KR102380922B1 - 유기발광 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 유기발광 표시장치는 포지티브 바이어스가 인가되는 제1 다이오드를 포함한 픽셀 및 네가티브 바이어스가 인가되는 제2 다이오드를 포함한 조도 센서를 포함한다. 제1 다이오드와 제2 다이오드는 표시패널의 기판 상에서 배치되고, 캐소드를 공유하는 것을 포함한다.

Description

유기발광 표시장치{Organic Light Emitting Display}

본 발명은 액티브 매트릭스 타입의 유기발광 표시장치에 관한 것이다.

액티브 매트릭스 타입의 유기발광 표시장치는 스스로 발광하는 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode: 이하, "OLED"라 함)를 포함하며, 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.

자발광 소자인 OLED는 도 1과 같은 구조를 갖는다. OLED는 애노드전극 및 캐소드전극과 이들 사이에 형성된 유기 화합물층(HIL, HTL, EML, ETL, EIL)을 포함한다. 유기 화합물층은 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL)으로 이루어진다. 애노드전극과 캐소드전극에 구동전압이 인가되면 정공수송층(HTL)을 통과한 정공과 전자수송층(ETL)을 통과한 전자가 발광층(EML)으로 이동되어 여기자를 형성하고, 그 결과 발광층(EML)이 가시광을 발생하게 된다.

이러한 유기발광 표시장치에서 표시패널은 입력영상이 표시되는 액티브 영역(Active Area, A/A)과 액티브 영역 밖에 배치된 베젤 영역(Bezel Area, BZ)을 포함한다. 최근에 생산되는 유기발광 표시장치의 표시패널은 베젤영역이 협소해지고 있다. 이와 같이, 유기발광 표시장치는 베젤영역이 협소해짐으로써, 조도 센서 등을 실장하기 위한 공간이 더욱더 부족하다. 이에 따라, 유기발광 표시장치는 액티브 영역의 OLED 소자 특성을 이용하여 조도 센서를 적용함으로써 부족한 공간을 해결하고자 하였다.

그러나, 액티브 영역의 OLED 소자를 조도 센서로 이용하기 위해서는 캐소드에 정극성 전압을 인가하고, 애노드에는 부극성 전압을 인가하여야 한다. 이와 같이, 인가될 경우, 액티브 영역의 OLED 소자에는 역전압이 인가되기 때문에 액티브 영역의 OLED 소자가 동작하지 못하는 문제가 발생하였다.

도 2에 도시된 바와 같이, 유기발광 표시장치는 액티브 영역의 OLED 소자의 캐소드(DC1)에 기준 전압(GND)을 인가하고, 조도 센서의 캐소드(DC2)에 정극성 전압(VDDEL)을 인가하기 위해 캐소드를 패터닝(patterning)하였다. 이와 같이, 유기발광 표시장치가 액티브 영역의 OLED 소자 특성을 이용하여 조도 센서를 적용할 경우, 액티브 영역의 OLED 소자의 캐소드(DC1)에 기준 전압(GND)을 인가하면서 조도 센서의 캐소드(DC2)에 정극성 전압을 인가하기 위해 캐소드(DC1, DC2)를 패터닝하는 공정의 난이도가 매우 높아 실제로 제품에 적용하는데 많은 어려움이 있다.

따라서, 본 발명은 OLED에 역바이어스를 인가하여 조도 센서로 적용할 수 있는 유기발광 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치는 포지티브 바이어스가 인가되는 제1 다이오드를 포함한 픽셀 및 네가티브 바이어스가 인가되는 제2 다이오드를 포함한 조도 센서를 포함한다. 제1 다이오드와 제2 다이오드는 표시패널의 기판 상에서 배치되고, 캐소드를 공유하는 것을 포함한다.

제1 다이오드의 애노드와 제2 다이오드의 애노드는 서로 분리된다.

제1 다이오드의 애노드와 제1 다이오드의 캐소드 사이의 제1 유기 화합물층과, 제2 다이오드의 애노드와 제2 다이오드의 캐소드 사이의 제2 유기 화합물층은 동일 재료와 동일 구조를 갖는다.

제1 다이오드의 애노드에는 제1 다이오드의 캐소드의 전압보다 높은 정극성 전압이 인가되고, 제2 다이오드의 애노드에는 제2 다이오드의 캐소드의 전압보다 낮은 부극성 전압이 인가된다.

픽셀과 조도 센서는 표시패널의 기판 상에서 동일층 상에 배치된다.

픽셀은 입력 영상이 재현되는 픽셀 어레이 내에 배치되고, 조도 센서는 픽셀 어레이 밖의 베젤 영역에 배치된다.

픽셀과 조도 센서는 픽셀 어레이 내에 배치된다.

조도 센서는 제2 다이오드를 통해 흐르는 전류를 저장하는 커패시터, 미리 설정된 샘플링 타이밍에 커패시터에 저장된 전압을 샘플링하는 샘플 앤 홀더 및 샘플 앤 홀더에 의해 샘플링된 전압을 디지털 데이터로 변환하는 ADC를 더 포함한다.

조도 센서는 제2 다이오드를 통해 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정 ADC를 더 포함한다.

조도 센서는 데이터 인에이블 신호(DE)에 동기되는 입력 영상의 데이터가 입력되지 않는 수직 블랭크 기간에 조도를 센싱하는 것을 포함한다.

본 발명은 포지티브 바이어스가 인가되는 제1 다이오드를 포함한 픽셀 및 네가티브 바이어스가 인가되는 제2 다이오드를 포함한 조도 센서를 포함한다. 제1 다이오드와 제2 다이오드는 표시패널의 기판 상에서 배치되고, 캐소드를 공유함으로써, 디스플레이에서 기본 특성을 이용하여 조도 센서로 활용할 수 있다.

본 발명은 디스플레이에서 기본 특성을 이용하여 조도 센서로 활용함으로써, 점유공간을 줄일 수 있다. 그 결과 제품 설계를 디자인하는데 있어서 유리하다.

본 발명은 패터닝하지 않는 캐소드를 공유함으로써, 공정을 단순화할 수 있다.

본 발명은 조도 센서가 수직 블랭크 기간에만 조도 센싱함으로써, 디스플레이 동작에 의해 발생되는 노이즈를 제거할 수 있다. 그 결과 더욱 정확하게 조도를 센싱할 수 있다.

도 1은 OLED와 그 발광원리를 보여주는 도면이다.
도 2는 액티브 영역의 OLED 소자의 캐소드와 조도 센서의 캐소드가 패터닝되는 것을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치 중 액티브 영역에 배치되는 픽셀의 단면과 베젤 영역에 배치되는 조도센서의 단면을 간략하게 보여주는 도면이다.
도 5는 제1 다이오드의 캐소드와 제2 다이오드의 캐소드에 기준 전압이 공통으로 인가되는 것을 보여주는 도면이다.
도 6은 조도 센서의 센싱 타임을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치 중 픽셀 어레이 내에 배치되는 픽셀의 단면과 조도센서의 단면을 간략하게 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 조도 센서가 픽셀 어레이 내에 배치되어 OLED를 통해 흐르는 미세 전류를 직접 측정하는 것을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 조도 센서가 수직 블랭크 기간에 조도 센싱 동작하는 것을 보여주는 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치를 보여준다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치는 픽셀들(PXL)이 형성된 표시패널(10)과, 데이터라인들(14)을 구동시키기 위한 데이터 구동회로(12)와, 게이트라인들(15)을 구동시키기 위한 게이트 구동회로(13)와, 데이터 구동회로(12) 및 게이트 구동회로(13)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(11)를 구비한다.

표시패널(10)에는 다수의 데이터라인들(14)과 다수의 게이트라인들(15)이 교차되고, 이 교차영역마다 픽셀(PXL)들이 매트릭스 형태로 배치된다. 동일 수평라인 상에 배치된 픽셀(PXL)들은 하나의 픽셀행을 이룬다. 일 픽셀행에 배치된 픽셀(PXL)들은 일 게이트라인(15)에 접속된다. 게이트라인(15)은 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 즉, 각 픽셀(PXL)은 1개의 데이터라인(14)과, 적어도 하나 이상의 게이트라인(15)에 접속될 수 있다. 픽셀(PXL)들은 도시하지 않은 전원발생부로부터 고전위 및 저전위 구동전압(ELVDD, ELVSS)과 초기화전압(Vini)을 공통으로 공급받을 수 있다.

픽셀(PXL)을 구성하는 TFT들은 산화물 반도체층을 포함한 산화물 TFT로 구현될 수 있다. 산화물 TFT는 전자 이동도, 공정 편차 등을 모두 고려할 때 표시패널(10)의 대면적화에 유리하다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 TFT의 반도체층을 아몰포스 실리콘 또는, 폴리 실리콘 등으로 형성할 수도 있다.

타이밍 콘트롤러(11)는 외부로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 표시패널(10)의 해상도에 맞게 재정렬하여 데이터 구동회로(12)에 공급한다. 또한, 타이밍 콘트롤러(11)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 도트클럭신호(DCLK) 및 데이터 인에이블신호(DE) 등의 타이밍 신호들에 기초하여 데이터 구동회로(12)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DDC)와, 게이트 구동회로(13)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GDC)를 발생한다.

데이터 구동회로(12)는 데이터 제어신호(DDC)를 기반으로 타이밍 콘트롤러(11)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 감마보상전압으로 변환한다. 데이터 구동회로(12)는 하나 이상의 소스 드라이브 IC(integrated circuit)를 포함한다. 데이터 구동회로(12)는 디지털-아날로그 변환기(Digital-to-Analog Converter, 이하 "DAC"라 함)를 이용하여 타이밍 콘트롤러(11)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 감마보상전압으로 변환하여 데이터 전압을 발생하고 그 데이터 전압을 데이터 라인들로 출력한다. 데이터 구동회로(12)는 아날로그-디지털 변환기(Analog-to-Digital Converter, 이하 "ADC"라 함)를 통해 수신된 조도 센싱값을 타이밍 콘트롤러(11)에 전송한다. 도 5에 도시된 디지털-아날로그 변환기(DAC)와 아날로그-디지털 변환기(ADC) 는 데이터 구동회로(12)에 내장될 수 있다.

게이트 구동회로(13)는 게이트 제어신호(GDC)를 기반으로 스캔신호를 생성할 수 있다. 게이트 구동회로(13)는 각 픽셀행마다 연결된 적어도 하나 이상의 게이트라인을 구동하기 위해 행 순차 방식으로 스캔신호를 생성하여 게이트라인들에 공급할 수 있다. 이러한 게이트 구동회로(13)는 GIP(Gate-driver In Panel) 방식에 따라 표시패널(10)의 비 표시영역 상에 직접 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치 중 픽셀의 단면과 조도센서의 단면을 간략하게 보여주는 도면이다. 도 5는 제1 다이오드의 캐소드와 제2 다이오드의 캐소드에 기준 전압이 공통으로 인가되는 것을 보여주는 도면이다. 도 6은 조도 센서의 센싱 타임을 보여주는 도면이다.

도 4를 살펴보면, 기판(10a) 상에 TFT(DT1,DT2)가 배치된다. TFT(DT1,DT2)는 표시 패널의 액티브 영역(Active Area, A/A)과 액티브 영역 밖에 배치된 베젤 영역(Bezel Area, BZ)으로 분리되어 배치된다. 픽셀(PXL)은 입력 영상이 재현되는 픽셀 어레이 내에 배치되고, 조도 센서(20)는 픽셀 어레이 밖의 베젤 영역(BZ)에 배치된다. TFT(DT1,DT2)는 제1 TFT(DT1)와 제2 TFT(DT2)를 포함한다. 제1 TFT(DT1)는 기판(10a) 상에서 입력 영상이 재현되는 액티브 영역(A/A) 내에 배치되는 픽셀(PXL)에 포함되고, 제2 TFT(DT2)는 기판(10a) 상에서 픽셀 어레이 밖의 베젤 영역(BZ)에 배치되는 조도 센서(20)에 포함된다.

제1 TFT(DT1) 상에 제1 다이오드의 애노드(DAD1)가 배치된다. 제2 TFT(DT2) 상에 제2 다이오드의 애노드(DAD2)가 배치된다. 제1 다이오드의 애노드(DAD1)는 제2 다이오드의 애노드(DAD2)와 서로 분리된다. 이와 같이, 제1 다이오드의 애노드(DAD1)와 제2 다이오드의 애노드(DAD2)가 분리되어 배치됨으로써 서로 다른 극성의 전압이 인가될 수 있다. 제1 다이오드의 애노드(DAD1)에는 정극성 전압이 인가되고, 제2 다이오드의 애노드에(DAD2)는 부극성 전압이 인가된다.

제2 다이오드의 애노드(DAD2)에는 부극성 전압이 인가되도록 설정함으로써, 제1 다이오드의 캐소드(DCD1)와 제2 다이오드의 캐소드(DCD2)에 인가되는 전위를 동일한 전압으로 인가할 수 있다.

제1 다이오드의 애노드(DAD1) 상에 제1 다이오드의 캐소드(DCD1)가 배치된다. 제2 다이오드의 애노드(DAD2) 상에 제2 다이오드의 캐소드(DCD2)가 배치된다. 제1 다이오드 캐소드(DCD1)는 제2 다이오드 캐소드(DCD2)와 물리적이면서 전기적으로 연결된다. 제1 다이오드 캐소드(DCD1)와 제2 다이오드 캐소드(DCD2)에는 제1 다이오드 애노드(DAD1)에 인가되는 정극성 전압보다 낮은 전압이 인가되고, 제2 다이오드 애노드(DAD2)에 인가되는 부극성 전압보다 높은 전압이 인가된다. 제1 다이오드 캐소드(DCD1)와 제2 다이오드 캐소드(DCD2)에는 기준 전압인 그라운드전압(GND)이 공통적으로 인가되는 것이 바람직하다. 제1 다이오드 캐소드(DCD1)와 제2 다이오드 캐소드(DCD2)가 공통되어 동일한 전압이 공급됨으로써, 종래의 캐소드와 달리 별도의 캐소드의 패터닝(Patterning)이 필요 없다.

제1 다이오드의 애노드(DAD1)에는 정극성 전압이 인가되고, 제1 다이오드의 캐소드(DCD1)에는 기준 전압인 그라운드(GND)가 인가됨으로써, 픽셀(PXL)에 포함된 제1 다이오드(D1)에는 포지티브 바이어스(positive bias)가 인가된다. 제2 다이오드의 애노드(DAD2)에는 부극성 전압이 인가되고, 제2 다이오드의 캐소드(DCD2)에는 기준 전압인 그라운드전압(GND)이 인가됨으로써, 조도 센서(20)에 포함된 제2 다이오드(D2)에는 네가티브 바이어스(negative bias)가 인가된다. 이와 같이, 본 발명의 유기발광 표시장치는 제1 다이오드(D1)의 양단에 포지티브 바이어스(positive bias)가 인가되고, 제2 다이오드(D2)의 양단에 네가티브 바이어스(negative bias)가 인가됨으로써, 디스플레이 동작과 조도 센싱 동작을 독립적으로 할 수 있다.

제1 다이오드의 애노드(DAD1)와 제1 다이오드의 캐소드(DCD1) 사이에는 제1 유기 화합물층(OLED1)이 배치된다. 제1 유기화물층(OLED1)은 다층으로 형성된다. 제1 유기 화합물층(OLED1)은 도 1을 참조하면, 제1 정공주입층(Hole Injection layer, HIL1), 제1 정공수송층(Hole transport layer, HTL1), 제1 발광층(Emission layer, EML1), 제1 전자수송층(Electron transport layer, ETL1) 및 제1 전자주입층(Electron Injection layer, EIL1)을 포함한다. 제2 다이오드의 애노드(DAD2)와 제2 다이오드의 캐소드(DCD2) 사이의 제2 유기 화합물층(OLED2)이 배치된다. 제2 유기화물층(OLED2)은 다층으로 형성된다. 제2 유기 화합물층(OLED2)은 도 1을 참조하면, 제2 정공주입층(Hole Injection layer, HIL2), 제2 정공수송층(Hole transport layer, HTL2), 제2 발광층(Emission layer, EML2), 제2 전자수송층(Electron transport layer, ETL2) 및 제2 전자주입층(Electron Injection layer, EIL2)을 포함한다. 제1 유기 화합물층(OLED1)은 제2 유기화합물층(OLED2)과 분리된다. 제1 유기 화합물층(OLED1)은 제2 유기화합물층(OLED2)과 물리적으로 분리되나 동일 재료와 동일 구조를 가지는 것이 바람직하다. 제1 유기 화합물층(OLED1)과 제2 유기화합물층(OLED2)은 동일 재료와 동일 구조를 가짐으로써, 제1 유기 화합물층(OLED1)과 제2 유기화합물층(OLED2)을 구별없이 다층 순서대로 동시에 증착할 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 유기발광 표시장치는 제1 TFT(DT1), 제1 다이오드의 애노드(DAD1), 제1 유기 화합물층(OLED1), 제1 다이오드의 캐소드(DCD1)로 증착되는 픽셀과 제2 TFT(DT2), 제2 다이오드의 애노드(DAD2), 제2 유기 화합물층(OLED2), 제2 다이오드의 캐소드(DCD2)로 증착되는 조도 센서(20)를 표시패널의 기판(10a) 상에서 동일층 상에 배치시킬 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 유기발광 표시장치는 픽셀(PXL)과 조도 센서(20)를 표시패널의 기판(10a) 상에서 동일층 상에 배치시킴으로써, 하나의 증착 공정을 통해 픽셀(PXL)과 조도 센서(20)를 동시에 증착할 수 있다. 게다가, 본 발명의 유기발광 표시장치는 종래의 캐소드와 달리 별도의 캐소드의 패터닝(Patterning)하는 제작단계를 생략할 수 있어 공정시간과 비용을 줄일 수 있다.

도 4를 결부하여, 도 5를 살펴보면, 본 발명의 유기발광 표시장치는 제1 다이오드의 캐소드(DCD1)와 제2 다이오드의 캐소드(DCD2)에 기준 전압인 그라운드전압(GND)이 공통적으로 인가된다.

제1 다이오드(D1)는 소스노드(Ns1)에 접속된 애노드 전극과 기준 전압의 입력단(GND)에 접속된 캐소드 전극과, 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 위치하는 제1 유기 화합물층(OLED1)을 포함한다.

제1 TFT(DT1)는 게이트-소스 간 전압(Vgs)에 따라 제1 다이오드(D1)에 입력되는 전류량을 제어한다. 제1 TFT(DT1)는 게이트노드(Ng1)에 접속된 게이트전극, 고전위 구동전압(VDDEL)의 입력단에 접속된 드레인전극 및 소스노드(Ns1)에 접속된 소스전극을 구비한다. 도시되지 않았지만, 게이트노드(Ng1)와 소스노드(Ns1) 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 포함할 수 있다. 스토리지 커패시터는 게이트노드(Ng1)와 소스노드(Ns1) 사이에 접속되어 제1 TFT(DT1)의 게이트-소스 간 전압(Vgs)을 유지시킨다. 제1 스위치 TFT(ST1)는 제1 스캔 제어신호에 응답하여 데이터 라인(DL,14) 상의 데이터 전압을 게이트노드(Ng1)에 인가한다. 데이터 라인(DL,14)은 DAC(12a)에 접속된다. 제1 스위치 TFT(ST1)는 제1 게이트라인(GL1)에 접속된 게이트전극, 데이터 라인(DL)에 접속된 드레인전극 및 게이트노드(Ng1)에 접속된 소스전극을 구비한다. 제2 스위치 TFT(ST2)는 제2 스캔 제어신호에 응답하여 소스노드(Ns1)와 레퍼런스 라인(Vref line) 간의 전기적 접속을 스위칭한다. 제2 스위치 TFT(ST2)는 제2 게이트라인(GL2)에 접속된 게이트전극, 레퍼런스 라인(Vref line)에 접속된 드레인전극 및 소스노드(Ns1)에 접속된 소스전극을 구비한다.

베젤 영역에 배치되는 조도 센서(20)는 제2 다이오드(D2)를 통해 흐르는 전류를 저장하는 커패시터(C), 미리 설정된 샘플링 타이밍에 커패시터(C)에 저장된 전압을 샘플링하는 샘플 앤 홀더(12c) 및 샘플 앤 홀더(12c)에 의해 샘플링된 전압을 디지털 데이터로 변환하는 ADC(12b)를 포함한다.

조도 센서(20)의 제2 다이오드(D2)는 소스노드(Ns2)에 접속된 애노드전극과 기준 전압(GND)의 입력단에 접속된 캐소드 전극과, 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 위치하는 제2 유기 화합물층(OLED2)을 포함한다.

제2 TFT(DT2)는 초기화 제어신호에 응답하여 초기화전압(Vini)을 소스노드(Ns2)에 인가한다. 제2 TFT(DT2)는 게이트노드(Ng2)에 접속된 게이트전극, 초기화전압(Vini)의 입력단에 접속된 드레인전극 및 소스노드(Ns2)에 접속된 소스전극을 구비한다. 소스노드(Ns2)는 센싱 라인(SL)을 통해 커패시터(C)의 일단 및 ADC(12b)에 접속된다. 소스노드(Ns2)와 ADC(12b) 사이에는 샘플 앤 홀더(12c)가 위치한다. 여기서 커패시터(C)는 라인 캡(Line Cap)으로 기생용량을 저장할 수 있다.

지금까지 설명한 픽셀의 일 예시 구성과 도 6을 결부하여, 조도 센서를 통해 센싱하는 타이밍을 설명하면 다음과 같다.

제2 TFT(DT2)는 초기화제어신호에 따라 커패시터(C)에 저장된 전압을 초기화시킨다. 제2 TFT(DT2)는 타이밍 컨트롤러(11)의 제어하에 인가되는 초기화제어신호에 응답하여 턴 온(Turn on)된다. 제2 TFT(DT2)가 턴 온(Turn on)됨으로써, 소스노드(Ns2)는 초기화전압(Vini)으로 초기화된다. 이렇게 조도 센싱의 동작에 앞서 소스노드(Ns2)를 초기화하는 이유는 조도 센싱의 신뢰성을 높이기 위함이다. 소스노드(Ns2)가 초기화전압(Vini)으로 초기화됨에 따라 커패시터(C)에 저장된 전압도 초기화전압(Vini)으로 초기화된다.

커패시터(C)는 초기화전압(Vini)으로 초기화된 후 제2 다이오드(D2)를 통해 흐르는 미세 전류를 저장한다. 커패시터(C)에 저장되는 미세 전류가 설정된 센싱기준전압보다 커지면, 샘플 앤 홀더(12c)가 동작되어 조도를 센싱할 수 있다.

커패시터(C)에 저장되는 미세 전류가 설정된 센싱기준전압보다 커지면, 샘플 앤 홀더(12c)에 조도 센싱신호(Sensing Signal)가 인가된다. 샘플 앤 홀더(12c)는 조도 센싱신호(Sensing Signal)가 인가되면, 커패시터(C)에 저장된 전압을 샘플링 및 홀딩하여 ADC(12c)에 출력한다.

ADC(12b)는 샘플 앤 홀더(12c)에 의해 샘플링된 전압을 디지털 데이터로 변환하여 조도 센싱값을 발생한다. 조도 센싱값은 타이밍 콘트롤러(11)에 전송된다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 유기발광 표시장치는 조도 센서(20)를 디스플레이가 동작하는 동안 발광하지 않는 픽셀(더미 픽셀)을 이용하여 구성할 경우 제2 다이오드(D2)를 통해 흐르는 미세 전류를 저장할 수 있는 저장 시간이 필요하다. 도 6에 도시된 바와 같이, 미세 전류를 저장하는 저장시간은 주변 밝기에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 센싱되는 주변 밝기가 100 lux 일 경우에는 조도 세기가 상대적으로 약하다. 이에 따라, 미세 전류는 커패시터(C)에 천천히 저장되어 저장되는 저장시간이 길어진다. 이와 달리 센싱되는 주변 밝기가 10000 lux 일 경우에는 조도 세기가 100 lux 일 때 보다 상대적으로 강하다. 이에 따라, 미세 전류는 커패시터(C)에 빠르게 저장되어 저장되는 저장 시간이 짧아진다. 저장 시간은 조도 세기뿐만 아니라 커패시터(C)의 설계 용량에 따라 가변적으로 변경될 수 있다. 커패시터(C)는 센싱 라인(SL)의 캡(Cap)일 수 있다.

지금까지 설명한, 본 발명의 유기발광 표시장치는 조도 센서(20)가 베젤 영역에 배치되어 제2 다이오드(D2)를 통해 흐르는 미세 전류를 저장하고, 저장된 미세 전류가 미리 설정된 센싱기준전압보다 커지면, 조도를 센싱하는 것을 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광 표시장치 중 픽셀 어레이 내에 배치되는 픽셀의 단면과 조도센서의 단면을 간략하게 보여주는 도면이고, 도 8은 본 발명의 조도 센서가 픽셀 어레이 내에 배치되어 OLED를 통해 흐르는 미세 전류를 직접 측정하는 것을 보여주는 도면이다.

도 7 및 도 8을 살펴보면, 본 발명의 유기발광 표시장치는 조도 센서를 픽셀과 함께 픽셀 어레이 내에 배치할 수 있다. 픽셀의 단면과 조도 센서의 단면에 대한 자세한 설명은 앞서 도 4와 함께 충분히 설명하였으므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 픽셀 어레이에 배치되는 조도 센서(20a)는 제2 다이오드(D2)의 양단에 역 바이어스된 상태에서 흐르는 누설 전류를 측정한 전압을 디지털 데이터로 변환하는 전류측정 ADC(22b)를 포함한다.

조도 센서(20a)의 제2 다이오드(D2)는 소스노드(Ns2)에 접속된 애노드전극과 기준 전압(GND)의 입력단에 접속된 캐소드 전극과, 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 위치하는 제2 유기 화합물층(OLED2)을 포함한다.

제2 TFT(DT2)는 초기화 제어신호에 응답하여 초기화전압(Vini)을 소스노드(Ns2)에 인가한다. 제2 TFT(DT2)는 게이트노드(Ng2)에 접속된 게이트전극, 초기화전압(Vini)의 입력단에 접속된 드레인전극 및 소스노드(Ns2)에 접속된 소스전극을 구비한다. 소스노드(Ns2)는 센싱 라인(SL)을 통해 ADC(22b)에 접속된다. 도시되지 않았지만, 소스노드(Ns2)와 ADC(22b) 사이에는 샘플 앤 홀더가 배치될 수 있다.

조도 센서(Sensor, 20a)는 제2 다이오드(D2)의 양단에 역 바이어스된 상태에서 흐르는 누설 전류를 측정함으로써, 조도를 센싱할 수 있다. 조도센서(20a)는 센싱 라인(SL)에 흐르는 미세 전류를 전류측정 ADC(22b)를 통해 측정할 수 있다. 조도센서(20a)가 전류 측정 ADC를 이용하여 센싱 라인(SL)에 흐르는 미세 전류를 측정할 경우 라인 캡인 커패시터를 제거할 수 있다.

지금까지 설명한, 본 발명의 조도 센서(Sensor)가 액티브 영역과 인접해 배치되면, 입력 영상의 빛이 표시 패널의 내부 산란으로 인해 조도를 센싱할 때 노이즈가 발생될 수 있다. 이에 따라, 조도 센서는 픽셀(Pixel)이 발광되지 않는 비발광 기간에서 동작하는 것이 바람직하다. 이를 도 9와 결부하여 설명하면 다음과 같다.

도 9를 참조하면, 1 프레임 기간은 수직 액티브 기간(AA)과 수직 블랭크 기간(VB)으로 나뉘어진다.

데이터 인에이블 신호(DE)는 입력 영상의 데이터와 동기된다. 데이터 인에이블 신호(DE)의 1 펄스 주기는 1 수평기간이고, 데이터 인에이블 신호(DE)의 하이 로직(high logic) 기간 즉, 펄스 폭은 1 라인 데이터 타이밍을 나타낸다. 1 수평 기간은 표시 패널(10)에서 1 라인의 픽셀들에 데이터를 기입하는데 필요한 시간(horizontal address time)이다.

데이터 인에이블 신호(DE)는 수직 액티브 기간(AA)동안 입력되고, 수직 블랭크 기간(VB)에 입력되지 않는다. 1 수직 기간은 픽셀 어레이의 모든 픽셀들에 1 프레임 분량의 픽셀 데이터를 표시하는데 필요한 시간(Vertical address time)이다.

수직 블랭크 기간(VB)은 수직 싱크 기간(Vertical sync time, VS), 수직 프론트 포치(Vertical Front Porch, FP) 및 수직 백 포치(Vertical Back Porch, BP)를 포함한다. 수직 싱크 기간(VS)은 Vsync의 라이징 에지부터 폴링 에지까지의 시간으로서, 한 화면의 시작(또는 끝) 타이밍을 나타낸다.

수직 백 포치(BP)는 데이터 인에이블 신호(DE)의 마지막 펄스의 폴링 에지부터 Vsync의 라이징 에지까지의 시간이다. 수직 프런트 포치(FP)는 Vsync의 폴링 에지부터 데이터 인에이블 신호(DE)의 제1 펄스의 라이징 에지까지의 시간이다.

조도 센서(20)는 데이터 인에이블 신호(DE)가 입력되지 않는 수직 블랭크 기간(VB) 동안에 조도를 센싱하는 것이 바람직하다. 특히, 조도 센서는 Vsync의 라이징 에지부터 수직 프런트 포치(FP)까지 조도를 센싱하는 것이 가장 바람직하다.

데이터 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(11)의 제어 하에 Vsync에 동기화하여 ADC를 턴 온(Turn on)하고, 데이터 인에이블 신호(DE)의 제1 펄스가 시작 되기 전에 ADC를 턴 오프(Turn off)할 수 있다.

이와 같이, 조도 센서가 수직 블랭크 기간 동안 Vsync의 라이징 에지부터 수직 프런트 포치(FP)까지 조도 센싱이 이루어지므로 조도를 센싱할 때 노이즈가 발생되는 것을 제거할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

10 : 표시패널 11 : 타이밍 콘트롤러
12 : 데이터 구동회로 13 : 게이트 구동회로
14 : 데이터라인 15 : 게이트라인

Claims (10)

1. 포지티브 바이어스가 인가되는 제1 다이오드를 포함한 픽셀; 및
   네가티브 바이어스가 인가되는 제2 다이오드를 포함한 조도 센서를 포함하고,
   상기 제1 다이오드와 상기 제2 다이오드는 표시패널의 기판 상에서 배치되고, 캐소드를 공유하는 것을 포함하는 유기발광 표시장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 다이오드의 애노드와 상기 제2 다이오드의 애노드는 서로 분리되는 유기발광 표시장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 다이오드의 상기 애노드와 상기 제1 다이오드의 캐소드 사이의 제1 유기 화합물층과, 상기 제2 다이오드의 상기 애노드와 상기 제2 다이오드의 캐소드 사이의 제2 유기 화합물층은 동일 재료와 동일 구조를 갖는 유기발광 표시장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 다이오드의 애노드에는 상기 제1 다이오드의 캐소드의 전압보다 높은 정극성 전압이 인가되고,
   상기 제2 다이오드의 애노드에는 상기 제2 다이오드의 캐소드의 전압보다 낮은 부극성 전압이 인가되는 유기발광 표시장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 픽셀과 상기 조도 센서는 상기 표시패널의 기판 상에서 동일층 상에 배치되는 유기발광 표시장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 픽셀은 입력 영상이 재현되는 픽셀 어레이 내에 배치되고, 상기 조도 센서는 상기 픽셀 어레이 밖의 베젤 영역에 배치되는 유기발광 표시장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 픽셀과 상기 조도 센서는 픽셀 어레이 내에 배치되는 유기발광 표시장치.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 조도 센서는,
   상기 제2 다이오드를 통해 흐르는 전류를 저장하는 커패시터;
   미리 설정된 샘플링 타이밍에 상기 커패시터에 저장된 전압을 샘플링하는 샘플 앤 홀더; 및
   상기 샘플 앤 홀더에 의해 샘플링된 전압을 디지털 데이터로 변환하는 ADC를 더 포함하는 유기발광 표시장치.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 조도 센서는, 상기 제2 다이오드를 통해 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정 ADC를 더 포함하는 유기발광 표시장치.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 조도 센서는 데이터 인에이블 신호(DE)에 동기되는 입력 영상의 데이터가 입력되지 않는 수직 블랭크 기간에 조도를 센싱하는 유기발광 표시장치.

Images