KR20070083352A - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 표시 장치는 행렬로 배열되어 있으며, 서로 다른 색을 내는 복수의 발광 소자, 상기 발광 소자가 발광하도록 상기 발광 소자에 구동 전류를 공급하는 복수의 구동 트랜지스터, 상기 발광 소자의 발광에 따른 광량을 감지하고 감지된 광량에 따른 감지 신호를 내보내는 광감지부를 포함하고, 상기 광감지부는 상기 복수의 발광 소자 사이 공간에 위치한다.
광센서, 휘도, 문턱전압, 보상, 발광소자

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 블록도.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면의 한 예를 도시하는 단면도.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 다이오드의 개략도.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 배치도.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 예를 도시하는 등가 회로도.
도 7은 도 6에 도시한 유기 발광 표시 장치를 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 잘라 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 배치도.
<도면 부호의 설명>
110: 기판 124, 124p: 게이트 전극
140: 게이트 절연막 154, 154p: 반도체
163, 165, 163p, 165p: 저항성 접촉 부재
173, 173p: 소스 전극
175, 175p: 드레인 전극 180: 보호막
191: 화소 전극 270: 공통 전극
300: 표시판 361: 격벽
370: 유기 발광 부재 400: 주사 구동부
500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광 감지 기능이 있는 표시 장치에 관한 것이다.
최근 모니터 또는 텔레비전 등의 경량화 및 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 따라 음극선관(cathode ray tube, CRT)이 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)로 대체되고 있다.
그러나, 액정 표시 장치는 수발광 소자로서 별도의 백라이트(backlight)가 필요할 뿐만 아니라, 응답 속도 및 시야각 등에서 많은 문제점이 있다. 최근 이러한 문제점을 극복할 수 있는 표시 장치로서, 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display)가 주목받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 두 개의 전극과 그 사이에 위치하는 발광층을 포함하며, 하나의 전극으로부터 주입된 전자(electron)와 다른 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 발광층에서 결합하여 여기자(exiton)를 형성하고, 여기자가 에너지를 방출하면서 발광한다. 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 단자에 양극성의 DC 전압을 지 속적으로 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 방지하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는행렬로 배열되어 있으며, 서로 다른 색을 내는 복수의 발광 소자, 상기 발광 소자가 발광하도록 상기 발광 소자에 구동 전류를 공급하는 복수의 구동 트랜지스터, 상기 발광 소자의 발광에 따른 광량을 감지하고 감지된 광량에 따른 감지 신호를 내보내는 광감지부를 포함하고, 상기 광감지부는 상기 복수의 발광 소자 사이 공간에 위치한다.
상기 광감지부는 상기 복수의 발광 소자 중 네 개의 발광 소자와 실질적으로 동일한 거리를 두고 위치할 수 있다.
상기 광감지부는 상기 복수의 발광 소자 중 두 개의 발광 소자와 실질적으로 동일한 거리를 두고 위치할 수 있다.
상기 발광 소자에서 나온 빛을 상기 광감지부에 전달하는 광가이드 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 광가이트 부재는 상기 발광 소자 위에 형성되어 있는 공통 전극을 포함할 수 있다.
상기 광감지부로 유입되는 빛을 차단하는 광차단부를 더 포함할 수 있다.
상기 광감지부는 상기 발광 소자의 발광에 따라 광전류를 형성하는 감지 트랜지스터를 포함할 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.
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 데이터선을 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 측면에 따른 표시 장치의 구동 방법은 각각 적어도 하나의 발광 소자를 포함하는 제1 및 제2 발광 소자군, 상기 발광 소자에 연결되어 있는 구동 트랜지스터, 그리고 상기 발광 소자 주변에 인접하고 있는 적어도 두 개의 광감지부를 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서, 상기 구동 트랜지스터에 데이터 전압을 인가하는 단계, 상기 구동 트랜지스터를 통하여 상기 데이터 전압에 따른 구동 전류를 상기 발광 소자에 공급하여 상기 복수의 발광 소자 중 제1 발광 소자군을 발광시키는 단계, 상기 각 광감지부에서 상기 제1 발광 소자의 발광에 따른 감지 신호를 생성하는 단계, 영상 정보에 따라 상기 제2 발광 소자군을 발광으로 영상을 표시하는 단계, 그리고 상기 각 광감지부에서 생성된 감지 신호에 대응하는 휘도를 검출하고 상기 검출된 휘도와 목표 휘도를 비교하여 영상 신호를 보정하는 단계를 포함한다.
상기 제1 발광 소자군은 적어도 하나의 발광 소자를 포함할 수 있다.
상기 적어도 두 개의 감지 신호를 평균하여 이에 대응하는 휘도를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 영상을 표시하는 단계 및 상기 감지 신호를 생성하는 단계를 동시에 수행될 수 있다.
상기 영상을 표시하는 단계 및 상기 감지 신호를 생성하는 단계는 번갈아 수 행될 수 있다.
상기 제2 발광 소자군에 포함되어 있는 발광 소자 중 적어도 하나를 포함하는 제3 발광 소자군을 발광시키는 단계, 상기 각 광감지부에서 상기 제1 발광 소자의 발광에 따른 감지 신호를 생성하는 단계, 그리고 상기 각 광감지부에서 생성된 감지 신호에 대응하는 휘도를 검출하고 상기 검출된 휘도와 목표 휘도를 비교하여 영상 신호를 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
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.
먼저, 도 1을 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 도 1에 도시한 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 한 예를 도시하는 등가 회로 도이다.
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 생성부(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), 축전기(Cst), 광감지부 (PS), 그리고 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(Qs1, Qs2)를 포함한다.
구동 트랜지스터(Qd)는 삼단자 소자로서 그 제어 단자는 스위칭 트랜지스터(Qs) 및 축전기(Cst)에 연결되어 있고, 입력 단자는 구동 전압선(Ld)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 유기 발광 다이오드(LD)에 연결되어 있다.
스위칭 트랜지스터(Qs)도 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 주사 신호선(Gi) 및 데이터선(Dj)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 축전기(Cst) 및 구동 트랜지스터(Qd)에 연결되어 있다.
축전기(Cst)는 스위칭 트랜지스터(Qs)와 구동 전압(Vdd) 사이에 연결되어 있으며, 스위칭 트랜지스터(Qs)로부터의 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.
스위칭 및 구동 트랜지스터(Qs, Qd)는 비정질 규소 또는 다결정 규소를 포함하는 n-채널 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)로 이루어진다. 그러나 이들 트랜지스터(Qs, Qd)는 p-채널 전계 효과 트랜지스터(FET)로도 이루어질 수 있으며, 이 경우 p-채널 전계 효과 트랜지스터(FET)와 n-채널 전계 효과 트 랜지스터(FET)는 서로 상보형(complementary)이므로 p-채널 전계 효과 트랜지스터(FET)의 동작과 전압 및 전류는 n-채널 전계 효과 트랜지스터(FET)의 그것과 반대가 된다.
광감지부(PS)는 주사 신호선(Gi), 감지 데이터선(Pj), 제어 전압선(Ln), 그리고 (i+1) 번째 화소행의 주사 신호선(Gi+1)(이하, 다음 주사 신호선이라 함)에 연결되어 있다. 광감지부(PS)는 유기 발광 다이오드(LD)가 발광함에 따라 이로부터 광을 받아 광전류를 형성하고, 입력 단자 및 출력 단자의 전압 차에 따라 광전류를 출력 단자로 내보낸다.
그러면, 도 2에 도시한 유기 발광 표시 장치의 구동 트랜지스터(Qd)와 유기 발광 다이오드(LD)의 구조에 대하여 도 3 및 도 4를 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3은 도 2에 도시한 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 구동 트랜지스터와 유기 발광 다이오드의 단면의 한 예를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 다이오드의 개략도이다.
절연 기판(110) 위에 제어 단자 전극(control electrode)(124)이 형성되어 있다. 게이트 전극(124)은 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 이루어지는 것이 바람직하다. 그러나 게이트 전극(124)은 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 이루어진다. 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 이루어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막 및 알루미늄 (합금) 하부막과 몰리브덴 (합금) 상부막을 들 수 있다. 그러나 게이트 전극(124)은 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 만들어질 수 있다. 제어 단자 전극(124)은 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 30-80ㅀ이다.
제어 단자 전극(124) 위에는 질화규소(SiNx) 따위로 이루어진 절연막(insulating layer)(140)이 형성되어 있다.
절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polycrystalline silicon) 등으로 이루어진 반도체(154)가 형성되어 있다. 반도체(154)의 위에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 한 쌍의 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163, 165)가 형성되어 있다. 반도체(154)와 저항성 접촉 부재(163, 165)의 측면은 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 30-80ㅀ이다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 절연막(140) 위에는 입력 단자 전극(input electrode)(173)과 출력 단자 전극(output electrode)(175)이 형성되어 있다. 입 력 단자 전극(173)과 출력 단자 전극(175)은 크롬, 몰리브덴 계열의 금속, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속으로 이루어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속 따위의 하부막(도시하지 않음)과 그 위에 위치한 저저항 물질 상부막(도시하지 않음)으로 이루어진 다층막 구조를 가질 수 있다. 다층막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막 - 알루미늄 (합금) 중간막 - 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 입력 단자 전극(173) 및 출력 단자 전극(175)도 입력 전극(124) 등과 마찬가지로 그 측면이 약 30-80ㅀ의 각도로 각각 경사져 있다.
입력 단자 전극(173)과 출력 단자 전극(175)은 서로 분리되어 있으며 제어 단자 전극(124)을 기준으로 양쪽에 위치한다. 제어 단자 전극(124), 입력 단자 전극(173) 및 출력 단자 전극(175)은 반도체(154)와 함께 구동 트랜지스터(Qd)를 이루며, 그 채널(channel)은 입력 단자 전극(173)과 출력 단자 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.
저항성 접촉 부재(163, 165)는 그 하부의 반도체(154)와 그 상부의 입력 전극(173) 및 출력 전극(175) 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다. 반도체(154)에는 입력 전극(173)과 출력 전극(175)으로 덮이지 않은 부분이 있다.
입력 단자 전극(173) 및 출력 단자 전극(175)과 노출된 반도체(154) 부분 및 절연막(140) 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 질화규소나 산화규소 따위의 무기 절연물, 유기 절연물, 저유전율 절연물 따위로 만들어진다. 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 감광성을 가지는 것으로 보호막(180)을 만들 수도 있으며, 보호막(180)의 표면은 평탄할 수 있다. 또한 보호막(180)은 반도체(154)의 노출된 부분을 보호하면서도 유기막의 장점을 살릴 수 있도록, 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조로 이루어질 수 있다. 보호막(180)에는 출력 단자 전극(175)을 드러내는 접촉 구멍(contact hole)(185)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 출력 단자 전극(175)과 물리적ㅇ전기적으로 연결되어 있으며, ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄 또는 은 합금의 반사성이 우수한 금속으로 형성할 수 있다.
보호막(180) 위에는 또한 격벽(360)이 형성되어 있다. 격벽(360)은 화소 전극(191) 가장자리 주변을 둑(bank)처럼 둘러싸서 개구부(opening)를 정의하며 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질로 만들어진다.
화소 전극(191) 위에는 유기 발광 부재(370)가 형성되어 있으며, 유기 발광 부재(370)는 격벽(360)으로 둘러싸인 개구부에 갇혀 있다.
유기 발광 부재(370)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 발광층(emitting layer)(EML) 외에 발광층(EML)의 발광 효율을 향상하기 위한 부대층들을 포함하는 다층 구조를 가진다. 부대층에는 전자와 정공의 균형을 맞추기 위한 전자 수송층 (electron transport layer)(ETL) 및 정공 수송층(hole transport layer)(HTL)과 전자와 정공의 주입을 강화하기 위한 전자 주입층(electron injecting layer)(EIL)과 정공 주입층(hole injecting layer)(HIL)이 있다. 부대층은 생략될 수 있다.
격벽(360) 위에는 금속과 같이 낮은 비저항을 가지는 도전 물질로 이루어진 보조 전극(382)이 형성되어 있다.
격벽(360), 유기 발광 부재(370) 및 보조 전극(382) 위에는 공통 전압(Vss)이 인가되는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 알루미늄(Al) 등을 포함하는 반사성 금속 또는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있다.
보조 전극(382)은 공통 전극(270)과 접촉하여 공통 전극(270)의 도전성을 보완해주어 공통 전극(270)의 전압이 왜곡되는 것을 방지한다.
불투명한 화소 전극(191)과 투명한 공통 전극(270)은 표시판(300)의 상부 방향으로 화상을 표시하는 전면 발광(top emission) 방식의 유기 발광 표시 장치에 적용하며, 투명한 화소 전극(191)과 불투명한 공통 전극(270)은 표시판(300)의 아래 방향으로 화상을 표시하는 배면 발광(bottom emission) 방식의 유기 발광 표시 장치에 적용한다.
화소 전극(191), 유기 발광 부재(370) 및 공통 전극(270)은 도 2에 도시한 유기 발광 다이오드(LD)를 이루며, 화소 전극(191)은 애노드, 공통 전극(270)은 캐소드 또는 화소 전극(191)은 캐소드, 공통 전극(270)은 애노드가 된다. 유기 발광 다이오드(LD)는 유기 발광 부재(370)의 재료에 따라 기본색(primary color) 중 한 색상의 빛을 낸다. 기본색의 예로는 들면 적색, 녹색, 청색의 삼원색을 들 수 있으며 이들 삼원색의 공간적 합으로 원하는 색상을 표시한다.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 상세 구조에 대하여 도 5 내지 도 8을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 배치도이며, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 예를 도시하는 등가 회로도이며, 도 7은 도 6에 도시한 유기 발광 표시 장치를 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 배치도이다.
도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 기판(110) 위에 형성되어 있는 복수의 발광 영역(LA) 및 광감지부(PS)를 포함한다.
복수의 발광 영역(LA)은 주로 행렬로 배열되어 있다.
광감지부(PS)는 발광 영역(LA) 사이 공간에 배열되어 있으며, 네 개의 발광 영역(LA)와 실질적으로 동일한 거리를 두고 위치한다. 즉, 하나의 발광 영역(LA)을 기준으로 보면, 발광 영역(LA) 하나의 네 모서리부 주변에 네 개의 광감지부(PS)가 위치한다.
이제 도 6 및 도 7을 참고하여 광감지부(PS)의 한 예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 6을 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.
유기 발광 다이오드(LD), 구동 트랜지스터(Qd), 제1 축전기(C1), 그리고 제1 스위칭 트랜지스터(Qs1)은 발광 영역(LA)에 배치되어 있다. 각 소자는 앞서 도 2에서 설명한 내용과 동일하므로 설명을 생략한다.
감지 트랜지스터(Qp)는 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 연 결되어 있으며, 제2 스위칭 트랜지스터(Qs2)로부터 감지 기준 전압을 받아 충전하며 감지 트랜지스터(Qp)가 광전류를 흘림에 따라 광전류의 크기에 대응하는 소정 전압을 방전한다.
도 7을 참고하면, 절연 기판(110) 위에 제어 단자 전극(control electrode)(124p)이 형성되어 있다. 제어 단자 전극(124p) 위에는 질화규소(SiNx) 따위로 이루어진 절연막(insulating layer)(140)이 형성되어 있다.
절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polycrystalline silicon) 등으로 이루어진 반도체(154p)가 형성되어 있다. 반도체(154p)의 위에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 한 쌍의 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163p, 165p)가 형성되어 있다.
저항성 접촉 부재(163p, 165p) 및 절연막(140) 위에는 입력 단자 전극(input electrode)(173p)과 출력 단자 전극(output electrode)(175p)이 형성되어 있다.
입력 단자 전극(173p)과 출력 단자 전극(175p)은 서로 분리되어 있으며 제어 단자 전극(124p)을 기준으로 양쪽에 위치한다. 제어 단자 전극(124p), 입력 단자 전극(173p) 및 출력 단자 전극(175p)은 반도체(154p)와 함께 감지 트랜지스터(Qp)를 이루며, 그 채널(channel)은 입력 단자 전극(173p)과 출력 단자 전극(175p) 사이의 반도체(154p)에 형성된다.
반도체(154p)에는 입력 전극(173p)과 출력 전극(175p)으로 덮이지 않은 부분 이 있다. 입력 단자 전극(173p) 및 출력 단자 전극(175p)과 노출된 반도체(154p) 부분 및 절연막(140) 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 보호막(180) 위에는 또한 격벽(360)이 형성되어 있다. 화소 전극(191) 위에는 유기 발광 부재(370)가 형성되어 있다. 격벽(360), 유기 발광 부재(370) 위에는 공통 전압(Vss)이 인가되는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 여기서, 보호막(180), 화소 전극(191), 격벽(360), 유기 발광 부재(370), 그리고 공통 전극(270)은 도 3에서 도시한 내용과 동일한 부재이며, 유기 발광 부재(370)가 형성되어 있는 영역은 발광 영역(LA)을 이룬다.
도 7에 화살표로 도시한 바와 같이 유기 발광 부재(370)의 발광함에 따라 이로부터 방출된 빛은 공통 전극(270)에 반사되어 노출된 반도체(154p)에 유입된다. 이에 따라 노출된 반도체(154p)는 광전류를 형성하고, 입력 단자(173p) 및 출력 단자(175p)의 전압 차에 따라 광전류를 출력 단자로 내보낸다. 따라서 공통 전극(270)은 유기 발광 부재(370)에서 방출되는 빛을 감지 트랜지스터(Qp)로 유입시키는 광가이드의 역할을 한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 광가이드를 할 수 있는 다양한 부재가 채택될 수 있다.
노출된 반도체(154p) 부분은 상부 쪽으로는 공통 전극(270)으로 덮여 있고 하부 쪽으로는 게이트 전극(124p)로 덮여 있어 외부 빛이 유입되는 것이 방지된다.
이제 도 8을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 배치도이다.
도 8의 유기 발광 표시 장치 역시, 기판(110) 위에 행렬로 배열된 복수의 발광 영역(LA) 및 그 주변에 형성되어 있는 광감지부(PS)를 포함한다.
그러나 도 7의 유기 발광 표시 장치는 도 5와는 달리, 광감지부(PS)가 각 발광 영역(LA)의 모서리 부에 형성되어 있는 것이 아니라, 발광 영역(LA)의 각 변의 중앙 부근에 형성되어 있다. 따라서 광감지부(PS) 하나는 두 개의 발광 영역(LA)과 실질적으로 동일한 거리를 두고 위치한다.
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 전압만을 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 검 출부(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 인가되어 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 휘도 를 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 생성할 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.
이상에서 광감지부(PS)는 감지 트랜지스터(Qp)를 포함하는 것으로 설명하였으나 광감지부(PS)는 이외에도 다양한 광센서(photo sensor)를 채택할 수 있다.
광감지부(PS)의 동작은 구동 트랜지스터(Qd)를 통하여 전달되는 영상 데이터 전압에 따라 모든 유기 발광 다이오드(LD)가 발광하여 영상을 표시하는 동작과 함께 이루어질 수 있다. 즉 모든 화소(PX)의 유기 발광 다이오드(LD)가 발광하여 영 상을 표시하는 동시에 광감지부(PS)가 광을 감지하고 휘도 검출부(700)는 휘도를 검출할 수 있다. 이 때 하나의 발광 영역(LA) 주변에 있는 적어도 하나의 광감지부(PS)가 모두 하나의 발광 영역(LA)의 휘도를 측정하고 이를 평균하거나 합을 취하면 휘도 측정이 보다 정확하게 이루어 질 수 있다. 이로써, 만일 하나의 발광 영역(LA) 주변에 있는 광감지부(PS) 중 어느 하나에 불량이 발생하더라도 나머지 광감지부(PS)가 그 역할을 수행하므로 휘도 측정이 중단되는 경우를 방지할 수 있다. 또한 하나의 광감지부(PS)가 주변에 위치하는 복수의 발광 영역(LA)의 휘도 측정에 사용될 수 있다.
한편, 복수의 발광 영역(LA) 중 휘도를 측정하고자 하는 발광 영역(LA)을 포함하는 단위 발광부를 지정하고, 단위 발광부를 제외한 다른 발광 부분에는 블랙 데이터(black data)를 인가하여 블랙으로 표시하고 측정하고자 하는 단위 발광부만 발광 시킬 수 있다. 이 때 단위 발광부는 적어도 하나의 발광 영역(LA)을 포함할 수 있으며, 단위 발광부에는 매회 다른 발광 영역(LA)을 지정하여, 순차적으로 모든 발광 영역(LA)의 휘도를 측정할 수 있다.
이상에서는 발광 영역(LA)을 발광시켜 영상을 표시하는 단계와 동시에 광감지부(PS)에서 발광 영역(LA)의 휘도를 측정하는 단계를 진행하였다.
그러나 이와 달리 발광 영역(LA)을 영상 표시용 시간 및 휘도 측정용 시간으로 나누어 순차적으로 발광시킬 수 있다. 즉, 발광 영역(LA)을 발광시켜 영상을 표시하는 두 개의 단위 시간 사이에 휘도 측정 단계를 삽입할 수 있다. 이러한 방법은 영상을 표시하는 프레임 단위 별로 이루어질 수도 있고, 발광 영역(LA)의 한 행 단위로 이루어질 수도 있다. 이 때 매 프레임 또는 매 행 단위 사이에 삽입되는 휘도 측정 단계에서, 휘도를 측정하는 발광 영역(LA)을 변경하여 진행할 수도 있다. 따라서, 일정 프레임 수가 지나거나 일정 행이 지나면 모든 발광 영역(LA)의 휘도를 측정할 수 있다. 이로써, 발광 영역(LA)의 휘도를 측정하는 시간이 표시 장치의 본래 구동에 영향이 미치는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 광감지부 특성에 변동이 있더라도 발광 영역의 휘도를 정확히 측정하여 보상함으로써 비정질 규소 박막 트랜지스터의 문턱 전압의 변동을 보상하여 화질 열화를 방지할 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 (17)

  1. 행렬로 배열되어 있으며, 서로 다른 색을 내는 복수의 발광 소자,
    상기 발광 소자가 발광하도록 상기 발광 소자에 구동 전류를 공급하는 복수의 구동 트랜지스터,
    상기 발광 소자의 발광에 따른 광량을 감지하고 감지된 광량에 따른 감지 신호를 내보내는 광감지부,
    를 포함하고,
    상기 광감지부는 상기 복수의 발광 소자 사이 공간에 위치하는
    표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 광감지부는 상기 복수의 발광 소자 중 네 개의 발광 소자와 실질적으로 동일한 거리를 두고 위치하는 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 광감지부는 상기 복수의 발광 소자 중 두 개의 발광 소자와 실질적으로 동일한 거리를 두고 위치하는 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 발광 소자에서 나온 빛을 상기 광감지부에 전달하는 광가이드 부재를 더 포함하는 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 광가이드 부재는 상기 발광 소자 위에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하는 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 광감지부로 유입되는 빛을 차단하는 광차단부를 더 포함하는 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 광감지부는 상기 발광 소자의 발광에 따라 광전류를 형성하는 감지 트랜지스터를 포함하는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    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.
  9. 제8항에서,
    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.
  10. 제9항에서,
    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.
  11. 제10항에서,
    상기 감지 데이터선에 연결되어 상기 감지 기준 전압을 상기 감지 데이터선 에 공급하며, 상기 제2 축전기에 충전되는 전압의 크기를 검출하여 상기 발광 소자에 대한 휘도 정보를 생성하는 휘도 검출부를 더 포함하는 표시 장치.
  12. 각각 적어도 하나의 발광 소자를 포함하는 제1 및 제2 발광 소자군, 상기 발광 소자에 연결되어 있는 구동 트랜지스터, 그리고 상기 발광 소자 주변에 인접하고 있는 적어도 두 개의 광감지부를 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서,
    상기 구동 트랜지스터에 데이터 전압을 인가하는 단계,
    상기 구동 트랜지스터를 통하여 상기 데이터 전압에 따른 구동 전류를 상기 발광 소자에 공급하여 상기 복수의 발광 소자 중 제1 발광 소자군을 발광시키는 단계,
    상기 각 광감지부에서 상기 제1 발광 소자의 발광에 따른 감지 신호를 생성하는 단계,
    영상 정보에 따라 상기 제2 발광 소자군을 발광으로 영상을 표시하는 단계, 그리고
    상기 각 광감지부에서 생성된 감지 신호에 대응하는 휘도를 검출하고 상기 검출된 휘도와 목표 휘도를 비교하여 영상 신호를 보정하는 단계
    를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 제1 발광 소자군은 적어도 하나의 발광 소자를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  14. 제12항에서,
    상기 적어도 두 개의 감지 신호를 평균하여 이에 대응하는 휘도를 검출하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  15. 제12항에서,
    상기 영상을 표시하는 단계 및 상기 감지 신호를 생성하는 단계를 동시에 수행되는 표시 장치의 구동 방법.
  16. 제12항에서,
    상기 영상을 표시하는 단계 및 상기 감지 신호를 생성하는 단계는 번갈아 수행되는 표시 장치의 구동 방법.
  17. 제12항에서,
    상기 제2 발광 소자군에 포함되어 있는 발광 소자 중 적어도 하나를 포함하는 제3 발광 소자군을 발광시키는 단계,
    상기 각 광감지부에서 상기 제1 발광 소자의 발광에 따른 감지 신호를 생성하는 단계, 그리고
    상기 각 광감지부에서 생성된 감지 신호에 대응하는 휘도를 검출하고 상기 검출된 휘도와 목표 휘도를 비교하여 영상 신호를 보정하는 단계
    를 더 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
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