치{photo sensor and light emitting display device having photo sensor}
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 감지센서의 단면도.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광 감지센서의 단면도.
도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광 감지센서의 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 유기 전계 발광표시장치의 사시도.
도 5는 도 4의 Ι-Ι' 부분을 절취한 단면도.
도 6은 도 4의 Ⅱ-Ⅱ' 부분을 절취한 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 광 감지센서 및 광 입사부를 나타내는 평면도.
도 8은 핸드폰 단말기에 있어서, 도 4의 광 입사부가 위치하는 영역의 일 예를 설명하기 위한 사시도.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
110 : 기판
120 : 버퍼층
130 : 박막 트랜지스터
140 : 광 감지소자
150 : 광 입사부
160 : 평탄화막
170 : 유기 전계 발광소자
본 발명은 광 감지센서 및 이를 이용한 발광표시장치에 관한 것이다.
유기 전계 발광표시장치는 자체발광 특성을 갖는 차세대 표시 소자로서, 액정표시소자(Liquid Crystal Display Device; LCD)에 비해 시야각, 콘트라스트(contrast), 응답속도, 소비전력 등의 측면에서 우수한 특성을 갖는다.
유기 전계 발광표시장치는 애노드 전극, 유기 박광층 및 캐소드 전극으로 구성되는 유기 전계 발광소자를 포함하며, 주사선(scan line)과 신호선(signal line) 사이에 유기 전계 발광소자가 매트릭스 방식으로 연결되어 화소를 구성하는 패시브 매트릭스(passive matrix) 방식과, 각 화소의 동작이 스위치 역할을 하는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)에 의해 제어되는 액티브 매트릭스(active matrix) 방식으로 구성될 수 있다.
이러한 유기 전계 발광표시장치는 애노드 전극과 캐소든 전극에 인가되는 전압에 의해 발광층이 발광한다.
그러나, 유기 전계 발광표시장치는 주변광 변화에 관계없이 미리 설정된 휘 도 범위로 발광되어 소비전력이 낭비되는 문제점을 갖는다.
예를 들어, 주변 환경의 외광 조도가 지나치게 밝을 경우에는 사용자의 육안에서 느껴지는 유기 전계 발광표시장치의 화소에서 출력되는 휘도가 원래의 의도된 휘도가 아니라 주변 광의 영향을 받아 콘트라스트가 저하되어 사용자 육안의 시인성이 저하되게 된다. 반대로, 주변 환경의 외부 조도가 지나치게 어두울 경우 유기 전계 발광표시장치의 화소에서 출력되는 휘도가 필요 이상으로 밝아 소비전력이 무용하게 소비되는 경향이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 외부 조도에 따라 발광소자의 휘도를 조절하기 위한 광 감지센서 및 이를 이용한 발광표시장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 외부로부터 광 감지소자로 입사되는 광경로 상에 외부 광에 대한 투과도가 서로 다르게 설정된 광 입사부를 더 형성하여 광 감지센서의 광 감응도를 향상시킬 수 있는 광 감지센서 및 이를 이용한 발광표시장치을 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 광 감지센서는 외부 광에 대하여 투과도가 서로 다르게 설정되는 다수의 광 입사막으 로 이루어진 광 입사부; 및 상기 다수의 광 입사막으로부터 입사되는 광의 량에 따라 전기적 신호를 출력하는 다수의 광 감지소자를 포함한다. 여기서, 상기 다수의 광 감지소자로부터 출력되는 전기적 신호에 의해 상기 외부 광의 세기가 감지되며, 상기 광 입사막과 광 감지소자는 서로 대응되게 배치된다.
바람직하게, 상기 광 입사막 중 적어도 하나는 상기 외부 광을 투과시킬 수 있으며, 상기 다수의 광 입사막은 상기 광 감지소자 전면에 형성될 수 있다. 상기 광 입사부는 외부 광이 입사되는 광 경로 상에 형성될 수 있으며, 상기 광 감지센서는 광 다이오드 방식, 광저항기 방식 및 광트랜지스터 방식에 의해 형성된 센서 중 하나이다. 상기 외부 광은 동일한 외부 조도이며, 상기 광 입사부는 서로 다른 명암비를 갖을 수 있으며, 상기 광 입사막은 필터, 필름, 유리, 셀룰로이드 및 플라스틱 중 하나이다. 상기 광 입사막은 각각의 상기 광 감지소자와 1:1 대응될 수 있으며, 상기 광 감지소자는 동일한 문턱 전류 값을 갖을 수 있다. 상기 광 입사부는 상기 광 입사막을 각각 분리시키는 격벽을 더 포함할 수 있으며, 상기 격벽은 빛을 차단시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 본 발명의 광 감지센서를 포함하는 발광표시장치는 상기 광 감지센서를 포함한다. 상기 광 감지센서는 외부 광에 대하여 투과도가 서로 다르게 설정되는 다수의 광 입사막으로 이루어진 광 입사부; 및 상기 다수의 광 입사막으로부터 입사되는 광의 량에 따라 전기적 신호를 출력하는 다수의 광 감지소자를 포함한다. 여기서, 상기 다수의 광 감지소자로부터 출력되는 전기적 신호에 의해 상기 외부 광의 세기가 감지되며, 상기 광 입사막과 광 감지소 자는 서로 대응된다.
바람직하게, 상기 광 입사막 중 적어도 하나는 상기 외부 광을 투과시킬 수 있으며, 상기 다수의 광 입사막은 상기 광 감지소자 전면에 형성될 수 있다. 상기 광 입사부는 외부 광이 입사되는 광 경로 상에 형성될 수 있다. 상기 광 감지센서는 광 다이오드 방식, 광저항기 방식 및 광트랜지스터 방식에 의해 형성된 센서 중 하나일 수 있으며, 상기 외부 광은 동일한 외부 조도일 수 있다. 상기 광 입사부는 서로 다른 명암비를 갖을 수 있으며, 상기 광 입사막은 필터, 필름, 유리, 셀룰로이드 및 플라스틱 중 하나로 형성될 수 있다. 상기 광 입사막은 각각의 상기 광 감지소자와 1:1 대응될 수 있으며, 상기 광 감지소자는 동일한 문턱 전류 값을 갖을 수 있다. 상기 광 입사부는 상기 광 입사막을 각각 분리시키는 격벽을 더 포함할 수 있으며, 상기 격벽은 빛을 차단시킬 수 있다. 상기 발광표시장치는 기판 상에 순차적으로 반도체층, 게이트 절연층, 게이트 전극, 층간 절연층, 및 소스/드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터를 구비할 수 있으며, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 유기 전계 발광소자를 더 포함할 수 있다. 상기 광 감지센서로부터 출력된 전기적 신호를 이용하여 상기 유기 전계 발광소자의 휘도를 조절할 수 있다 상기 광 감지센서는 상기 기판의 비화소영역에 형성되거나, 상기 광 입사막은 상기 광 감지센서 상부에 형성되는 층 중 적어도 한 층에 형성되거나, 상기 광 입사막은 상기 발광표시장치의 최상부층에 형성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한 다. 이하의 실시 예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서, 여러 가지 형태로 변형될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 감지센서의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 광 감지센서(10)는 외부 광(13)에 대하여 투과도가 서로 다르게 설정되는 다수의 광 입사막으로 이루어진 광 입사부(12), 상기 다수의 광 입사막으로부터 입사되는 광의 량에 따라 전기적 신호를 출력하는 다수의 광 감지소자(11)를 포함한다. 여기서, 상기 다수의 광 감지소자(11)로부터 출력되는 전기적 신호에 의해 상기 외부 광(13)의 세기가 감지되며, 상기 광 입사막과 광 감지소자는 서로 대응되게 배치된다.
광 감지센서(10)는 외부 광(13)의 세기를 감지하는 것으로, 광 감지센서(10)는 입사된 광에 따라 저항체의 저항값이 바뀌는 것을 이용하는 광저항기(photoresister) 방식, 베이스/컬렉터 간의 광 다이오드의 광전류를 증폭하여 출력하는 광트랜지스터(photo transistor) 방식, 및 광 다이오드(photo diode) 방식의 중 하나로 구현될 수 있다. 본 실시 예에서는 설명의 편의상 광 다이오드를 광 감지소자(11)로 적용하기로 한다.
광 다이오드(11)는 전류값을 향상시키기 위해 병렬구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, W x L로 형성된 광 다이오드(11)를 W x L/n, W x L/n, W x L/n의 n개의 병렬구조 접속할 수 있다.
광 다이오드(11)는 일반적으로 광 다이오드(11) 자체에 커런트(current)가 어느 정도 흐르는가를 여러 단계로 나누어 외부 광을 측정한다. 그러나, 광 다이오드(11)의 감도(dynamic range-pn/off current ratio)가 낮을 경우, 빛에 대한 감응도가 저하된다.
이에 따라, 본 발명에서는 광 다이오드(11)의 빛에 대한 감응도(sensitivity)를 향상시키기 위해, 외부 광(13)이 광 다이오드(11)로 입사되는 광 경로 상에 광 입사부(12)를 형성한다. 광 입사부(12)는 외부 광(13)에 대하여 투과도가 서로 다르게 설정된 다수의 광 입사막(11a,11b)으로 이루어진다. 또한, 광 입사막(11a,11b) 각각은 각각의 광 다이오드(11a,11b)와 1:1 대응되도록 배치된다. 즉, 제1 광 다이오드(11a) 상에 제1 광 입사막(12a)이 형성되고, 제2 광 다이오드(11b) 상에 제2 광 입사막(12b)이 형성된다. 또한, 광 입사막(12a,12b) 각각은 외부 광(13)에 대한 투과도가 서로 다르게 설정되도록, 서로 다른 명암비를 갖는 유리, 플라스틱, 또는 필터 중 하나로 형성한다.
이와 같이, 광 입사부(12)는 광 감지센서(10)로 동일한 조건의 외부 광(13)이 입사될 경우, 광 입사막의 명암비에 따라 각각의 광 다이오드(11a,11b)로 도달시키는 빛의 양이 달라지게 한다.
예를 들어, 제1 광 입사막(12a) 및 제2 광 입사막(12b)에 동일한 조도의 외부 광(13)이 입사될 경우, 제1 광 입사막(12a)은 외부 광(13)을 모두 투과시킬 수 있는 반면, 제2 광 입사막(12b)은 제1 광 입사막(12a)보다 50%의 적은 량의 빛을 투과시킬 수 있다.
즉, 광 입사부(12)는 외부 광(13)에 대한 투과도가 서로 다르게 설정되어, 광 감지소자(11)로 입사되는 빛의 투과 량을 조절하여 외부 조도를 보다 정확히 측정할 수 있다.
예를 들어, 광 감지센서(10)의 사용환경을 표 1과 같이 정의해 보도록한다.
실시 예 조도(lx) 사용환경
실시 예1 0~80 암흑 및 아주 어두운 실내
실시 예2 300~1000 밝은 실내
우선, 광 감지소자(11)에 특정한 양의 조도가 비쳐져 광 감지소자(11)에 특정한 커런트 이상(문턱 전류 이상)의 전류가 흐를 때를, 광 감지소자(11)가 턴온된다고 한다. 또한, 광 감지소자(11)는 동일한 문턱 전류값을 갖도록 형성한다.
광 감지센서(10)가 실시 예1과 같은 환경에 노출될 경우, 제1 광 감지소자(11a)만이 문턱 전류 이상의 전류가 흘러, 온(on) 상태가 되고, 제2 광 감지소자(11b)는 턴오프(off)된다.
실시 예2의 경우, 제1 및 제2 광 감지소자(11a,11b)에 문턱 전류 이상의 전류가 흘러, 제1 및 제2 광 감지소자(11a,11b) 모두 온(on) 상태가 된다.
즉, 본 발명은 광 감지소자(11)에 문턱 전류값(특정 커런트)을 정해 두고, 광 감지소자(11)의 온(on), 오프(off) 두 단계만을 감지하여 외부 광(13)의 조도를 보다 정확히 측정할 수 있다. 또한, 광 감지소자(11)가 온(on), 오프(off)되는 두 단계는 광 입사막(12a,12b)의 광 투과율을 조절하여 변경시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광 감지센서의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예는 제1 실시 예와 전체적으로 동일하되, 광 입사부(22)는 제1 광 입사막(22a), 제2 광 입사막(22b), 제3 광 입사막(22c), 제4 광 입사막(22d), 및 제5 광 입사막(22e)로 이루어지며, 광 감지소자(21)는 제1 광 감지소자(21a), 제2 광 감지소자(21b), 제3 광 감지소자(21c), 제4 광 감지소자(21d), 및 제5 광 감지소자(21e)로 이루어진다.
이러한, 광 입사부(22)는 외부 광(23)에 대한 투과도를 서로 다르게 설정하기 위해 명암비가 다른 각각의 광 입사막들을 비연속적으로 형성할 수 있다.
이와 같이, 광 감지센서(20)는 제1 실시 예보다 많은 광 감지센서(21) 및 광 입사막(22)을 형성하여 외부 광(23)에 대한 조도를 보다 정확히 측정할 수 있다. 또한, 광 입사부(22)는 필름 또는 셀룰로이드로 형성되어 제1 실시 예보다 얇은 두께의 광 감지센서(30)를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광 감지센서의 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예는 제1 실시 예와 전체적으로 동일하되, 광 입사부(32)는 제1 광 입사막(32a), 제2 광 입사막(32b), 제3 광 입사막(32c), 및 제4 광 입사막(32d)으로 이루어지며, 광 감지소자(31)는 제1 광 감지소자(31a), 제2 광 감지소자(31b), 제3 광 감지소자(31c), 및 제4 광 감지소자(31d)로 이루어진다.
또한, 각각의 광 감지소자(31a,31b,31c,31d)는 각각의 광 입사막(32a,32b,32c,32d) 형성면적보다 좁게 형성하며, 각각의 광 감지소자(31a,31b,31c,31d)들을 서로 소정간격 이격시켜 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 유기 전계 발광표시장치의 사시도이고, 도 5는 도 4의 Ι-Ι' 부분을 절취한 단면도이고, 도 6은 도 4의 Ⅱ-Ⅱ' 부분을 절취한 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 광 감지센서 및 광 입사부를 나타내는 평면도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 기판(110) 상에 적어도 하나의 박막 트랜지스터(130) 및 박막 트랜지스터(130)와 전기적으로 접속된 유기 전계 발광소자(170)를 포함하는 화소영역(A)과 구동회로부(180)와 패드부를 포함하는 비화소영역(B)으로 이루어진다. 화소영역(A)에는 주사 라인 및 데이터 라인과, 주사 라인과 데이터 라인 사이에 매트릭스 방식으로 연결되어 화소를 구성하는 박막 트랜지스터(130) 및 유기 전계 발광소자(170)가 형성된다. 비화소영역(B)에는 화소영역(A)의 주사 라인과 데이터 라인으로부터 연장된 주사 라인 및 데이터 라인, 유기 전계 발광소자(170)의 동작을 위한 전원전압 공급라인, 패드부를 통해 외부로부터 제공된 신호를 처리하여 주사 라인 및 데이터 라인으로 공급하는 구동회로부(180)가 형성된다.
이하에서는 기판(110) 상에 형성된 박막 트랜지스터(130) 및 유기 전계 발광소자(170)를 보다 구체적으로 살펴본다.
기판(110) 상에는 버퍼층(120)이 형성된다. 버퍼층(120)은 실리콘 산화막(SiO2) 또는 실리콘 질화막(SiNx)으로 형성될 수 있으며, 다중층으로 형성될 수 있다. 버퍼층(120)은 박막 트랜지스터(130) 및 광 감지센서(145)로 침투될 수 있는 불순물의 확산을 방지한다.
박막 트랜지스터(130)는 기판(110)의 화소 영역(11)에 형성된 버퍼층(120) 상에 형성된다. 박막 트랜지스터(130)는 반도체층(131), 게이트 전극(132) 및 소스/드레인 전극(133)을 포함한다. 반도체층(131)은 버퍼층(120) 상에 형성된 폴리실리콘(poly silicon)을 이용할 수 있다. 반도체층(131) 상에는 게이트 절연층이 형성된다. 게이트 절연층 상에는 게이트 전극(132)이 소정 패턴으로 형성된다. 게이트 전극(132) 상에는 층간 절연층이 형성된다. 소스/드레인 전극(133) 상에는 층간 절연층이 형성되며, 게이트 절연층과 층간 절연층에 형성된 콘택 홀을 통하여 반도체층(131)의 양측에 각각 전기적으로 연결된다.
소스/드레인 전극(133)을 포함하는 기판(110) 전체의 상부면에는 평탄화막(160)이 형성된다. 그리고 평탄화막(160)에는 형성된 비아홀을 통해 소스/드레인 전극(133)과 연결되는 유기 전계 발광소자(170)가 형성된다. 유기 전계 발광소자(170)는 소스/드레인 전극(133) 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 제1 전극(171), 제1 전극(171) 상에 발광층(172) 및 제2 전극(173)이 형성된다. 발광층(172)은 정공 수송층, 유기발광층 및 전자 수송층이 적층된 구조로 형성되며, 정공 주입층과 전자 주입층이 더 포함될 수 있다.
상기와 같은 유기 전계 발광소자(170)는 제1 전극(171)과 제2 전극(173)에 소정의 전압이 인가되면 제1 전극(171)을 통해 주입되는 정공과 제2 전극(173)을 통해 주입되는 전자가 발광층(172)에서 재결합하게 되고, 이 과정에서 발생되는 에너지 차이에 의해 빛을 방출한다.
한편, 주위 환경에 따라 유기 전계 발광소자(170)의 휘도를 조절하기 위해 유기 전계 발광표시장치(100)의 일 영역에 광 감지센서(145)를 형성한다.
광 감지센서(145)는 외부 광에 대하여 투과도가 서로 다르게 설정되는 다수의 광 입사막으로 이루어진 광 입사부(150) 및 상기 다수의 광 입사막으로부터 입사되는 광의 량에 따라 전기적 신호를 출력하는 다수의 광 감지소자(140)를 포함한다. 또한, 본 실시예에서는 광 감지소자(140)를 광 다이오드로 형성한다.
이러한, 광 다이오드(140)는 유기 전계 발광소자(170)로부터 발광되는 빛의 간섭을 방지하며, 외부로부터 입사되는 빛을 보다 효과적으로 수광하기 위해 기판(110)의 비화소영역(B)에 형성된다.
예를 들어, 광 다이오드(140)는 비화소영역(B)의 버퍼층(120) 상에 병렬구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, W x L로 형성된 광 다이오드(140)를 W x L/n, W x L/n, W x L/n의 n개의 병렬구조 접속할 수 있다. 이러한, 광 다이오드(140)는 PN구조 또는 PIN구조로 형성될 수 있다.
PIN구조의 광 다이오드(140)를 살펴보면, PIN구조의 광 다이오드(140)는 N형 도핑영역(141), 진성영역(intrinsic:142) 및 P형 도핑영역(143)을 포함한다.
PIN구조의 광 다이오드(140)는 광신호를 전기신호로 변환하는 반도체 소자이다. PIN구조의 광 다이오드(140)의 구동 방법을 살펴보면, P형 도핑영역(141)에는 음(-)의 전압이 인가되고, N형 도핑영역(143)에는 양(+)의 전압이 인가된 상태에서 빛이 입사되면, 빛에너지에 의해 진성영역(142)에 전자 및 정공이 생성되었거나, N/P형 도핑영역(141,143)에서 전자나 정공이 생성되어 진성영역(142)으로 확산되어, 진성영역(142)의 역방향 전계에 의해 광 다이오드(140)에 전류가 흐르게 된다. 이때, 빛의 양이 많거나, 에너지가 클 경우 광 다이오드(140)에 더 많은 전류가 흘러 이를 광 센서로 이용할 수 있는 것이다.
그러나, 일반적으로 폴리실리콘으로 형성된 광 다이오드(140)는 아모포스실리콘(a-si)으로 형성된 광 다이오드에 비해 빛에 대한 감도가 낮다. 또한, 광 다이오드(140)는 일반적으로 광 다이오드(140) 자체에 커런트(current)가 어느 정도 흐르는가를 여러 단계로 나누어 외부 광을 측정하는데, 광 다이오드(140)의 감도(dynamic range-pn/off current ratio)가 낮을 경우, 빛에 대한 감응도가 저하된다.
이에 따라, 본 발명에서는 광 다이오드(140) 상에 외부 광에 대한 투과도가 서로 다르게 설정된 다수의 광 입사막을 부착하여, 광 다이오드(140)의 효율을 향상시키도록 한다. 즉, 광 다이오드(140)의 빛에 대한 감응도(sensitivity)를 향상시킨다.
광 입사부(150)는 광 다이오드(140)로 외광이 입사되는 광경로에 형성될 수 있으며, 본 실시 예에서는 설명의 편의상 광 입사부(150)를 광 다이오드(140)와 대응되는 게이트 절연층 상에 형성한다. 광 입사부(150)는 게이트 절연층 상에 점착제 등을 이용하여 부착시킬 수 있으며, 점착제는 투명성과 점착성을 갖는 프릿(frit) 또는 점착테이프 등으로 형성될 수 있다. 또한, 광 입사막(151,152,153,154,155,156) 각각은 각각의 광 다이오드(141,142,143,144,145,146)와 1:1 대응되도록 배치된다.
한편, 광 입사부(150)는 제1 광 입사막(151), 제2 광 입사막(152), 제3 광 입사막(153), 제4 광 입사막(154), 제5 광 입사막(155) 및 제6 광 입사막(156)으로 구성될 수 있다. 제1 내지 제6 광 입사막(151~156) 각각은 서로 다른 명암비를 갖도록 형성되어 동일한 조건의 외광에 대한 투과도가 서로 상이하다. 즉, 동일한 조건의 외광이 입사될 경우 광 입사막의 명암비에 따라 각각의 광 다이오드(140)로 도달하는 빛이 양이 달라지게 된다.
이러한, 광 입사부(150)는 필터, 셀룰로이드, 유리 또는 플라스틱 등으로 형성될 수 있으며, 외광에 대한 투과도를 서로 상이하게 형성하기 위해 각각의 광 입사막을 서로 다른 명암비를 갖도록 형성한다.
또한, 서로 인접 배치된 광 입사막 사이에 격벽을 형성하여, 각각의 광 입사막을 서로 분리시켜준다. 격벽은 광 입사막 내부로 입사된 빛이 인접한 광 입사막으로 퍼지는 것을 방지한다.
다수의 광 입사막은 밝은 부분에서부터 어둡운 부분까지 변화해가는 명암비를 갖는 그라데이션으로 형성될 수 있다. 또한, 광 입사부(150)는 명암비가 다른 각각의 광 입사막들이 연속적으로 형성되거나 비연속적으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 내지 제6 광 입사막(151~156)에 동일한 조도의 외광이 입사될 경우, 제1 광 입사막(151)은 외광을 모두 투과시킬 수 있으며, 제2 광 입사막(152)은 제1 광 입사막(151)보다 20%, 제3 광 입사막(153)은 제1 광 입사막(151)보다 40% 적은 양의 빛을 투과시킬 수 있다. 또한, 제4 광 입사막(154)은 외광이 제1 광 입사막(151)보다 60%, 제5 광 입사막(155)은 제1 광 입사막(151)보다 80%, 제6 광 입사막(156)은 제1 광 입사막(151)보다 99% 적은 양의 빛을 투과시킬 수 있다.
이와 같이 구성된 광 입사부(150)는 외광 조도에 따라, 광 감지센서(140)로 입사되는 빛의 투과 량을 조절하여 외광 조도를 보다 정확히 측정할 수 있다.
예를 들어, 유기 전계 발광표시장치(100)의 사용환경을 표 2와 같이 정의해 보도록한다.
실시 예 조도(lx) 사용환경
실시 예1 0~80 암흑 및 아주 어두운 실내
실시 예2 80~300 어두운 실내 및 복도
실시 예3 300~1000 밝은 실내
실시 예4 1000~ 창가 혹은 실외
우선, 광 감지소자(140)에 특정한 양의 조도가 비쳐져 광 감지소자(140)에 특정한 커런트 이상(문턱 전압 이상)의 전류가 흐를 때를, 광 감지소자(140)가 턴온된다고 한다.
유기 전계 발광표시장치(100)가 실시 예1과 같은 환경에 노출될 경우, 제1 광 다이오드(141)만이 문턱 전류 이상의 전류가 흘러, 온(on) 상태가 되고, 제2 내지 제6 광 다이오드(141)는 턴오프(off)된다.
실시 예2의 경우, 제1 내지 제3 광 다이오드(141~143)에 문턱 전류 이상의 전류가 흘러, 온(on) 상태가 되고, 제4 내지 제6 광 다이오드(144~146)는 턴오프(off)된다.
실시 예3의 경우, 제1 내지 제5광 다이오드(141~145)에 문턱 전류 이상의 전류가 흘러, 온(on) 상태가 되고, 제6 광 다이오드(146)는 턴오프(off)된다.
실시 예4의 경우, 제1 내지 제6 광 다이오드(141~146) 모두 문턱 전류 이상의 전류가 흘러, 온(on) 상태가 된다.
이와 같이, 다양한 실시 예를 비교한 바에 따르면, 광 감지센서(150)는 외부 조도가 높아짐에 따라 온 상태 개수의 광 다이오드(151~156)가 차례로 증가하는 것을 알 수 있다.
즉, 본 발명은 광 다이오드(140)에 문턱 전류값(특정 커런트)을 정해 두고 광 다이오드(140)의 온(on), 오프(off) 두 단계만을 감지하여 외부 조도를 측정할 수 있다. 또한, 광 다이오드(140)가 온(on), 오프(off)되는 두 단계는 광 입사부(150)의 광 투과율을 조절하여 변경시킬 수 있다.
이와 같이 광 감지센서(145)는 문턱 전류 이상의 전류가 흐르는 광 다이오드(on 상태), 및 문턱 전류 이상의 전류가 흐르지 않는가 광 다이오드(off 상태)만을 감지하여 유기 전계 발광소자(170)의 휘도를 조절하여, 유기 전계 발광소자(170)의 수명을 늘리고 전력 손실을 줄일 수 있다.
도 8은 핸드폰 단말기에 있어서, 도 4의 광 입사부가 위치하는 영역의 일 예를 설명하기 위한 사시도이다.
도 8을 참조하면, 단말기는 화상표시부(210), 제1 몸체(221) 및 제2 몸체(222)로 구성된 몸체부(220), 및 광 입사부(250)를 포함한다. 한편, 도면에 개시되어 있지는 않지만, 광 감지소자는 광 입사부(250) 하부에 형성될 수 있다.
몸체부(220)에는 전원공급부 및 구동부가 구현되어 있다. 또한, 몸체부(220)는 안테나(230), RF송수신기(radio frequency tranceiver) 및 기저대역 처리기(baseband processor) 등을 포함함으로써, 무선 통신을 수행할 수 있다.
광 입사부(250)는 몸체부(220)의 모든 면 중 한면에 위치할 수 있으나, 특히 화상표시부(210)가 위치하는 면과 같은 면에 위치하는 것이 바람직하다. 이는 광 입사부(250)를 화상표시부(210)로 입사되는 광에 가장 가까운 광을 측정하기 위한 것이다.
광 감지소자는 광 입사부(250)를 통해 입사된 광을 광 감지소자로 보다 용이하게 투과시키기 위해 광 입사부(250)와 광 감지소자 사이에 형성된 층을 투명한 막으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 광 입사부(250)는 외부 광을 보다 정확히 측정하기 위해 유기 전계 발광표시장치의 최상부층에 형성될 수 있다.
본 발명의 유기 발광소자(OLED) 실시 예에 따라 기술되었으나, 본 발명은 LCD(Liquid Crystal Display), FED(Field Emission Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), 및 VFD(Vacuum Fluorescent Display)에도 응용되어 적응될 수 있음을 당업자는 양지할 것이다.
이상 본 발명을 상세히 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형할 수 있은 물론이다.
본 발명에 따르면, 외부로부터 광 감지소자로 입사되는 광경로 상에 외부 광에 대해 투과율이 서로 다르게 설정된 다수의 광 입사막을 형성하여, 광 감지센서의 빛에 대한 감응도를 향상시킨다.
이에 따라, 광 감지센서를 이용하여 외부 조도에 따라 발광소자의 휘도를 조절하여, 발광소자의 수명을 늘리고 소비전력 손실을 줄일 수 있다.

Claims (30)

  1. 입사광의 량에 따른 전기적 신호를 출력하는 다수의 광 감지소자; 및
    투과도가 서로 다른 다수의 광 입사막으로 이루어지고, 상기 다수의 광 입사막이 상기 다수의 광 감지소자에 각각 대응하도록 배치된 광 입사부를 포함하며,
    외부광이 상기 다수의 광 입사막을 통해 입사되고, 서로 다른 투과도에 의해 상기 다수의 광 감지수단이 선택적으로 턴온되어 상기 외부광의 세기가 감지되는 광 감지센서.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 광 입사막 중 적어도 하나는 상기 외부 광을 모두 투과시키는 것을 특징으로 하는 광 감지센서.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 다수의 광 입사막은 상기 광 감지소자 전면에 형성되는 것을 특징으로 하는 광 감지센서.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 광 입사부는 외부 광이 입사되는 광 경로 상에 형성되는 광 감지센서.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 광 감지센서는 광 다이오드 방식, 광저항기 방식 및 광트랜지스터 방식에 의해 형성된 센서 중 하나인 것을 특징으로 하는 광 감지센서.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 외부 광은 동일한 외부 조도인 것을 특징으로 하는 광 감지센서.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 다수의 광 입사막은 서로 다른 명암비를 갖는 광 감지센서.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 광 입사막은 필터, 필름, 유리, 셀룰로이드 및 플라스틱 중 하나로 형성되는 광 감지센서.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 광 입사막은 각각의 상기 광 감지소자와 1:1 대응되게 배치되는 것을 특징으로 하는 광 감지센서.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 광 감지소자는 동일한 문턱 전류 값을 갖는 것을 특징으로 하는 광 감지센서.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 광 입사부는 상기 광 입사막을 각각 분리시키는 격벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 감지센서.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 격벽은 빛을 차단시키는 것을 특징으로 하는 광 감지센서.
  13. 광 감지센서를 포함하는 발광표시장치에 있어서,
    상기 광 감지센서는
    입사광의 량에 따른 전기적 신호를 출력하는 다수의 광 감지소자; 및
    투과도가 서로 다른 다수의 광 입사막으로 이루어지고,
    상기 다수의 광 입사막이 상기 다수의 광 감지소자에 각각 대응하도록 배치된 광 입사부를 포함하며,
    외부광이 상기 다수의 광 입사막을 통해 입사되고, 서로 다른 투과도에 의해 상기 다수의 광 감지수단이 선택적으로 턴온되어 상기 외부광의 세기가 감지되는 발광표시장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 광 입사막 중 적어도 하나는 상기 외부 광을 모두 투과시키는 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  15. 제13 항에 있어서, 상기 다수의 광 입사막은 상기 광 감지소자 전면에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  16. 제13 항에 있어서, 상기 광 입사부는 외부 광이 입사되는 광 경로 상에 형성 되는 발광표시장치.
  17. 제13 항에 있어서, 상기 광 감지센서는 광 다이오드 방식, 광저항기 방식 및 광트랜지스터 방식에 의해 형성된 센서 중 하나인 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  18. 제13 항에 있어서, 상기 외부 광은 동일한 외부 조도인 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  19. 제13 항에 있어서, 상기 다수의 광 입사막은 서로 다른 명암비를 갖는 발광표시장치.
  20. 제13 항에 있어서, 상기 광 입사막은 필터, 필름, 유리, 셀룰로이드 및 플라스틱 중 하나로 형성되는 발광표시장치.
  21. 제13 항에 있어서, 상기 광 입사막은 각각의 상기 광 감지소자와 1:1 대응되게 배치되는 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  22. 제13 항에 있어서, 상기 광 감지소자는 동일한 문턱 전류 값을 갖는 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  23. 제13 항에 있어서, 상기 광 입사부는 상기 광 입사막을 각각 분리시키는 격벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  24. 제23 항에 있어서, 상기 격벽은 빛을 차단시키는 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  25. 제13 항에 있어서, 상기 발광표시장치는 기판 상에 순차적으로 반도체층, 게이트 절연층, 게이트 전극, 층간 절연층, 및 소스/드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터를 구비하는 발광표시장치.
  26. 제25 항에 있어서, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 유기 전계 발광소자를 더 포함하는 발광표시장치.
  27. 제26 항에 있어서, 상기 광 감지센서로부터 출력된 전기적 신호를 이용하여 상기 유기 전계 발광소자의 휘도를 조절하는 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  28. 제25 항에 있어서, 상기 광 감지센서는 상기 기판의 비화소영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  29. 제13 항에 있어서, 상기 광 입사막은 상기 광 감지센서 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
  30. 제13 항에 있어서, 상기 광 입사막은 상기 발광표시장치의 최상부층에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광표시장치.
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