KR20060078584A - 유기 전계발광 소자 - Google Patents

유기 전계발광 소자 Download PDF

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KR20060078584A
KR20060078584A KR1020040118572A KR20040118572A KR20060078584A KR 20060078584 A KR20060078584 A KR 20060078584A KR 1020040118572 A KR1020040118572 A KR 1020040118572A KR 20040118572 A KR20040118572 A KR 20040118572A KR 20060078584 A KR20060078584 A KR 20060078584A
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이희영
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Abstract

본 발명은 반복적인 구동에 의한 유기발광다이오드들(R, G, B)의 열화에 의해 휘도가 감소하는 경우 이를 보상시켜줄 수 있는 유기 전계발광 소자에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유기 전계발광 소자는 복수의 메인 데이터라인과 복수의 메인 스캔라인의 교차부에 형성된 복수의 메인 유기발광다이오드가 구비된 메인 표시패널과, 상기 메인 유기발광다이오드와 동일한 조건으로 제조되어 복수의 더미 데이터라인과 복수의 더미 스캔라인의 교차부에 형성된 더미 유기발광다이오드가 구비된 더미 표시패널과, 상기 메인 데이터라인과 상기 메인 스캔라인을 통해 상기 메인 유기발광다이오드를 구동시키는 메인 구동 회로부와, 상기 메인 구동 회로부와 연동하여 상기 더미 데이터라인과 상기 더미 스캔라인을 통해 상기 더미 유기발광다이오드를 구동시키는 더미 구동 회로부와, 상기 더미 구동 회로부로부터 상기 더미 유기발광다이오드로 공급되는 전류를 실시간으로 검출하는 검출부와, 상기 더미 구동 회로부로부터 출력되는 기준전류와 상기 검출부로부터 출력되는 검출전류를 비교하여 상기 메인 유기발광다이오드의 휘도 보상 여부를 판단하는 휘도 보상 판단부와, 상기 휘도 보상 판단부의 출력신호에 따라 상기 메인 구동 회로부의 바이어스 생성을 제어하는 휘도 보상부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기 전계발광 소자{Organic Electro Luminescence Device}
도 1은 종래의 유기 전계발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 유기 전계발광 소자의 구동파형도이다.
도 3은 본 발명의 실시예1에 따른 유기 전계발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예2에 따른 유기 전계발광 소자를 나타내는 도면이다.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 유기발광다이오드 20, 120 : 메인 표시패널
22 : 데이터 구동부 24 : 스캔 구동부
110 : 더미 표시패널 130 : 메인 구동 회로부
140, 240 : 더미 구동 회로부 150, 250 : 검출부
160 : 휘도 보상 판단부 170 : AC/DC 컨버터
180 : 휘도 보상부
본 발명은 유기 전계발광 소자에 관한 것으로, 특히, 반복적인 구동에 의한 유기발광다이오드들(R, G, B)의 열화에 의해 휘도가 감소하는 경우 이를 보상시켜 줄 수 있는 유기 전계발광 소자에 관한 것이다.
최근에는 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 감소시킬 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 "LCD"라 함), 전계방출표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함) 및 전계발광(Electro-luminescence : 이하 "EL"이라 함) 소자 등이 있다.
PDP는 구조와 제조공정이 비교적 단순하기 때문에 대화면화에 가장 유리하지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다. LCD는 노트북 컴퓨터의 표시장치로 주로 이용되면서 그 수요가 증가하고 있지만, 대화면화가 어렵고 백라잇 유닛(Back Light Unit)으로 인하여 소비전력이 큰 단점이 있다. 또한, LCD는 편광 필터, 프리즘 시트, 확산판 등의 광학소자들에 의해 광손실이 많고, 시야각이 좁은 단점이 있다. 이러한 표시장치들에 비하여, EL 소자는 무기 EL과 유기 EL로 대별되며, 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 유기 EL 소자는 대략 10[V] 정도의 전압으로 수만 [cd/㎡]의 높은 휘도로 화상을 표시할 수 있다.
도 1은 종래의 유기 EL 소자를 나타내는 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 유기 EL 소자의 구동파형도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 유기 EL 소자는 서로 교차하는 데이터 라인(DL1 내지 DLm) 및 스캔라인(SL1 내지 SLn)과, 그 교차부마다 형성되어 매트릭스 타입(Matrix type)으로 배열된 유기발광다이오드들(10)을 구비하는 표시패널(20)과, 스캔라인(SL1 내지 SLn)에 스캔펄스(SCAN)를 공급하는 스캔 구동부(24)와, 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 데이터펄스(DATA)를 공급하는 데이터 구동부(22)를 구비한다.
유기발광다이오드들(10)은 컬러 화상의 구현을 위하여 적색 형광체를 갖는 적색 유기발광다이오드(R)와, 녹색 형광체를 갖는 녹색 유기발광다이오드(G)와, 청색 형광체를 갖는 청색 유기발광다이오드(B)로 형성된다. 유기 전계발광 소자는 적색, 녹색 및 청색 유기발광다이오드들(R, G, B)의 조합에 의하여 한 화소에 대한 컬러 화상을 구현하게 된다. 여기서, 적색, 녹색 및 청색 유기발광다이오드들(R, G, B)의 양극은 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에, 음극은 스캔라인(SL1 내지 SLn)에 각각 접속된다.
적색, 녹색 및 청색 유기발광다이오드들(R, G, B)은 음극에 접속된 스캔라인(SL1 내지 SLn)에 부극성 스캔펄스(SCAN)가 공급됨과 동시에 양극에 접속된 데이터라인(DL1 내지 DLm)에 정극성 데이터펄스(DATA)가 공급될 때 순방향 바이어스에 의해 전류가 흐르면서 발광한다. 이를 위하여, 스캔 구동부(24)는 첫 번째 스캔라인(SL1)으로부터 n번째 스캔라인(SLn)까지 부극성 스캔펄스(SCAN)를 순차적으로 공급하여 데이터가 표시되는 스캔라인(SLi : 여기서 i는 1 내지 n 중 어느 하나의 수)을 선택한다. 데이터 구동부(22)는 부극성 스캔펄스(SCAN)에 동기되어 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 정극성 데이터펄스(DATA)를 공급한다. 데이터 구동부(22)의 데이터펄스(DATA)는 표시하고자 하는 화상에 비례하는 전류로 선택된 스캔라인(SLi)에 접속된 적색, 녹색 및 청색 유기발광다이오드들(R, G, B)에 공급되며, 적색, 녹색 및 청색 유기발광다이오드들(R, G, B)은 각각에 공급된 전류에 비례하는 밝기로 발광함으로써 화상을 구현하게 된다.
예를 들어, 적색 유기발광다이오드(R)에는 100㎁의 전류를 공급하고, 녹색 유기발광다이오드(G)에는 300㎁, 청색 유기발광다이오드(B)에는 400㎁의 전류를 흘려주어 적색, 녹색 및 청색 유기발광다이오드들(R, G, B)의 조합으로 한 화소의 화상을 구현하는 것이다.
그러나, 유기물로 이루어진 유기발광다이오드들(R, G, B)은 그 물성적 특성상 반복적인 구동에 의해 열화가 발생되는데, 이러한 열화에 의해 유기발광다이오드(R, G, B) 별로 출력되는 휘도가 변화게 된다. 이처럼 유기발광다이오드들(R, G, B)이 열화되는 경우 유기 EL 소자의 전체 휘도 특성이 저하되는 원인이 되기도 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 반복적인 구동에 의한 유기발광다이오드들(R, G, B)의 열화에 의해 휘도가 감소하는 경우 이를 보상시켜줄 수 있는 유기 EL 소자를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 유기 EL 소자는 복수의 메인 데이터라인과 복수의 메인 스캔라인의 교차부에 형성된 복수의 메인 유기발광다이오드가 구비된 메인 표시패널과; 상기 메인 유기발광다이오드와 동일한 조건으로 제조 되어 복수의 더미 데이터라인과 복수의 더미 스캔라인의 교차부에 형성된 더미 유기발광다이오드가 구비된 더미 표시패널과; 상기 메인 데이터라인과 상기 메인 스캔라인을 통해 상기 메인 유기발광다이오드를 구동시키는 메인 구동 회로부와; 상기 메인 구동 회로부와 연동하여 상기 더미 데이터라인과 상기 더미 스캔라인을 통해 상기 더미 유기발광다이오드를 구동시키는 더미 구동 회로부와; 상기 더미 구동회로부로부터 상기 더미 유기발광다이오드로 공급되는 전류를 실시간으로 검출하는 검출부와; 상기 더미 구동 회로부로부터 출력되는 기준전류와 상기 검출부로부터 출력되는 검출전류를 비교하여 상기 메인 유기발광다이오드의 휘도 보상 여부를 판단하는 휘도 보상 판단부와; 상기 휘도 보상 판단부의 출력신호에 따라 상기 메인 구동 회로부의 바이어스 생성을 제어하는 휘도 보상부를 구비한다.
상기 검출부는 상기 더미 표시패널로부터 상기 검출전류를 검출한다.
상기 검출부는 상기 더미 구동 회로부로부터 상기 검출전류를 검출한다.
상기 기준전류는 상기 메인 유기발광다이오드로 공급되는 초기 전류이다.
상기 메인 구동 회로부는 상기 검출전류가 상기 기준전류보다 높은 경우 상기 유기발광다이오드로 더 높은 바이어스를 공급한다.
상기 더미 구동 회로부는 상기 메인 구동 회로부로부터 공급되는 바이어스와 동일한 크기를 갖는 바이어스를 상기 더미 유기발광다이오드로 공급한다.
상기 휘도 보상 판단부로부터 출력되는 AC 신호를 DC로 변환하여 상기 휘도보상부로 출력하는 AC/DC 컨버터를 더 구비한다.
상기 더미 유기발광다이오드는 각각 하나의 R, G, B로 구성된다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예1에 따른 유기 EL 소자를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예1에 따른 유기 EL 소자는 매트릭스타입으로 배열된 메인(Main) 유기발광다이오드들(MR, MG, MB)을 구비하는 메인 표시패널(120)과, 메인 표시패널(120)을 구성하는 메인 유기발광다이오드들(MR, MG, MB)과 동일한 방법으로 제조되어 동일한 물성적, 전기적 특성을 갖는 더미(Dummy) 유기발광다이오드들(DR, DG, DB)을 구비하는 더미 표시패널(110)을 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예1에 따른 유기 EL 표시소자는 메인 유기발광다이오드들(MR, MG, MB)을 구동시키는 메인 구동 회로부(130)와, 더미 유기발광다이오드들(DR, DG, DB)을 구동시키는 더미 구동 회로부(140)와, 더미 유기발광다이오들(DR, DG, DB)로부터 공급되는 전류를 검출하는 검출부(15)와, 검출부(15)를 통해 검출된 전류(Idet)와 더미 구동 회로부(140)로부터 제공되는 기준전류(Iref)를 비교하여 휘도 보상 여부를 판단하는 휘도 보상 판단부(160)와, 휘도 보상 판단부(160)의 출력신호에 따라 메인 구동 회로부(130)를 제어하는 휘도 보상부(180)를 포함한다.
메인 구동 회로부(130)는 메인 스캔라인들을 통해 메인 표시패널(120)의 메인 유기발광다이오드들(MR, MG, MB)로 스캔펄스를 공급하고, 메인 데이터라인들을 통해 메인 표시패널(120)의 메인 유기발광다이오드들(MR, MG, MB)로 데이터펄스를 공급한다. 이러한 메인 구동 회로부(130)는 휘도 보상부(180)의 제어신호에 따라 메인 데이터 라인을 통해 메인 표시패널(120)로 공급되는 전류가 동일하게 하거나 증가시켜 공급한다.
더미 구동 회로부(140)는 메인 구동 회로부(130)와 연동하여 더미 스캔라인들을 통해 더미 표시패널(110)에 구성된 더미 유기발광다이오드들(DR, DG, DB)로 각각 스캔펄스를 공급하고, 더미 데이터라인들을 통해 더미 표시패널(110)의 더미 유기발광다이오드들(DR, DG, DB)로 각각 데이터펄스를 공급한다. 또한, 더미 구동회로부(140)는 더미 유기발광다이오드들(DR, DG, DB)의 반복적인 구동(즉, 메인 유기발광다이오드들(MR, MG, MB)과 동일한 조건을 구동됨)에 의해 열화되어 휘도가 저하되는 경우 목표치 휘도를 갖도록 전류를 증가시켜 더미 데이터라이들을 통해 더미 표시패널(110)로 제공한다. 또한, 더미 구동 회로부(140)는 더미 유기발광다이오드들(DR, DG, DB)이 반복적인 구동에 의해 열화되기 전의 목표치, 즉 최적의 휘도를 갖는 범위 내의 초기 전류값(Iref)을 저장하여 휘도 보상 판단부(160)로 제공한다.
검출부(140)는 더미 구동 회로부(140)로부터 더미 표시패널(110)로 공급되는 전류를 검출한다. 즉, 더미 구동 회로부(140)로부터 더미 데이터 라인을 통해 각 더미 유기발광다이오드들(DR, DG, DB)로 공급되는 전류를 검출한다. 이러한 검출부(140)는 실시간으로 더미 구동 회로부(140)로부터 공급되는 전류값의 변동을 검출한다.
휘도 보상 판단부(160)는 더미 구동 회로부(140)로부터 제공되는 기준전류(Iref)와 검출부(150)로부터 제공되는 검출전류(Idet)를 비교하여 메인 유기발광다이오드(MR, MG, MB)의 열화에 의한 휘도 감소 유무를 판단한다. 예컨대, 휘도 보상 판단부(160)는 검출전류(Idet)가 기준전류(Iref)보다 높은 경우 메인 유기발광다이오드(MR, MG, MB)의 휘도가 감소한 것으로 판단하여 이에 대응하는 제1 신호를 출력한다. 이와 반대로, 검출전류(Idet)가 기준전류(Iref)보다 같은 경우 제2 신호를 출력한다.
휘도 보상부(180)는 AC/DC 컨버터(170)를 통해 입력되는 제1 및 제2 신호에 따라 메인 구동 회로부(130)의 동작을 제어하는 제어신호를 출력한다. 예컨대, 휘도 보상부(180)는 휘도 보상 판단부(160)로부터 제1 신호가 입력되는 경우 메인 구동 회로부(130)로 하여금 전류를 증가시켜 생성하도록 제어하는 제어신호를 출력한다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예1에 따른 유기 EL 소자의 동작 특성을 설명하면 다음과 같다.
우선, 초기에는 메인 구동 회로부(130)와 더미 구동 회로부(140)로부터 각각 최적의 조건으로 공급되는 바이어스(bais)에 의해 메인 유기발광다이오드들(MR, MG, MB)과 더미 유기발광다이오드들(DR, DG, DB)은 구동된다. 이때, 메인 유기발광 다이오드들(MR, MG, MB)과 더미 유기발광다이오드들(DR, DG, DB)은 각각 최적의 휘 도를 갖는다.
한편, 더미 구동 회로부(140)는 메인 구동 회로부(130)와 연동하여 더미 유기발광다이오드들(DR, DG, DB)로 바이어스를 공급한다. 그리고, 초기에 공급되는 바이어스의 초기 전류값을 저장한다. 이렇게 저장된 초기 전류값은 메인 표시패널(120)의 메인 유기발광다이오드들(MR, MG, MB)의 휘도 보상 여부를 판단하는 기준 전류값이 된다.
이후, 반복적인 구동에 의해 더미 유기발광다이오드들(DG, DR, DB)이 열화되어 초기에 얻어진 최적의 휘도보다 낮아지는 경우 더미 구동 회로부(140)는 이를 보상하기 위해 우선적으로 더 높은 바이어스를 생성하여 더미 유기발광다이오드들(DG, DR, DB)로 공급한다. 이렇게 증가된 바이어스의 전류는 검출부(150)에 의해 검출된다.
휘도 보상 판단부(160)는 검출부(150)를 통해 검출된 검출전류(Iref)가 더미 구동 회로부(140)에 저장된 초기 기준전류(Iref)보다 높은 경우 메인 표시패널(120)의 메인 유기발광다이오드들(MR, MG, MB) 또한 열화되어 휘도가 감소한 것으로 판단한다. 이에 대응하여 휘도 보상 판단부(160)는 휘도 보상부(180)로 제1 신호를 출력한다.
휘도 보상부(180)는 휘도 보상 판단부(160)로부터 AC/DC 컨버터(170)를 통해 출력되는 제1 신호에 따라 메인 유기발광다이오드들(MR, MG, MB)이 열화되어 휘도가 감소한 것을 보상하도록 메인 구동 회로부(130)로부터 더 높은 바이어스를 생성하도록 제어하는 제어신호를 메인 구동 회로부(130)로 출력한다. 여기서, 더 높은 바이어스는 메인 유기발광다이오드들(MR, MG, MB)이 목표치 휘도를 갖는 범위 내의 바이어스이다.
메인 구동 회로부(130)는 휘도 보상부(180)로부터 출력되는 제어신호에 따라 초기 바이어스보다 더 높은 바이어스를 생성하여 메인 표시패널(120)로 공급한다. 이로써, 메인 유기발광다이오드들(MR, MG, MB)은 감소된 만큼의 휘도를 보상받게 된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예2에 따른 유기 EL 소자를 나타내는 도면이다. 여기서, 도 3에 도시된 참조번호와 동일한 참조번호는 동일한 기능을 수행하는 동일 요소이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예2에 따른 유기 EL 소자는 상술한 실시예1에 따른 유기 EL 소자와 달리 검출부(150)가 더미 표시패널(110)로부터 전류를 검출하는 것이 아니라, 더미 구동 회로부(240)로부터 전류를 검출하도록 그 구성이 이루어진다.
즉, 본 발명의 바람직한 실시예2에 따른 유기 EL 소자의 검출부(250)는 도 4에 도시된 바와 같이 더미 구동 회로부(240)로부터 직접 전류를 검출하도록 구성된다. 더미 구동 회로부(240)는 더미 유기발광다이오드들(DR, DG, DB)이 열화되어 휘도가 감소하는 경우 더미 유기발광다이오드들(DR, DG, DB)의 구동 전압인 바이어스를 증가시켜 감소된 휘도를 보상한다. 따라서, 검출부(250)는 더미 구동 회로부(240)로부터 상승된 바이어스의 전류값을 검출함으로써 실시예1과 같은 동일한 기능을 수행할 수 있다.
한편, 실시예2에서는 검출부(250)를 제외한 다른 구성들은 실시예1과 동일하게 구성으로 이루어짐에 따라 여기서는 설명의 편의를 위해 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 EL 표시소자는 메인 표시패널을 구성하는 메인 유기발광다이오드들과 동일한 조건으로 제조된 더미 유기발광다이오드들과, 이 더미 유기발광다이오드들의 열화에 의한 휘도 감소를 판단하여 감소된 휘도를 보상하는 더미 구동 회로부, 검출부, 휘도 감소 판단부, 휘도 보상부를 구비한다. 이에 따라, 본 발명의 유기 EL 표시소자는 종래기술과 달리 반복적인 구동에 의한 메인 유기발광다이오드들(R, G, B)의 열화에 의해 휘도가 감소하는 경우 이를 안정적으로 보상시켜줄 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, 특허청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (8)

  1. 복수의 메인 데이터라인과 복수의 메인 스캔라인의 교차부에 형성된 복수의 메인 유기발광다이오드가 구비된 메인 표시패널과;
    상기 메인 유기발광다이오드와 동일한 조건으로 제조되어 복수의 더미 데이터라인과 복수의 더미 스캔라인의 교차부에 형성된 더미 유기발광다이오드가 구비된 더미 표시패널과;
    상기 메인 데이터라인과 상기 메인 스캔라인을 통해 상기 메인 유기발광다이오드를 구동시키는 메인 구동 회로부와;
    상기 메인 구동 회로부와 연동하여 상기 더미 데이터라인과 상기 더미 스캔라인을 통해 상기 더미 유기발광다이오드를 구동시키는 더미 구동 회로부와;
    상기 더미 구동 회로부로부터 상기 더미 유기발광다이오드로 공급되는 전류를 실시간으로 검출하는 검출부와;
    상기 더미 구동 회로부로부터 출력되는 기준전류와 상기 검출부로부터 출력되는 검출전류를 비교하여 상기 메인 유기발광다이오드의 휘도 보상 여부를 판단하는 휘도 보상 판단부와;
    상기 휘도 보상 판단부의 출력신호에 따라 상기 메인 구동 회로부의 바이어스 생성을 제어하는 휘도 보상부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 더미 표시패널로부터 상기 검출전류를 검출하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 더미 구동 회로부로부터 상기 검출전류를 검출하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준전류는 상기 메인 유기발광다이오드로 공급되는 초기 전류인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 구동 회로부는 상기 검출전류가 상기 기준전류보다 높은 경우 상기 유기발광다이오드로 더 높은 바이어스를 공급하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 구동 회로부는 상기 메인 구동 회로부로부터 공급되는 바이어스와 동일한 크기를 갖는 바이어스를 상기 더미 유기발광다이오드로 공급하는 것을 특징 으로 하는 유기 전계발광 소자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 휘도 보상 판단부로부터 출력되는 AC 신호를 DC로 변환하여 상기 휘도 보상부로 출력하는 AC/DC 컨버터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 유기발광다이오드는 각각 하나의 R, G, B로 구성된 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자.
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