KR20070051207A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 이 표시 장치는, 서로 다른 색을 내는 복수의 발광 소자, 발광 소자가 발광하도록 발광 소자에 구동 전류를 공급하는 복수의 구동 트랜지스터, 그리고 발광 소자에 노출되어 있으며 발광 소자의 발광에 따라 광전류를 형성하는 복수의 감지 트랜지스터를 포함한다. 이때, 서로 다른 색을 내는 발광 소자에 각각 대응하는 감지 트랜지스터의 크기는 서로 다르다. 본 발명에 의하면 감지 트랜지스터를 구비하여 휘도를 보상함으로써 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 변동을 보상할 수 있으며, 감지 트랜지스터 및 축전기의 크기를 조정함으로써 화소의 개구율을 높일 수 있다.
표시 장치, 유기 발광 다이오드, 구동 트랜지스터, 스위칭 트랜지스터, 감지 트랜지스터, 축전기

Description

표시 장치 {DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 배치도이다.
도 4 내지 도 6은 각각 도 3의 유기 발광 표시 장치를 IV-IV 선, V-V 선 및 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 각 색에 대한 감지 트랜지스터의 감도를 도시한 그래프이다.
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 광 감지 기능이 있는 표시 장치에 관한 것이다.
최근 퍼스널 컴퓨터나 텔레비전 등의 경량화 및 박형화에 따라 표시 장치도 경량화 및 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 따라 음극선관(cathode ray tube, CRT)이 평판 표시 장치로 대체되고 있다.
이러한 평판 표시 장치에는 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 전계 방출 표시 장치(field emission display, FED), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display), 플라스마 표시 장치(plasma display panel, PDP) 등이 있다.
일반적으로 능동형 평판 표시 장치에서는 복수의 화소가 행렬 형태로 배열되며, 주어진 휘도 정보에 따라 각 화소의 광 강도를 제어함으로써 화상을 표시한다. 이 중 유기 발광 표시 장치는 형광성 유기 물질을 전기적으로 여기 발광시켜 화상을 표시하는 표시 장치로서, 자기 발광형이고 소비 전력이 작으며, 시야각이 넓고 화소의 응답 속도가 빠르므로 고화질의 동영상을 표시하기 용이하다.
유기 발광 표시 장치는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)와 이를 구동하는 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 구비한다. 이 박막 트랜지스터는 활성층(active layer)의 종류에 따라 다결정 규소(poly silicon) 박막 트랜지스터와 비정질 규소(amorphous silicon) 박막 트랜지스터 등으로 구분된다. 다결정 규소 박막 트랜지스터를 채용한 유기 발광 표시 장치는 여러 가지 장점이 있어서 일반적으로 널리 사용되고 있으나 박막 트랜지스터의 제조 공정이 복잡하고 이에 따라 비용도 증가한다. 또한 이러한 유기 발광 표시 장치로는 대화면을 얻기가 어렵다.
비정질 규소 박막 트랜지스터를 채용한 유기 발광 표시 장치는 대화면을 얻기 용이하고, 다결정 규소 박막 트랜지스터를 채용한 유기 발광 표시 장치보다 제조 공정 수효도 상대적으로 적다. 그러나 비정질 규소 박막 트랜지스터의 제어 단 자에 양극성의 DC 전압을 지속적으로 인가함에 따라 비정질 규소 박막 트랜지스터의 문턱 전압이 변동된다. 이것은 동일한 제어 전압이 박막 트랜지스터에 인가되더라도 불균일한 전류가 유기 발광 다이오드에 흐르게 하는데, 이로 인하여 유기 발광 표시 장치의 휘도가 낮아져 화질 열화가 발생한다. 결국 이것은 유기 발광 표시 장치의 수명을 단축시킨다.
따라서 문턱 전압의 변동을 보상하여 화질 열화를 방지하기 위하여 현재까지 많은 화소 회로가 제안되었다. 그러나 대부분의 화소 회로는 박막 트랜지스터, 축전기 및 배선을 다수 포함하고 있어서 화소의 개구율이 낮다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 비정질 규소 박막 트랜지스터의 문턱 전압의 변동을 보상하여 화질 열화를 방지할 수 있으면서도 화소의 개구율을 높일 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는, 서로 다른 색을 내는 복수의 발광 소자, 상기 발광 소자가 발광하도록 상기 발광 소자에 구동 전류를 공급하는 복수의 구동 트랜지스터, 그리고 상기 발광 소자에 노출되어 있으며 상기 발광 소자의 발광에 따라 광전류를 형성하는 복수의 감지 트랜지스터를 포함하며, 상기 서로 다른 색을 내는 발광 소자에 각각 대응하는 상기 감지 트랜지스터의 크기는 서로 다르다.
상기 감지 트랜지스터의 채널 길이는 서로 다를 수 있다.
상기 감지 트랜지스터의 채널 폭은 서로 다를 수 있다.
상기 서로 다른 색은 적색, 녹색 및 청색을 포함하며, 상기 청색을 내는 발광 소자에 대응하는 감지 트랜지스터의 크기가 상기 적색 및 녹색을 내는 발광 소자에 대응하는 감지 트랜지스터의 크기보다 작을 수 있다.
상기 구동 전류에 대응하는 영상 데이터 전압을 충전하는 복수의 제1 축전기, 그리고 감지 기준 전압을 충전하며 상기 광전류에 대응하는 소정 전압을 방전하는 복수의 제2 축전기를 더 포함할 수 있다.
상기 서로 다른 색을 내는 발광 소자에 각각 대응하는 상기 제2 축전기의 크기는 서로 다를 수 있다.
상기 서로 다른 색은 적색, 녹색 및 청색을 포함하며, 상기 청색을 내는 발광 소자에 대응하는 제2 축전기의 크기가 상기 적색 및 녹색을 내는 발광 소자에 대응하는 제2 축전기의 크기보다 작을 수 있다.
주사 신호에 따라 상기 영상 데이터 전압을 상기 제1 축전기 및 상기 구동 트랜지스터에 전달하는 복수의 제1 스위칭 트랜지스터, 그리고 상기 주사 신호에 따라 상기 감지 기준 전압을 상기 제2 축전기 및 상기 감지 트랜지스터에 전달하는 복수의 제2 스위칭 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터에 연결되어 있으며 상기 주사 신호를 전달하는 복수의 주사 신호선, 상기 제1 스위칭 트랜지스터에 연결되어 있으며 상기 영상 데이터 전압을 전달하는 복수의 영상 데이터선, 그리고 상기 제2 스위칭 트랜지스터에 연결되어 있으며 상기 감지 기준 전압을 전달하는 복수의 감지 데이터선
을 더 포함할 수 있다.
상기 감지 데이터선에 연결되어 상기 감지 기준 전압을 상기 감지 데이터선에 공급하며, 상기 제2 축전기에 충전되는 전압의 크기를 검출하여 상기 발광 소자에 대한 휘도 정보를 생성하는 휘도 검출부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 표시 장치는, 서로 다른 색을 내는 복수의 발광 소자, 주사 신호를 전달하는 복수의 주사 신호선, 상기 주사 신호선과 교차하며 영상 데이터 전압을 전달하는 복수의 영상 데이터선, 상기 주사 신호선과 교차하며 감지 기준 전압을 전달하는 복수의 감지 데이터선, 제1 전압에 연결되어 있는 제1 단자, 상기 발광 소자에 연결되어 있는 제2 단자, 그리고 제어 단자를 가지는 복수의 구동 트랜지스터, 그리고 상기 감지 기준 전압에 연결되어 있는 제1 단자, 다음 주사 신호선에 연결되어 있는 제2 단자, 그리고 제2 전압에 연결되어 있는 제어 단자를 가지는 복수의 감지 트랜지스터를 포함하며, 상기 서로 다른 색을 내는 발광 소자에 각각 대응하는 상기 감지 트랜지스터의 크기는 서로 다르다.
상기 구동 트랜지스터의 제1 단자와 제어 단자 사이에 연결되어 있는 복수의 제1 축전기, 그리고 상기 감지 트랜지스터의 제1 단자와 제어 단자 사이에 연결되어 있는 복수의 제2 축전기를 더 포함할 수 있다.
상기 주사 신호에 응답하여 동작하며 상기 구동 트랜지스터의 제어 단자와 상기 영상 데이터선 사이에 연결되어 있는 복수의 제1 스위칭 트랜지스터, 그리고 상기 주사 신호에 응답하여 동작하며 상기 감지 트랜지스터의 제1 단자와 상기 감지 데이터선 사이에 연결되어 있는 복수의 제2 스위칭 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시판(display panel)(300) 및 이에 연결된 주사 구동부(400), 영상 데이터 구동부(500) 및 휘도 검출부(800), 영상 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생 성부(700), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.
표시판(300)은 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G1-Gn+1, D1-Dm, P1-Pm, Ld, Ln), 그리고 이들에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다.
신호선(G1-Gn+1, D1-Dm, P1-Pm)은 주사 신호를 전달하는 복수의 주사 신호선(G1-Gn+1)과 영상 데이터 전압을 전달하는 영상 데이터선(D1-Dm) 및 감지 기준 전압을 전달하는 복수의 감지 데이터선(P1-Pm)을 포함한다. 주사 신호선(G1-Gn+1)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 영상 데이터선(D1-Dm) 및 감지 데이터선(P1-Pm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
신호선(Ld, Ln)은 구동 전압(Vdd)을 전달하는 구동 전압선(Ld)과 제어 전압(Vneg)을 전달하는 제어 전압선(Ln)을 포함하며, 행 또는 열 방향으로 뻗어 있다.
도 2를 참고하면, 각 화소(PX), 예를 들면 i 번째 화소행의 주사 신호선(Gi), j 번째 화소열의 영상 데이터선(Dj) 및 감지 데이터선(Pj)에 연결되어 있는 화소(PX)는 유기 발광 다이오드(LD), 구동 트랜지스터(Qd), 감지 트랜지스터(Qp), 제1 및 제2 축전기(C1, C2), 그리고 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(Qs1, Qs2)를 포함한다.
구동 트랜지스터(Qd)는 박막 트랜지스터 등 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 제1 스위칭 트랜지스터(Qs1) 및 제1 축전기(C1)에 연결되어 있고, 입력 단자 및 출력 단자는 각각 구동 전압선(Ld) 및 유기 발광 다이오드(LD)에 연결되어 있다.
제1 스위칭 트랜지스터(Qs1)도 삼단자 소자로서, 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 주사 신호선(Gi) 및 영상 데이터선(Dj)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 제1 축전기(C1) 및 구동 트랜지스터(Qd)에 연결되어 있다.
제1 축전기(C1)는 제1 스위칭 트랜지스터(Qs1)와 구동 전압(Vdd) 사이에 연결되어 있으며, 제1 스위칭 트랜지스터(Qs1)로부터의 영상 데이터 전압을 충전하여 소정 시간 동안 유지한다.
유기 발광 다이오드(LD)의 애노드(anode)와 캐소드(cathode)는 각각 구동 트랜지스터(Qd)와 공통 전압(Vcom)에 연결되어 있다. 유기 발광 다이오드(LD)는 구동 트랜지스터(Qd)가 공급하는 전류(ILD)의 크기에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 화상을 표시한다. 전류(ILD)의 크기는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 출력 단자 사이의 전압(Vgs)의 크기에 의존한다.
감지 트랜지스터(Qp)도 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 제어 전압선(Ln)에 연결되어 있고, 입력 단자는 제2 스위칭 트랜지스터(Qs2)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 (i+1) 번째 화소행의 주사 신호선(Gi+1)(이하, 다음 주사 신호선이라 함)에 연결되어 있다. 감지 트랜지스터(Qp)의 채널부 반도체는 유기 발광 다이오드(LD) 하부에 위치하여 유기 발광 다이오드(LD)가 발광함에 따라 이로부터 광을 받아 광전류를 형성하고, 입력 단자 및 출력 단자의 전압 차에 따라 광전류를 출력 단자로 내보낸다.
제2 스위칭 트랜지스터(Qs2)도 삼단자 소자로서, 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 주사 신호선(Gi) 및 감지 데이터선(Pj)에 연결되어 있고, 출력 단자는 감지 트랜지스터(Qp)에 연결되어 있다. 제2 스위칭 트랜지스터(Qs2)는 감지 데이터선(Pj)으로부터의 감지 기준 전압을 제2 축전기(C2)에 전달한다.
제2 축전기(C2)는 감지 트랜지스터(Qp)의 제어 단자 및 입력 단자 사이에 연결되어 있으며, 제2 스위칭 트랜지스터(Qs2)로부터 감지 기준 전압을 받아 충전하며 감지 트랜지스터(Qp)가 광전류를 흘림에 따라 광전류의 크기에 대응하는 소정 전압을 방전한다.
그러면 이러한 유기 발광 표시 장치의 상세 구조에 대하여 도 3 내지 도 6을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 배치도이고, 도 4 내지 도 6은 각각 도 3의 유기 발광 표시 장치를 IV-IV 선, V-V 선 및 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 제1 및 제2 제어 전극(control electrode)(124a, 124b)을 포함하는 복수의 주사 신호선(121a, 121b), 복수의 제3 제어 전극(124c), 그리고 제4 제어 전극(124d)을 포함하는 복수의 제어 전압선(122)을 포함하는 복수의 게이트 도전체(gate conductor)가 형성되어 있다. 설명의 편의를 위하여 주사 신호선(121a)이 형성되어 있는 화소행의 다음 화소행의 주사 신호선의 도면 부호를 121b로 나타낸다.
주사 신호선(121a) 및 제어 전압선(122)은 각각 주사 신호 및 제어 전압(Vneg)을 전달하며, 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 제1 및 제2 제어 전극(124a, 124b)은 각각 주사 신호선(121a)의 오른쪽과 왼쪽에서 아래로 뻗어 있다. 제3 제어 전극(124c)은 주사 신호선(121a) 및 제어 전압선(122)과 분리되어 있으며, 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며 넓은 면적을 이루고 있다. 제4 제어 전극(124d)은 제어 전압선(122)으로부터 위로 뻗어 있으며 넓은 면적을 이루고 있다.
게이트 도전체(121a, 121b, 122, 124c)는 알루미늄(Al)과 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)과 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 이 중 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 만들어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 만들어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막 및 알루미늄 (합금) 하부막과 몰리브덴 (합금) 상부막을 들 수 있다. 그러나 게이트 도전체(121a, 121b, 122, 124c)는 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 만들어질 수 있다.
게이트 도전체(121a, 121b, 122, 124c)의 측면은 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 30-80°이다.
게이트 도전체(121a, 121b, 122, 124c) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polycrystalline silicon) 등으로 만들어진 복수의 제1 내지 제7 섬형 반도체(154a, 154b, 154c, 154d, 155, 156, 157)가 형성되어 있다. 제1 내지 제4 반도체(154a-154d)는 각각 제1 내지 제4 제어 전극(124a-124d) 위에 위치한다.
제1 내지 제4 반도체(154a-154d) 위에는 각각 복수 쌍의 제1 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163a, 165a), 제2 저항성 접촉 부재(163b, 165b), 제3 저항성 접촉 부재(163c, 165c), 그리고 제4 저항성 접촉 부재(163d, 165d)가 형성되어 있으며, 반도체(155-157) 위에도 저항성 접촉 부재(166, 167)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163a-163d, 165a-165d, 166, 167)는 섬 모양이며, 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 제1 내지 제4 저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 165b, 163c, 165c, 163d, 165d)는 각각 쌍을 이루어 제1 내지 제4 반도체(154a-154d) 위에 배치되어 있다.
반도체(154a-154d, 155-157)와 저항성 접촉 부재(163a-163d, 165a-165d, 166, 167)의 측면은 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 30-80°이다.
저항성 접촉 부재(163a-163d, 165a-165d, 166, 167) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 영상 데이터선(171), 복수의 구동 전압선(172), 복수의 감지 데이터선(174), 그리고 복수의 제1 내지 제4 출력 전극(output electrode)(175a, 175b, 175c, 175d)을 포함하는 복수의 데이터 도전체(data conductor)가 형성되어 있다.
영상 데이터선(171) 및 감지 데이터선(174)은 영상 데이터 전압 및 감지 기준 전압을 각각 전달하며, 주로 세로 방향으로 뻗어 주사 신호선(121a) 및 제어 전압선(122)과 교차한다. 각 영상 데이터선(171) 및 감지 데이터선(174)은 각각 제1 및 제2 제어 전극(124a, 124b)을 향하여 뻗은 복수의 제1 및 제2 입력 전극(input electrode)(173a, 173b)을 포함한다.
구동 전압선(172)은 구동 전압(Vdd)을 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 주사 신호선(121a) 및 제어 전압선(122)과 교차한다. 각 구동 전압선(172)은 제3 제어 전극(124c)을 향하여 뻗어 있는 제3 입력 전극(173c)을 포함한다. 구동 전압선(172)은 제3 제어 전극(124c)과 중첩하며, 서로 연결될 수 있다.
제1 내지 제4 출력 전극(175a-175d)은 서로 분리되어 있고 영상 데이터선(171), 감지 데이터선(174) 및 구동 전압선(172)으로부터도 분리되어 있다. 제2 출력 전극(175b)은 제4 입력 전극(173d)을 포함하며, 세로 방향으로 길게 뻗어 제4 제어 전극(124d)과 중첩한다. 제3 출력 전극(175c)은 구동 전압선(172)을 따라 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며 제3 제어 전극(124c)과 중첩한다. 제4 출력 전극 (175d)은 제4 제어 전극(124d) 위에서 아래로 뻗어 다음 주사 신호선(121b) 위에까지 이른다.
제1 입력 전극(173a)과 제1 출력 전극(175a)은 제1 제어 전극(124a)을 중심으로 서로 마주보고, 제2 입력 전극(173b)과 제2 출력 전극(175b)은 제2 제어 전극(124b)을 중심으로 서로 마주본다. 또한 제3 입력 전극(173c)과 제3 출력 전극(175c)은 제3 제어 전극(124c)을 중심으로 서로 마주보고, 제4 입력 전극(173d)과 제4 출력 전극(175d)은 제4 제어 전극(124d)을 중심으로 서로 마주본다.
데이터 도전체(171, 172, 174, 175a-175d)는 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어질 수 있으며, 내화성 금속 따위의 도전막(도시하지 않음)과 저저항 물질 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다층막 구조를 가질 수 있다. 다층막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터 도전체(171, 172, 174, 175a-175d)는 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
게이트 도전체(121a, 121b, 122, 124c)와 마찬가지로 데이터 도전체(171, 172, 174, 175a-175d) 또한 그 측면이 기판(110) 면에 대하여 약 30-80°의 각도로 경사져 있다.
저항성 접촉 부재(163a-163d, 165a-165d, 166, 167)는 그 아래의 반도체(154a-154d, 155-157)와 그 위의 데이터 도전체(171, 172, 174, 175a-175d) 사이에 만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 주사 신호선(121a/121b) 및 제어 전압선(122) 위에 위치한 반도체(154a, 155-157)는 표면의 프로파일을 부드럽게 함으로써 데이터 도전체(171, 172, 174, 175d)가 단선되는 것을 방지한다. 반도체(154a-154d)는 입력 전극(173a-173d)과 출력 전극(175a-175d)으로 가리지 않고 노출된 부분을 가지고 있다.
데이터 도전체(171, 172, 174, 175a-175d), 노출된 반도체(154a-154d) 부분 및 게이트 절연막(140) 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 질화규소나 산화규소 따위의 무기 절연물, 유기 절연물, 저유전율 절연물 따위로 만들어진다. 유기 절연물과 저유전율 절연물의 유전 상수는 4.0 이하인 것이 바람직하며 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등이 그 예이다. 유기 절연물 중 감광성(photosensitivity)을 가지는 것으로 보호막(180)을 만들 수도 있으며, 보호막(180)의 표면은 평탄할 수 있다. 그러나 보호막(180)은 유기막의 우수한 절연 특성을 살리면서도 노출된 반도체(154a-154d) 부분에 해가 가지 않도록 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.
보호막(180)에는 제1, 제3 및 제4 출력 전극(175a, 175c, 175d)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(186, 185, 188a/188b)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 제3 입력 전극(124c) 및 주사 신호선(121a, 121b)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(187, 189a, 189b)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191), 복수의 연결 부재(connecting member)(193, 195a, 195b)가 형성되어 있다. 이들은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 물질이나 알루미늄, 은 또는 그 합금의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다.
화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 제3 출력 전극과 물리적·전기적으로 연결되어 있다. 연결 부재(193)는 접촉 구멍(186, 187)을 통하여 제1 출력 전극(175a) 및 제3 제어 전극(124c)과 연결되어 있고, 연결 부재(195a)는 접촉 구멍(188a, 189a)을 통하여 이전 화소행의 제4 출력 전극 및 주사 신호선(121a)과 연결되어 있으며, 연결 부재(195b)는 접촉 구멍(188b, 189b)을 통하여 제4 출력 전극(175d) 및 다음 주사 신호선(121b)과 연결되어 있다.
보호막(180) 위에는 또한 격벽(partition)(361)이 형성되어 있다. 격벽(361)은 화소 전극(191) 가장자리 주변을 둑(bank)처럼 둘러싸서 개구부(opening)(365)를 정의하며 유기 절연물 또는 무기 절연물로 만들어진다. 격벽(361)은 또한 검정색 안료를 포함하는 감광제로 만들어질 수 있는데, 이 경우 격벽(361)은 차광 부재의 역할을 하며 그 형성 공정이 간단하다.
격벽(361)이 정의하는 화소 전극(191) 위의 개구부(365) 내에는 유기 발광 부재(organic light emitting member)(370)가 형성되어 있다. 유기 발광 부재(370)는 적색, 녹색, 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 어느 하나의 빛을 고유하게 내는 유기 물질로 만들어진다. 유기 발광 표시 장치는 유기 발광 부재(370)들이 내는 기본색 색광의 공간적인 합으로 원하는 영상을 표시한다.
유기 발광 부재(370)는 빛을 내는 발광층(emitting layer)(도시하지 않음) 외에 발광층의 발광 효율을 향상하기 위한 부대층(auxiliary layer)(도시하지 않음)을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다. 부대층에는 전자와 정공의 균형을 맞추기 위한 전자 수송층(electron transport layer)(도시하지 않음) 및 정공 수송층(hole transport layer)(도시하지 않음)과 전자와 정공의 주입을 강화하기 위한 전자 주입층(electron injecting layer)(도시하지 않음) 및 정공 주입층(hole injecting layer)(도시하지 않음)이 있다.
격벽(361) 및 유기 발광 부재(370) 위에는 공통 전압(Vcom)이 인가되는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 알루미늄, 은 등을 포함하는 반사성 금속 또는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어진다.
이러한 유기 발광 표시 장치에서, 주사 신호선(121a)에 연결되어 있는 제1 제어 전극(124a), 영상 데이터선(171)에 연결되어 있는 제1 입력 전극(173a) 및 제1 출력 전극(175a)은 제1 반도체(154a)와 함께 제1 스위칭 박막 트랜지스터(switching TFT)(Qs1)를 이루며, 제1 스위칭 박막 트랜지스터(Qs1)의 채널(channel)은 제1 입력 전극(173a)과 제1 출력 전극(175a) 사이의 제1 반도체(154a)에 형성된다. 또한 주사 신호선(121a)에 연결되어 있는 제2 제어 전극(124b), 감지 데이터선(174)에 연결되어 있는 제2 입력 전극(173b) 및 제2 출력 전극(175b)은 제2 반도체(154b)와 함께 제2 스위칭 박막 트랜지스터(Qs2)를 이루며, 제2 스위칭 박막 트랜지스터(Qs2)의 채널은 제2 입력 전극(173b)과 제2 출력 전극(175b) 사이의 제2 반도체(154b)에 형성된다. 제1 출력 전극(175a)에 연결되어 있는 제3 제어 전극(124c), 구동 전압선(172)에 연결되어 있는 제3 입력 전극(173c) 및 화소 전극(191)에 연결되어 있는 제3 출력 전극(175c)은 제3 반도체(154c)와 함께 구동 박막 트랜지스터(driving TFT)(Qd)를 이루며, 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 채널은 제3 입력 전극(173c)과 제3 출력 전극(175c) 사이의 제3 반도체(154c)에 형성된다. 제어 전압선(122)에 연결되어 있는 제4 제어 전극(124d), 제2 출력 전극(175b)에 연결되어 있는 제4 입력 전극(173d) 및 제4 출력 전극(175d)은 제4 반도체(154d)와 함께 감지 박막 트랜지스터(Qp)를 이루며, 감지 박막 트랜지스터(Qp)의 채널은 제4 입력 전극(173d)과 제4 출력 전극(175d) 사이의 제4 반도체(154d)에 형성된다. 화소 전극(191), 유기 발광 부재(370) 및 공통 전극(270)은 유기 발광 다이오드(LD)를 이루며, 화소 전극(191)이 애노드(anode), 공통 전극(270)이 캐소드(cathode)가 되거나 반대로 화소 전극(191)이 캐소드, 공통 전극(270)이 애노드가 된다. 서로 중첩하는 제3 제어 전극(124c)과 구동 전압선(172) 및 제3 출력 전극(175c)은 제1 축전기(C1)를 이루고, 서로 중첩하는 제4 제어 전극(124d)과 제2 출력 전극(175b) 및 제4 입력 전극(173d)은 제2 축전기(C2)를 이룬다.
이러한 유기 발광 표시 장치는 기판(110)의 위쪽 또는 아래쪽으로 빛을 내보내어 영상을 표시한다. 불투명한 화소 전극(191)과 투명한 공통 전극(270)은 기판(110)의 위쪽 방향으로 영상을 표시하는 전면 발광(top emission) 방식의 유기 발광 표시 장치에 적용하며, 투명한 화소 전극(191)과 불투명한 공통 전극(270)은 기판(110)의 아래 방향으로 영상을 표시하는 배면 발광(bottom emission) 방식의 유기 발광 표시 장치에 적용한다.
제4 반도체(154d)의 적어도 일부는 유기 발광 부재(370)와 중첩하여 유기 발광 부재(370)가 내는 빛에 노출되어 있다. 그러나 제1 내지 제3 반도체(154a-154c)는 격벽(360)에 덮여 있으며 유기 발광 부재(370)가 내는 빛으로부터 차단되어 있다.
적색, 녹색, 청색을 내는 유기 발광 부재(370)에 대응하는 감지 박막 트랜지스터(Qp)의 크기는 서로 다르다. 구체적으로 각 색 화소(PX)의 제4 반도체(154d)의 채널 길이(L) 및 채널 폭(W)은 서로 다르다. 따라서 각 색 화소(PX)의 유기 발광 부재(370)가 내는 휘도가 동일하더라도 이에 대응하는 감지 박막 트랜지스터(Qp)가 흘리는 광전류의 크기는 서로 다를 수 있다. 또한 각 색 화소(PX)에 대응하는 제2 축전기(C2)의 크기도 서로 다르다.
한편, 반도체(154a-154d, 155-157)가 다결정 규소인 경우에는, 제어 전극(124a-124d)과 마주보는 진성 영역(intrinsic region)(도시하지 않음)과 그 양쪽에 위치한 불순물 영역(extrinsic region)(도시하지 않음)을 포함한다. 불순물 영역은 입력 전극(173a-173d) 및 출력 전극(175a-175d)과 전기적으로 연결되며, 저항성 접촉 부재(163a-163d, 165a-165d)는 생략할 수 있다.
또한, 제어 전극(124a-124d)을 반도체(154a-154d) 위에 둘 수 있으며 이때에도 게이트 절연막(140)은 반도체(154a-154d)와 제어 전극(124a-124d) 사이에 위치한다. 이때, 데이터 도전체(171, 172, 174, 175a-175d)는 게이트 절연막(140) 위에 위치하고 게이트 절연막(140)에 뚫린 접촉 구멍(도시하지 않음)을 통하여 반도체(154a-154d)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이와는 달리 데이터 도전체(171, 172, 174, 175a-175b)가 반도체(154a-154d) 아래에 위치하여 그 위의 반도체(154a-154d)와 전기적으로 접촉할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 계조 전압 생성부(700)는 신호 제어부(600)로부터 감마 제어 데이터(GCD)에 기초하여 화소(PX)의 휘도와 관련된 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 감마 제어 데이터(GCD)는 최대 계조에 대한 영상 데이터 전압(이하 최대 영상 데이터 전압이라 함)에 대응하는 디지털 값이다. 이와 달리 감마 제어 데이터(GCD)가 각 계조 전압에 대응하는 복수의 디지털 값을 가질 수 있으며 룩업 테이블(도시하지 않음) 등에 기억될 수 있다. 또한 계조 전압 생성부(700)는 각 기본색에 대한 별도의 감마 곡선에 기초하여 독립적으로 계조 전압을 생성할 수 있으며, 이 경우 감마 제어 데이터(GCD)도 각 기본색에 대하여 정의되어 있다.
주사 구동부(400)는 표시판(300)의 주사 신호선(G1-Gn+1)에 연결되어 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(Qs1, Qs2)를 턴 온시킬 수 있는 게이트 온 전압(Von)과 턴 오프시킬 수 있는 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 주사 신호를 주사 신호선(G1-Gn+1)에 인가한다.
영상 데이터 구동부(500)는 표시판(300)의 영상 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(700)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 영상 데이터 전압으로서 영상 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(700)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만 을 제공하는 경우에, 영상 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 영상 데이터 전압을 선택한다.
휘도 검출부(800)는 표시판(300)의 감지 데이터선(P1-Pm)에 연결되어 감지 데이터선(P1-Pm)에 감지 기준 전압을 인가한다. 감지 기준 전압은 제2 스위칭 트랜지스터(Qs2)를 통하여 제2 축전기(C2)에 인가되며, 소정 전압으로 방전되어 있던 제2 축전기(C2)는 다시 감지 기준 전압으로 충전된다. 휘도 검출부(800)는 제2 축전기(C2)에 충전되는 전압, 즉 감지 기준 전압과 소정 전압의 차 전압을 검출하고, 검출된 전압에 대하여 소정 신호 처리를 하여 디지털 휘도 정보(DSN)를 생성한 후 신호 제어부(600)에 전송한다. 여기서 검출된 전압은 유기 발광 다이오드(LD)가 내는 휘도에 대응한다. 휘도 검출부(800)는 제2 축전기(C2)에 흘러 들어가는 전류 또는 충전되는 전하량을 검출하여 휘도 정보를 알아낼 수도 있다.
신호 제어부(600)는 주사 구동부(400), 영상 데이터 구동부(500) 및 휘도 검출부(800) 등을 제어한다.
이러한 구동 장치(400, 500, 600, 700, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 표시판(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 표시판(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 700, 800)가 신호선(G1-Gn+1, D1-Dm) 및 박막 트랜지스터(Qs1, Qs2, Qd, Qp) 따위와 함께 표시판(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600, 700, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.
그러면 이러한 유기 발광 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 영상 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 표시판(300) 및 영상 데이터 구동부(500)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 주사 제어 신호(CONT1), 영상 데이터 제어 신호(CONT2), 휘도 검출 제어 신호(CONT3) 및 감마 제어 데이터(GCD) 등을 생성한 후, 주사 제어 신호(CONT1)를 주사 구동부(400)로 내보내고, 영상 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 영상 데이터 구동부(500)로 출력한다. 출력 영상 신호(DAT)는 디지털 신호로서 정해진 수효의 값(또는 계조)을 가진다. 또한 신호 제어부(600)는 휘도 검출 제어 신호(CONT3)를 휘도 검출부(800)로 내보내고, 감마 제어 데이터(GCD)를 계조 전압 생성부(700)로 내보낸다.
주사 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 주사 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.
영상 데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 영상 신호(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 영상 데이터선(D1-Dm)에 영상 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다.
신호 제어부(600)로부터의 영상 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 영상 데이터 구동부(500)는 한 행의 화소(PX)에 대한 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 전압으로 변환한 다음, 이를 해당 영상 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 이와는 달리 영상 데이터 구동부(500)가 계조 전압 생성부(700)로부터의 기준 계조 전압을 분압하여 스스로 계조 전압을 만들어 이를 영상 데이터 전압으로서 해당 영상 데이터선(D1-Dm)에 인가할 수도 있다.
주사 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 주사 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 주사 신호선(G1-Gn)에 인가하여 이 주사 신호선(G1-Gn)에 연결된 제1 스위칭 트랜지스터(Qs1)를 턴 온시킨다. 그러면, 영상 데이터선(D1-Dm)에 인가된 영상 데이터 전압이 턴 온된 제1 스위칭 트랜지스터(Qs1)를 통하여 해당 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자 및 제1 축전기(C1)에 인가되며, 제1 축전기(C1)는 이 영상 데이터 전압을 충전한다. 제1 축전기(C1)에 충전된 전압은 주사 신호가 게이트 오프 전압(Voff)이 되어 제1 스위칭 트랜지스터(Qs1)가 오프되더라도 한 프레임 동안 계속 유지되므로 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자 전압은 일정하게 유지된다.
구동 트랜지스터(Qd)는 영상 데이터 전압에 따라 그 크기가 제어되는 출력 전류(ILD)를 유기 발광 다이오드(LD)로 내보내며, 유기 발광 다이오드(LD)는 전류(ILD)의 크기에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 해당 화상을 표시한다.
1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 주사 신호선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소(PX)에 영상 데이터 전압을 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.
여기서 주사 신호선(Gn+1)은 마지막 화소행의 감지 트랜지스터(Qp)와 연결되어 있고 스위칭 트랜지스터(Qs1, Qs2)와는 연결되어 있지 않으므로 주사 신호선(Gn+1)에는 게이트 온 전압(Von)을 인가하지 않아도 된다. 그러나 다른 화소행과 완전히 동일한 조건을 만들기 위하여 게이트 온 전압(Von)을 인가할 수도 있다.
한편, 휘도 검출부(800)는 신호 제어부(600)로부터의 휘도 검출 제어 신호(CONT3)에 따라 감지 기준 전압을 감지 데이터선(P1-Pm)에 인가한다.
어느 한 주사 신호선(Gi)에 인가되는 주사 신호가 게이트 온 전압(Von)이 되면 해당 화소행의 제1 스위칭 트랜지스터(Qs1)뿐만 아니라 제2 스위칭 트랜지스터(Qs2)도 턴 온된다. 감지 데이터선(P1-Pm)에 인가된 감지 기준 전압은 턴 온된 제2 스위칭 트랜지스터(Qs2)를 통하여 해당 감지 트랜지스터(Qp)의 입력 단자 및 제2 축전기(C2)에 인가되며, 제2 축전기(C2)는 이 감지 기준 전압을 충전한다.
1 수평 주기 후 주사 신호선(Gi)에 인가되는 주사 신호는 게이트 오프 전압(Voff)이 되고, 주사 신호선(Gi+1)에 인가되는 주사 신호는 게이트 온 전압(Von)이 된다. 그러면 제2 스위칭 트랜지스터(Qs2)가 턴 오프되므로 제2 축전기(C2) 및 감지 트랜지스터(Qp)의 입력 단자는 플로팅(floating) 상태가 되고, 감지 트랜지스터(Qp)의 출력 단자에 게이트 온 전압(Von)이 인가된다.
다시 1 수평 주기 후 주사 신호선(Gi+1)에 인가되는 주사 신호가 게이트 오프 전압(Voff)이 되면 감지 트랜지스터(Qp)의 출력 단자 전압은 게이트 오프 전압(Voff)이 된다. 그러면 유기 발광 다이오드(LD)의 발광에 따라 형성된 감지 트랜지스터(Qp)의 광전류는 감지 트랜지스터(Qp)의 입력 단자에서 출력 단자 방향으로 흐르며, 제2 축전기(C2)에 충전되어 있는 감지 기준 전압이 방전하기 시작한다. 그러고 다음 프레임에서 주사 신호선(Gi)에 다시 게이트 온 전압(Von)이 인가될 때까지 방전은 계속되며, 이때 방전된 전압은 유기 발광 다이오드(LD)가 내는 휘도에 대응한다. 주사 신호가 게이트 온 전압(Von)이 되면 감지 데이터선(P1-Pm)에 인가 되어 있는 감지 기준 전압이 제2 축전기(C2)에 다시 충전된다. 그러고 휘도 검출부(800)는 제2 축전기(C2)에 충전되는 전압, 즉, 광전류에 따라 방전된 후 남아 있는 전압과 감지 기준 전압의 차 전압의 크기를 검출하여 유기 발광 다이오드(LD)가 내는 휘도에 대응하는 디지털 휘도 정보(DSN)를 생성한 후 신호 제어부(600)에 전송한다.
신호 제어부(600)는 목표 휘도와 측정된 휘도의 차이에 기초하여 감마 제어 데이터(GCD)를 생성하고 이를 계조 전압 생성부(700)로 내보낸다. 목표 휘도 및 측정된 휘도의 차이에 대한 감마 제어 데이터(GCD)는 룩업 테이블(도시하지 않음) 등에 기억될 수 있으며, 측정된 휘도는 디지털 휘도 정보(DSN)로부터 추출할 수 있다. 예를 들어 최대 영상 데이터 전압을 10V 내지 15V에서 설정할 수 있으며, 휘도가 감소하면 최대 영상 데이터 전압을 높여 계조 전압을 높여 줌으로써 휘도를 보상할 수 있다. 또는 계조 전압 자체를 변경함으로써 휘도를 보상할 수도 있다. 또한 각 기본색에 대하여 별도로 휘도를 측정하여 각 기본색에 대하여 별도로 휘도를 보상할 수도 있다.
이와 같이 문턱 전압이 변동되어 휘도가 낮아지더라도 감지 트랜지스터(Qp) 등에 의하여 휘도를 검출하여 계조 전압을 변화시킴으로써 휘도를 보상할 수 있다.
문턱 전압 변동은 장시간에 걸쳐 진행되므로 휘도 검출 및 휘도 보상을 매 프레임마다 수행할 필요는 없고, 소정 시간 간격마다 수행하면 된다. 또한 표시판(300)의 모든 화소(PX)에 대하여 휘도를 검출할 필요는 없으며, 표본 화소를 정하여 이로부터 휘도를 검출하고 검출된 휘도에 기초하여 감마 제어 데이터(GCD)를 생 성할 수도 있다.
제2 축전기(C2)가 1 수평 주기 동안 감지 기준 전압을 완전히 충전할 수 있도록 제2 축전기(C2)를 설계하는 것이 바람직하며, 또한 광전류에 따라 방전되는 전압이 감지 기준 전압보다 작도록 감지 트랜지스터(Qp) 및 제2 축전기(C2)를 설계하는 것이 바람직하다. 광전류가 감지 트랜지스터(Qp)의 입력 단자에서 출력 단자로 흘러가도록 감지 기준 전압과 게이트 오프 전압(Voff)을 설정한다. 한 예로서, 감지 기준 전압은 대략 5V 내외로 게이트 오프 전압(Voff)은 대략 -8V 정도로 설정할 수 있다.
그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 각 색에 대한 감지 트랜지스터의 감도에 대하여 도 7을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 각 색에 대한 감지 트랜지스터의 감도를 도시한 그래프이다.
여기서 각 기본색, 예를 들면 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 화소의 감지 트랜지스터(Qp) 및 제2 축전기(C2)의 크기를 동일하게 하였고 각 기본색의 유기 발광 다이오드(LD)가 내는 휘도를 변화시켜며 각 감지 트랜지스터(Qp)의 광전류를 측정하였다.
도 7을 참고하면, 휘도 변화량에 대한 광전류 변화량을 나타내는 감도는 청색(B) 화소, 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 순으로 작아진다. 그 비는 대략 9:3:2 정도이나, 이 수치는 고정된 값은 아니며 다른 설계 요소에 따라 달라질 수 있다. 따라서 각 색에 대한 감지 트랜지스터(Qp)의 크기를 서로 다르게 적절히 조정하면 각 색에 대한 감도를 유사한 정도로 맞출 수 있다. 예를 들어 그 크기의 비를 9-1:3-1:2-1로 한다면 각 색에 대한 감도를 실질적으로 동일하게 할 수 있다.
각 감지 트랜지스터(Qp)의 크기가 서로 다르면 이에 대응하는 제2 축전기(C2)의 크기도 서로 다르게 할 수 있다. 각 색에 대한 제2 축전기(C2)의 크기의 순서는 각 색에 대한 감지 트랜지스터(Qp)의 크기 순서와 동일하며, 제2 축전기(C2)의 크기는 청색(B), 적색(R), 녹색(G) 화소 순으로 커지게 할 수 있다.
결국 낮은 감도를 나타내는 녹색(G) 화소에 맞추어 청색(B) 및 적색(R) 화소의 감지 트랜지스터(Qp) 및 제2 축전기(C2)의 크기를 작게 할 수 있으며 이에 따라 청색(B) 및 적색(R) 화소의 개구율을 녹색(G) 화소의 개구율보다 높일 수 있으며, 청색(B) 화소의 개구율을 적색(R) 화소의 개구율보다 높일 수 있다.
일반적으로 청색(B) 화소의 효율이 적색(R) 및 녹색(G) 화소에 비하여 상대적으로 좋지 않으므로 이와 같이 감지 트랜지스터(Qp) 및 제2 축전기(C2)를 설계하면, 청색(B) 화소의 개구율이 높아져 낮은 효율을 보상할 수 있다.
광전류의 감도에 맞추어 각 색 화소의 감지 트랜지스터(Qp) 및 제2 축전기(C2)의 크기를 최적화함으로써 각 색 화소의 개구율을 최적화할 수 있으며, 효율을 보상할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 표시 장치로서 유기 발광 표시 장치를 대상으로 하여 설명하였으나 이에 한정되지 않으며, 액정 표시 장치(liquid crystal display) 등과 같은 평판 표시 장치에서도 동일하게 적용할 수 있다. 즉, 액정 표시 장치의 백라이트의 빛을 감지하는 경우에도 본 발명의 실시예에 따른 감지 트랜지스터(Qp) 및 제2 축전기(C2)를 적용할 수 있다. 또한 플라스마 표시 장치(plasma display device)에도 이와 동일하게 적용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의하면 광을 감지하는 감지 트랜지스터를 구비하여 휘도를 보상함으로써 구동 트랜지스터의 문턱 전압의 변동을 보상할 수 있으며, 감지 트랜지스터 및 축전기의 크기를 조정함으로써 화소의 개구율을 높일 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (18)

  1. 서로 다른 색을 내는 복수의 발광 소자,
    상기 발광 소자가 발광하도록 상기 발광 소자에 구동 전류를 공급하는 복수의 구동 트랜지스터, 그리고
    상기 발광 소자에 노출되어 있으며 상기 발광 소자의 발광에 따라 광전류를 형성하는 복수의 감지 트랜지스터
    를 포함하며,
    상기 서로 다른 색을 내는 발광 소자에 각각 대응하는 상기 감지 트랜지스터의 크기는 서로 다른
    표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 감지 트랜지스터의 채널 길이는 서로 다른 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 감지 트랜지스터의 채널 폭은 서로 다른 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 서로 다른 색은 적색, 녹색 및 청색을 포함하며, 상기 청색을 내는 발 광 소자에 대응하는 감지 트랜지스터의 크기가 상기 적색 및 녹색을 내는 발광 소자에 대응하는 감지 트랜지스터의 크기보다 작은 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 구동 전류에 대응하는 영상 데이터 전압을 충전하는 복수의 제1 축전기, 그리고
    감지 기준 전압을 충전하며 상기 광전류에 대응하는 소정 전압을 방전하는 복수의 제2 축전기
    를 더 포함하는 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 서로 다른 색을 내는 발광 소자에 각각 대응하는 상기 제2 축전기의 크기는 서로 다른 표시 장치.
  7. 제5항에서,
    상기 서로 다른 색은 적색, 녹색 및 청색을 포함하며, 상기 청색을 내는 발광 소자에 대응하는 제2 축전기의 크기가 상기 적색 및 녹색을 내는 발광 소자에 대응하는 제2 축전기의 크기보다 작은 표시 장치.
  8. 제5항에서,
    주사 신호에 따라 상기 영상 데이터 전압을 상기 제1 축전기 및 상기 구동 트랜지스터에 전달하는 복수의 제1 스위칭 트랜지스터, 그리고
    상기 주사 신호에 따라 상기 감지 기준 전압을 상기 제2 축전기 및 상기 감지 트랜지스터에 전달하는 복수의 제2 스위칭 트랜지스터
    를 더 포함하는 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터에 연결되어 있으며 상기 주사 신호를 전달하는 복수의 주사 신호선,
    상기 제1 스위칭 트랜지스터에 연결되어 있으며 상기 영상 데이터 전압을 전달하는 복수의 영상 데이터선, 그리고
    상기 제2 스위칭 트랜지스터에 연결되어 있으며 상기 감지 기준 전압을 전달하는 복수의 감지 데이터선
    을 더 포함하는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 감지 데이터선에 연결되어 상기 감지 기준 전압을 상기 감지 데이터선에 공급하며, 상기 제2 축전기에 충전되는 전압의 크기를 검출하여 상기 발광 소자에 대한 휘도 정보를 생성하는 휘도 검출부를 더 포함하는 표시 장치.
  11. 서로 다른 색을 내는 복수의 발광 소자,
    주사 신호를 전달하는 복수의 주사 신호선,
    상기 주사 신호선과 교차하며 영상 데이터 전압을 전달하는 복수의 영상 데이터선,
    상기 주사 신호선과 교차하며 감지 기준 전압을 전달하는 복수의 감지 데이터선,
    제1 전압에 연결되어 있는 제1 단자, 상기 발광 소자에 연결되어 있는 제2 단자, 그리고 제어 단자를 가지는 복수의 구동 트랜지스터, 그리고
    상기 감지 기준 전압에 연결되어 있는 제1 단자, 다음 주사 신호선에 연결되어 있는 제2 단자, 그리고 제2 전압에 연결되어 있는 제어 단자를 가지는 복수의 감지 트랜지스터
    를 포함하며,
    상기 서로 다른 색을 내는 발광 소자에 각각 대응하는 상기 감지 트랜지스터의 크기는 서로 다른
    표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 감지 트랜지스터의 채널 길이는 서로 다른 표시 장치.
  13. 제11항에서,
    상기 감지 트랜지스터의 채널 폭은 서로 다른 표시 장치.
  14. 제11항에서,
    상기 서로 다른 색은 적색, 녹색 및 청색을 포함하며, 상기 청색을 내는 발광 소자에 대응하는 감지 트랜지스터의 크기가 상기 적색 및 녹색을 내는 발광 소자에 대응하는 감지 트랜지스터의 크기보다 작은 표시 장치.
  15. 제11항에서,
    상기 구동 트랜지스터의 제1 단자와 제어 단자 사이에 연결되어 있는 복수의 제1 축전기, 그리고
    상기 감지 트랜지스터의 제1 단자와 제어 단자 사이에 연결되어 있는 복수의 제2 축전기
    를 더 포함하는 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 서로 다른 색을 내는 발광 소자에 각각 대응하는 상기 제2 축전기의 크기는 서로 다른 표시 장치.
  17. 제15항에서,
    상기 서로 다른 색은 적색, 녹색 및 청색을 포함하며, 상기 청색을 내는 발 광 소자에 대응하는 제2 축전기의 크기가 상기 적색 및 녹색을 내는 발광 소자에 대응하는 제2 축전기의 크기보다 작은 표시 장치.
  18. 제11항에서,
    상기 주사 신호에 응답하여 동작하며 상기 구동 트랜지스터의 제어 단자와 상기 영상 데이터선 사이에 연결되어 있는 복수의 제1 스위칭 트랜지스터, 그리고
    상기 주사 신호에 응답하여 동작하며 상기 감지 트랜지스터의 제1 단자와 상기 감지 데이터선 사이에 연결되어 있는 복수의 제2 스위칭 트랜지스터
    를 더 포함하는 표시 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101292043B1 (ko) * 2007-03-26 2013-08-01 엘지디스플레이 주식회사 유기 전계 발광소자 및 그 제조방법
KR20160021712A (ko) * 2014-08-18 2016-02-26 이노럭스 코포레이션 컬러 시프트가 적은 디스플레이 패널

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050112878A (ko) * 2004-05-28 2005-12-01 삼성전자주식회사 전기 영동 표시 장치
KR101182771B1 (ko) * 2005-09-23 2012-09-14 삼성전자주식회사 액정 표시 패널과 그의 구동 방법 및 그를 이용한 액정표시 장치
EP2136354B1 (en) 2008-06-09 2017-03-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device, liquid crystal display device and electronic device including the same
JP4844602B2 (ja) * 2008-08-20 2011-12-28 ソニー株式会社 表示装置、表示制御装置、および表示制御方法、並びにプログラム
KR101518324B1 (ko) * 2008-09-24 2015-05-11 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 구동 방법
KR101747969B1 (ko) 2010-12-28 2017-06-15 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치
KR20150119515A (ko) * 2014-04-15 2015-10-26 삼성디스플레이 주식회사 조명 순응 기반 영상 보정 방법, 이를 채용한 표시 장치 및 전자 기기
KR20160014183A (ko) * 2014-07-28 2016-02-11 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 기판 및 이를 포함하는 표시 패널
KR102457466B1 (ko) 2015-02-02 2022-10-21 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5402141A (en) * 1992-03-11 1995-03-28 Honeywell Inc. Multigap liquid crystal color display with reduced image retention and flicker
KR100300034B1 (ko) * 1998-02-07 2001-09-06 김영환 반도체소자의기판전압인가회로
JP2001171175A (ja) 1999-12-21 2001-06-26 Futaba Corp 有機ｅｌプリントヘッド及び有機ｅｌプリンタ
US6747638B2 (en) * 2000-01-31 2004-06-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Adhesion type area sensor and display device having adhesion type area sensor
JP4854947B2 (ja) 2000-01-31 2012-01-18 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置の作製方法
GB0014961D0 (en) 2000-06-20 2000-08-09 Koninkl Philips Electronics Nv Light-emitting matrix array display devices with light sensing elements
GB0219771D0 (en) * 2002-08-24 2002-10-02 Koninkl Philips Electronics Nv Manufacture of electronic devices comprising thin-film circuit elements
JP4136611B2 (ja) 2002-11-07 2008-08-20 富士フイルム株式会社 固体撮像素子
US7026597B2 (en) 2003-04-09 2006-04-11 Eastman Kodak Company OLED display with integrated elongated photosensor
US7285902B2 (en) * 2003-04-17 2007-10-23 Samsung Sdi Co., Ltd. Flat panel display with improved white balance
JP2005019353A (ja) 2003-06-30 2005-01-20 Sanyo Electric Co Ltd Ｅｌ表示装置及びその製造方法
KR100508705B1 (ko) 2003-10-02 2005-08-17 (주)모비솔 크기가 변화하는 휴대형 전자기기의 광 센서 모듈
KR100957585B1 (ko) * 2003-10-15 2010-05-13 삼성전자주식회사 광 감지부를 갖는 전자 디스플레이 장치
KR100983524B1 (ko) * 2003-12-01 2010-09-24 삼성전자주식회사 광감지 패널과, 이를 갖는 광감지 장치 및 이의 구동 방법
US7859494B2 (en) * 2004-01-02 2010-12-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Display device and driving method thereof
JP4033149B2 (ja) * 2004-03-04 2008-01-16 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、その駆動回路及び駆動方法、並びに電子機器
JP4789515B2 (ja) * 2004-06-10 2011-10-12 三星電子株式会社 表示装置及びその駆動方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101292043B1 (ko) * 2007-03-26 2013-08-01 엘지디스플레이 주식회사 유기 전계 발광소자 및 그 제조방법
KR20160021712A (ko) * 2014-08-18 2016-02-26 이노럭스 코포레이션 컬러 시프트가 적은 디스플레이 패널

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