KR102357505B1 - 표시장치 - Google Patents

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Abstract

제1 기판; 상기 제1 기판 상에 화소영역을 정의하는 화소정의막; 상기 화소영역에 배치된 화소전극; 상기 화소전극 상에 배치된 발광층; 상기 발광층 상에 배치된 공통전극; 상기 제1기판과 대향하여 배치된 제2 기판; 상기 제2 기판의 일면에 배치되어 비표시영역을 정의하는 테두리 블랙매트릭스; 상기 테두리 블랙매트릭스 상에 배치된 반사막; 상기 제1 기판의 일면 상에 배치된 광 가이드부; 및 상기 광 가이드부에서 출사된 광을 입력받는 광센서부;를 포함하는 표시장치를 제공한다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 더미 화소부 위에 반사막을 배치하고, 더미 화소부 아래에 광 가이드부를 배치하여 휘도를 검출하는 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치나 유기 발광 표시 장치 등의 평판 표시 장치는 복수 쌍의 전기장 생성 전극과 그 사이에 들어 있는 전기광학(electro-optical) 활성층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기 광학 활성층으로 액정층을 포함하고, 유기 발광 표시 장치는 전기 광학 활성층으로 유기 발광층을 포함한다.
한 쌍을 이루는 전기장 생성 전극 중 하나는 통상 스위칭 소자에 연결되어 전기 신호를 인가 받고, 전기 광학 활성층은 이 전기 신호를 광학 신호로 변환함으로써 영상이 표시된다.
상기 평판 표시 장치 중 유기 발광 표시 장치는 자발광이라는 특성으로 인하여 시야각에 따른 화면 밝기의 저하가 낮다. 그러나, 그런데, 유기 발광 표시 장치는 사용 시간이 증가함에 따라 휘도가 저하되어 이미지 스틱킹(Image sticking) 현상이 발생하는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 기존에 표시장치 외부에 광 센서를 구비하여 유기발광소자의 휘도를 감지하고, 휘도가 감소된 경우 이를 보상하고 있다. 그런데, 표시장치 외부에 광센서를 부착할 경우 전면 발광 또는 배면 발광 방식에 따라 광센서의 배치 위치를 변경해야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 더미 화소부 위에 반사막을 배치하고, 더미 화소부 아래에 광 가이드부를 배치하는 표시장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 제1 기판; 상기 제1 기판 상에 화소영역을 정의하는 화소정의막; 상기 화소영역에 배치된 화소전극; 상기 화소전극 상에 배치된 발광층; 상기 발광층 상에 배치된 공통전극; 상기 제1기판과 대향하여 배치된 제2 기판; 상기 제2 기판의 일면에 배치되어 비 표시영역을 정의하는 테두리 블랙매트릭스; 상기 테두리 블랙매트릭스와 상기 제1기판 사이에 배치된 반사막; 상기 제1 기판의 일면 상에 배치된 광 가이드부; 및 상기 광 가이드부에서 출사된 광을 입력받는 광센서부;를 포함하는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화소영역의 적어도 일부가 상기 테두리 블랙매트릭스와 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광 가이드부는, 도광판; 및 상기 도광판의 일면에 배치된 광 가이드 반사판을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 도광판은 상기 테두리 블랙매트릭스 영역 내에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 도광판과 상기 제1 기판 사이에 배치되는 프리즘부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프리즘부는 상기 테두리 블랙매트릭스와 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프리즘 부는 상기 광 가이드부와 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 도광판은 상기 프리즘부의 산과 마주할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반사막은 상기 광 가이드부와 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반사막은 상기 테두리 블랙매트릭스와 중첩하는 화소영역 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비표시영역의 화소는 표시영역의 화소와 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광 가이드부는 단면이 다각형 또는 U자형일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광센서부는 상기 테두리 블랙매트릭스와 중첩하는 화소영역에 배치된 화소의 휘도값을 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 측정된 휘도값을 이용하여, 상기 테두리 블랙매트릭스와 중첩하는 화소영역에 배치된 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간에 따른 보상 량을 산출하고, 표시영역에 배치된 제2 유기 발광 소자의 누적 발광 시간에 대응하는 상기 보상 량을 검출하여, 상기 검출된 보상량에 따라 제2 유기 발광 소자의 영상 데이터를 보상하는 보상 영상 데이터 생성부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보상 영상 데이터 생성부는, 최초 설정된 휘도값이 저장된 메모리; 상기 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간을 측정하는 타이머; 표시영역에 배치된 화소에 대응하는 영상 데이터를 누적하여 합산하는 데이터 합산부; 상기 측정된 휘도값, 상기 최초 설정된 휘도 값, 및 상기 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간을 이용하여, 누적 발광 시간에 따른 상기 영상 데이터의 보상 량을 산출하는 보상 량 산출부; 및 상기 제2 유기 발광 소자의 누적 발광 시간을 감지하고, 상기 감지된 누적 발광 시간에 대응하는 상기 보상 량으로 상기 제2 유기 발광 소자의 영상 데이터를 변조하는 영상 데이터 보상부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보상 량 산출부는, 상기 측정된 휘도값 및 상기 최초 설정된 휘도값을 이용하여 휘도 감소량을 산출하고, 상기 산출된 휘도 감소량에 대응하는 누적 발광 시간의 증가 량을 상기 보상 량으로 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보상 영상 데이터 생성부는, 상기 보상 량 산출부로부터 산출된 상기 보상량이 상기 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간에 따라 저장되는 룩업 테이블을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는, 전면 발광 방식 또는 배면 발광 방식에 관계없이 더미 화소의 휘도를 검출할 수 있고, 더미 화소 위에 반사막을 배치함에 따라 더미 화소의 휘도를 검출할 충분한 광량을 얻을 수 있고, 검출된 휘도를 이용하여 화소의 열화를 보상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 도 1의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 8은 도 7에 도시된 더미 화소의 등가 회로도이다.
도 9는 도 7에 도시된 보상 영상 데이터 생성부의 상세 블록도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 유기발광 표시장치 또는 액정표시장치일 수 있다. 이하에서는 표시장치는 유기발광 표시장치인 것을 전제로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 평면도이다. 도 3은 도 2의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 4는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 5는 도 1의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 유기 발광 표시 장치(100)는 표시영역(111) 및 비표시영역(112)를 포함하는 제1 기판(110), 제1 기판(110) 상에 화소영역을 정의하는 화소정의막(190), 화소영역에 배치된 화소전극(211), 화소전극 상에 배치된 발광층(212), 발광층(212) 상에 배치된 공통전극(213), 제1 기판(110)과 대향하여 배치된 제2 기판(250), 제2 기판(250)의 일면에 배치되어 비표시영역(112)을 정의하는 테두리 블랙매트릭스(270), 테두리 블랙매트릭스(270)와 제1 기판(110) 사이에 배치된 반사막(260), 제1 기판(110)의 일면 상에 배치된 광 가이드부(300), 및 광 가이드부(300)에서 출사된 광을 입력받는 광센서부(400)를 포함한다.
도 1을 참조하면, 유기발광 표시장치(100)는 표시영역(111)과 비표시영역(112)을 갖는 제1 기판(110)을 포함한다.
제1 기판(110)의 표시영역(111)에 다수의 화소들이 배치되며 화상을 표시한다.
비표시영역(112)에 도 4 및 도 5에 도시된 테두리 블랙매트릭스(270)가 배치된다. 즉, 제2 기판(250)의 일면에 테두리 블랙매트릭스(270)가 배치되어 비표시영역(112)을 정의한다. 비표시영역(112)에 더미화소부(113)가 배치된다. 더미화소부(113)는 도 4 및 도 5에서 후술할 광 가이드부(300) 및 반사막(260)과 중첩하게 배치된다.
표시영역(111)에 표시소자인 유기발광소자(210) 및 유기발광소자(210)를 구동하기 위한 박막트랜지스터들(10, 20)이 배치된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치(100)는, 표시영역(111)에 배치되며, 스위칭 박막트랜지스터(10), 구동 박막트랜지스터(20), 축전 소자(80) 및 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED) (210)를 포함하는 복수개의 화소를 갖는다. 여기서, 화소는 화상을 표시하는 최소 단위를 말하며, 유기발광 표시장치는 복수의 화소를 통해 화상을 표시한다.
또한, 하나의 화소에 두 개의 박막트랜지스터(thin film transistor, TFT)와 하나의 축전 소자(capacitor)가 배치된 것이 첨부 도면에 도시되어 있지만, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 유기발광 표시장치는 하나의 화소에 셋 이상의 박막트랜지스터와 둘 이상의 축전 소자를 구비할 수도 있으며, 별도의 배선을 더 포함하여 다양한 구조를 가질 수 있다.
그리고 유기발광 표시장치(100)는 기판(110)상에 배치된 게이트 라인(151)과, 게이트 라인(151)과 절연 교차되는 데이터 라인(171) 및 전원 라인(172)을 포함한다. 일반적으로 하나의 화소는 게이트 라인(151), 데이터 라인(171) 및 전원 라인(172)을 경계로 정의될 수 있지만, 화소가 전술한 정의에 한정되는 것은 아니다. 화소는 블랙 매트릭스 또는 화소정의막에 의하여 정의될 수 있다.
제1 기판(110)는 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 등으로 이루어진 절연성 물질로 만들어진다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 제1 기판(110)이 스테인리스 강 등으로 이루어진 금속성 물질로 만들어질 수도 있다.
제1 기판(110)상에 버퍼층(120)이 배치된다. 버퍼층(120)은 불순 원소의 침투를 방지하며 표면을 평탄화하는 역할을 하는 것으로, 이러한 역할을 수행할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 일예로, 버퍼층(120)은 질화규소(SiNx)막, 산화규소(SiO2)막, 산질화규소(SiOxNy)막 중 어느 하나로 만들어질 수 있다. 그러나, 버퍼층(120)은 반드시 필요한 것은 아니며, 제1 기판(110)의 종류 및 공정 조건에 따라 생략될 수도 있다.
버퍼층(120)상에 스위칭 반도체층(131) 및 구동 반도체층(132)이 배치된다. 스위칭 반도체층(131) 및 구동 반도체층(132)은 다결정 규소막, 비정질 규소막, 및 IGZO(Indium-Galuim-Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide)와 같은 산화물 반도체 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 구동 반도체층(132)이 다결정 규소막으로 형성되는 경우, 구동 반도체층(132)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역(135)과, 채널 영역(135)의 양 옆으로 p+ 도핑되어 형성된 소스 영역(136) 및 드레인 영역(137)을 포함한다. 이 때, 도핑되는 이온 물질은 붕소(B)와 같은 P형 불순물이며, 주로 B2H6이 사용된다. 이러한 불순물은 박막트랜지스터의 종류에 따라 달라진다. 본 발명의 일 실시예에서 구동 박막트랜지스터(20)로 P형 불순물을 사용한 PMOS 구조의 박막트랜지스터가 사용되었으나, 구동 박막트랜지스터(20)가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 구동 박막트랜지스터(20)로 NMOS 구조 또는 CMOS 구조의 박막트랜지스터도 모두 사용될 수 있다.
스위칭 반도체층(131) 및 구동 반도체층(132) 위에 게이트 절연막(140)이 배치된다. 게이트 절연막(140)은 테트라에톡시실란(TetraEthylOrthoSilicate, TEOS), 질화 규소(SiNx) 및 산화 규소(SiO2) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 게이트 절연막(140)은 40nm의 두께를 갖는 질화규소막과 80nm의 두께를 갖는 테트라에톡시실란막이 차례로 적층된 이중막 구조를 가질 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에 게이트 전극(152, 155)을 포함하는 게이트 배선이 배치된다. 게이트 배선은 게이트 라인(151), 제 1 축전판(158) 및 그 밖의 배선을 더 포함한다. 그리고 게이트 전극(152, 155)은 반도체층(131, 132)의 적어도 일부, 특히 채널 영역과 중첩되도록 배치된다. 게이트 전극(152, 155)은 반도체층(131, 132) 형성과정에서 반도체층(131, 132)의 소스 영역(136)과 드레인 영역(137)에 불순물이 도핑될 때 채널 영역에 불순물이 도핑되는 것을 차단하는 역할을 한다.
게이트 전극(152, 155)과 제 1 축전판(158)은 동일한 층에 배치되며, 실질적으로 동일한 금속으로 만들어진다. 게이트 전극(152, 155)과 제 1 축전판(158)은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 및 텅스텐(W) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
게이트 절연막(140) 상에 게이트 전극(152, 155)을 덮는 층간 절연막(160)이 배치된다. 층간 절연막(160)은 게이트 절연막(140)과 마찬가지로, 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx) 또는 테트라에톡시실란(TEOS) 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
층간 절연막(160)상에 소스 전극(173, 176) 및 드레인 전극(174, 177)을 포함하는 데이터 배선이 배치된다. 데이터 배선은 데이터 라인(171), 전원 라인(172), 제 2 축전판(178) 및 그 밖에 배선을 더 포함한다. 그리고 소스 전극(173, 176) 및 드레인 전극(174, 177)은 게이트 절연막(140) 및 층간 절연막(160)에 형성된 접촉 구멍을 통하여 반도체층(131, 132)의 소스 영역(136) 및 드레인 영역(137)과 각각 연결된다.
이와 같이, 스위칭 박막트랜지스터(10)는 스위칭 반도체층(131), 스위칭 게이트 전극(152), 스위칭 소스 전극(173) 및 스위칭 드레인 전극(174)을 포함하며, 구동 박막트랜지스터(20)는 구동 반도체층(132), 구동 게이트 전극(155), 구동 소스 전극(176) 및 구동 드레인 전극(177)을 포함한다. 박막트랜지스터(10, 20)의 구성은 전술한 예에 한정되지 않고, 당해 기술 분야의 전문가가 용이하게 실시할 수 있는 공지된 구성으로 다양하게 변형 가능하다.
또한, 축전 소자(80)는 층간 절연막(160)을 사이에 두고 배치된 제 1 축전판(158)과 제2 축전판(178)을 포함한다.
스위칭 박막트랜지스터(10)는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로 사용된다. 스위칭 게이트 전극(152)은 게이트 라인(151)에 연결된다. 스위칭 소스 전극(173)은 데이터 라인(171)에 연결된다. 스위칭 드레인 전극(174)은 스위칭 소스 전극(173)으로부터 이격 배치되며, 제1 축전판(158)과 연결된다.
구동 박막트랜지스터(20)는 선택된 화소 내의 유기 발광 소자(210)의 발광층(212)을 발광시키기 위한 구동 전원을 화소 전극(211)에 인가한다. 구동 게이트 전극(155)은 제 1 축전판(158)과 연결된다. 구동 소스 전극(176) 및 제 2 축전판(178)은 각각 전원 라인(172)과 연결된다. 구동 드레인 전극(177)은 컨택홀을 통해 유기 발광 소자(210)의 화소 전극(211)과 연결된다.
이와 같은 구조에 의하여, 스위칭 박막트랜지스터(10)는 게이트 라인(151)에 인가되는 게이트 전압에 의해 작동하여 데이터 라인(171)에 인가되는 데이터 전압을 구동 박막트랜지스터(20)로 전달하는 역할을 한다. 전원 라인(172)으로부터 구동 박막트랜지스터(20)에 인가되는 공통 전압과 스위칭 박막트랜지스터(10)로부터 전달된 데이터 전압의 차에 해당하는 전압이 축전 소자(80)에 저장되고, 축전 소자(80)에 저장된 전압에 대응하는 전류가 구동 박막트랜지스터(20)를 통해 유기 발광 소자(210)로 흘러 유기 발광 소자(210)가 발광하게 된다.
소스전극(173, 176) 및 드레인 전극(174, 177)은 금속으로 만들어질 수 있다. 이러한 금속의 예로, 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등이 있으며, 이들은 단일 또는 합금의 형태로 사용될 수 있다. 또한 소스전극(173, 176) 및 드레인 전극(174, 177)은 단일막으로 형성될 수도 있고, 다층막으로 형성될 수도 있다.
층간 절연막(160)상에 데이터 배선(171, 172, 173, 174, 176, 177, 178)을 덮는 평탄화막(180)이 배치된다. 평탄화막(180)은 그 위에 형성될 유기 발광 소자(210)의 발광 효율을 높이기 위해, 단차를 없애고 평탄화시키는 역할을 한다.
평탄화막(180)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolicresin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(polyphenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin), 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 중 하나 이상의 물질로 만들어질 수 있다.
평탄화막(180)상에 유기 발광 소자(210)의 화소 전극(211)이 배치된다. 화소 전극(211)은 평탄화막(180)에 형성된 컨택홀을 통하여 드레인 전극(177)과 연결된다.
화소 전극(211)은 투과형 전극, 반투과형 전극 및 반사형 전극 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
투과형 전극 형성을 위하여 투명 도전성 산화물(TCO; Transparent Conductive Oxide)이 사용될 수 있다. 투명한 도전성 산화물(TCO)로, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(산화 아연) 또는 In2O3(Indium Oxide) 등이 있다.
반투과형 전극 및 반사형 전극 형성을 위하여 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 구리(Cu)와 같은 금속 또는 이들의 합금이 사용될 수 있다. 이때, 반투과형 전극과 반사형 전극은 두께로 결정된다. 일반적으로, 반투과형 전극은 약 200nm 이하의 두께를 가지며, 반사형 전극은 300nm 이상의 두께를 가진다. 반투과형 전극은 두께가 얇아질수록 빛의 투과율이 높아지지만 저항이 커지고, 두께가 두꺼워질수록 빛의 투과율이 낮아진다.
또한, 반투과형 및 반사형 전극은 금속 또는 금속의 합금으로 된 금속층과 금속층상에 적층된 투명 도전성 산화물(TCO)층을 포함하는 다층구조로 형성될 수 있다.
화소 전극(211) 및 공통 전극(213)을 형성하는 물질의 종류에 따라, 유기발광 표시장치(100)는 전면 발광형, 배면 발광형 또는 양면 발광형이 될 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치(100)는 전면 발광형이다. 따라서, 유기 발광 소자(210)는 공통 전극(213) 방향으로 빛을 방출하여 화상을 표시한다. 전면 발광형 유기발광 표시장치(100)의 발광 효율이 향상되도록 하기 위하여, 화소 전극(211)이 반사형 전극으로 형성될 수 있다. 이러한 반사형 전극의 예로, 은(Ag)으로 된 금속층 상에 ITO로 된 투명 도전성 산화물이 적층된 전극이 있다. 또한, 은(Ag)-ITO-은(Ag)이 순서대로 적층된 삼중층 구조를 가진 전극도 있다.
또한, 평탄화막(180)상에 화소 전극(211)의 적어도 일부를 드러내어 화소 영역을 정의하는 화소정의막(190)이 배치된다. 화소 전극(211)은 화소정의막(190)의 화소 영역에 대응하도록 배치된다.
화소정의막(190)은 폴리아크릴계(polyacrylates resin) 및 폴리이미드계(polyimides) 등의 수지로 만들어질 수 있다.
화소 영역 내의 화소 전극(211)상에 발광층(212)이 배치되고, 화소정의막(190) 및 발광층(212) 상에 공통 전극(213)이 배치된다. 공통전극(213)은 공통전극 연결부(231)와 접촉됨으로써, 공통전극용 배선(230)과 전기적으로 연결된다.
발광층(212)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물로 이루어진다. 화소전극(211)과 발광층(212) 사이에 정공 주입층(Hole Injection Layer, HIL) 및 정공 수송층(Hole Transporting Layer, HTL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있고, 발광층(212)과 공통 전극(213) 사이에 전자 수송층(Electron Transporting Layer, ETL) 및 전자 주입층(Electron Injection Layer, EIL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있다.
공통 전극(230)은 반투과막으로 형성된다. 공통 전극(230)으로 사용되는 반투과막은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 및 구리(Cu)중 하나 이상의 금속으로 형성될 수 있다. 공통 전극(230)은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 및 구리(Cu)중 하나 이상을 포함하는 금속층 및 상기 금속층상에 적층된 투명 도전성 산화물(TCO)층을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다.
이와 같이, 유기 발광 소자(210)는 화소 전극(211)과, 화소 전극(211)상에 배치된 발광층(212)과 발광층(212)상에 배치된 공통 전극(213)을 포함한다. 여기서, 화소 전극(211)은 정공 주입 전극인 양극(애노드)이며, 공통 전극(213)은 전자 주입 전극인 음극(캐소드)이 된다. 그러나 본 발명의 일 실시예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 유기발광 표시장치(100)의 구동 방법에 따라 화소 전극(211)이 음극이 되고, 공통 전극(213)이 양극이 될 수도 있다.
제2 기판(250)이 박막트랜지스터(20) 및 유기 발광 소자(210)를 커버하기 위하여 제1 기판(110)에 대향하여 배치된다. 제2 기판(250)으로 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 투명 절연 기판이 사용될 수 있다. 또한, 유기막과 무기막이 교대로 적층된 박막 봉지층이 유기 발광 소자(210)상에 배치될 수도 있다. 이 경우 제2 기판(250)은 생략될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 광 가이드부(300), 광센서부(400), 더미 유기발광소자(220) 및 반사막(260)을 포함한다.
기존에 광센서는 표시장치의 제1 기판(110)에 배치되어 표시장치의 휘도를 검출한다. 배면발광형 표시장치의 경우, 제1 기판(110)을 도광판으로 활용하여 광센서가 광을 검출할 수 있다. 그러나 전면발광형 표시장치의 경우, 제2 기판(250)으로 입사된 광은 블랙 매트릭스 또는 컬러필터에 흡수된다. 따라서 전면발광형 표시장치는 배면 발광형처럼 기판을 도광판으로 활용하는 광센싱 방법을 적용하기 어렵다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 배면발광형 또는 전면발광형 모두 적용가능한 광센싱 구조를 포함한다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 제1 기판(110)의 더미화소부(113)에 더미 화소(220)를 형성한다. 더미화소부(113)는 화소영역의 적어도 일부가 테두리 블랙매트릭스(270)와 중첩하는 영역이다.
더미 화소(220)는 표시영역(111)에 배치된 화소와 동일한 구성을 가질 수 있다. 더미 화소(220)는 표시영역(111)에 배치된 화소와 마찬가지로 박막 트랜지스터에 의해 구동되어 유기발광소자가 발광하는 구조이다. 즉, 더미 화소(220)는 표시영역(111)에 배치된 화소와 동일한 공정으로 형성되며, 테두리 블랙매트릭스(270)에 의해 정의된 비표시영역(112)과 중첩되는 화소이다.
종합하면, 비표시영역(112)의 화소는 표시영역(111)의 화소와 실질적으로 동일한 구조를 갖는다.
한편, 더미 화소를 비표시영역(112)에 배치하는 이유는 전면발광형 표시장치에서 광센싱을 하기 위함이다. 즉, 반사막(260)을 더미 화소(220) 상에 배치하여 광을 광가이드부(300)로 향하게 하는 구성이 적용되기 때문에 표시영역(110)에 배치된 유기발광소자(210)를 이용할 수 없다.
테두리 블랙매트릭스(270)는 제2 기판(250)의 일면에 배치되어 비표시영역(112)을 정의하고, 더미 화소(220) 위에 배치된다.
반사막(260)은 테두리 블랙매트릭스(270)와 제1 기판(110) 사이에 배치되고, 더미 화소(220) 위에 배치된다. 즉, 반사막(260)은 테두리 블랙매트릭스(270)와 중첩하는 화소영역 상에 배치된다.
반사막(260)은 더미 화소(220)에서 방출된 광을 광 가이드부(300)로 반사시킨다. 반사막(260)는, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: PolyEthylene Terephthalate)로 이루어져 반사성을 가질 수 있으며, 그 한쪽 표면은 예를 들어, 티타늄 디옥사이드를 함유하는 확산층으로 코팅될 수 있다.
한편, 반사막(260)는 예를 들어 은(Ag)과 같은 금속을 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
광 가이드부(300)는 제1 기판(110)의 일면에 배치된다. 광 가이드부(300)는 도광판(310) 및 광 가이드 반사판(320)을 포함한다. 광 가이드부(300)는 단면이 다각형 또는 U자형 일 수 있다.
도광판(310)은 반사막(260)에서 반사된 광을 입사받아 광센서부(400)로 출사한다. 도광판(310)은 더미 화소(220)에서 제공받은 광을 광센서부(400)로 공급한다. 도광판(310)은 표시장치의 비표시영역(112) 중 더미화소부(113)와 같이 라인(line) 또는 바(Bar) 형상을 가질 수 있다. 그러나 이에 한정될 것은 아니고, 표시장치의 비표시영역(112)에 대응하는 면적으로 다양하게 형성될 수 있다.
도광판(310)은 설명의 편의상, 플레이트(plate)로 기술하였으나, 표시 장치의 슬림화를 위해 시트 또는 필름형태로 형성될 수 있다. 즉, 도광판(310)은 광을 가이드하기 위한 플레이트 및 필름을 모두 포함하는 개념으로 기술된다.
도광판(310)은 광이 효율적으로 가이드 될 수 있도록 투광성을 가지는 재료, 예를 들어 PMMA(PolyMethylMethAcrylate)와 같은 아크릴 수지, 폴리카보네이트(PC: PolyCarbonate)와 같은 재료로 이루어질 수 있다.
광 가이드 반사판(320)은 도광판(310)의 일면에 배치된다. 예를 들면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 광 가이드 반사판(320)은 도광판(310)의 바닥면 및 측면에 배치된다. 즉, 광 가이드 반사판(320)은 더미 화소(220)의 광이 입사되는 면과 광센서부(400)가 입사되는 면을 제외한 도광판(310)의 표면에 배치될 수 있다. 광 가이드 반사판(320)이 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 배치됨에 따라 도광판(310)에 입사된 광은 도광판(310) 외부로 방출되지 않고 광센서부(400)에 집광된다. 광 가이드 반사판(320)은 반사막(260)과 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
광센서부(400)는 광 가이드부(300)에서 출사된 광을 입력받는다. 예를 들면, 광 가이드부(300)의 양 측면에 2개가 배치될 수 있다. 광센서부(400)는 측정된 광의 아날로그 값을 디지털 값으로 변환하여 취합하며, 연산 과정을 거쳐 휘도값을 산출한다.
광센서부(400)는 광센서를 포함한다. 광센서는 소형이면서 저가의 소자로서 충분히 역할을 수행할 수 있는 것으로 선택한다. 예를 들면, 광 도전셀(Cds), 포토 다이오드, 포토트랜지스터, 포토 사이리스터, CCD(charge coupled device), CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 이미지센서 등이 적용될 수 있다.
이와 같이, 더미 화소(220), 반사막(260), 광 가이드부(300) 및 광센서부(400)를 이용하여 전면 발광형 구조에서도 광을 효율적으로 센싱하여 휘도값을 산출할 수 있다.
하기에서 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 가이드부(300)를 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 절단한 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치는 도광판(310)과 제1 기판(110) 사이에 프리즘부(410)를 더 포함한다.
프리즘부(410)는 테두리 블랙매트릭스(270)와 중첩하고, 광 가이드부(300)와 중첩한다.
프리즘부(410)는 일면에 삼각 기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있을 수 있고, 제1 기판(110)의 더미 화소에서 방출된 광을 광 가이드부(300)로 집광하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 프리즘부(410)의 산(삼각 기둥의 뾰족한 부분)은 도광판(310)과 마주한다.
하기에서 도 7 및 도 9를 참조하여, 광센서부(400)로 센싱된 휘도값을 이용하여 화소의 열화를 보상하는 방법에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 8은 도 7에 도시된 더미 화소(220)의 등가 회로도이다. 도 9는 도 7에 도시된 보상 영상 데이터 생성부의 상세 블록도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시영역(111), 더미 화소(220), 주사 구동부(30), 데이터 구동부(40), 신호 제어부(60), 보상 영상 데이터 생성부(50) 및 광센서부(400)를 포함한다. 표시영역(111)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(signal line)(S1~Sn, D1~Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다.
신호선(S1~Sn, D1~Dm)은 주사 신호를 전달하는 복수의 주사선(S1~Sn)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(D1~Dm)을 포함한다. 주사선(S1~Sn)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1~Dm)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 더미 화소(220)는 더미 주사선(Sd)과 더미 데이터선(Dd)에 연결된다. 더미 화소(220)는 표시영역(111)의 복수의 화소(PX)를 형성할 때 표시영역(111) 외곽에 형성하며, 표시영역(111)의 복수의 화소(PX)와 동일한 특성을 갖는다.
도8를 참조하면, 더미 화소(220)는 유기 발광 소자(organic light emitting element)(OLED), 구동 트랜지스터(M1), 커패시터(Cst) 및 스위칭 트랜지스터(M2)를 포함한다.
구동 트랜지스터(M1)는 소스 단자로 제1 구동전압(ELVDD)을 입력 받고, 드레인 단자는 유기 발광 소자(OLED)의 애노드 단자와 연결되어 있다. 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 단자는 스위칭 트랜지스터(M2)의 드레인 단자와 연결되어 있다. 구동 트랜지스터(M1)는 게이트 단자와 드레인 단자 사이에 걸리는 전압에 따라 크기가 달라지는 구동 전류(IOLED)를 유기 발광 소자(OLED)로 흘린다.
스위칭 트랜지스터(M2)의 게이트 단자는 더미 주사선(Sd)과 연결되어 있고, 소스 단자는 더미 데이터선(Dd)과 연결되어 있다. 스위칭 트랜지스터(M2)는 더미 주사선(Sd)에 인가되는 주사 신호에 응답하여 스위칭 동작하며, 스위칭 트랜지스터(M2)가 턴 온 되면 더미 데이터선(Dd)에 인가되는 데이터 신호, 즉 데이터 전압이 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 단자에 전달된다.
커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(M1)의 소스 단자와 게이트 단자 사이에 연결되어 있다. 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 단자에 인가되는 데이터 전압을 충전하고 스위칭 트랜지스터(M2)가 턴 오프된 뒤에도 이를 유지한다.
유기 발광 소자(OLED)는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)로 구현할 수 있다. 유기 발광 소자(OLED)는 캐소드 단자로 제2 구동전압(ELVSS)을 입력받는다. 유기 발광 소자(OLED)는 구동 트랜지스터(M1)가 공급하는 구동 전류(IOLED)에 따라 세기를 달리하여 발광한다. 일반적으로 유기 발광 소자(OLED)는 구동 시간이 지남에 따라 열화되어 저항 값이 증가하고, 열화 정도에 따라 동일 전류에 대한 발광 량이 감소한다.
유기 발광 소자(OLED)의 발광 량을 나타내는 인자로서 휘도를 사용하는데, 유기 발광 소자(OLED)의 열화에 따라 유기 발광 소자(OLED)의 저항은 증가하고, 동일 전류에 대한 휘도가 감소한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 광센서부(400)로 측정한 더미 화소(220)의 휘도값을 이용하여 구동 시간에 따른 유기 발광 소자(OLED)의 열화 정도를 판단한다. 유기발광 표시장치는 아날로그 구동 방식에서 영상 데이터(DR, DG, DB)에 따른 유기 발광 소자(OLED)에 흐르는 구동 전류(IOLED)의 크기를 열화 정도만큼 크게 보상한다.
이와 달리 유기발광 표시장치는 디지털 구동 방식에서 영상 데이터(DR, DG, DB)에 따른 유기 발광 소자(OLED)의 발광 시간을 열화 정도만큼 길게 보상한다. 그러면 유기발광 표시장치는 유기 발광 소자(OLED)의 열화에 의한 휘도 감소를 보상할 수 있다. 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 복수의 화소(PX) 각각의 유기 발광 소자(OLED)의 열화 정도를 판단하기 위해서, 복수의 화소(PX) 각각에 대응하는 영상 데이터(DR, DG, DB)를 이용한다. 더욱 구체적인 설명은 도 9를 참조하여 후술한다.
한편, 도 8에서 구동 트랜지스터(M1) 및 스위칭 트랜지스터(M2)를 p-채널 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)로 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 구동 트랜지스터(M1) 및 스위칭 트랜지스터(M2) 중 적어도 하나는 n-채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. 또한, 구동 트랜지스터(M1), 스위칭 트랜지스터(M2), 커패시터(Cst) 및 유기 발광 소자(OLED)의 연결 관계가 바뀔 수 있다. 도 8에 도시한 더미 화소(220)는 표시 장치의 한 화소의 한 예이며, 적어도 두 개의 트랜지스터 및 적어도 하나의 커패시터를 포함하는 다른 형태의 화소가 사용될 수 있다. 또한, 도 7에 도시된 화소(PX)의 구성은 도 8에 도시된 더미 화소(220)와 동일하며 이에 대한 설명은 생략한다.
다시, 도 7을 참고하면, 주사 구동부(30)는 표시영역(111)의 주사선(S1~Sn)에 연결되어 있으며, 주사 제어신호(CONT1)에 따라 주사선(S1~Sn)에 순차적으로 주사 신호를 인가한다. 주사 신호는 스위칭 트랜지스터(M2)를 턴온 시킬 수 있는 게이트 온 전압(Von)과 스위칭 트랜지스터(M2)를 턴오프 시킬 수 있는 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진다. 스위칭 트랜지스터(M2)가 p-채널 전계 효과 트랜지스터인 경우 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)은 각각 저 전압과 고전압이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 주사 구동부(30)는 더미 주사선(Sd)에 연결되어 있으며, 더미 주사선(Sd)에 더미 주사 신호를 인가한다. 이때, 더미 주사선(Sd)에 인가되는 더미 주사 신호는 게이트 온 전압(Von) 레벨을 유지한다.
데이터 구동부(40)는 표시영역(111)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 데이터 제어신호(CONT2)에 따라 신호제어부(60)로부터 입력되는 보상 영상 데이터(CDR, CDG, CDB)를 데이터 전압으로 변환하여 데이터선(D1~Dm)에 인가한다. 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 구동부(40)는 디지털 구동 방식으로 구동된다. 즉, 데이터 구동부(40)는 데이터 전압의 펄스 폭을 조절하여 보상 영상 데이터(CDR, CDG, CDB)의 계조를 표현한다. 또한, 데이터 구동부(40)는 더미 화소(220)의 더미 데이터선(Dd)에 연결되어 있으며, 풀 화이트 계조에 대응하는 펄스 폭을 갖는 더미 데이터 전압을 더미 데이터선(Dd)에 인가한다.
신호 제어부(60)는 외부로부터 입력 신호(R, G, B), 수평동기신호(Hsync), 수직동기신호(Vsync) 및 메인 클록신호(MCLK)를 입력 받아 주사 제어신호(CONT1), 데이터 제어신호(CONT2) 및 영상 데이터(DR, DG, DB)를 생성한다. 주사 제어신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 주사 제어신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.
데이터 제어신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 보상 영상 데이터 신호(CDR, CDG, CDB)를 데이터 구동부(40)로의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1~Dm)에 복수의 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD)를 포함한다.
광센서부(400)는 더미 화소(220)에서 방출된 광을 입력받아 디지털 값으로 변환한다. 광센서부(400)는 변환된 디지털 값을 연산하여 더미 화소(220)의 휘도값을 산출한다. 광센서부(400)는 산출된 휘도값을 보상 영상 데이터 생성부(50)로 전송한다.
한편, 설명의 편의를 위해 더미 화소(220)에 배치된 유기 발광 소자를 제1 유기 발광 소자라 명명하고, 복수의 화소(PX)에 배치된 유기 발광 소자를 제2 유기 발광 소자라 명명한다.
보상 영상 데이터 생성부(50)는 더미 화소(220)의 측정된 휘도값 및 누적 발광 시간을 이용하여, 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간에 따른 보상 량을 산출하고, 복수의 화소(PX)의 제2 유기 발광 소자 각각의 누적 발광 시간에 따르는 보상 량을 결정하여, 결정된 보상 량에 따라 복수의 화소(PX)의 제2 유기 발광 소자 각각에 대응하는 영상 데이터(DR, DG, DB)를 보상한다. 보상 영상 데이터 생성부(50)에서 보상된 영상 데이터 신호(DR, DG, DB)를 보상 영상 데이터(CDR, CDG, CDB)라 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 보상 영상 데이터 생성부(50)는 누적 발광 시간이 보상 단위 시간만큼 증가할 때마다 각 시점에 대응하는 보상 량을 결정한다.
구체적으로, 보상 영상 데이터 생성부(50)는 도 9에 도시된 바와 같이, 메모리(510), 타이머(520), 보상량 산출부(530), 룩업 테이블(540), 데이터 합산부(550) 및 영상 데이터 보상부(560)를 포함한다.
메모리(510)는 누적발광시간에 따라 최초 설정된 휘도값이 저장되어 있다.
본 발명의 일 실시예는 디지털 구동 방식에 따라 동작하므로, 복수의 화소(PX)의 제2 유기 발광 소자 각각에 흐르는 구동 전류(IOLED)의 크기는 영상 데이터(DR, DG, DB)에 관계없이 동일하다. 타이머(520)는 더미 화소(220)의 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간을 측정하여 보상 량 산출부(530)로 전달한다.
보상 량 산출부(530)는 더미 화소(220)에서 측정된 휘도값 및 누적 발광 시간을 이용하여, 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간에 따른 영상 데이터(DR, DG, DB)의 보상 량을 산출한다.
보상 량 산출부(530)는 산출된 보상 량을 누적 발광 시간에 따라 룩업 테이블(540)에 저장시킨다.
구체적으로, 보상 량 산출부(530)는 광센서부(400)에서 측정된 더미 화소(220)의 휘도값 및 메모리(510)에서 최초 설정된 휘도값을 입력받는다. 보상 량 산출부(530)는 측정된 휘도값과 최초 설정된 휘도값을 비교하여 휘도 감소량을 산출한다. 이때, 휘도 감소량이란 소정의 구동 전류(IOLED)가 제1 유기 발광 소자에 흐를 때의 휘도가 최초 설정된 휘도보다 감소한 정도를 의미한다.
그리고, 보상 량 산출부(530)는 제1 유기 발광 소자의 휘도 감소량을 보상하기 위해 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간의 증가 량을 산출하여 보상 량으로 생성한다. 제1 유기 발광 소자의 휘도 감소량에 대응하는 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간 증가 량 간의 관계는 실험적인 데이터를 바탕으로 한 함수(F(t))로 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시 예에서 함수(F(t))는 누적 발광 시간에 따른 휘도 감소량을 보상하기 위한 영상 데이터(DR, DG,DB)에 대응하는 데이터 전압의 펄스 폭 증가량을 나타낸다. 예를 들어, 휘도 감소량을 보상하기 위한 데이터 전압의 인가 시간 증가량이 비례 관계라고 가정한다면, 제1 유기 발광 소자의 발광 시간이 20시간일 때 휘도 감소량이 0.1%인 경우 함수(F(t))는 영상 데이터(DR, DG, DB)에 대응하는 데이터 전압의 인가 시간을 0.1% 증가시키는 관계식이다. 즉, 함수(F(t))는 영상 데이터(DR, DG, DB)의 특정 계조가 갖는 휘도가 유지되도록 데이터전압의 인가 시간의 증가량, 즉 보상 량을 계산하는 함수이다.
데이터 합산부(550)는 영상 데이터(DR, DG, DB)를 전달받아 복수의 화소(PX) 각각의 영상 데이터(DR, DG, DB)를 각 화소(PX) 별로 누적하여 합산한다. 각 화소(PX) 별로 누적 합산된 영상 데이터(DR, DG, DB)는 각 화소(PX)의 누적 발광 시간에 대응하는 정보로서, 데이터 합산부(550)는 복수의 화소(PX) 각각의 누적 합산된 영상 데이터(DR, DG, DB)에 대응하는 누적 발광 시간에 대한 정보를 생성한다.
영상 데이터 보상부(560)는 복수의 화소(PX)의 제2 유기 발광 소자 각각의 누적 발광 시간을 감지하여, 누적발광 시간에 따라 룩업 테이블(540)로부터 보상 량을 검출하고, 검출된 보상 량에 따라 제2 유기 발광 소자의 영상 데이터(DR, DG,DB)를 변조한다. 영상 데이터 보상부(560)는 보상 단위 시간이 경과할 때마다 보상 량을 다시 검출하여 영상 데이터(DR, DG, DB)를 변조한다.
종합하면, 보상 영상 데이터 생성부(50)는 표시영역(111)의 전체 휘도가 일정하도록 제어한다. 따라서, 이미지 스틱킹(Image sticking) 현상을 방지할 수 있고, 화소 열화를 보상할 수 있다.
이상에서 설명된 표시장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 보호범위는 본 발명 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등예를 포함할 수 있다.
30: 주사 구동부 40: 데이터 구동부
50: 보상 영상 데이터 생성부
60: 신호 제어부 100: 유기발광표시장치
110: 제1 기판 111: 표시영역
112: 비표시영역 113: 더미 화소부
120: 버퍼층 131, 132: 반도체층
140: 게이트 절연막 160: 층간 절연막
180: 평탄화막 190: 화소정의막
195: 개구부 210: 유기 발광 소자
211: 화소 전극 212: 발광층
213: 공통전극 220: 더미 화소
250: 제2 기판 260: 반사막
270: 테두리 블랙매트릭스
300: 광 가이드부 310: 광 가이드 반사판
311: 바닥부 312,313: 측벽부
320: 도광판 400: 광센서
410: 프리즘부 510: 메모리
520: 타이머 530: 보상량 산출부
540: 룩업 테이블 550: 데이터 합산부
560: 영상 데이터 보상부

Claims (20)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 화소영역을 정의하는 화소정의막;
    상기 화소영역에 배치된 화소전극;
    상기 화소전극 상에 배치된 발광층;
    상기 발광층 상에 배치된 공통전극;
    상기 제1기판과 대향하여 배치된 제2 기판;
    상기 제2 기판의 일면에 배치되어 비표시영역을 정의하는 테두리 블랙매트릭스;
    상기 테두리 블랙매트릭스와 상기 제1 기판 사이에 배치된 반사막;
    상기 화소전극과 반대쪽의 상기 제1 기판의 일면에 배치된 광 가이드부; 및
    상기 광 가이드부에서 출사된 광을 입력받는 광센서부;를 포함하고,
    상기 발광층은 상기 반사막과 상기 제1 기판 사이에 배치되고,
    상기 반사막은 상기 화소영역으로부터의 광의 적어도 일부를 상기 광 가이드부를 향해 반사시키고,
    상기 광 가이드부의 폭은 상기 제1 기판의 폭과 동일한 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소영역의 적어도 일부가 상기 테두리 블랙매트릭스와 중첩하는 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 가이드부는,
    도광판; 및
    상기 도광판의 일면에 배치된 광 가이드 반사판을 포함하는 표시장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 도광판은 상기 테두리 블랙매트릭스 영역 내에 배치되는 표시장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 도광판과 상기 제1 기판 사이에 배치되는 프리즘부를 더 포함하는 표시장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 프리즘부는 상기 테두리 블랙매트릭스와 중첩하는 표시장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 프리즘부는 상기 광 가이드부와 중첩하는 표시장치.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 도광판은 상기 프리즘부의 산과 마주하는 표시장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 반사막은 상기 광 가이드부와 중첩하는 표시장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 반사막은 상기 테두리 블랙매트릭스와 중첩하는 화소영역 상에 배치된 표시장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 테두리 블랙매트릭스와 중첩하는 상기 화소영역의 적어도 일부가 상기 비표시영역의 더미 화소부를 정의하고 - 상기 더미 화소부는 하나 이상의 제1 화소를 포함함 -,
    상기 테두리 블랙매트릭스와 중첩하지 않는 상기 화소영역의 적어도 일부가 표시영역의 표시영역 화소부를 정의하며 - 상기 표시영역 화소부는 하나 이상의 제2 화소를 포함함 -,
    상기 더미 화소부의 각각의 제1 화소는 상기 표시영역 화소부의 각각의 제2 화소와 실질적으로 동일한 구조를 갖는 표시장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 광 가이드부는 단면이 다각형 또는 U자형인 표시장치.
  13. 제2 항에 있어서,
    상기 광센서부는 상기 테두리 블랙매트릭스와 중첩하는 화소영역에 배치된 화소의 휘도값을 측정하는 표시장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 측정된 휘도값을 이용하여, 상기 테두리 블랙매트릭스와 중첩하는 화소영역에 배치된 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간에 따른 보상 량을 산출하고, 표시영역에 배치된 제2 유기 발광 소자의 누적 발광 시간에 대응하는 상기 보상 량을 검출하여, 상기 검출된 보상량에 따라 제2 유기 발광 소자의 영상 데이터를 보상하는 보상 영상 데이터 생성부를 더 포함하는 표시장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 보상 영상 데이터 생성부는,
    최초 설정된 휘도값이 저장된 메모리;
    상기 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간을 측정하는 타이머;
    표시영역에 배치된 상기 제2 유기발광소자에 대응하는 영상 데이터를 누적하여 합산하는 데이터 합산부;
    상기 측정된 휘도값, 상기 최초 설정된 휘도 값, 및 상기 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간을 이용하여, 누적 발광 시간에 따른 상기 제2 유기발광소자에 대응하는 영상 데이터의 보상 량을 산출하는 보상 량 산출부; 및
    상기 제2 유기 발광 소자의 누적 발광 시간을 감지하고, 상기 감지된 누적 발광 시간에 대응하는 상기 보상 량으로 상기 제2 유기 발광 소자의 영상 데이터를 변조하는 영상 데이터 보상부;를 포함하는 표시장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 보상 량 산출부는,
    상기 측정된 휘도값 및 상기 최초 설정된 휘도값을 이용하여 휘도 감소량을 산출하고, 상기 산출된 휘도 감소량에 대응하는 누적 발광 시간의 증가 량을 상기 보상 량으로 산출하는 표시장치.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 보상 영상 데이터 생성부는,
    상기 보상 량 산출부로부터 산출된 상기 보상량이 상기 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간에 따라 저장되는 룩업 테이블을 더 포함하는 표시장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 광센서부는 상기 광 가이드부의 일 측면에 배치되는 표시장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 광 가이드부는 PMMA(PolyMethylMethAcrylate), 폴리카보네이트(PC: PolyCarbonate), 및 아크릴 수지 중 적어도 하나를 포함하는 표시장치.
  20. 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 화소영역을 정의하는 화소정의막;
    상기 화소영역에 배치된 화소전극;
    상기 화소전극 상에 배치된 발광층;
    상기 발광층 상에 배치된 공통전극;
    상기 제1기판과 대향하여 배치된 제2 기판;
    상기 제2 기판의 일면에 배치되어 비표시영역을 정의하는 테두리 블랙매트릭스;
    상기 테두리 블랙매트릭스와 상기 제1 기판 사이에 배치된 반사막;
    상기 제1 기판의 일면에 배치된 광 가이드부;
    상기 광 가이드부에서 출사된 광을 입력받는 광센서부; 및
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    상기 발광층은 상기 반사막과 상기 제1 기판 사이에 배치되고,
    상기 반사막은 상기 화소영역으로부터의 광의 적어도 일부를 상기 광 가이드부를 향해 반사시키고,
    상기 광 가이드부의 폭은 상기 제1 기판의 폭과 동일한 표시장치.
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