KR102481514B1 - 표시 장치 및 이의 열화 보상 방법 - Google Patents

표시 장치 및 이의 열화 보상 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시 장치 및 이의 열화 보상 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 의한 표시 장치는, 각각이, 발광 소자와 상기 발광 소자에 흐르는 전류량을 제어하는 구동 트랜지스터를 포함하는 화소들; 상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 사이의 간격에 대응하여 설정된 데이터 보정 계수를 이용하여, 외부로부터 입력 받은 제1 영상 데이터를 제2 영상 데이터로 변환하는 타이밍 제어부; 및 상기 제2 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호를 생성하여 상기 화소들로 공급하는 데이터 구동부를 포함할 수 있다.

Description

표시 장치 및 이의 열화 보상 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF COMPENSATING DEGRADATION OF THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 이의 열화 보상 방법에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결매체인 표시장치의 중요성이 부각되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시장치(Liquid Crystal Display Device), 유기전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device) 및 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 표시장치(Display Device)의 사용이 증가하고 있다.
표시장치 중 유기전계발광 표시장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 다이오드를 이용하여 영상을 표시하는 것으로, 이는 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비전력으로 구동되는 장점이 있다.
유기전계발광 표시장치는 복수의 데이터선들 및 주사선들에 의하여 구획된 영역에 위치되는 복수개의 화소를 구비한다. 화소들은 통상적으로 유기 발광 다이오드, 구동 트랜지스터를 포함하는 둘 이상의 트랜지스터 및 하나 이상의 커패시터로 이루어진다.
화소들 각각에 포함된 유기 발광 다이오드는 시간이 지남에 따라서 열화되고, 이에 따라 원하는 휘도의 영상이 표시되지 않는다. 따라서, 유기 발광 다이오드의 열화에 의한 휘도 저하를 보상할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 발광 소자의 열화를 보상하여 균일한 휘도의 영상을 표시하는 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 의한 표시 장치는, 각각이, 발광 소자와 상기 발광 소자에 흐르는 전류량을 제어하는 구동 트랜지스터를 포함하는 화소들; 상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 사이의 간격에 대응하여 설정된 데이터 보정 계수를 이용하여, 외부로부터 입력 받은 제1 영상 데이터를 제2 영상 데이터로 변환하는 타이밍 제어부; 및 상기 제2 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호를 생성하여 상기 화소들로 공급하는 데이터 구동부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 타이밍 제어부는, 상기 제1 영상 데이터를 기초로 하여 상기 화소들 각각의 누적 스트레스 정보를 연산하여 저장하는 연산부; 상기 데이터 보정 계수를 저장하는 메모리; 및 상기 누적 스트레스 정보 및 상기 데이터 보정 계수를 이용하여 상기 제1 영상 데이터를 상기 제2 영상 데이터로 변환하는 데이터 보정부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 데이터 보정 계수는, 상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 간격에 대응하는 가중치 값을 기준 데이터 보정 계수에 적용하여 산출될 수 있다.
또한, 상기 가중치 값은 상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 간격이 클수록 작아지도록 설정될 수 있다.
또한, 상기 메모리에, 서로 다른 값을 갖는 복수 개의 누적 스트레스 정보 각각에 대응하는 복수의 데이터 보정 계수가 저장될 수 있다.
또한, 상기 데이터 보정 계수는 상기 발광 소자의 열화를 보상하기 위한 것일 수 있다.
또한, 상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 간격은 상기 소스 영역에서 상기 드레인 영역까지의 최단 거리에 해당할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따라, 각각이 발광 소자와 상기 발광 소자에 흐르는 전류량을 제어하는 구동 트랜지스터를 포함하는 화소들을 포함하는 표시 장치의 열화 보상 방법에 있어서, 상기 방법은, 미리 측정된 상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 간격에 대응하는 복수의 데이터 보정 계수가 메모리에 저장되는 단계; 및 타이밍 제어부에서 외부로부터 입력된 제1 영상 데이터를, 상기 데이터 보정 계수를 이용하여 상기 제2 영상 데이터로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 타이밍 제어부에서, 상기 제1 영상 데이터를 기초로 하여 상기 화소들 각각의 누적 스트레스 정보를 연산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 영상 데이터는, 상기 복수의 데이터 보정 계수 중 연산된 누적 스트레스 정보에 대응하는 데이터 보정 계수를 이용하여 변환될 수 있다.
또한, 상기 데이터 보정 계수는, 상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 간격에 대응하는 가중치 값을 기준 데이터 보정 계수에 적용하여 산출된 것일 수 있다.
또한, 상기 가중치 값은 상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 간격이 클수록 작아지도록 설정될 수 있다.
또한, 상기 가중치 값은 상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 간격이 작을 수록 큰 값을 갖도록 설정될 수 있다.
또한, 상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 간격은 상기 소스 영역에서 상기 드레인 영역까지의 최단 거리에 해당할 수 있다.
또한, 상기 데이터 보정 계수는 상기 발광 소자의 열화를 보상할 수 있다.
본 발명에 따르면 발광 소자의 열화를 보상하여 균일한 휘도의 영상을 표시하는 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 구조를 나타낸 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시된 유기 발광 다이오드의 열화에 대응한 전류 변화를 나타내는 도면이다.
도 4는 화소의 스트레스와 휘도 간 상관 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 열화 보상 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 화소의 적층 구조를 설명하기 위한 표시 장치의 단면도이다.
도 7은 유기 발광 다이오드의 열화에 대응한 전류 변화를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 타이밍 제어부에 포함된 열화 보상부의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
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 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 본 발명의 실시예들과 관련된 도면들을 참고하여, 본 발명의 실시예에 의한 표시 장치 및 이의 열화 보상 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1)는, 표시부(100)과 표시 구동부(200)를 포함할 수 있다.
표시부(100)은 화소들(PXL), 화소들(PXL)에 연결된 데이터선들(D1~Dq) 및 주사선들(S1~Sp)을 포함할 수 있다.
각각의 화소들(PXL)은 데이터선들(D1~Dq) 및 주사선들(S1~Sp)을 통해 데이터 신호 및 주사 신호를 공급받을 수 있다.
또한, 화소들(PXL)은 제1 전원(ELVDD) 및 제2 전원(ELVSS)과 연결될 수 있다. 제1 전원(ELVDD)은 고전위 전압이고, 제2 전원(ELVSS)은 저전위 전압일 수 있다.
화소들(PXL)은 발광 소자(예를 들어, 유기 발광 다이오드)를 포함할 수 있으며, 제1 전원(ELVDD)으로부터 발광 소자를 경유하여 제2 전원(ELVSS)으로 흐르는 전류에 의해, 데이터 신호에 대응하는 빛을 생성할 수 있다.
표시 구동부(200)는 주사 구동부(210), 데이터 구동부(220) 및 타이밍 제어부(240)를 포함할 수 있다.
주사 구동부(210)는 주사 구동부 제어신호(SCS)에 응답하여 주사선들(S1~Sp)에 주사 신호들을 공급할 수 있다. 예를 들어, 주사 구동부(210)는 주사선들(S1~Sp)에 주사 신호들을 순차적으로 공급할 수 있다.
주사선들(S1~Sp)과의 연결을 위하여, 주사 구동부(210)는 화소들(PXL)이 형성된 기판 상에 직접 실장되거나, 연성 회로 기판 등과 같은 별도의 구성 요소를 통해 기판과 연결될 수 있다.
데이터 구동부(220)는 타이밍 제어부(240)로부터 데이터 구동부 제어신호(DCS)와 제2 영상 데이터(DATA2)를 입력 받아, 데이터 신호를 생성할 수 있다.
데이터 구동부(220)는 생성된 데이터 신호를 데이터선들(D1~Dq)에 공급할 수 있다.
데이터선들(D1~Dq)과의 연결을 위하여, 데이터 구동부(220)는 화소들(PXL)이 형성된 기판 상에 직접 실장되거나, 연성 회로 기판 등과 같은 별도의 구성 요소를 통해 기판과 연결될 수 있다.
특정 주사선으로 주사 신호가 공급되면, 상기 특정 주사선과 연결된 일부의 화소들(PXL)은 데이터선들(D1~Dq)로부터 전달되는 데이터 신호를 공급받을 수 있으며, 상기 일부의 화소들(PXL)은 공급받은 데이터 신호에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다.
타이밍 제어부(240)는 주사 구동부(210)와 데이터 구동부(220)를 제어하기 위한 제어신호들을 생성할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어신호들은 주사 구동부(210)를 제어하기 위한 주사 구동부 제어신호(SCS)와, 데이터 구동부(220)를 제어하기 위한 데이터 구동부 제어신호(DCS)를 포함할 수 있다.
이때, 타이밍 제어부(240)는 외부 입력 신호를 이용하여 주사 구동부 제어신호(SCS)와 데이터 구동부 제어신호(DCS)를 생성할 수 있다.
예를 들어, 외부 입력 신호는 도트 클럭(DCLK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수직 동기 신호(Vsync) 및 수평 동기 신호(Hsync)를 포함할 수 있다.
또한, 타이밍 제어부(240)는 주사 구동부 제어신호(SCS)를 주사 구동부(210)로 공급하고, 데이터 구동부 제어신호(DCS)를 데이터 구동부(220)로 공급할 수 있다.
타이밍 제어부(240)는 외부에서 입력되는 제1 영상 데이터(DATA1)를 데이터 구동부(220)의 사양에 맞는 제2 영상 데이터(DATA2)로 변환하여, 데이터 구동부(220)로 공급할 수 있다.
제1 영상 데이터(DATA1)는 표시부(100)의 화소(PXL)들 각각의 휘도 정보를 포함할 수 있으며, 휘도는 정해진 수효, 예를 들어 1024, 256 또는 64개의 계조(gray)를 가질 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 값을 가질 수도 있다. 또한, 입력되는 제1 영상 데이터 DATA1)는, 프레임 단위로 구분될 수 있다.
타이밍 제어부(240)는 제1 영상 데이터(DATA1)에 대하여 휘도 보상 등의 영상 처리 과정을 거쳐 제2 영상 데이터(DATA2)를 생성하여 출력할 수 있다.
데이터 인에이블 신호(DE)는 유효한 데이터가 입력되는 기간을 정의하는 신호이며 1 주기는 수평 동기 신호(Hsync)와 같은 1 수평기간으로 설정될 수 있다.
도 1에서는 주사 구동부(210), 데이터 구동부(220), 및 타이밍 제어부(240)를 개별적으로 도시하였으나, 상기 구성 요소들 중 적어도 일부는 필요에 따라 통합될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 구조를 나타낸 회로도이다. 도 2에서는 설명의 편의를 위하여, i번째 주사선(Si)과 j번째 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PXL)를 도시하였다.
도 2를 참조하면, 화소(PXL)는 스위칭 트랜지스터(Ts), 구동 트랜지스터(Td), 스토리지 커패시터(Cst) 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다.
스위칭 트랜지스터(Ts)는, j번째 데이터선(Dj)에 연결된 제1 전극, i번째 주사선(Si)에 연결된 게이트 전극, 및 제1 노드(N1)에 연결된 제2 전극을 포함할 수 있다.
스위칭 트랜지스터(Ts)는 i번째 주사선(Si)으로부터 주사 신호가 공급될 때 턴-온되어, j번째 데이터선(Dj)으로부터 받은 데이터 신호를 스토리지 커패시터(Cst)로 공급할 수 있다.
이 때, 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터 신호에 대응되는 전압을 충전할 수 있다.
구동 트랜지스터(Td)는, 제1 전원(ELVDD)에 연결된 제1 전극, 유기 발광 다이오드(OLED)에 연결된 제2 전극, 및 제1 노드(N1)에 연결된 게이트 전극을 포함할 수 있다.
구동 트랜지스터(Td)는 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압 값에 대응하여 제1 전원(ELVDD)으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 거쳐 제2 전원(ELVSS)로 흐르는 전류의 양을 제어할 수 있다.
유기 발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(Td)의 제2 전극에 연결되는 제1 전극(애노드 전극)과, 제2 전원(ELVSS)에 연결되는 제2 전극(캐소드 전극)을 포함할 수 있다.
유기 발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(Td)로부터 공급되는 전류의 양에 대응되는 빛을 생성할 수 있다.
유기 발광 다이오드(OLED)는 적색, 녹색, 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 어느 하나 또는 하나 이상의 빛을 고유하게 내는 유기 물질을 포함할 수 있으며, 표시 장치(1)는 이들 색의 공간적인 합으로 원하는 영상을 표시할 수 있다.
도 2에서, 트랜지스터들(Td, Ts)의 제1 전극은 소스 전극 및 드레인 전극 중 어느 하나로 설정되고, 트랜지스터들(Td, Ts)의 제2 전극은 제1 전극과 다른 전극으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극이 소스 전극으로 설정되면 제2 전극은 드레인 전극으로 설정될 수 있다.
또한, 트랜지스터들(Td, Ts)은 PMOS 트랜지스터일 수도 있고 NMOS 트랜지스터일 수도 있다.
도 2에 도시된 화소(PXL)의 구조는 본 발명의 일 실시예일뿐이므로, 본 발명의 화소(PXL)가 상기 구조에 한정되는 것은 아니다. 실제로, 화소(PXL)는 유기 발광 다이오드(OLED)로 전류를 공급할 수 있는 회로 구조를 가지며, 현재 공지된 다양한 구조 중 어느 하나로 선택될 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 스위칭 트랜지스터(Ts) 및 구동 트랜지스터(Td) 외에, 유기 발광 다이오드에 제공되는 전류를 보상하기 위한 부가적 트랜지스터 및 커패시터를 더 포함할 수도 있다.
도 3은 도 2에 도시된 유기 발광 다이오드의 열화에 대응한 전류 변화를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 구동 트랜지스터(Td)의 드레인 전극으로는 드레인-소스 전압(Vds) 및 게이트-소스 전압(Vgs)에 대응하여 소정의 전류(Id)가 흐른다.
유기 발광 다이오드(OLED)가 열화되는 경우 유기 발광 다이오드(OLED)의 저항 변화(또는 문턱전압의 변화)에 의하여 구동 트랜지스터(Td)에 인가되는 드레인-소스 전압(Vds)이 변화된다.
구체적으로, 유기 발광 다이오드(OLED)가 열화되기 전에는 소정의 게이트-소스 전압(Vgs)에 대응하여 "A"의 전류가 흐른다. 반면에, 유기 발광 다이오드(OLED)가 열화되면 소정의 게이트-소스 전압(Vgs)에 대응하여 "A"보다 낮은 "B"의 전류가 흐른다. 즉, 동일한 데이터 신호(즉, 게이트-소스 전압(Vgs)을 결정하는 전압)가 공급되더라도 유기 발광 다이오드(OLED)의 열화에 대응하여 구동 트랜지스터로부터 유기 발광 다이오드로 공급되는 전류량이 낮아지고, 이에 따라 원하는 휘도가 구현되지 않는다.
도 4는 화소의 스트레스와 휘도 간 상관 관계를 나타내는 그래프이다. 도 4에서, 그래프 1은 제1 표시 장치에 구비된 화소의 휘도와 스트레스 간 상관 관계를 나타낸 것이고, 그래프 2는 제2 표시 장치에 구비된 화소의 휘도와 스트레스 간 상관 관계를 나타낸 것이다. 여기서, 제1 표시 장치와 제2 표시 장치는 동일한 공정 조건 하에서 동일한 재료를 사용하여 제조된 것일 수 있다.
도 4의 그래프 1 및 2를 참조하면, 화소에 가해진 스트레스가 증가할수록 휘도가 감소할 수 있다. 구체적으로, 화소의 누적 구동 시간(또는 누적 구동량)이 증가할수록 화소에 가해지는 누적 스트레스가 증가하며, 누적 스트레스가 증가할수록 화소에 포함된 유기 발광 다이오드가 열화되어 휘도가 저하될 수 있다.
예를 들어, 화소에 동일한 데이터 신호를 인가하더라도 S1만큼의 스트레스를 받은 화소는 L1의 휘도로 발광하고 S2만큼의 스트레스를 받은 화소는 L1 보다 낮은 L2의 휘도로 발광할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 열화 보상 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 표시부(100)에 표시되는 영상을 예시적으로 나타내는 것일 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 영역(AA1)에 대응하는 화소들은 S1만큼의 스트레스를 받은 것이고, 제2 영역(AA2)에 대응하는 화소들은 S2만큼의 스트레스를 받은 것일 수 있다.
제1 및 제2 영역(AA1, AA2)에 대응하는 화소들로 동일한 데이터 신호를 공급하는 경우, 제1 영역(AA1)에 표시되는 영상의 휘도는 제2 영역(AA2)에 표시되는 영역의 휘도보다 높을 수 있다. 따라서, 제2 영역(AA2)에 표시되는 영역의 휘도가 제1 영역(AA1)에 표시되는 영상의 휘도만큼 낮아질 수 있도록 제2 영역(AA2)에 대응하는 화소들에 공급되는 데이터 신호를 보정할 수 있다. 이 경우, 데이터 신호를 보정하기 위한 정보(예를 들어, 보정 계수 등)는 미리 설정되어 표시 장치에 저장될 수 있다.
다만, 표시 장치들이 동일한 환경에서 제조된 경우라도, 각 표시 장치에 포함된 화소가 열화되는 속도는 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 표시 장치에 포함된 화소보다 제2 표시 장치에 포함된 화소의 열화도가 더 낮을 수 있다.
따라서, 데이터 신호를 보정하기 위한 정보를 표시 장치들에 동일하게 적용하는 경우 정확한 열화 보상이 어려울 수 있으며, 각 표시 장치에 적합한 정보를 설정하여 적용할 필요가 있다.
도 6은 도 2에 도시된 화소 구조의 일부를 설명하기 위한 표시 장치의 단면도이다.
화소(PXL)에 포함된 트랜지스터들(Td, Ts)들은 기판(110) 상에 박막 트랜지스터 형태로 형성될 수 있다. 또한, 화소(PXL)에 포함된 스토리지 커패시터(Cst) 및 유기 발광 다이오드(OLED)도 기판(110) 상에 적층되어 형성될 수 있다. 한편, 도 6에서는 도 2에 도시된 화소 구조 중 구동 트랜지스터(Td)와 이에 연결된 유기 발광 다이오드(OLED)를 나타내도록 한다.
도 6을 참조하면, 기판(110) 위에는 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 실리콘옥시나이트라이드 등과 같은 무기물을 포함하는 버퍼층(120)이 개재될 수 있다.
이러한 버퍼층(120)은 기판(110)의 상면의 평활성을 높이거나 기판(110) 등으로부터의 불순물이 구동 트랜지스터(Td)의 반도체층(135)으로 침투하는 것을 방지하거나 최소화하는 역할을 할 수 있다.
버퍼층(120) 위에는 반도체층(135)이 형성될 수 있다. 반도체층(135)은 폴리 실리콘 또는 산화물 반도체로 이루어질 수 있다.
반도체층(135)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역(1355)과, 채널 영역(1355)의 양측에 각각 불순물이 도핑되어 형성된 소스 영역(1356) 및 드레인 영역(1357)으로 구분될 수 있다. 여기서, 불순물은 박막 트랜지스터의 종류에 따라 달라지며, n형 불순물 또는 p형 불순물이 가능하다.
반도체층(135)의 채널 영역(1355)은 불순물이 도핑되지 않은 폴리 실리콘, 즉 진성 반도체(intrinsic semiconductor)를 포함할 수 있다.
그리고, 반도체층(135)의 소스 영역(1356) 및 드레인 영역(1357)은 도전성 불순물이 도핑된 폴리 실리콘, 즉 불순물 반도체(impurity semiconductor)을 포함할 수 있다.
반도체층(135) 위에는 게이트 전극과의 절연성을 확보하기 위한 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 실리콘옥시나이트라이드 등의 무기물을 포함하는 단층 또는 복수 층일 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 게이트 전극(125)이 형성될 수 있다. 게이트 절연막(140) 상에 형성되는 게이트 전극(125) 은 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 금속은 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있으며, 이외에도 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu) 중 적어도 하나, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
게이트 전극(125)은 채널 영역(1355)과 중첩할 수 있다. 도 6에 도시되지는 않았으나 게이트 절연막 상에는 구동 트랜지스터(Td)의 게이트 전극(125)뿐만 아니라, 스위칭 트랜지스터(Ts)의 게이트 전극, 커패시터(Cst)를 형성하는 전극 등이 더 위치할 수 있다.
게이트 전극(125) 상에는 층간 절연막(160)이 배치될 수 있다. 층간 절연막(160)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 실리콘옥시나이트라이드 등의 무기물을 포함할 수 있다.
층간 절연막(160)과 게이트 절연막(140)에는 소스 영역(1356)과 드레인 영역(1357)을 각각 노출하는 소스 컨택홀(61)과 드레인 컨택홀(62)이 형성될 수 있다.
층간 절연막(160) 위에는 소스 전극(176) 드레인 전극(177)이 제공될 수 있다. 층간 절연막(160) 상에 제공되는 전극들(또는 배선들)은 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu)와 같은 금속 중 적어도 하나, 또는 금속들의 합금으로 이루어질 수 있다.
도 6에서는 표현되지 않았으나, 층간 절연막(160) 상에는 구동 트랜지스터(Td)의 소스 전극(176) 및 드레인 전극(177) 외에도, 스위칭 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극, 커패시터(Cst)를 형성하는 전극 등이 더 위치할 수 있다.
반도체층(135), 게이트 전극(125), 소스 전극(176) 및 드레인 전극(177)은 구동 트랜지스터(Td)를 이룰 수 있다.
소스 전극(176) 및 드레인 전극(177) 위에는 패시베이션층(180)이 제공될 수 있다.
패시베이션층(180)은 무기 재료로 이루어진 무기 절연막일 수 있다. 무기 재료로는 폴리실록산, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘산질화물 등이 이용될 수 있다. 패시베이션층(180)은 실시예에 따라 생략될 수도 있다.
패시베이션층(180) 상에는 유기 절연층(190)이 형성될 수 있다. 유기 절연층(190)은 유기 재료로 이루어진 유기 절연막일 수 있다. 유기 재료로는 폴리아크릴계 화합물, 폴리이미드계 화합물, 테프론과 같은 불소계 탄소 화합물, 벤조시클로부텐 화합물 등과 같은 유기 절연 물질이 이용될 수 있다.
유기 절연층(190) 위에는 제1 화소 전극(710)이 형성될 수 있다. 제1 화소 전극(710)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(산화 아연) 또는 In2O3(Indium Oxide) 등의 투명한 도전 물질이나 리튬(Li), 칼슘(Ca), 플루오르화리튬/칼슘(LiF/Ca), 플루오르화리튬/알루미늄(LiF/Al), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 또는 금(Au) 등의 반사성 금속을 포함할 수 있다.
한편, 제1 화소 전극(710)은 패시베이션층(180)과 유기 절연층(190)에 형성된 컨택홀(181)을 통해서 구동 트랜지스터(Td)의 드레인 전극(177)과 전기적으로 연결되며, 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극이 될 수 있다.
유기 절연층(190) 및 제1 화소 전극(710)의 가장자리부 위에는 화소 정의막(350)이 형성될 수 있다. 화소 정의막(350)은 제1 화소 전극(710)을 노출하는 개구부를 포함할 수 있다. 즉, 화소 정의막(350)은 각 화소에 대응하도록 화소 영역을 구획할 수 있다.
화소 정의막(350)은 유기 재료로 이루어진 유기 절연막일 수 있다. 유기 재료로는 폴리아크릴계 화합물, 폴리이미드계 화합물, 테프론과 같은 불소계 탄소 화합물, 벤조시클로부텐 화합물 등과 같은 유기 절연 물질이 이용될 수 있다.
화소 정의막(350)의 개구부에는 유기 발광층(720)이 제공될 수 있다.
화소 정의막(350) 및 유기 발광층(720) 위에는 제2 화소 전극(730)이 제공될 수 있다.
제2 화소 전극(730)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 등의 금속막 및/또는 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등의 투명 도전성막으로 이루어질 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이, 제1 화소 전극(710)이 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극이 됨에 따라, 제2 화소 전극(730)은 유기 발광 다이오드(OLED)의 캐소드 전극이 될 수 있다.
다만, 경우에 따라 제1 화소 전극(710)이 캐소드 전극이 되고, 제2 화소 전극(720)이 애노드 전극이 될 수도 있다.
제1 화소 전극(710), 유기 발광층(720) 및 제2 화소 전극(730)은 유기 발광 다이오드(OLED)를 이룰 수 있다.
제2 화소 전극(730) 상에는 봉지층(200)이 제공될 수 있다. 상기 봉지층(200)은 상기 유기 발광 다이오드(OLED)로 산소 및 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 상기 봉지층(200)은 복수의 무기막(미도시) 및/또는 복수의 유기막(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 봉지층(200)은 상기 무기막, 및 상기 무기막 상에 배치된 상기 유기막을 포함하는 복수의 단위 봉지층을 포함할 수 있다.
이 때, 구동 트랜지스터(Td)의 소스 영역(1356)과 드레인 영역(1357) 간 간격(D)에 따라 화소가 열화되는 속도가 다를 수 있다. 본 명세서에서 의미하는 소스 영역(1356)과 드레인 영역(1357) 간 간격(D)은 소스 영역(1356)과 드레인 영역(1357) 사이에서 가장 짧은 거리일 수 있다.
도 7은 유기 발광 다이오드의 열화에 대응한 전류 변화를 나타내는 도면이다.
도 7에 도시된 그래프 중 그래프 3은 소스 영역(1356)과 드레인 영역(1357) 간 간격(D)이 d1인 구동 트랜지스터에 연결된 유기 발광 다이오드의 열화에 대응한 전류 변화를 나타내는 것이다. 또한, 그래프 4는 소스 영역(1356)과 드레인 영역(1357) 간 간격(D)이 d1보다 큰 d2인 구동 트랜지스터에 연결된 유기 발광 다이오드의 열화에 대응한 전류 변화를 나타내는 것이다.
도 7의 그래프 3을 참조하면, 열화 전 유기 발광 다이오드에 흐르는 전류량과 열화 후 유기 발광 다이오드에 흐르는 전류량의 차이는 △Id1일 수 있다. 또한, 그래프 4를 참조하면, 열화 전 유기 발광 다이오드에 흐르는 전류량과 열화 후 유기 발광 다이오드에 흐르는 전류량의 차이는 △Id1보다 작은 △Id2일 수 있다. 즉, 구동 트랜지스터(Td)의 소스 영역(1356)과 드레인 영역(1357) 간 간격(D)이 클수록 열화 진행 속도가 더 늦을 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 타이밍 제어부에 포함된 열화 보상부의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 열화 보상부(300)는 데이터 보정부(310), 메모리(320) 및 연산부(330)를 포함할 수 있다.
연산부(330)는 외부로부터 공급되는 제1 영상 데이터(DATA1)를 이용하여 화소의 스트레스를 연산할 수 있다. 연산부(330)는 제1 영상 데이터(DATA1)에 포함된 디스플레이 시간, 계조, 휘도, 온도 정보 등을 화소 별로 누적하여 화소 별 누적 스트레스 정보를 연산할 수 있다.
메모리(320)에는 누적 스트레스 값에 대응하는 데이터 보정 계수가 저장될 수 있다. 데이터 보정 계수는 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 거리를 참조하여 설정될 수 있다.
이를 위하여, 표시 장치의 제조 공정 중 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 거리가 측정될 수 있다. 예를 들어, 특정 위치(예를 들어, 표시 장치의 중심)에 배열된 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 거리가 측정되고 측정된 거리를 참조로 하여 데이터 보정 계수가 설정될 수 있다. 또는, 표시 장치에 구비된 모든 구동 트랜지스터들의 소스 영역과 드레인 영역 간 거리가 측정되고 이들의 평균 값을 참조로 하여 데이터 보정 계수가 설정될 수도 있다. 또는, 특정 영역(예를 들어, 표시 장치의 중심을 포함하는 영역)에 배열된 구동 트랜지스터들의 소스 영역과 드레인 영역 간 거리가 측정되고 이들의 평균 값을 참조로 하여 데이터 보정 계수가 설정될 수도 있다.
예를 들어, 아래의 수학식 1을 이용하여 구동 트랜지스터들의 소스 영역과 드레인 영역 간 거리에 대응하는 가중치 값 W이 산출될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112018076612588-pat00001
수학식 1에서 L은 기준이 되는 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 거리를 의미할 수 있으며, 기 설정된 값일 수 있다. 또한, Lo는 실제로 측정된 구동 트랜지스터들의 소스 영역과 드레인 영역 간 거리를 의미할 수 있다. 또한, α는 임의의 값을 갖는 계수일 수 있으며, 누적 스트레스 값에 따라 다르게 적용될 수 있다.
구동 트랜지스터들의 소스 영역과 드레인 영역 간 거리에 대응하는 가중치 값 W이 산출되면, 아래의 수학식 2에 따라 누적 스트레스가 Si일 때의 데이터 보정 계수 CF(Si)가 산출될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112018076612588-pat00002
수학식 2에서 CFb(Si)는 누적 스트레스가 Si일 때 기준이 되는 데이터 보정 계수를 의미할 수 있다. 기준이 되는 데이터 보정 계수는, 소스 영역과 드레인 영역 간 거리가 L인 구동 트랜지스터를 포함하는 화소에 적용되는 것일 수 있으며, 누적 스트레스 별로 시뮬레이션 등을 통해 설정된 값일 수 있다.
도 8에 도시된 데이터 보정부(310)는 화소 별 누적 스트레스 정보와 메모리(320)로부터 획득한 데이터 보정 계수를 제1 영상 데이터(DATA1)에 적용하여 제2 영상 데이터(DATA2)를 생성할 수 있다.
즉, 연산부(330)에서 화소의 누적 스트레스가 Si인 것으로 판단되면, 데이터 보정부(310)는 메모리(320)부터 데이터 보정 계수 CF(Si)를 획득할 수 있다. 또한, 데이터 보정부(310)는 데이터 보정 계수 CF(Si)를 제1 영상 데이터(DATA1)에 적용하여 제2 영상 데이터(DATA2)을 생성하여 출력할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 표시 장치 100: 표시부
200: 표시 구동부 210: 주사 구동부
220: 데이터 구동부 240: 타이밍 제어부
300: 열화 보상부 310: 데이터 보정부
320: 메모리 330: 연산부

Claims (15)

  1. 각각이, 발광 소자와 상기 발광 소자에 흐르는 전류량을 제어하는 구동 트랜지스터를 포함하는 화소들;
    상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 사이의 간격에 대응하여 설정된 데이터 보정 계수를 이용하여, 외부로부터 입력받은 제1 영상 데이터를 제2 영상 데이터로 변환하는 타이밍 제어부; 및
    상기 제2 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호를 생성하여 상기 화소들로 공급하는 데이터 구동부를 포함하며,
    상기 데이터 보정 계수는 상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 사이의 간격이 클수록 작아지도록 설정되는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는,
    상기 제1 영상 데이터를 기초로 하여 상기 화소들 각각의 누적 스트레스 정보를 연산하여 저장하는 연산부;
    상기 데이터 보정 계수를 저장하는 메모리; 및
    상기 누적 스트레스 정보 및 상기 데이터 보정 계수를 이용하여 상기 제1 영상 데이터를 상기 제2 영상 데이터로 변환하는 데이터 보정부를 포함하는 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 데이터 보정 계수는, 상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 간격에 대응하는 가중치 값을 기준 데이터 보정 계수에 적용하여 산출되는 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가중치 값은 상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 간격이 클수록 작아지도록 설정되는 표시 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 메모리에, 서로 다른 값을 갖는 복수 개의 누적 스트레스 정보 각각에 대응하는 복수의 데이터 보정 계수가 저장되는 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 보정 계수는 상기 발광 소자의 열화를 보상하기 위한 것인 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 간격은 상기 소스 영역에서 상기 드레인 영역까지의 최단 거리에 해당하는 표시 장치.
  8. 각각이 발광 소자와 상기 발광 소자에 흐르는 전류량을 제어하는 구동 트랜지스터를 포함하는 화소들을 포함하는 표시 장치의 열화 보상 방법에 있어서,
    미리 측정된 상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 간격에 대응하는 복수의 데이터 보정 계수가 메모리에 저장되는 단계; 및
    타이밍 제어부에서 외부로부터 입력된 제1 영상 데이터를, 상기 데이터 보정 계수를 이용하여 제2 영상 데이터로 변환하는 단계를 포함하며,
    상기 복수의 데이터 보정 계수는 상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 간격이 클수록 작아지도록 설정되는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부에서, 상기 제1 영상 데이터를 기초로 하여 상기 화소들 각각의 누적 스트레스 정보를 연산하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 영상 데이터는, 상기 복수의 데이터 보정 계수 중 연산된 누적 스트레스 정보에 대응하는 데이터 보정 계수를 이용하여 변환되는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 데이터 보정 계수는, 상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 간격에 대응하는 가중치 값을 기준 데이터 보정 계수에 적용하여 산출된 것인 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가중치 값은 상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 간격이 클수록 작아지도록 설정되는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 가중치 값은 상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 간격이 작을 수록 큰 값을 갖도록 설정되는 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 간 간격은 상기 소스 영역에서 상기 드레인 영역까지의 최단 거리에 해당하는 방법.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 데이터 보정 계수는 상기 발광 소자의 열화를 보상하기 위한 것인 방법.
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