KR20050036246A - 광 감지부를 갖는 전자 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

광 감지부를 갖는 전자 디스플레이 장치가 개시되어 있다. 상기 장치는 기판, 상기 기판 상의 표시 영역에 복수개의 게이트 라인들과 복수개의 데이터 라인들이 서로 교차하여 형성된 복수개의 화소부들, 및 상기 표시 영역의 일측 주변 영역에 형성되고 외부광의 세기를 감지하기 위한 적어도 하나의 광 감지부를 구비한다. 외부광의 세기를 감지할 수 있는 광 감지부를 화소 어레이가 형성되는 기판 상에 집적시킴으로써, 외부광의 세기에 연동하여 화면의 밝기를 변화시킬 수 있다.

Description

광 감지부를 갖는 전자 디스플레이 장치{Electronic display device having photo sensor}
본 발명은 전자 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화소 어레이가 형성된 기판 상에 광 감지 소자가 집적된 전자 디스플레이 장치에 관한 것이다.
오늘날과 같은 정보화 사회에 있어서 전자 디스플레이 장치(electronic display device)의 역할은 갈수록 중요해지며, 각종 전자 디스플레이 장치가 다양한 산업 분야에 광범위하게 사용되고 있다.
일반적으로 전자 디스플레이 장치란 다양한 정보를 시각을 통해 인간에게 전달하는 장치를 말한다. 즉, 전자 디스플레이 장치란 각종 전자 기기로부터 출력되는 전기적 정보 신호를 인간의 시각으로 인식 가능한 광 정보 신호로 변환하는 전자 장치라고 정의할 수 있으며, 인간과 전자 기기를 연결하는 가교적 역할을 담당하는 장치로 정의될 수도 있다.
이러한 전자 디스플레이 장치에 있어서, 광 정보 신호가 발광 현상에 의해 표시되는 경우에는 발광형 표시(emissive display) 장치로 불려지며, 반사, 산란, 간섭 현상 등에 의해 광 변조를 표시되는 경우에는 수광형 표시(non-emissive display) 장치로 일컬어진다. 능동형 표시 장치라고도 불리는 상기 발광형 표시 장치로는 음극선관(cathode ray tube; CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel; PDP), 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 및 일렉트로 루미네슨트 디스플레이(electroluminescent display; ELD) 등을 들 수 있다. 또한, 수동형 표시 장치인 상기 수광형 표시 장치에는 액정표시장치(liquid crystal display; LCD), 전기화학 표시장치(electrochemical display; ECD) 및 전기 영동 표시장치(electrophoretic image display; EPID) 등이 해당된다.
반도체 기술의 급속한 진보에 의해 각종 전자 장치의 고체화, 저 전압 및 저 전력화와 함께 전자 기기의 소형 및 경량화에 따라 새로운 환경에 적합한 전자 디스플레이 장치, 즉 얇고 가벼우면서도 낮은 구동 전압 및 낮은 소비 전력의 특징을 갖춘 평판(flat panel) 디스플레이 장치, 특히 액정표시장치 및 전계발광(electroluminescent; EL) 표시장치에 대한 요구가 급격히 증대하고 있다.
액정표시장치는 액정 셀의 배면에 위치한 백라이트를 이용하여 화상을 표시하는 투과형 액정표시장치, 외부의 자연광을 이용한 반사형 액정표시장치, 그리고 실내나 외부광원이 존재하지 않는 어두운 곳에서는 표시소자 자체의 내장 광원을 이용하여 디스플레이하는 투과 표시모드로 작동하고 실외의 고조도 환경에서는 외부의 입사광을 반사시켜 디스플레이하는 반사 표시모드로 작동하는 반투과형 액정표시장치로 구분될 수 있다.
전계발광 표시장치는 사용하는 재료에 따라 무기전계발광 장치와 유기 전계발광 표시장치로 크게 나뉘어지는데, 저전압 구동, 넓은 시야각, 고속 응답성, 고 콘트라스트(high contrast) 등의 우수한 특징을 갖고 있는 유기 전계발광 표시장치에 대한 연구가 더욱 활발히 진행되고 있다.
유기 전계발광 표시장치는 음극 전극(cathode)과 양극 전극(anode)으로부터 각각 전자(electron)와 정공(hole)을 발광부 내로 주입시켜 주입된 전자와 정공이 재결합하여 여기자(exciton)를 생성하고, 이 여기자가 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 빛을 방출하는 장치로서, 액티브 매트릭스형과 패시브 매트릭스형으로 구분될 수 있다. 액티브 매트릭스형 유기 전계발광 표시장치(Active matrix type organic electroluminescent display; AMOLED)에서는 박막 트랜지스터와 같은 스위칭 소자들에 의해 복수개의 화소들에 대응하는 유기 EL 소자들을 서로 독립적으로 구동시킨다.
그러나, 유기 전계발광 표시장치는 액정표시장치와 달리 반사형 모드가 불가능한 발광형 표시장치이기 때문에, 외부광이 강한 환경 하에서 디스플레이 시인성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 반투과형 액정표시장치도 자체적으로 외부광의 세기를 판단할 수 없기 때문에 외부 밝기에 따라 사용자에게 선명한 화면을 제공하는데 한계가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 외부광의 세기에 따라 화면의 밝기를 변화시킬 수 있는 전자 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기판; 상기 기판 상의 표시 영역에 복수개의 게이트 라인들과 복수개의 데이터 라인들이 서로 교차하여 형성된 복수개의 화소부들; 및 상기 표시 영역의 일측 주변 영역에 형성되고, 외부광의 세기를 감지하기 위한 적어도 하나의 광 감지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 적어도 하나의 광 감지부는 1차 어레이로 형성되거나 복수의 어레이 구조로 형성된다.
바람직하게는, 상기 복수개의 화소부들 각각은 비정질실리콘 박막 트랜지스터로 이루어진 스위칭 소자를 포함하고, 상기 광 감지부는 적어도 하나의 비정질실리콘 박막 트랜지스터를 포함한다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 의하면, 기판; 상기 기판 상의 표시 영역에, 게이트 라인, 상기 게이트 라인과 직교하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 연결된 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자에 연결되고 화소 전극으로 제공되는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 형성된 유기 전계발광층 및 상기 유기 전계발광층 상에 형성된 제2 전극을 포함하여 형성된 복수개의 화소부들; 및 상기 표시 영역의 일측 주변 영역에 형성되고, 외부광의 세기를 감지하기 위한 적어도 하나의 광 감지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치가 제공된다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 실시예에 의하면, 기판; 상기 기판 상의 표시 영역에, 게이트 라인, 상기 게이트 라인과 직교하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 연결된 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자에 연결되고 투명 전극과 상기 투명 전극과 중첩되어 투과부 및 반사부를 형성하는 반사 전극으로 이루어진 화소 전극을 포함하여 형성된 복수개의 화소부들; 및 상기 표시 영역의 일측 주변 영역에 형성되고, 외부광의 세기를 감지하기 위한 적어도 하나의 광 감지부를 구비하고, 상기 광 감지부에 의해 검출된 외부광의 세기에 따라 상기 기판의 배면에 위치한 백라이트의 밝기를 조절하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치가 제공된다.
본 발명에 의하면, 외부광의 세기를 감지할 수 있는 광 감지부를 화소 어레이가 형성되는 기판 상에 집적시킴으로써 외부광의 세기에 연동하여 화면의 밝기를 변화시킬 수 있다.
액티브 매트릭스형 유기 전계발광 표시장치의 경우, 어레이 기판 상에 형성된 광 감지부에 의해 검출된 외부광의 세기에 따라 어두운 환경에서는 밝기를 감소시켜 수명을 증가시키고, 밝은 환경에서는 밝기를 증가시켜 디스플레이 시인성을 향상시킬 수 있다.
반투과형 액정표시장치의 경우, 광 감지부에 의해 검출된 외부광의 세기에 따라 백라이트의 밝기를 조절하여 디스플레이 모드를 최적화할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 전면 발광 액티브 매트릭스형 유기 전계발광 표시장치(Top emission AMOLED)의 평면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분, 즉 광 감지부를 확대 도시한 회로도이다. 도 3a 및 도 3b는 각각, 화소부 및 광 감지부를 나타낸 단면도들이다.
도 1, 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 전면 발광 액티브 매트릭스형 유기 전계발광 표시장치는 영상을 표시하기 위한 화소들이 매트릭스 형태로 형성된 어레이 기판(100)을 포함한다.
상기 어레이 기판(100) 상의 표시 영역(120)에는 복수개의 게이트 라인(GL)들과 복수개의 데이터 라인(Vdata)들이 교차 배열되어 단위 화소부(125)를 형성한다. 인접한 데이터 라인(Vdata)들 사이에는 직류 신호 라인(Vdd)이 상기 데이터 라인(Vdata)과 평행하게 배열된다. 직류 신호 라인(Vdd)에는 디스플레이 신호의 최대 값이 직류 상태로 인가된다.
상기 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(Vdata)과의 교차점에는 스위칭 소자인 제1 박막 트랜지스터(T1)가 연결된다.
상기 제1 박막 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(102a)은 게이트 라인(GL)과 연결되고, 소오스 전극(108a)은 데이터 라인(Vdata)과 연결되어 데이터 전압을 공급한다. 상기 제1 박막 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(110a)은 박막 트랜지스터의 출력 전압을 외부로 연결하기 위한 전극으로서, 구동 소자인 제2 박막 트랜지스터(T2)의 게이트 전극(202b)과 스토리지 커패시터(Cst)에 연결된다. 즉, 상기 제1 박막 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(110a)과 직류 신호 라인(Vdd) 사이에는 스토리지 커패시터(Cst)와 제2 박막 트랜지스터(T2)가 병렬로 연결된다.
상기 제2 박막 트랜지스터(T2)의 게이트 전극(102b)은 제1 박막 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(110a)과 연결되고, 소오스 전극(108b)은 직류 신호 라인(Vdd)과 연결되며, 드레인 전극(110b)은 유기 전계발광 소자(EL)과 연결된다.
따라서, 상기 제1 박막 트랜지스터(T1)가 턴-온(turn-on)되면 데이터 라인(Vdata)의 디스플레이 신호 값에 따라 제2 박막 트랜지스터(T2)가 턴-온되고, 직류 신호 라인(Vdd)의 직류 신호 값이 유기 전계발광 소자(EL)에 인가되어 유기 전계발광 소자(EL)가 구동된다.
상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터(T1, T2)는 하부-게이트형 비정질실리콘 박막 트랜지스터로 형성한다.
상기 유기 전계발광 소자(EL)는 화소 전극 및 양극(anode) 전극으로 제공되는 제1 전극(114b), 상기 제1 전극(114b) 상에 형성된 유기 전계발광층(118) 및 상기 유기 전계발광층(118) 상에 형성되고 음극(cathode) 전극으로 제공되는 제2 전극(120)을 포함한다. 여기서, 음극 전극의 전면으로부터 외부로 빛이 방출되는 전면 발광 모드에서는 상기 음극 전극이 표시 화면 쪽으로 배치되기 때문에, 상기 양극 전극인 제1 전극(114b)은 불투명 도전 물질로 형성되고, 상기 음극 전극인 제2 전극(120)은 투명 물질로 형성된다. 또한, 투명 물질로 이루어진 상기 제2 전극(120)은 광 감지부(A)가 형성된 주변 영역을 제외한 표시 영역(120) 상에만 형성하는 것이 바람직하다.
상기 표시 영역(120) 일측의 주변 영역(130)에는 외부광의 세기를 감지하기 위한 광 감지부(A)가 형성된다.
일반적으로, 지문 인식기, 터치 스크린 패널(touch screen panel; TSP) 또는 이미지 센서의 광 감지 회로는 두 개의 박막 트랜지스터와 하나의 스토리지 커패시터를 포함한 2차원적인 어레이 구조로 형성된다. 그러나, 본 실시예에서는 단지 외부광의 세기만을 검출하여 구동 조건을 재 설정하기 위한 목적으로 광 감지부(A)를 형성하기 때문에, 광 감지부(A)를 2차원적인 어레이 구조로 형성할 필요가 없다. 따라서, 하나의 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)를 포함하는 광 감지부(A)는 표시 영역(120) 일측의 주변 영역(130)에 하나만 형성하거나 1차 어레이(linear array) 구조로 형성한다.
또한, 상기 표시 영역(120)의 일측 주변 영역(130)에는 직류 신호 라인(Vdd) 및 상기 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)로부터 신호를 입력받아 독출 회로부(ROC)(150)로 전송하기 위한 독출 라인(ROL)이 형성된다.
즉, 상기 광 감지부(A)는 외부광에 의해 구동되어 신호를 출력하기 위한 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts), 상기 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극과 연결된 직류 신호 라인(Vdd) 및 상기 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 소오스 전극과 연결되고 상기 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)로부터 상기 신호를 입력받아 상기 신호를 디지털 신호로 변환시키는 독출 회로부(ROC)(150)로 전송하기 위한 독출 라인(RL)으로 구성된다.
상기 독출 라인(ROL)과 연결되어 상기 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)에 의해 감지된 외부광의 세기를 독출하기 위한 독출 회로부(ROC)(150)는 상기 어레이 기판(100) 상의 표시 영역(120)의 타측 주변 영역에 실장된다.
또한, 상기 표시 영역(120)의 타측 주변 영역 상에는 게이트 라인(GL)을 구동하기 위한 게이트 구동회로부(145) 및 데이터 라인(Vdata)을 구동하기 위한 데이터 구동회로부(140)도 함께 실장된다.
비정질실리콘 박막 트랜지스터로 화소부가 구성되는 액티브 매트릭스형 유기 전계발광 표시장치는 전면 발광 모드로 구동시키는 것이 가장 유리하기 때문에, 박막 트랜지스터의 채널이 외부광에 노출되도록 상기 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)를 하부-게이트형 비정질실리콘 박막 트랜지스터로 형성한다. 따라서, 외부광에 노출된 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 채널로 들어오는 광량에 따라 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)에 흐르는 광 전류가 상기 독출 회로부(ROC)를 통해 감지된다.
도 4 및 도 5는 상기 광 감지부(A)의 동작을 설명하기 위한 회로도 및 전류 그래프이다. 도 5에서, ■는 외부광이 없을 때의 광 전류를 나타내고 ●는 외부광이 입사했을 때의 광 전류를 나타낸다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 게이트 전극(G)과 소오스 전극(S)을 서로 연결하여 상기 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 게이트 전압(Vgs) 크기를 0V로 만든다.
감지하고자 하는 외부광의 세기에 대하여 독출 라인(ROL)이 포화되지 않도록 상기 직류 신호 라인(Vdd)의 크기를 적당한 값, 바람직하게는 약 2V∼10V의 범위 내에서 가변시킨다.
외부광이 하부-게이트형 비정질실리콘 박막 트랜지스터로 이루어진 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 채널로 입사되면, 도 5에 도시한 바와 같이 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 양단 간에 광 전류(I)가 흐르게 된다. 상기 광 전류(I)에 의해 독출 회로부(ROC)와 연결된 독출 라인(ROL)에 전하가 충전되어 전압의 변화가 발생한다.
변화된 전압은 독출 회로부(ROC)의 내부에 형성된 커패시터(Cref)에 의하여 용량성 결합(capacitive coupling)되고, 변화된 전압 값이 증폭기(AMP)를 통해 비디오 신호로 아날로그-디지털 변환기(ADC) 쪽으로 출력된다.
상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 통하여 변환된 디지털 신호는 액티브 매트릭스형 유기 전계발광 표시장치의 구동 제어부에 피드백되어 화면의 전체 밝기를 결정하는 감마부를 재 설정하게 된다.
따라서, 어두운 외부광 환경에서는 밝기를 감소시켜 다소 어둡게 구동시키고, 밝은 외부광 환경에서는 밝기를 증가시켜 보다 밝게 구동시킴으로써 수명을 증가시키고 시인성을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 3a 내지 도 3b를 참조하여 도 1에 도시된 어레이 기판(100)의 제조 공정을 설명하고자 한다.
먼저, 표시 영역(120) 및 주변 영역(130)을 포함하는 어레이 기판(100) 상에 제1 도전막을 증착한 후, 사진식각 공정으로 상기 제1 도전막을 패터닝하여 제1 도전막 패턴을 형성한다.
상기 제1 도전막 패턴은 제1 방향으로 신장되는 게이트 라인(GL), 상기 게이트 라인(GL)으로부터 분기된 제1 및 제2 박막 트랜지스터(T1, T2)의 게이트 전극(102a, 102b), 그리고 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 게이트 전극(102c)을 포함한다. 또한, 상기 제1 도전막 패턴은 제2 박막 트랜지스터(T2)의 게이트 전극(102b)과 연결된 스토리지 커패시터(Cst)의 하부 전극을 포함한다.
상기 제1 도전막 패턴들이 형성된 어레이 기판(100)의 전면에 실리콘 질화물을 플라즈마 화학기상증착(plasma-enhanced chemical vapor deposition; PECVD) 방법으로 증착하여 게이트 절연막(104)을 형성한다.
상기 게이트 절연막(104) 상에 비정질실리콘으로 이루어진 액티브층 및 n+ 도핑된 비정질실리콘으로 이루어진 오믹 콘택층을 순차적으로 증착한다. 바람직하게는, 상기 액티브층 및 오믹 콘택층은 PECVD 설비의 동일 챔버 내에서 인-시튜(in-situ)로 증착한다. 이어서, 사진식각 공정으로 상기 막들을 패터닝하여 각 게이트 전극(102a, 102b) 위의 게이트 절연막(104) 상에 비정질실리콘막으로 이루어진 액티브 패턴들(105a, 105b, 105c) 및 n+ 도핑된 비정질실리콘막으로 이루어진 오믹 콘택 패턴들(106a, 106b, 106c)을 형성한다.
상기 결과물의 전면에 제2 도전막을 증착한 후, 사진식각 공정으로 상기 제2 도전막을 패터닝하여 제2 도전막 패턴을 형성한다.
상기 제2 도전막 패턴은 상기 게이트 라인(GL)에 직교하는 데이터 라인(Vdata), 상기 데이터 라인(Vdata)과 평행하게 배열된 직류 신호 라인(Vdd), 상기 표시 영역(120) 일측의 주변 영역(130)에 형성된 독출 라인(ROL), 상기 데이터 라인(Vdata)으로부터 분기되는 제1 및 제2 박막 트랜지스터(T1, T2)의 소오스 전극(108a, 108b) 및 드레인 전극(110a, 110b), 상기 직류 신호 라인(Vdd)으로부터 분기된 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극(110c) 및 상기 독출 라인(ROL)으로부터 분기된 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 소오스 전극(108c)을 포함한다. 또한, 상기 제2 도전막 패턴은 상기 제2 박막 트랜지스터(T2)의 소오스 전극(108b)과 연결된 스토리지 커패시터(Cst)의 상부 전극을 포함한다.
그런 다음, 각각의 소오스 전극(108a, 108b, 108c)과 드레인 전극(110a, 110b, 110c) 사이의 노출된 오믹 콘택 패턴(106a, 106b, 106c)을 반응성 이온 식각(reactive ion etching; RIE) 방법에 의해 제거해낸다. 그러면, 각각의 소오스 전극(108a, 108b, 108c)과 드레인 전극(110a, 110b, 110c) 사이의 노출된 액티브 패턴 영역들이 각각, 제1 및 제2 박막 트랜지스터(T1, T2)와 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 채널 영역으로 제공된다.
상술한 바와 같이 박막 트랜지스터(T1, T2, Ts)들을 형성한 후, 결과물의 전면에 실리콘 질화물을 증착하여 보호막(112)을 형성한다. 이어서, 사진식각 공정으로 상기 보호막(112)을 부분적으로 식각하여 제1 박막 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(110a)을 노출하는 제1 콘택홀(113a), 제2 박막 트랜지스터(T2)의 게이트 전극(102b) 및 드레인 전극(108b)을 각각 노출하는 제2 및 제3 콘택홀(113b, 113c), 그리고 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 소오스 전극(108c) 및 게이트 전극(102c)을 각각 노출하는 제4 및 제5 콘택홀(113d, 113e)을 형성한다.
상기 제1 내지 제5 콘택홀(113a, 113b, 113c, 113d, 113e) 및 보호막(112) 상에 불투명 도전 물질을 증착하고 이를 사진식각 공정으로 패터닝하여 제3 도전막 패턴을 형성한다. 바람직하게는, 상기 제3 도전막 패턴은 불투명한 크롬(Cr)막 상에 얇은 ITO막을 적층하여 형성한다.
상기 제3 도전막 패턴은 상기 제1 콘택홀(113a) 및 제2 콘택홀(113b)을 통해 상기 제1 박막 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(110a)과 제2 박막 트랜지스터(T2)의 게이트 전극(102b)을 연결시키는 제1 브리지 배선(114a), 상기 제3 콘택홀(113c)을 통해 상기 제2 박막 트랜지스터(T2)의 드레인 전극(110b)과 연결된 제1 전극(114b), 그리고 상기 제4 및 제5 콘택홀(113d, 113e)을 통해 상기 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 소오스 전극(108c)과 게이트 전극(102c)을 연결시키는 제2 브리지 배선(114c)을 포함한다.
화소 전극인 상기 제1 전극(114b)은 유기 전계발광 소자(EL)의 양극 전극으로 제공된다.
상기 제3 도전막 패턴(114a, 114b, 114c) 및 보호막(112) 상에 저 유전율의 유기 절연물질 또는 무기 절연물질을 증착하여 평탄화막(116)을 형성한 후, 사진식각 공정으로 상기 평탄화막(116)을 패터닝하여 화소 전극(114)의 일부분을 노출하는 개구부(117)를 형성한다. 상기 개구부(117)는 상기 화소 전극용 제1 전극(114b)과 동일한 형상을 가지며, 상기 제1 전극(114b)의 폭보다 좁은 폭으로 형성된다. 상기 평탄화막(116)은 유기 전계발광층이 형성되는 영역을 둘러싸는 장벽(wall)으로 사용된다.
상기 개구부(117) 및 절연막(116) 상에 유기 전계발광층(118)을 형성하고, 그 위에 유기 전계발광 소자의 음극 전극으로 제공되는 제2 전극(120)을 형성한다. 바람직하게는, 상기 제2 전극(120)은 낮은 일함수(work function)를 갖는 금속막, 예컨대 Mg:Ag막 상에 ITO막을 적층한 투명 도전 물질로 형성한다. 또한, 외부광의 광량을 보다 정확하게 감지하기 위하여 상기 제2 전극(120)을 광 감지부(A)가 형성된 주변 영역을 제외한 표시 영역에만 형성하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 의하면, 외부광의 세기를 감지할 수 있는 광 감지부를 액티브 매트릭스형 유기 전계발광 표시장치의 어레이 기판 상에 집적시킨다. 따라서, 어두운 환경 하에서는 화면의 전체적인 밝기를 낮추어 사용하여 소자의 수명을 증가시키고, 외부광이 강하게 존재하는 환경 하에서는 광 감지부에서 감지한 빛의 세기에 따라 화면의 전체적인 밝기를 증가시켜 디스플레이 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제2 실시예에 의한 배면 발광 액티브 매트릭스형 유기 전계발광 표시장치(Bottom emission AMOLED)에 있어서, 화소부 및 광 감지부를 각각 도시한 단면도들이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 배면 발광 액티브 매트릭스형 유기 전계발광 표시장치는 유기 전계발광 소자(EL)에서 발생된 빛이 그 하부의 박막 트랜지스터가 형성된 기판(100)을 통해 외부로 방출되기 때문에 상기 기판(100)이 표시 화면 쪽으로 배치된다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 의한 배면 발광 액티브 매트릭스형 유기 전계발광 표시장치는 유기 전계발광 소자(EL)의 양극 전극으로 제공되는 제1 전극(114b)을 ITO와 같은 투명 도전 물질로 형성하고, 음극 전극으로 제공되는 제2 전극(120)을 알루미늄(Al)과 같은 불투명 도전 물질로 형성하며, 상기 제2 전극(120)을 표시 영역 및 주변 영역을 포함한 기판(100)의 전면에 형성한 것을 제외하고는 상술한 제1 실시예와 동일한 구조를 갖는다.
본 실시예에 의한 배면 발광 액티브 매트릭스형 유기 전계발광 표시장치에 의하면, 표시 화면, 즉 기판(100)으로 입사되는 외부광이 유기 전계발광 소자(EL)의 음극 전극으로 제공되는 제2 전극(120)으로부터 반사되어 광 감지용 박막 트랜지스터의 채널로 입사된다. 따라서, 외부광에 노출된 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 채널로 들어오는 광량에 따라 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)에 흐르는 광 전류가 독출 회로부(ROC)를 통해 감지된다.
구체적으로, 화소부의 스위칭 소자인 제1 박막 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(102a)은 게이트 라인(GL)과 연결되고, 소오스 전극(108a)은 데이터 라인(Vdata)과 연결된다. 상기 제1 박막 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(110a)은 제1 브리지 배선(114a)을 통해 화소부의 구동 소자인 제2 박막 트랜지스터(T2)의 게이트 전극(102b)에 연결된다.
상기 제2 박막 트랜지스터(T2)의 소오스 전극(108b)은 직류 신호 라인(Vdd)과 연결되며, 드레인 전극(110b)은 유기 전계발광 소자(EL)에 연결된다.
상기 스토리지 커패시터(Cst)는 상기 제1 박막 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(110a)과 직류 신호 라인(Vdd)과의 사이에 상기 제2 박막 트랜지스터(T2)와 병렬로 연결된다. 상기 스토리지 커패시터(Cst)의 하부 전극 및 상부 전극은 각각 상기 제2 박막 트랜지스터(T2)의 게이트 전극(102b) 및 소오스 전극(108b)에 연결된다.
상기 유기 전계발광 소자(EL)는 화소 전극 및 양극 전극으로 제공되며 투명 도전 물질로 형성된 제1 전극(114b), 상기 제1 전극(114b) 상에 형성된 유기 전계발광층(118) 및 상기 유기 전계발광층(118) 상에 불투명 도전 물질로 형성되고 음극 전극으로 제공되는 제2 전극(120)을 포함한다. 여기서, 기판(100)으로 입사되는 외부광의 세기를 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)가 감지하기 위해서 상기 외부광을 상기 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 채널 쪽으로 반사시키는 제2 전극(120)을 기판(100)의 전면에 형성하여야 한다.
기판(100)의 표시 영역 일측의 주변 영역 상에 형성되는 광 감지부는 외부광에 의해 구동되어 신호를 출력하기 위한 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts), 상기 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 드레인 전극(110c)과 연결된 직류 신호 라인(Vdd) 및 상기 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 소오스 전극(108c)과 연결되고 상기 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)로부터 상기 신호를 입력받아 상기 신호를 디지털 신호로 변환시키는 독출 회로부(ROC)로 전송하기 위한 독출 라인(RL)으로 구성된다.
상기 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 게이트 전극(102c)과 소오스 전극(108c)은 제2 브리지 배선(114c)을 통해 서로 연결된다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 의한 반투과형 액정표시장치의 평면도이다. 도 8은 도 7에 도시한 반투과형 액정표시장치의 광 감지부의 회로도이고, 도 9는 상기 광 감지부의 단면도이다.
도 7, 도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 의한 반투과형 액정표시장치는 영상을 표시하기 위한 화소들이 매트릭스 형태로 형성된 어레이 기판(200), 상기 어레이 기판(200)과 마주보는 컬러 필터 기판(도시하지 않음) 및 상기 어레이 기판(200)과 컬러 필터 기판과의 사이에 개재되는 액정층(도시하지 않음)을 포함한다.
상기 어레이 기판(200) 상의 표시 영역(250)에는 복수개의 게이트 라인(GL)들과 복수개의 데이터 라인(Vdata)들이 교차 배열되어 단위 화소부를 형성한다.
각각의 화소부는 제1 방향으로 연장된 게이트 라인(GL), 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 연장된 데이터 라인(Vdata), 상기 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(Vdata)에 연결된 스위칭 소자, 그리고 상기 스위칭 소자에 연결되고 투명 전극과 상기 투명 전극과 중첩되어 투과부 및 반사부를 형성하는 반사 전극으로 이루어진 화소 전극(도시하지 않음)을 포함한다.
상기 스위칭 소자는 상기 게이트 라인(GL)으로부터 분기된 게이트 전극, 상기 데이터 라인(Vdata)으로부터 분기된 소오스 전극 및 상기 화소 전극과 연결된 드레인 전극을 갖는 하부-게이트형 비정질실리콘 박막 트랜지스터로 이루어진다.
상기 표시 영역(250) 일측의 주변 영역에는 외부광의 세기를 감지하기 위한 광 감지부(260)가 형성된다. 상기 광 감지부(260)는 상기 표시 영역(250)의 일측 주변 영역에 형성된 적어도 하나의 독출 라인(ROL)과 게이트 라인(GL)과의 교차점에 형성된다.
바람직하게는, 상기 광 감지부(260)는 1차 어레이 구조로 형성하거나 복수의 어레이 구조로 형성한다.
상기 광 감지부(260)는 외부광의 세기를 검출하여 전하로 변환시키기 위한 제1 박막 트랜지스터(Ts1), 상기 제1 박막 트랜지스터(Ts1)로부터 제공된 전하를 저장시키기 위한 스토리지 커패시터(Cst) 및 상기 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전하들을 출력시키기 위한 제2 박막 트랜지스터(Ts2)를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Ts1, Ts2)는 하부-게이트형 비정질실리콘 박막 트랜지스터로 형성한다.
상기 제1 박막 트랜지스터(Ts1)의 게이트 전극(202a)은 Voff 신호 라인에 연결되고, 드레인 전극(208a)은 데이터 라인(Vdata)에 연결된다. 상기 제1 박막 트랜지스터(Ts1)의 소오스 전극(208b)은 스토리지 커패시터(Cst)의 하부 전극과 제2 박막 트랜지스터(Ts2)의 드레인 전극에 연결된다.
상기 제2 박막 트랜지스터(Ts2)의 게이트 전극(202b)은 Vg 신호 라인에 연결되고, 소오스 전극(208c)은 독출 라인(ROL)에 연결된다.
상기 독출 라인(ROL)은 상기 제2 박막 트랜지스터(Ts2)로부터 전하들을 입력받아 상기 전하들을 디지털 신호로 변환시키는 독출 회로부(ROC)로 전송하기 역할을 한다. 상기 제2 박막 트랜지스터(Ts2)는 외부광이 제1 박막 트랜지스터(Ts1)로 입사될 때 상기 외부광을 막기 위한 광 차단막(216)을 포함한다.
상기 제2 박막 트랜지스터(Ts2)의 게이트 전극(202b)에 연결된 Vg 신호 라인은 화소부의 게이트 라인(GL)과 공통으로 사용하거나, 별도의 라인을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 독출 라인(ROL)과 연결되어 상기 제1 박막 트랜지스터(Ts1)에 의해 감지된 외부광의 세기를 독출하기 위한 독출 회로부(ROC)는 상기 어레이 기판(200) 상의 표시 영역(250)의 타측 주변 영역에 실장된다.
또한, 도시하지는 않았으나, 상기 표시 영역(250)의 타측 주변 영역 상에는 게이트 라인(GL)을 구동하기 위한 게이트 구동회로부 및 데이터 라인(Vdata)을 구동하기 위한 데이터 구동회로부도 함께 실장된다.
상기 광 감지부(260)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 광 감지용 제1 박막 트랜지스터(Ts1)에 외부광이 입사되면, 상기 제1 박막 트랜지스터(Ts1)의 게이트 전극(202a)에 연결된 Vgoff 신호 라인에 음의 전압을 인가하고 제1 박막 트랜지스터(Ts1)의 드레인 전극(208a)에 연결된 데이터 라인(Vdata)에 양의 전압을 인가하여 상기 제1 박막 트랜지스터(Ts1)를 오프(OFF) 상태로 만든다. 그러면, 외부광이 입사된 제1 박막 트랜지스터(Ts1)에서는 외부광이 입사되지 않은 제2 박막 트랜지스터(Ts2)에 비해 상당한 크기의 누설 전류가 생성되게 된다.
이와 같이 생성된 누설 전류는 제2 박막 트랜지스터(Ts2)가 온(ON)되어 있지 않은 상태에서 스토리지 커패시터(Cst)를 충전시키게 되고, 상기 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전하는 제2 박막 트랜지스터(Ts2)가 턴-온될 때까지 유지된다.
상기 제2 박막 트랜지스터(Ts2)의 게이트 전극(202b)에 연결된 Vg 신호 라인에 신호를 인가함에 따라, 상기 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전하들은 상기 제2 박막 트랜지스터(Ts2)를 통과하여 독출 라인(ROL)을 따라 독출 회로부(ROC)로 출력된다.
따라서, 상기 독출 회로부(ROC)로 출력된 누설 전류를 측정하여 이 값으로부터 외부광의 세기를 검출하고, 변환된 디지털 신호를 어레이 기판(200)의 배면에 위치한 백라이트로 피드백하여 상기 백라이트의 밝기를 조절한다.
이하, 도 9를 참조하여 도 7에 도시된 어레이 기판(200)의 제조 공정을 설명하고자 한다.
먼저, 표시 영역(250) 및 주변 영역을 포함하는 어레이 기판(200) 상에 알루미늄 합금, 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 또는 이들의 합금으로 이루어진 제1 도전막을 증착한 후, 사진식각 공정으로 상기 제1 도전막을 패터닝하여 제1 도전막 패턴을 형성한다.
상기 제1 도전막 패턴은 제1 방향으로 신장되는 게이트 라인(GL), 상기 게이트 라인(GL)으로부터 분기된 화소부 박막 트랜지스터의 게이트 전극(도시하지 않음), 그리고 광 감지부(260)의 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Ts1, Ts2)의 게이트 전극들(202a, 202b)을 포함한다.
상기 제1 도전막 패턴들이 형성된 어레이 기판(200)의 전면에 실리콘 질화물을 증착하여 게이트 절연막(204)을 형성한 후, 그 위에 비정질실리콘으로 이루어진 액티브층 및 n+ 도핑된 비정질실리콘으로 이루어진 오믹 콘택층을 순차적으로 증착한다. 바람직하게는, 상기 액티브층 및 오믹 콘택층은 PECVD 설비의 동일 챔버 내에서 인-시튜로 증착한다. 이어서, 사진식각 공정으로 상기 막들을 패터닝하여 각 게이트 전극 위의 게이트 절연막(204) 상에 비정질실리콘막으로 이루어진 액티브 패턴들(205a, 205b) 및 n+ 도핑된 비정질실리콘막으로 이루어진 오믹 콘택 패턴들(206a, 206b)을 형성한다.
상기 결과물 상에 알루미늄 네오디뮴(AlNd), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 또는 이들의 합금으로 이루어진 제2 도전막을 증착한 후, 사진식각 공정으로 상기 제2 도전막을 패터닝하여 제2 도전막 패턴을 형성한다.
상기 제2 도전막 패턴은 상기 게이트 라인(GL)에 직교하는 데이터 라인(Vdata), 상기 데이터 라인(Vdata)과 평행하게 배열되고 상기 표시 영역(250) 일측의 주변 영역에 형성된 독출 라인(ROL) 및 스토리지 커패시터(Cst)의 하부 전극(208b)을 포함한다.
또한, 상기 제2 도전막 패턴은 상기 데이터 라인(Vdata)으로부터 분기되는 화소부 박막 트랜지스터의 소오스/드레인 전극(도시하지 않음), 상기 표시 영역(250) 일측의 주변 영역에 형성된 데이터 라인(Vdata)으로부터 분기된 광 감지부(260)의 제1 박막 트랜지스터(Ts1)의 드레인 전극(208a) 및 상기 독출 라인(ROL)으로부터 분기된 광 감지부(260)의 제2 박막 트랜지스터(Ts2)의 소오스 전극(208c)을 포함한다.
그런 다음, 각각의 소오스/드레인 전극(208a, 208b, 208c) 사이의 노출된 오믹 콘택 패턴(206a, 206b)을 반응성 이온 식각법에 의해 제거해낸다. 그러면, 각각의 소오스/드레인 전극(208a, 208b, 208c) 사이의 노출된 액티브 패턴 영역들이 화소부의 박막 트랜지스터, 그리고 광 감지부의 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Ts1, Ts2)의 채널 영역으로 제공된다.
상술한 바와 같이 박막 트랜지스터들을 형성한 후, 결과물의 전면에 실리콘 질화물을 증착하여 절연막(210)을 형성한다. 상기 절연막(210)은 스토리지 커패시터(Cst)의 유전막으로 제공된다.
이어서, 사진식각 공정으로 상기 절연막(210)을 부분적으로 식각하여 화소부 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀(도시하지 않음)을 형성한다.
상기 콘택홀을 포함한 절연막(210) 상에 ITO 또는 IZO로 이루어진 투명 도전막 및 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄 네오디뮴(AlNd), 구리(Cu) 또는 이들의 합금으로 이루어진 반사막을 순차적으로 증착하고, 사진식각 공정으로 상기 막들을 패터닝함으로써, 상기 콘택홀을 통해 화소부 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되는 화소 전극(도시하지 않음) 및 상기 광 감지부(260)의 스토리지 커패시터(Cst)의 상부 전극(212)을 형성한다.
상기 화소 전극은 투명 전극 및 상기 투명 전극과 중첩되어 투과부 및 반사부를 형성하는 반사 전극으로 이루어진다.
그런 다음, 상기 화소 전극 및 스토리지 커패시터(Cst)의 상부 전극(212)이 형성된 어레이 기판(200)의 전면에 실리콘 질화물을 증착하여 보호막(214)을 형성한다. 상기 보호막(214) 상에 광 차단물질을 증착하고 사진식각 공정으로 이를 패터닝하여 광 감지부(260)의 제2 박막 트랜지스터(Ts2) 상에 광 차단막(216)을 형성한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 제3 실시예에 의하면, 외부광의 세기를 감지할 수 있는 광 감지부를 반투과형 액정표시장치의 어레이 기판 상에 집적시킨다. 광 감지부에 의해 외부광의 세기를 검출하고 상기 외부광의 세기를 원하는 신호 패턴으로 출력한 후, 상기 출력된 신호를 어레이 기판의 배면에 위치한 백라이트의 밝기를 조절하는 신호로 사용한다. 따라서, 외부 환경의 밝기에 따라 백라이트의 밝기를 조절하여 디스플레이 모드를 최적화할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 의한 반투과형 액정표시장치의 광 감지부의 회로도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 의한 반투과형 액정표시장치의 광 감지부는 하나의 비정질실리콘 박막 트랜지스터(Ts)와 하나의 스토리지 커패시터(Cst)로 구성되며, 외부광에 의한 박막 트랜지스터(Ts)의 누설 전류를 스토리지 커패시터(Cst)를 이용하여 직접 검출한다.
상기 박막 트랜지스터(Ts)의 게이트 전극은 Voff 신호 라인에 연결되고, 드레인 전극은 데이터 라인(Vdata)에 연결되며, 소오스 전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 하부 전극 및 독출 라인(ROL)에 연결된다.
먼저, 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)에 외부광이 입사되면, 외부광의 크기에 따라 상기 박막 트랜지스터(Ts)의 누설 전류가 증가한다. 상기 누설 전류는 일시적으로 스토리지 커패시터(Cst)에 저장되고, 독출 라인(ROL)을 따라 독출 회로부(ROC)로 출력된다.
따라서, 상기 독출 회로부(ROC)로 출력된 누설 전류를 측정하여 이 값으로부터 외부광의 세기를 검출하고, 변환된 디지털 신호를 백라이트로 피드백하여 상기 백라이트의 밝기를 조절한다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 의한 반투과형 액정표시장치의 광 감지부의 회로도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 의한 반투과형 액정표시장치의 광 감지부는 하나의 비정질실리콘 박막 트랜지스터(Ts)만을 이용하여 외부광의 세기를 검출한다.
광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)에 외부광이 입사되면, 외부광의 크기에 따라 상기 박막 트랜지스터(Ts)의 채널 영역에 누설 전류가 흐르게 된다. 상기 누설 전류는 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 채널 영역을 지난 후, 독출 라인(ROL)을 따라 독출 회로부(ROC)로 출력된다.
따라서, 상기 독출 회로부(ROC)로 출력된 누설 전류를 측정하여 이 값으로부터 외부광의 세기를 검출하고, 변환된 디지털 신호를 백라이트 밝기 조절 신호로 피드백한다.
도 12는 본 발명의 제6 실시예에 의한 반투과형 액정표시장치의 광 감지부의 회로도이고, 도 13은 상기 광 감지부의 누설 전류를 측정한 그래프이다. 도 13에서, "OFF"는 외부광이 없을 때의 누설 전류를 나타내고 "ON"은 외부광이 광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)에 입사했을 때의 누설 전류를 나타낸다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 의한 반투과형 액정표시장치의 광 감지부는 하나의 비정질실리콘 박막 트랜지스터(Ts)만으로 구성된다.
광 감지용 박막 트랜지스터(Ts)의 게이트 전압(Vgs)이 0V일 때, 외부광이 입사되지 않을 때의 누설 전류(OFF)와 외부광이 입사했을 때의 누설 전류(ON)를 각각 측정하여 외부광에 의한 누설 전류의 차이를 검출해낸다.
그런 다음, 상기 검출된 누설 전류의 차이 값을 백라이트 밝기 조절 신호로 피드백한다.
또한, 도시하지는 않았으나, 본 발명의 다른 실시예들에 의한 반투과형 액정표시장치에 있어서, 어레이 기판 상의 표시 영역의 일측 주변 영역에 집적되는 광 감지부는 박막 다이오드 또는 p형 반도체층/진성 반도체층/n형 반도체층의 PIN 다이오드로 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 외부광의 세기를 감지할 수 있는 광 감지부를 화소 어레이가 형성되는 기판 상에 집적시킴으로써 외부광의 세기에 연동하여 화면의 밝기를 변화시킬 수 있다.
액티브 매트릭스형 유기 전계발광 표시장치의 경우, 어레이 기판 상에 형성된 광 감지부에 의해 검출된 외부광의 세기에 따라 어두운 환경에서는 밝기를 감소시켜 수명을 증가시키고, 밝은 환경에서는 밝기를 증가시켜 디스플레이 시인성을 향상시킬 수 있다.
반투과형 액정표시장치의 경우, 광 감지부에 의해 검출된 외부광의 세기에 따라 백라이트의 밝기를 조절하여 디스플레이 모드를 최적화할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 전면 발광 액티브 매트릭스형 유기 전계발광 표시장치를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대 도시한 회로도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시한 전면 발광 액티브 매트릭스형 유기 전계발광 표시장치에 있어서, 화소부 및 광 감지부를 각각 도시한 단면도들이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 의한 전면 발광 액티브 매트릭스형 유기 전계발광 표시장치에 있어서, 광 감지부의 동작을 설명하기 위한 회로도 및 전류 그래프이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제2 실시예에 의한 배면 발광 액티브 매트릭스형 유기 전계발광 표시장치에 있어서, 화소부 및 광 감지부를 각각 도시한 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 의한 반투과형 액정표시장치의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 의한 반투과형 액정표시장치의 광 감지부의 회로도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 의한 반투과형 액정표시장치의 광 감지부의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 의한 반투과형 액정표시장치의 광 감지부의 회로도이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 의한 반투과형 액정표시장치의 광 감지부의 회로도이다.
도 12는 본 발명의 제6 실시예에 의한 반투과형 액정표시장치의 광 감지부의 회로도이다.
도 13은 본 발명의 제6 실시예에 의한 반투과형 액정표시장치에 있어서, 외부광이 없을 때와 외부광이 입사했을 때의 누설 전류를 비교하여 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200 : 어레이 기판 120, 250 : 표시 영역
102a, 102b, 102c, 202a, 202b : 게이트 전극
104, 204 : 게이트 절연막
105a, 105b, 105c, 205a, 205b : 액티브 패턴
106a, 106b, 106c, 206a, 206c : 오믹 콘택 패턴
108a, 108b, 108c : 소오스 전극
110a, 110b, 110c : 드레인 전극
112, 214 : 보호막 116, 210 : 절연막
113a, 113b, 113c, 113d, 113e : 콘택홀
114a, 114c : 브리지 배선 114b : 제1 전극
117 : 개구부 118 : 유기 전계발광층
120 : 제2 전극 125 : 화소부
130 : 주변 영역 140 : 데이터 구동회로부
145 : 게이트 구동회로부 150, ROC : 독출 회로부
208b : 커패시터 하부 전극 212 : 커패시터 상부 전극
216 : 광 차단막 260, A : 광 감지부
Vdata : 데이터 라인 ROL : 독출 라인
Vdd : 직류 신호 라인 GL : 게이트 라인
Cst : 스토리지 커패시터
T1, T2, T3, Ts, Ts1, Ts2 : 박막 트랜지스터
EL : 유기 전계발광 소자

Claims (30)

  1. 기판;
    상기 기판 상의 표시 영역에 복수개의 게이트 라인들과 복수개의 데이터 라인들이 서로 교차하여 형성된 복수개의 화소부들; 및
    상기 표시 영역의 일측 주변 영역에 형성되고, 외부광의 세기를 감지하기 위한 적어도 하나의 광 감지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광 감지부는 1차 어레이 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광 감지부는 복수의 어레이 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 표시 영역의 일측 주변 영역에 형성되고, 상기 광 감지부와 연결된 독출 라인을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 표시 영역의 타측 주변 영역에 형성되고, 상기 복수개의 게이트 라인 및/또는 상기 복수개의 데이터 라인을 구동하기 위한 구동 회로부 및 상기 광 감지부에 의해 감지된 외부광의 세기를 독출하기 위한 독출 회로부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 화소부들 각각은 비정질실리콘 박막 트랜지스터로 이루어진 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 광 감지부는 적어도 하나의 비정질실리콘 박막 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 장치.
  7. 기판;
    상기 기판 상의 표시 영역에, 게이트 라인, 상기 게이트 라인과 직교하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 연결된 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자에 연결되고 화소 전극으로 제공되는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 형성된 유기 전계발광층 및 상기 유기 전계발광층 상에 형성된 제2 전극을 포함하여 형성된 복수개의 화소부들; 및
    상기 표시 영역의 일측 주변 영역에 형성되고, 외부광의 세기를 감지하기 위한 적어도 하나의 광 감지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광 감지부는 1차 어레이 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 광 감지부는 하나의 하부-게이트형 비정질실리콘 박막 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 광 감지부는
    외부광에 의해 구동되어 신호를 출력하기 위한 광 감지용 박막 트랜지스터;
    상기 광 감지용 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 직류 신호 라인; 및
    상기 광 감지용 박막 트랜지스터의 소오스 전극과 연결되고, 상기 광 감지용 박막 트랜지스터로부터 상기 신호를 입력받아 상기 신호를 디지털 신호로 변환시키는 독출 회로부로 전송하기 위한 독출 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 광 감지용 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 소오스 전극은 서로 연결된 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 표시 영역의 타측 주변 영역에 형성되고, 상기 복수개의 게이트 라인 및/또는 상기 복수개의 데이터 라인을 구동하기 위한 구동 회로부 및 상기 광 감지부에 의해 감지된 외부광의 세기를 독출하기 위한 독출 회로부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  13. 제7항에 있어서, 각각의 화소부는 적어도 하나의 구동 소자 및 적어도 하나의 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 스위칭 소자 및 구동 소자는 하부-게이트형 비정질실리콘 박막 트랜지스터로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  15. 제7항에 있어서, 상기 제1 전극은 불투명 도전 물질로 형성하고 상기 제2 전극은 투명 도전 물질로 형성하여 전면 발광 모드를 구현하고,
    상기 제2 전극은 상기 광 감지부가 형성된 주변 영역을 제외한 표시 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  16. 제7항에 있어서, 상기 제1 전극은 투명 도전 물질로 형성하고 상기 제2 전극은 불투명 도전 물질로 형성하여 배면 발광 모드를 구현하고,
    상기 제2 전극은 상기 광 감지부가 형성된 주변 영역 및 표시 영역을 포함한 기판의 전면에 형성된 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치.
  17. 기판;
    상기 기판 상의 표시 영역에, 게이트 라인, 상기 게이트 라인과 직교하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 연결된 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자에 연결되고 투명 전극과 상기 투명 전극과 중첩되어 투과부 및 반사부를 형성하는 반사 전극으로 이루어진 화소 전극을 포함하여 형성된 복수개의 화소부들; 및
    상기 표시 영역의 일측 주변 영역에 형성되고, 외부광의 세기를 감지하기 위한 적어도 하나의 광 감지부를 구비하고,
    상기 광 감지부에 의해 검출된 외부광의 세기에 따라 상기 기판의 배면에 위치한 백라이트의 밝기를 조절하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광 감지부는 1차 어레이 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광 감지부는 복수의 어레이 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  20. 제17항에 있어서, 상기 표시 영역의 일측 주변 영역에 형성되고, 상기 광 감지부와 연결된 적어도 하나의 독출 라인을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 광 감지부는 상기 독출 라인과 상기 게이트 라인과의 교차점에 형성된 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  22. 제17항에 있어서, 상기 표시 영역의 타측 주변 영역에 형성되고, 상기 광 감지부에 의해 감지된 외부광의 세기를 독출하기 위한 독출 회로부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  23. 제17항에 있어서, 상기 스위칭 소자는 비정질실리콘 박막 트랜지스터로 이루어진 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  24. 제17항에 있어서, 상기 광 감지부는 적어도 하나의 비정질실리콘 박막 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 광 감지부는
    외부광의 세기를 검출하여 전하로 변환시키기 위한 제1 박막 트랜지스터;
    상기 제1 박막 트랜지스터로부터 제공된 전하를 저장시키기 위한 스토리지 커패시터; 및
    상기 스토리지 커패시터에 저장된 전하들을 출력시키기 위한 제2 박막 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제2 박막 트랜지스터는 외부광의 입사를 방지하기 위한 광 차단막을 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  27. 제24항에 있어서, 상기 광 감지부는 하나의 박막 트랜지스터와 하나의 스토리지 커패시터로 이루어진 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  28. 제24항에 있어서, 상기 광 감지부는 하나의 박막 트랜지스터만으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  29. 제17항에 있어서, 상기 광 감지부는 박막 다이오드로 이루어진 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
  30. 제17항에 있어서, 상기 광 감지부는 p형 반도체층/진성 반도체층/n형 반도체층의 PIN 다이오드로 이루어진 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
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