KR102140175B1 - 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 패널의 소비 전력을 저감할 수 있도록 한 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것으로, 적색 화소 영역에 형성되어 적색 광을 방출하는 적색 화소, 상기 녹색 화소 영역에 형성되어 녹색 광을 방출하는 녹색 화소, 상기 청색 화소 영역에 형성되어 청색 광을 방출하는 청색 화소, 및 상기 백색 화소 영역에 형성되어 청색을 띤 백색(bluish white) 광을 방출하는 백색 화소를 가지는 표시 패널; 상기 백색 화소에서 방출되는 청색을 띤 백색 광의 색좌표에 기초하여 설정된 보정값이 저장되어 있는 메모리; 적색, 녹색, 및 청색 입력 데이터와 상기 보정값에 기초하여 상기 적색 화소, 상기 녹색 화소, 상기 청색 화소, 및 상기 백색 화소에 표시될 적색, 녹색, 청색, 및 백색 화소 데이터를 생성하는 데이터 변환부; 및 상기 적색, 녹색, 청색, 및 백색 화소 데이터 각각을 해당 화소에 표시하는 패널 구동부를 포함한다.

Description

유기 발광 표시 장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE}
본 발명은 유기 발광 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 소비 전력을 저감할 수 있도록 한 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 평판 표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 및 유기 발광 표시 장치 등과 같은 여러 가지의 평판 표시 장치가 실용화되고 있다. 이러한, 평판 표시 장치 중에서 유기 발광 표시 장치는 고속의 응답속도를 가지며, 소비 전력이 낮고, 자체 발광이므로 시야각에 문제가 없어서, 차세대 평판 표시 장치로 주목받고 있다.
종래의 유기 발광 표시 장치는 영상을 표시하는 복수의 서브 화소를 가지는 복수의 단위 화소를 포함하여 이루어지며, 각 서브 화소는 애노드 전극 및 캐소드 전극 사이의 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 소자, 및 유기 발광 소자를 발광시키는 화소 회로로 이루어진다. 상기 화소 회로는 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터, 및 커패시터로 이루어진다. 상기 스위칭 트랜지스터는 게이트 신호에 따라 스위칭되어 데이터 전압을 구동 트랜지스터에 공급하고, 상기 구동 트랜지스터는 스위칭 트랜지스터로부터 공급되는 데이터 전압에 따라 스위칭되어 유기 발광 소자로 흐르는 전류를 제어함으로써 유기 발광 소자의 발광을 제어한다. 상기 커패시터는 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 소스 전극 사이의 전압을 저장하고, 저장된 전압으로 구동 트랜지스터를 스위칭시킨다. 상기 유기 발광 소자는 구동 트랜지스터로부터 공급되는 전류에 의해 발광한다.
일반적인 유기 발광 표시 장치는 설정된 해상도에 대응되는 복수의 단위 화소를 포함하며, 각 단위 화소는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 화소로 이루어진다.
최근에는, 각 단위 화소의 휘도를 증가시키기 위하여, 단위 화소에 백색(W)의 화소를 추가한 4색 유기 발광 표시 장치가 개발되어 실용화되고 있다. 이러한 4색 유기 발광 표시 장치는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 3색 입력 데이터를 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 및 백색(W)의 4색 데이터로 변환하여 표시하게 된다.
그러나, 4색 유기 발광 표시 장치에서, 백색(W), 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 화소 중 청색(B)의 화소의 발광 효율, 전력 효율, 및 수명이 상대적으로 낮으며, 이로 인하여 4색 유기 발광 표시 장치의 소비 전력이 증가하고, 특히 수명이 감소한다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 표시 패널의 소비 전력을 저감할 수 있도록 한 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 청색 화소의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 적색 화소 영역에 형성되어 적색 광을 방출하는 적색 화소, 상기 녹색 화소 영역에 형성되어 녹색 광을 방출하는 녹색 화소, 상기 청색 화소 영역에 형성되어 청색 광을 방출하는 청색 화소, 및 상기 백색 화소 영역에 형성되어 청색을 띤 백색(bluish white) 광을 방출하는 백색 화소를 가지는 표시 패널; 상기 백색 화소에서 방출되는 청색을 띤 백색 광의 색좌표에 기초하여 설정된 보정값이 저장되어 있는 메모리; 적색, 녹색, 및 청색 입력 데이터와 상기 보정값에 기초하여 상기 적색 화소, 상기 녹색 화소, 상기 청색 화소, 및 상기 백색 화소에 표시될 적색, 녹색, 청색, 및 백색 화소 데이터를 생성하는 데이터 변환부; 및 상기 적색, 녹색, 청색, 및 백색 화소 데이터 각각을 해당 화소에 표시하는 패널 구동부를 포함한다.
상기 백색 화소는 상기 백색 화소 영역에 대응되는 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터; 상기 박막 트랜지스터에 연결된 반투명 전극; 상기 반투명 전극 상에 형성된 투명 전극; 상기 투명 전극 상에 형성되어 백색 광을 방출하는 백색 발광층; 및 상기 백색 발광층 상에 형성된 반사 전극을 포함하여 구성된다. 상기 백색 화소에서 방출되는 백색 광은 상기 반투명 전극과 상기 반사 전극 사이에 형성되는 공진 효과에 의해 청색을 띤다.
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상기 데이터 변환부는 상기 적색, 녹색, 및 청색 입력 데이터의 최소값을 상기 백색 화소 데이터로 산출하고, 상기 적색 및 녹색 입력 데이터 각각에서 상기 백색 화소 데이터를 차감하여 상기 적색 및 녹색 화소 데이터를 산출하며, 상기 청색 입력 데이터에서 상기 백색 화소 데이터를 차감하여 청색 보정 데이터를 산출한 후, 상기 보정값에 따라 상기 청색 보정 데이터를 보정하여 상기 청색 화소 데이터를 산출할 수 있다.
상기 데이터 변환부는 상기 청색 보정 데이터의 값을 상기 보정값에 대응되는 감소 비율만큼 감소시켜 상기 청색 화소 데이터를 생성할 수 있다. 이때, 상기 보정값에 대응되는 감소 비율은 상기 반투명 전극의 두께 범위 내에서 상기 반투명 전극의 두께에 비례하여 증가하도록 설정될 수 있다.
본 발명에 따르면, 백색 화소에서 방출되는 청색을 띤 백색 광의 색좌표를 기반으로 설정된 보정값에 따라 청색 화소의 구동 비율을 감소시킴으로써 표시 패널의 소비 전력을 감소시킬 수 있으며, 청색 화소의 수명을 연장시킬 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 표시 패널을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 적색, 녹색, 및 청색 화소의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 백색 화소의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 있어서, 투명 전극의 두께가 고정된 상태에서 반투명 전극의 두께에 따른 색좌표의 이동 궤적을 나타내는 색좌표 도면이다.
도 6a 내지 도 6g는 본 발명에 있어서, 반투명 전극의 두께가 고정된 상태에서 투명 전극의 두께에 따른 색좌표의 이동 궤적을 나타내는 색좌표 도면이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
"상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우 뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
본 발명은 적색 화소, 녹색 화소, 및 청색 화소 중 발광 효율, 전력 효율, 및 수명이 상대적으로 가장 낮은 청색 화소의 특성을 개선하기 위해, 공진 효과를 통해 백색 화소에서 청색을 띤(Bluish White) 백색 광을 방출하도록 구성하여 청색 화소의 구동 비율을 감소시킬 수 있는 표시 패널을 가지는 유기 발광 표시 장치를 제공한다. 이하에서는 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 표시 패널을 설명하기 위한 단면도로서, 이는 표시 패널에 형성되는 하나의 단위 화소를 구성하는 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소, 및 백색 화소의 구조를 나타내는 것이다. 도 2는 도 1에 도시된 적색, 녹색, 및 청색 화소의 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 백색 화소의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 표시 패널(100)은 기판(110) 상에 정의된 적색 화소 영역(RPA), 녹색 화소 영역(GPA), 청색 화소 영역(BPA), 및 백색 화소 영역(WPA)을 가지며, 상기 적색, 녹색, 청색, 및 백색의 화소 영역(RPA, GPA, BPA, WPA) 각각에 형성된 적색, 녹색, 청색, 및 백색 화소(R, G, B, W)를 포함한다. 이때, 상기 적색, 녹색, 청색, 및 백색의 화소 영역(RPA, GPA, BPA, WPA) 각각은 트랜지스터 영역(TA), 및 개구 영역(OA)을 포함한다.
상기 기판(110)은 유리 또는 구부리거나 휠 수 있는 투명한 플라스틱, 예로서, 폴리이미드가 이용될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 적색 화소(R)는 화소 회로(PC), 투명 전극(130), 뱅크층(140), 적색 발광층(150R), 및 반사 전극(160)을 포함한다.
상기 화소 회로(PC)는 상기 기판(110) 상에 정의된 적색 화소 영역(RPA)의 트랜지스터 영역(TA)에 형성되어 있다. 이러한 상기 화소 회로부(PC)는 화소 별로 게이트 배선, 데이터 배선 및 전원 배선 등과 같은 다수의 배선들, 상기 다수의 배선들과 연결되는 스위칭 박막 트랜지스터 및 구동 박막 트랜지스터(Tdr)를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 배선들 및 박막 트랜지스터의 전극들의 조합에 의해서 커패시터가 형성된다. 이와 같은 상기 화소 회로(PC)를 구성하는 배선들 및 박막 트랜지스터는 당업계에 공지된 다양한 형태로 변경될 수 있다.
도면에는 구동 박막 트랜지스터(Tdr)가 형성된 영역의 단면을 도시하였는데, 구체적으로 상기 기판(110) 상에 게이트 전극(111)이 형성되고, 상기 게이트 전극(111) 상에 게이트 절연막(112)이 형성되고, 상기 게이트 절연막(112) 상에 반도체층(113)이 형성되고, 상기 반도체층(113) 상에 이격되도록 나란한 제 1 전극(114a) 및 제 2 전극(114b)이 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 전극(114a, 114b) 상에 보호막(115)이 형성되어 있다. 여기서, 구동 박막 트랜지스터(Tdr)의 제 1 및 제 2 전극은 전류 방향에 따라 소스 전극 또는 드레인 전극이 된다.
도면에는 게이트 전극(111)이 반도체층(113) 아래에 형성되는 버텀 게이트(bottom gate) 구조의 구동 박막 트랜지스터(Tdr)를 도시하였지만, 게이트 전극(111)이 반도체층(113) 위에 형성되는 탑 게이트(top gate) 구조의 구동 박막 트랜지스터(Tdr)가 형성될 수도 있다.
상기 화소 회로(PC)는 평탄화층(120)에 의해 덮여진다. 상기 평탄화층(120)은 상기 화소 회로(PC)를 덮도록 형성되어 기판(100)의 상면을 평탄화시킨다. 이와 같은 평탄화층(120)은 포토 아크릴과 같은 유기 절연막으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 투명 전극(130)은 상기 적색 화소 영역(RPA)에 정의된 개구 영역(OA)에 중첩되는 상기 평탄화층(120) 상에 형성되며, 콘택홀을 통해 상기 구동 박막 트랜지스터(Tdr)의 제 1 전극(114a)과 연결되어 있다. 이러한 상기 투명 전극(130)은 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), 징크-옥사이드(ZnO), 인듐-갈륨-징크-옥사이드(IGZO), 알루미늄-징크-옥사이드(AZO), In2O3, Ga2O3-In2O3, ZnO:B, 및 ZnO-In2O3 중 어느 하나의 투명 전도성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 뱅크층(140)은 상기 적색 화소 영역(RPA)에 형성되어 있는 상기 화소 회로(PC)를 덮도록 트랜지스터 영역(TA)에 형성되어 적색 화소 영역(RPA)의 개구 영역(OA)을 정의한다. 이때, 상기 뱅크층(140)은 상기 개구 영역(OA)에 중첩되는 상기 투명 전극(130)의 중앙부를 제외한 나머지 상기 투명 전극(130)의 가장자리 부분을 덮도록 일정한 높이로 형성된다.
상기 적색 발광층(150R)은 상기 뱅크층(140)에 의해 정의된 적색 화소 영역(RPA)의 개구 영역(OA) 내에 형성된다. 이러한 상기 적색 발광층(150R)은 상기 투명 전극(130)과 반사 전극(160) 사이에 흐르는 전류에 의해 발광하여 적색 광을 방출한다. 이를 위해, 상기 적색 발광층(150R)은, 구체적으로 도시하지는 않았지만, 정공 주입층(Hole Injecting Layer), 정공 수송층(Hole Transporting Layer), 적색 유기 발광 물질층(Red Organic Emitting Material Layer), 전자 수송층(Electron Transporting Layer), 및 전자 주입층(Electron Injecting Layer)이 차례로 적층된 구조로 형성될 수 있다. 다만, 상기 적색 유기 발광 물질층을 제외하고, 상기 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 하나 이상의 층은 생략이 가능하다.
상기 반사 전극(160)은 상기 적색 발광층(150R) 상에 형성된다. 여기서, 상기 반사 전극(160)은 공통 전극으로 기능할 수 있고, 그에 따라, 상기 적색 발광층(150R) 뿐만 아니라 상기 뱅크층(140) 상에도 형성될 수 있다. 이러한 상기 반사 전극(160)은 상기 적색 발광층(150R)에 전자를 공급하면서, 상기 적색 발광층(150R)에서 방출되는 적색 광을 상기 기판(110) 쪽으로 반사시키는 반사체 역할을 하므로, 전기 전도도가 높고 일함수(work function)가 낮은 은(Ag), 알루미늄(Al) 및 몰리브덴(Mo), 또는 은(Ag)과 마그네슘(Mg)의 합금을 비롯한 상기 물질들의 합금으로 형성될 수 있다.
이와 같은, 상기 적색 화소(R)에서 상기 투명 전극(130)과 상기 적색 발광층(150R) 및 상기 반사 전극(160)은 상기 화소 회로(PC)의 구동에 따라 발광하는 유기 발광 소자를 구성한다.
상기 녹색 화소(G)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 화소 회로(PC), 투명 전극(130), 뱅크층(140), 녹색 발광층(150G), 및 반사 전극(160)을 포함한다. 이러한 상기 녹색 화소(G)는 녹색 발광층(150G)을 제외하고는 전술한 적색 화소(R)와 동일한 구조로 이루어진다. 상기 녹색 발광층(150G)은 상기 뱅크층(140)에 의해 정의된 녹색 화소 영역(GPA)의 개구 영역(OA) 내에 형성된다. 이러한 상기 녹색 발광층(150G)은 상기 투명 전극(130)과 반사 전극(160) 사이에 흐르는 전류에 의해 발광하여 녹색 광을 방출한다. 이를 위해, 상기 녹색 발광층(150G)은, 구체적으로 도시하지는 않았지만, 정공 주입층, 정공 수송층, 녹색 유기 발광 물질층, 전자 수송층, 및 전자 주입층이 차례로 적층된 구조로 형성될 수 있다. 다만, 상기 녹색 유기 발광 물질층을 제외하고, 상기 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 하나 이상의 층은 생략이 가능하다. 이와 같은, 상기 녹색 화소(G)에서 상기 투명 전극(130)과 상기 녹색 발광층(150G) 및 상기 반사 전극(160)은 상기 화소 회로(PC)의 구동에 따라 발광하는 유기 발광 소자를 구성한다.
상기 청색 화소(B)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 화소 회로(PC), 투명 전극(130), 뱅크층(140), 청색 발광층(150B), 및 반사 전극(160)을 포함한다. 이러한 상기 청색 화소(B)는 청색 발광층(150B)을 제외하고는 전술한 적색 화소(R)와 동일한 구조로 이루어진다. 상기 청색 발광층(150B)은 상기 뱅크층(140)에 의해 정의된 청색 화소 영역(BPA)의 개구 영역(OA) 내에 형성된다. 이러한 상기 청색 발광층(150B)은 상기 투명 전극(130)과 반사 전극(160) 사이에 흐르는 전류에 의해 발광하여 청색 광을 방출한다. 이를 위해, 상기 청색 발광층(150B)은, 구체적으로 도시하지는 않았지만, 정공 주입층, 정공 수송층, 청색 유기 발광 물질층, 전자 수송층, 및 전자 주입층이 차례로 적층된 구조로 형성될 수 있다. 다만, 상기 청색 유기 발광 물질층을 제외하고, 상기 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 하나 이상의 층은 생략이 가능하다. 이와 같은, 상기 청색 화소(B)에서 상기 투명 전극(130)과 상기 청색 발광층(150B) 및 상기 반사 전극(160)은 상기 화소 회로(PC)의 구동에 따라 발광하는 유기 발광 소자를 구성한다.
상기 백색 화소(W)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 화소 회로(PC), 보조 투명 전극(132), 반투명 전극(134), 투명 전극(136), 뱅크층(140), 백색 발광층(150W), 및 반사 전극(160)을 포함한다.
상기 화소 회로(PC)는 전술한 적색 화소(R)와 동일한 구조로 이루어진다.
상기 보조 투명 전극(132)은 상기 백색 화소 영역(WPA)에 정의된 개구 영역(OA)에 중첩되는 상기 평탄화층(120) 상에 형성되며, 콘택홀을 통해 상기 구동 박막 트랜지스터(Tdr)의 제 1 전극(114a)과 연결되어 있다. 이러한 상기 보조 투명 전극(132)은 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), 징크-옥사이드(ZnO), 인듐-갈륨-징크-옥사이드(IGZO), 알루미늄-징크-옥사이드(AZO), In2O3, Ga2O3-In2O3, ZnO:B, 및 ZnO-In2O3 중 어느 하나의 투명 전도성 물질로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 보조 투명 전극(132)은 상기 반투명 전극(134)의 접착성을 향상시키기 위해 적용되는 것으로 생략 가능하다.
상기 반투명 전극(134)은 상기 보조 투명 전극(132) 상에 제 1 두께를 가지도록 형성된다. 이러한 상기 반투명 전극(134)은 입사되는 광을 투과시킴과 동시에 반사시키는 역할을 하는 것으로, 광의 일부를 투과시키고 나머지 또는 일부를 반사시키는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 반투명 전극(134)은 은(Ag), 은(Ag)의 합금, 또는 마그네슘-은 합금(MgAg)이 될 수 있다.
상기 투명 전극(136)은 상기 반투명 전극(136) 상에 형성된다. 이러한 상기 투명 전극(136)은 상기 보조 투명 전극(132)과 동일한 투명 전도성 물질로 이루어져 입사되는 광을 투과시킨다.
상기 뱅크층(140)은 상기 백색 화소 영역(WPA)에 형성되어 있는 상기 화소 회로(PC)를 덮도록 트랜지스터 영역(TA)에 형성되어 백색 화소 영역(WPA)의 개구 영역(OA)을 정의한다. 이때, 상기 뱅크층(140)은 상기 개구 영역(OA)에 중첩되는 상기 투명 전극(136)의 중앙부를 제외한 나머지 투명 전극(136)의 가장자리 부분과 보조 투명 전극(132) 및 반투명 전극(134)의 측면을 덮도록 일정한 높이로 형성된다.
상기 백색 발광층(150W)은 상기 뱅크층(140)에 의해 정의된 백색 화소 영역(WPA)의 개구 영역(OA) 내에 형성된다. 이러한 상기 백색 발광층(150W)은 상기 투명 전극(136)과 반사 전극(160) 사이에 흐르는 전류에 의해 발광하여 백색 광을 방출한다. 이를 위해, 상기 백색 발광층(150W)은 백색(W) 광을 방출하도록 구성되는 것으로, 청색 파장의 광을 방출하는 제 1 서브 발광층과 상기 청색 파장과 다른 파장의 광을 방출하는 적어도 하나의 제 2 서브 발광층을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 제 1 서브 발광층은 전술한 상기 청색 발광층(150B)과 동일한 구조로 이루어지거나 청색 유기 발광 물질층만으로 구성될 수 있다. 상기 제 2 서브 발광층은 오렌지색 유기 발광 물질층과 녹색 유기 발광 물질층으로 이루어질 수 있다.
상기 반사 전극(160)은 상기 백색 발광층(150W) 상에 형성되는 것으로, 전술한 적색 화소(R)와 동일한 구조로 이루어진다.
상기 백색 화소(W)에서 상기 보조 투명 전극(132), 상기 반투명 전극(134), 투명 전극(136), 상기 백색 발광층(150W) 및 상기 반사 전극(160)은 상기 화소 회로(PC)의 구동에 따라 발광하는 유기 발광 소자를 구성한다.
이와 같은, 상기 백색 화소(W)에서는 상기 반투명 전극(134)과 상기 반사 전극(160) 사이에서 발생되는 반복적인 광 반사로 인한 공진 효과를 통해 청색을 띤 백색(Bluish White) 광이 기판(110) 쪽으로 방출되게 된다. 즉, 상기 백색 화소(W)의 상기 백색 발광층(150W)에서 방출되는 청색 광은 특정한 피크(peak) 파장대를 가지며, 청색 광의 피크 파장대가 반투명 전극(134)에서 반사되고 다시 반사 전극(160)에서 반사되는 과정을 반복하면서 보강 간섭에 의해 진폭이 증가하거나 색좌표가 쉬프트되게 된다. 이와 같은 청색 광의 진폭 및/또는 색좌표 쉬프트로 인하여 상기 백색 화소(W)에서 기판(110) 쪽으로 방출되는 백색 광은 CIE 색좌표계에서 청색 영역 쪽으로 쉬프트되어 청색을 띠게 된다.
상기 공진 효과를 통해 상기 백색 화소(W)에서 방출되는 청색을 띤 백색(Bluish White) 광의 색좌표는 상기 반투명 전극(134)과 상기 투명 전극(136) 각각의 두께에 따라 조절될 수 있다. 청색을 띤 백색 광의 방출을 통해 청색 화소(B)의 구동 비율을 감소시키고, 이를 통해 소비 전력 및 청색 화소(B)의 수명을 개선하기 위해, 상기 청색을 띤 백색 광의 CIE 색좌표 x는 0.3015 ~ 0.2873이고, CIE 색좌표 y는 0.3054 ~ 0.2663으로 설정되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 상기 반투명 전극(134)의 두께는 30Å ~ 130Å의 박막 두께로 설정될 수 있다. 그리고, 상기 투명 전극(136)의 두께는 300Å ~ 600Å의 박막 두께로 설정될 수 있다. 이때, 상기 반투명 전극(134)이 30Å 미만의 두께로 형성될 경우에는 공진 효과가 작아지므로 상기 백색 화소(W)에서 청색을 띤 백색 광을 추출할 수 없게 된다. 또한, 상기 반투명 전극(134)이 130Å을 초과하는 두께로 형성될 경우에는 공진 효과가 극대화되어 백색 광의 백색 색좌표를 벗어나게 된다. 또한, 상기 투명 전극(136)의 두께가 200Å 미만일 경우에는, 상기 백색 화소(W)에서 방출되는 백색 광의 색좌표가 적색 영역으로 쉬프트되며, 상기 투명 전극(136)의 두께가 700Å를 초과할 경우에는, 상기 백색 화소(W)에서 방출되는 백색 광의 색좌표가 녹색 영역으로 쉬프트될 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 표시 패널(100)은 패시베이션층(170), 밀봉층(180), 및 상부 필름(190)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 패시베이션층(170)은 상기 반사 전극(160) 상에 형성된다. 상기 패시베이션층(170)은 각 화소(R, G, B, W)를 함과 더불어 상기 각 화소(R, G, B, W) 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하는 역할도 한다. 이와 같은 패시베이션층(170)은 서로 상이한 무기물이 적층된 복수의 층으로 이루어질 수도 있고, 무기물과 유기물이 교대로 적층된 복수의 층으로 이루어질 수도 있다.
상기 밀봉층(180)은 상기 패시베이션층(170) 상에 형성된다. 상기 밀봉층(180)은 상기 상부 필름(190)을 상기 패시베이션층(170) 상에 접착시키는 역할을 함과 더불어 각 화소(R, G, B, W) 내부로 수분이 침투하는 것을 차단하는 기능도 수행할 수 있다. 이와 같은 밀봉층(180)은 당업계에 공지된 다양한 재료를 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 밀봉층(1800)은 양면 테이프와 같이 배리어(barrier) 필름 구조물을 이용하여 형성할 수도 있고, 씰런트와 같은 액상 접착물질을 코팅한 후 경화하여 형성할 수도 있다.
상기 상부 필름(190)은 상기 밀봉층(180) 상에 형성된다. 상기 상부 필름(190)은 보호 필름으로 이루어질 수도 있고, 반사 방지 용도의 편광 필름으로 이루어질 수도 있고, 터치 전극이 형성된 터치 스크린 필름으로 이루어질 수도 있다.
이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 표시 패널(100)은 청색을 띤 백색 광을 방출하는 백색 화소(W)를 포함하여 구성됨으로써 청색 화소(B)의 구동 비율이 감소될 수 있고, 이로 인해 소비 전력이 감소될 수 있고, 청색 화소(B)의 수명이 증가될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시 패널(100), 메모리(M), 데이터 변환부(200), 및 패널 구동부(300)를 포함하여 구성된다.
상기 표시 패널(100)은 상기 표시 패널(100)은 화소 영역을 정의하는 신호 라인들, 및 화소 영역마다 형성된 백색 화소(W), 적색 화소(R), 녹색 화소(G), 및 청색 화소(B)를 포함하여 구성된다.
상기 신호 라인들은 복수의 게이트 라인(GL), 복수의 데이터 라인(DL), 복수의 구동 전원 라인(PL), 및 캐소드 전원 라인(CPL)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 복수의 게이트 라인(GL) 각각은 상기 표시 패널(100)의 제 1 방향, 즉 가로 방향을 따라 일정한 간격을 가지도록 나란하게 형성된다. 상기 데이터 라인(DL)은 상기 게이트 라인들(GL)과 교차하도록 상기 표시 패널(100)의 제 2 방향, 즉 세로 방향을 따라 일정한 간격을 가지도록 나란하게 형성될 수 있다. 상기 복수의 구동 전원 라인(PL)은 상기 데이터 라인(DL)과 나란하도록 형성된다.
상기 캐소드 전원 라인(CPL)은 상기 표시 패널(100)의 전면(全面)에 통자로 형성되거나 상기 데이터 라인들(DL) 또는 상기 게이트 라인들(GL) 각각과 나란하도록 일정한 간격으로 형성될 수도 있다.
상기 백색 화소(W), 적색 화소(R), 녹색 화소(G), 및 청색 화소(B) 각각은 도 1 내지 도 3을 참조하여 전술한 바와 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다. 다만, 상기 백색 화소(W), 적색 화소(R), 녹색 화소(G), 및 청색 화소(B) 각각이 반사 전극(160)은 상기 캐소드 전원 라인(CPL)이 되거나, 상기 캐소드 전원 라인(CPL)은 상기 반사 전극(160)으로 대체될 수 있다.
상기 메모리(M)에는 표시 패널(100)에 형성된 백색 화소(W)에서 방출되는 청색을 띤 백색 광의 색좌표에 기초하여 설정된 보정값(CV)이 저장되어 있다. 상기 보정값(CV)은 백색 화소(W)에서 방출되는 백색 광에서 포함된 청색 파장만큼 청색 화소(B)의 구동 비율을 감소시키기 위해 설정된 감소 비율이 될 수 있다. 이러한, 감소 비율은 전술한 바와 같이, 반투명 전극(134)의 두께에 따라 설정되어 있으며, 설정된 반투명 전극(134)의 두께 범위 내에서 반투명 전극(134)의 두께에 비례하여 증가하는 값을 갖는다.
상기 데이터 변환부(200)는 적색, 녹색, 및 청색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)와 상기 메모리(M)에 저장되어 있는 보정값(CV)에 기초하여 상기 백색 화소(W), 적색 화소(R), 녹색 화소(G), 및 청색 화소(B)에 공급될 백색, 적색, 녹색, 및 청색 화소 데이터(W, R, G, B)를 생성한다. 구체적으로, 상기 데이터 변환부(200)는 단위 화소마다 적색, 녹색, 및 청색 입력 데이터(Ri, Gi, Bi)로부터 백색 화소 데이터(W)를 추출하고, 상기 적색 및 녹색 입력 데이터(Ri, Gi) 각각에서 상기 백색 화소 데이터(W)를 차감하여 적색 및 녹색 화소 데이터(R, G)를 산출한다. 그런 다음, 상기 데이터 변환부(200)는 상기 청색 입력 데이터(Ri)에서 상기 백색 화소 데이터(W)를 차감하여 청색 보정 데이터를 산출한 후, 상기 보정값(CV)에 따라 상기 청색 보정 데이터를 보정하여 상기 청색 화소 데이터(B)를 산출한다. 이때, 상기 데이터 변환부(200)는 상기 청색 보정 데이터의 값을 상기 보정값(CV)에 대응되는 감소 비율만큼 감소시켜 상기 청색 화소 데이터(B)를 생성한다.
상기 패널 구동부(300)는 입력되는 타이밍 동기 신호(TSS)에 기초하여 주사 제어 신호와 데이터 제어 신호를 생성하고, 주사 제어 신호에 따라 주사 신호(SS)를 생성하여 주사 라인(SL)에 순차적으로 공급함과 아울러 상기 데이터 변환부(200)로부터 공급되는 상기 적색, 녹색, 청색, 및 백색 화소 데이터(W, R, G, B) 각각을 해당 화소(W, R, G, B)에 표시한다. 이를 위해, 상기 패널 구동부(300)는 타이밍 제어부(310), 주사 구동 회로부(320), 및 데이터 구동 회로부(330)를 포함한다.
상기 타이밍 제어부(310)는 외부의 구동 시스템(또는 영상 처리 장치)로부터 입력되는 타이밍 동기 신호(TSS)에 따라 주사 구동 회로부(320)와 데이터 구동 회로부(330) 각각의 구동 타이밍을 제어한다. 즉, 타이밍 제어부(310)는 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 데이터 인에이블 신호, 클럭 신호 등의 타이밍 동기 신호(TSS)에 기초하여 주사 제어 신호(SCS) 및 데이터 제어 신호(DCS)를 생성하고, 주사 제어 신호(SCS)를 통해 주사 구동 회로부(320)의 구동 타이밍을 제어함과 동기되도록 데이터 제어 신호(DCS)를 통해 데이터 구동 회로부(330)의 구동 타이밍을 제어한다.
또한, 상기 타이밍 제어부(310)는 상기 데이터 변환부(320)로부터 공급되는 상기 적색, 녹색, 청색, 및 백색 화소 데이터(W, R, G, B)를 표시 패널(100)의 화소 배치 구조에 알맞도록 4색 표시 데이터(WRGB)를 정렬하여 4색 표시 데이터(WRGB)를 생성하고, 생성된 4색 표시 데이터(WRGB)를 설정된 데이터 인터페이스 방식에 따라 데이터 구동 회로부(330)에 공급한다.
상기 타이밍 제어부(310)에는 상기 데이터 변환부(200)가 내장될 수 있으며, 이 경우, 상기 데이터 변환부(200)는 프로그램 형태로 상기 타이밍 제어부(310)에 내장될 수 있다.
상기 주사 구동 회로부(320)는 상기 타이밍 제어부(310)로부터 공급되는 주사 제어 신호(SCS)에 따라 주사 신호(SS)를 생성하여 복수의 주사 라인(SL)에 순차적으로 공급한다.
상기 데이터 구동 회로부(330)는 상기 타이밍 제어부(310)로부터 4색 표시 데이터(WRGB)와 데이터 제어 신호(DCS)를 공급받으며, 외부의 전원 공급부(미도시)로부터 복수의 감마 전압을 공급받는다. 이러한, 상기 데이터 구동 회로부(330)는 복수의 감마 전압을 이용하여 세분화하여 복수의 계조 전압을 생성하고, 상기 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 4색 표시 데이터(WRGB)를 순차적으로 샘플링하고, 복수의 계조 전압에서 샘플링 데이터의 계조 값에 대응되는 계조 전압을 데이터 전압(Vdata)으로 선택하여 해당 데이터 라인(DL)에 공급한다.
이상과 같은, 본 발명의 실시 예들에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시 패널(100)에 형성된 백색 화소(W)에서 방출되는 청색을 띤 백색 광의 색좌표를 기반으로 설정된 보정값(CV)에 따라 청색 화소(B)의 구동 비율을 감소시킴으로써 표시 패널(100)의 소비 전력을 감소시킬 수 있으며, 청색 화소(B)의 수명을 연장시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 시뮬레이션 결과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 5a 내지 도 5c는 투명 전극(136)의 두께가 고정된 상태에서 반투명 전극(134)의 두께에 따른 색좌표의 이동 궤적을 나타내는 색좌표 도면이다.
도 5a 내지 도 5c에서 알 수 있듯이, 상기 반투명 전극(134)의 두께가 30Å 미만일 경우, 색좌표의 이동 궤적이 상대적으로 작은 반면에, 130Å을 초과할 경우 색좌표의 이동 궤적이 상대적으로 큰 것을 확인할 수 있다. 결과적으로, 상기 반투명 전극(134)이 30Å 미만의 두께로 형성될 경우에는 공진 효과가 작아지므로 상기 백색 화소(W)에서 청색을 띤 백색 광을 추출할 수 없게 된다. 또한, 상기 반투명 전극(134)이 130Å을 초과하는 두께로 형성될 경우에는 공진 효과가 극대화되어 백색 광의 백색 색좌표를 벗어나게 된다. 따라서, 전술한 백색 화소(W)의 반투명 전극(134)은 30Å ~ 130Å의 박막 두께로 형성되는 것이 바람직하다는 것을 확인할 수 있다.
다음으로, 도 6a 내지 도 6g는 반투명 전극(134)의 두께가 고정된 상태에서 투명 전극(136)의 두께에 따른 색좌표의 이동 궤적을 나타내는 색좌표 도면이다.
도 6a 내지 도 6g에서 알 수 있듯이, 상기 투명 전극(136)의 두께가 200Å 미만일 경우에는, 상기 백색 화소(W)에서 방출되는 백색 광의 색좌표가 적색 영역으로 쉬프트되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 상기 투명 전극(136)의 두께가 700Å를 초과할 경우에는, 상기 백색 화소(W)에서 방출되는 백색 광의 색좌표가 녹색 영역으로 쉬프트되는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 상기 투명 전극(136)의 두께가 300Å ~ 600Å의 범위를 벗어날 경우, 상기 백색 화소(W)에서 청색을 띤 백색 광을 방출할 수 없게 된다. 따라서, 전술한 백색 화소(W)의 투명 전극(136)의 두께는 300Å ~ 600Å의 박막 두께로 형성되는 것이 바람직하다는 것을 확인할 수 있다.
다음으로, 하기의 표 1은 기준 백색 광을 사용하는 비교 예와 반투명 전극의 두께에 따른 청색을 띤 백색 광을 사용하는 제 1 내지 제 4 실시 예를 대상으로 CIE 색좌표 x, CIE 색좌표 y, 청색 발광 감소율, 평균 소비 전력[W], 및 소비전력 변화를 평가한 결과를 나타내는 표이다.
Figure 112013121304931-pat00001
위의 표 1에서 알 수 있듯이, 비교 예 대비 제 1 내지 제 4 실시 예 각각은 반투면 전극의 두께가 증가할수록 청색 발광 감소율 및 소비전력 변화가 증가하고, 평균 소비 전력[W]이 감소하는 것을 확인할 수 있다.
다음으로, 하기의 표 2는 기준 백색 광을 사용하는 비교 예와 청색을 띤 백색 광을 사용하는 실시 예를 대상으로 표준 영상 21개를 사용하여 평균 소비 전류(A) 및 평균 소비 전력[W]을 평가한 결과를 나타내는 표이다.
Figure 112013121304931-pat00002
위의 표 2에서 알 수 있듯이, 비교 예 대비 실시 예는 평균 소비 전류(A)가 7.49% 개선되고, 평균 소비 전력[W]이 7.77% 개선되는 것을 확인할 수 있다.
다음으로, 하기의 표 3은 기준 백색 광을 사용하는 비교 예와 청색을 띤 백색 광을 사용하는 실시 예를 대상으로 타겟 백색 구현시 적색, 녹색, 청색, 및 백색 화소의 구동 비율을 평가한 결과를 나타내는 표이다.
Figure 112013121304931-pat00003
위의 표 3에서 알 수 있듯이, 비교 예 대비 실시 예는 청색 화소의 구동 비율이 52.07% 감소하는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 표시 패널 110: 기판
111: 게이트 전극 112: 게이트 절연막
113: 반도체층 114a: 제 1 전극
114b: 제 2 전극 115: 보호막
120: 평탄화층 130. 136: 투명 전극
132: 보조 투명 전극 134: 반투명 전극
140: 뱅크층 150R: 적색 발광층
150G: 녹색 발광층 150B: 청색 발광층
150W: 백색 발광층 160: 반사 전극
170: 패시베이션층 180: 밀봉층
190: 상부 필름 200: 데이터 변환부
300: 패널 구동부 310: 타이밍 제어부
320: 주사 구동 회로부 330: 데이터 구동 회로부

Claims (10)

  1. 적색 화소 영역에 형성되어 적색 광을 방출하는 적색 화소, 녹색 화소 영역에 형성되어 녹색 광을 방출하는 녹색 화소, 청색 화소 영역에 형성되어 청색 광을 방출하는 청색 화소, 및 백색 화소 영역에 형성되어 청색을 띤 백색(bluish white) 광을 방출하는 백색 화소를 가지는 표시 패널;
    상기 백색 화소에서 방출되는 청색을 띤 백색 광의 색좌표에 기초하여 설정된 보정값이 저장되어 있는 메모리;
    적색, 녹색, 및 청색 입력 데이터와 상기 보정값에 기초하여 상기 적색 화소, 상기 녹색 화소, 상기 청색 화소, 및 상기 백색 화소에 표시될 적색, 녹색, 청색, 및 백색 화소 데이터를 생성하는 데이터 변환부; 및
    상기 적색, 녹색, 청색, 및 백색 화소 데이터 각각을 해당 화소에 표시하는 패널 구동부를 포함하고,
    상기 백색 화소는,
    상기 백색 화소 영역에 대응되는 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터에 연결된 반투명 전극;
    상기 반투명 전극 상에 형성된 투명 전극;
    상기 투명 전극 상에 형성되어 백색 광을 방출하는 백색 발광층; 및
    상기 백색 발광층 상에 형성된 반사 전극을 포함하여 구성되며,
    상기 백색 화소에서 방출되는 백색 광은 상기 반투명 전극과 상기 반사 전극 사이에 형성되는 공진 효과에 의해 청색을 띠는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 백색 발광층은 청색 파장의 광을 방출하는 제 1 서브 발광층과 상기 청색 파장과 다른 파장의 광을 방출하는 적어도 하나의 제 2 서브 발광층을 포함하며,
    상기 백색 광은 상기 제 1 및 제 2 서브 발광층에서 방출되는 광의 조합에 의해 방출되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 전극은 300Å ~ 600Å의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반투명 전극은 30Å ~ 130Å의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 청색을 띤 백색 광의 CIE 색좌표 x는 0.3015 ~ 0.2873이고, CIE 색좌표 y는 0.3054 ~ 0.2663인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 변환부는,
    상기 적색, 녹색, 및 청색 입력 데이터의 최소값을 상기 백색 화소 데이터로 산출하고,
    상기 적색 및 녹색 입력 데이터 각각에서 상기 백색 화소 데이터를 차감하여 상기 적색 및 녹색 화소 데이터를 산출하며,
    상기 청색 입력 데이터에서 상기 백색 화소 데이터를 차감하여 청색 보정 데이터를 산출한 후, 상기 보정값에 따라 상기 청색 보정 데이터를 보정하여 상기 청색 화소 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터 변환부는 상기 청색 보정 데이터의 값을 상기 보정값에 대응되는 감소 비율만큼 감소시켜 상기 청색 화소 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 보정값에 대응되는 감소 비율은 상기 반투명 전극의 두께 범위 내에서 상기 반투명 전극의 두께에 비례하여 증가하도록 설정된 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
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