KR20110023028A - 유기전계발광소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것으로, 특히, 유기전계발광소자의 유기전계발광 다이오드의 특성을 손쉽게 측정할 수 있는 유기전계발광소자를 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 OLED의 화상이 구현되지 않는 비화소부에 화소부의 화소영역과 동일한 구조를 갖는 더미화소영역을 더욱 형성하여, 더미화소영역을 통해 OLED 내에서 발생하는 정전기에 의해 화상이 구현되는 화소부가 손상되는 것을 방지하는 동시에, 유기전계발광 다이오드의 특성을 검사하는 것을 특징으로 한다.

이로 인하여, 정확한 유기전계발광 다이오드의 특성을 측정할 수 있으며, 신뢰성 및 화면의 품위를 향상시킬 수 있는 OLED를 제공하게 된다.

또한, 별도의 유기전계발광 다이오드의 특성을 측정하기 위한 검사용 구조를 만들 필요가 없다.

유기전계발광소자, 유기전계발광 다이오드, 소비전력, 특성

Description

유기전계발광소자{Organic electro-luminescence device}

본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것으로, 특히, 유기전계발광소자의 유기전계발광 다이오드의 특성을 손쉽게 측정할 수 있는 방법을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.

최근까지, CRT(cathode ray tube)가 표시장치로서 주로 사용되었다. 그러나, 최근에 CRT를 대신할 수 있는, 플라즈마표시장치(plasma display panel : PDP), 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD), 유기전계발광소자(organic light emitting diode : OLED)와 같은 평판표시장치가 널리 연구되며 사용되고 있는 추세이다.

위와 같은 평판표시장치 중에서, 유기전계발광소자(이하, OLED라 함)는 자발광소자로서, 비발광소자인 액정표시장치에 사용되는 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하다.

그리고, 액정표시장치에 비해 시야각 및 대비비가 우수하며, 소비전력 측면 에서도 유리하며, 직류 저전압 구동이 가능하고, 응답속도가 빠르며, 내부 구성요소가 고체이기 때문에 외부충격에 강하고, 사용 온도범위도 넓은 장점을 가지고 있다.

특히, 제조공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 액정표시장치 보다 많이 절감할 수 있는 장점이 있다.

이러한 특성을 갖는 OLED는 크게 패시브 매트릭스 타입(passive matrix type)과 액티브 매트릭스 타입(active matrix type)으로 나뉘어 지는데, 패시브 매트릭스 타입은 신호선을 교차하면서 매트릭스 형태로 소자를 구성하는 반면, 액티브 매트릭스 타입은 화소를 온/오프(on/off)하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터와 전류를 흘려보내주는 구동 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터에 한 프레임 동안 전압을 유지해 주는 캐패시터가 화소 별로 위치하도록 한다.

최근에는 패시브 매트릭스 타입은 해상도나 소비전력, 수명 등에 많은 제한적인 요소를 가지고 있어, 고해상도나 대화면을 구현할 수 있는 액티브 매트릭스 타입 OLED의 연구가 활발히 진행되고 있다.

도 1은 일반적인 액티브 매트릭스 타입 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 도면이며, OLED는 하부 발광방식이다.

도시한 바와 같이, OLED(10)는 제 1 기판(1)과, 제 1 기판(1)과 마주하는 제 2 기판(2)으로 구성되며, 제 1 및 제 2 기판(1, 2)은 서로 이격되어 있고, 이의 가장자리부는 실패턴(seal pattern : 20)을 통해 봉지되어 합착된다.

이를 좀더 자세히 살펴보면, 제 1 기판(1)의 상부에는 각 화소영역(P) 별로 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있고, 유기전계발광 다이오드(E)를 구성하는 제 1 전극(11)과, 유기발광층(13)과, 제 2 전극(15)이 순차적으로 형성되어 있다. 제 1 전극(11)은 구동 박막트랜지스터(DTr)와 전기적으로 연결된다.

이와 같은 경우에, 제 1 전극(11)은 투명한 도전성물질로 이루어지며, 제 2 전극(15)은 불투명한 도전성물질로 이루어 질 수 있다. 이에 따라, 유기발광층(13)에서 발광된 빛은 제 1 전극(11) 방향으로 방출되게 된다.

그리고, 제 2 기판(2)의 내부면에는 외부로부터 침투된 수분을 제거하는 흡습제(17)가 형성된다.

최근, 풀컬러 OLED(10)의 연구가 활발히 진행되고 있는 추세에서, 유기전계발광 다이오드(E)의 유기발광층(13)은 각 화소영역(P) 별로 각각 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러를 발하게 된다.

또한, 화소영역(P)의 외곽인 비화소영역에 더미화소영역을 더욱 형성하여, OLED(10) 내에서 발생하는 정전기에 의해 화상이 구현되는 화소영역(P)이 손상되는 것을 방지하게 된다.

한편, 최근 이러한 OLED(10)는 휴대폰, PDA, 벽걸이형 텔레비전 등 그 사용영역이 점차 넓어지고 있는 추세로, 보다 효율적인 OLED(10)를 구현하고자 OLED(10)의 정확한 수명 등의 특성을 측정하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다.

일반적으로 OLED(10)의 수명은 OLED(10) 전체적으로 발하는 빛을 통해 휘도를 측정하고, 시간에 따른 휘도의 감소에 의해 OLED(10)의 수명을 측정하게 되는 데, 이러한 OLED(10)의 측정된 수명은 많은 오차를 가지게 된다.

이는, 각 화소영역(P) 내에 형성된 구동 박막트랜지스터(DTr)의 특성에 따라 각 화소영역(P)에 공급되는 전류량의 차이가 발생하고, 이러한 전류량의 차이에 의해 각 화소영역(P) 별 휘도의 차이가 발생하기 때문이다.

또한, 유기발광층(13)을 적(R), 녹(G), 청(B)의 유기물질로 형성할 경우, 각 유기물질은 동일한 발광효율을 갖지 않음으로써, 동일한 전압을 인가하더라도 각각의 유기발광층(13)이 형성된 각 화소영역(P) 별의 휘도의 차이가 발생하게 된다.

즉, OLED(10)의 정확한 특성을 측정하기 위해서는 각 화소영역(P) 별로 형성되는 유기전계발광 다이오드(E)의 특성을 정확히 측정해야 한다.

그러나, 이미 제 1 및 제 2 기판(1, 2)이 합착되어 패널 형태인 OLED(10)에서는 유기전계발광 다이오드(E) 자체만의 특성을 측정하기가 매우 어려우며, 측정용 유기전계발광 다이오드(E) 소자만을 형성하는 것은 공정시간 및 공정비용을 향상시키게 되는 문제점을 가져오게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유기전계발광 다이오드 자체의 특성을 정확히 측정하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.

이를 통해, 신뢰성 및 화면의 품위를 향상시킬 수 있는 OLED를 제공하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 서로 교차하는 게이트 및 데이터배선을 통해 정의된 다수의 화소영역과, 전원배선과, 상기 게이트 및 데이터배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와, 상기 스위칭 박막트랜지스터와 연결된 구동 박막트랜지스터 그리고 제 1 유기전계발광 다이오드를 포함하는 화소부와; 상기 화소부를 둘러싸는 비화소부에 형성되며, 서로 교차하는 게이트 및 데이터배선을 통해 정의된 다수의 더미화소영역과, 전원배선과, 상기 게이트배선 및 상기 전원배선과 직접 연결된 구동 박막트랜지스터 그리고 제 2 유기전계발광 다이오드를 포함하는 더미화소부와; 상기 더미화소부의 상기 제 2 유기전계발광 다이오드에 흐르는 전류를 측정하는 전압감지부를 포함하며, 상기 제 2 유기전계발광 다이오드의 일전극은 상기 구동 박막트랜지스터와 연결되고, 타전극은 접지되는 유기전계발광소자를 제공한다.

상기 제 1 유기전계발광 다이오드는 상기 다수의 화소영역에서 각각 적, 녹, 청을 발하며, 상기 제 2 유기전계발광 다이오드는 상기 다수의 더미화소영역에서 각각 적, 녹, 청을 발한다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 유기전계발광 다이오드는 제 1 및 제 2 전극 사이에 형성되는 발광층을 포함하며, 상기 전압감지부는 전류미터를 포함한다.

여기서, 상기 더미화소부는 상기 유기전계발광소자 내부의 정전기를 외부로 방출한다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 OLED의 화상이 구현되지 않는 비화소부에 화소부의 화소영역과 동일한 유기전계발광 다이오드 구조를 갖는 더미화소영역을 더욱 형성하여, 더미화소영역을 통해 OLED 내에서 발생하는 정전기에 의해 화상이 구현되는 화소부가 손상되는 것을 방지하는 동시에, 유기전계발광 다이오드의 정확한 특성을 측정할 수 있는 효과가 있다.

이를 통해, 신뢰성 및 화면의 품위를 향상시킬 수 있는 OLED를 제공하게 되는 효과가 있으며, 또한, 별도의 유기전계발광 다이오드의 특성을 측정하기 위한 검사용 구조를 만들 필요가 없어 공정의 효율성이 향상되는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 OLED의 블록도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 OLED(100)는 표시패널(110), 스캔구동부(200), 데이터구동부(300), 제어부(400), 전원공급부(500) 그리고 전압감지부(600)를 포함한다.

이들 각각에 대해 자세히 살펴보면, 제어부(400)는 스캔구동부(200), 데이터구동부(300) 및 전원공급부(500) 등에 제어신호를 출력하고, 전원공급부(500)는 제어부(400)의 구동제어에 따라 스캔구동부(200), 데이터구동부(300) 및 표시패 널(110)의 구동에 필요한 전압을 출력한다.

스캔구동부(200)는 제어부(400)의 제어신호에 따라 스캔구동부(200)에 연결된 게이트배선(미도시)들에 스캔신호를 출력하고, 이로써 표시패널(110)에 위치한 화소회로(미도시)들이 선택된다.

데이터구동부(300)는 제어부(400)의 제어신호에 따라, 스캔구동부(200)에서 출력되는 스캔신호에 따라 데이터구동부(300)에 연결된 데이터배선(미도시)들을 통하여 데이터신호들을 표시패널(110)에 위치한 화소회로(미도시)들에 인가한다.

표시패널(110)은 데이터신호들에 대응하여 각 화소회로(미도시)들로부터 빛을 발광함으로써 화상을 표시한다.

이때, 표시패널(110)은 회로(미도시)들이 위치하여 화상을 구현하는 화소부(120)와 더미화소부(130)로 구분되는데, 화소부(120) 내에는 다수의 화소영역이 정의되며, 각각의 화소영역에는 스위칭(switching) 박막트랜지스터(STr)와 구동(driving) 박막트랜지스터(DTr), 스토리지 캐패시터(StgC), 그리고 유기전계발광 다이오드가 구비되어 있다.

그리고, 이러한 화소부(120)는 비화소부에 의해 둘러싸이게 되는데, 비화소부에는 스캔구동부(200), 데이터구동부(300), 제어부(400) 그리고 전원공급부(500) 그리고 전압감지부(600)가 형성될 수 있으며, 또한 화소부(120)의 다수의 화소영역, 스캔구동부(200), 데이터구동부(300), 전원공급부(500) 그리고 전압감지부(600)와 외부모듈(미도시)을 전기적으로 연결하기 위한 패드(미도시)가 형성되어 있다.

또한, 비화소부에는 화소부(120)로의 정전기가 유입되는 것을 차단하기 위한 더미화소부(130)가 형성되어 있는데, 특히, 본 발명의 OLED(100)는 더미화소부(130)를 통해 유기전계발광 다이오드 자체의 특성을 측정할 수 있다.

그리고, 전압감지부(600)는 이러한 더미화소부(130)에 흐르는 전압을 측정하여 유기전계발광 다이오드 자체의 특성을 측정하게 된다.

이에 대해 도 3a ~ 3b를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 3a ~ 3b는 도 2의 더미화소부를 포함하는 OLED의 회로도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 OLED(100)는 다수의 화소영역(P1, P2, P3)을 포함하는 화소부(120)와 다수의 더미화소영역(DP1, DP2, DP3)을 포함하는 더미화소부(130)로 구분된다.

여기서, 다수의 화소영역(P1, P2, P3)은 각각 유기전계발광 다이오드(P-E1, P-E2, P-E3)가 형성되어, 적(R), 녹(G), 청(B)색의 빛을 방사하는 영역으로, 유기전계발광 다이오드(P-E1, P-E2, P-E3)의 일전극과 발광층이 독립적으로 형성된다.

이때, 화소부(120)에 형성된 적, 녹, 청 화소영역(P1, P2, P3) 각각은 스위칭(switching) 박막트랜지스터(STr1, STr2, STr3)와 구동(driving) 박막트랜지스터(P-DTr1, P-DTr2, P-DTr3), 스토리지 캐패시터(StgC1, StgC2, StgC3)를 포함한다.

그리고, 더미화소부(130)는 화상이 구현되지 않는 비화소영역으로, OLED(100) 내에서 발생하는 정전기에 의해 화상이 구현되는 화소부(120)가 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다.

각각의 더미화소부(130)는 적(R), 녹(G), 청(B)색의 빛을 발하는 더미 유기전계발광 다이오드(E1, E2, E3)가 형성되어, 각각의 더미화소영역(DP1, DP2, DP3) 또한 적(R), 녹(G), 청(B)색의 빛을 방사하게 된다.

이때, 각각의 적, 녹, 청 더미화소영역(DP1, DP2, DP3)은 더미 구동 박막트랜지스터(DTr1, DTr2, DTr3)를 포함한다.

이들에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 제 1 방향으로 제 1 내지 제 3 게이트배선(GL1, GL2, GL3)이 형성되어 있고, 이 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 연장하여 제 1 내지 제 3 게이트배선(GL1, GL2, GL3)과 더불어 화소영역(P1, P2, P3) 및 더미화소영역(DP1, DP2, DP3)을 정의하는 제 1 내지 제 4 데이터배선(DL1, DL2, DL3, DL4)이 형성되어 있으며, 제 1 내지 제 4 데이터배선(DL1, DL2, DL3, DL4)과 이격하며 전원전압을 인가하기 위한 제 1 내지 제 3 전원배선(PL1, PL2, PL3)이 형성되어 있다.

이때, 각각의 더미화소영역(DP1, DP2, DP3)은 제 1 게이트배선(GL1)과 제 1 내지 제 4 데이터배선(DL1, DL2, DL3, DL4)을 통해 정의되며, 각각의 화소영역(P1, P2, P3)은 제 2 및 제 3 게이트배선(GL2, GL3)과 제 1 내지 제 4 데이터배선(DL1, DL2, DL3, DL4)을 통해 정의된다.

즉, 제 1 게이트배선(GL1)과 제 1 데이터배선(DL1)을 통해 제 1 더미화소영역(DP1)이 정의되며, 제 1 게이트배선(GL1)과 제 2 데이터배선(DL2)을 통해 제 2 더미화소영역(DP2) 그리고 제 1 게이트배선(GL1)과 제 3 데이터배선(DL3)을 통해 제 3 더미화소영역(DP3)이 정의된다.

또한, 화소영역(P1, P2, P3) 또한 제 2 게이트배선(GL2)과 제 1 데이터배선(DL1)을 통해 제 1 화소영역(P1)이 정의되고, 제 2 게이트배선(GL2)과 제 2 데이터배선(DL2)을 통해 제 2 화소영역(P2) 그리고 제 2 게이트배선(GL2)과 제 3 데이터배선(DL3)을 통해 제 3 화소영역(P3)이 정의된다.

각 화소영역(P1, P2, P3)에는 제 2 게이트배선(GL2)과 제 1 내지 제 3 데이터배선(DL1, DL2, DL3)이 교차하는 부분에 이들 두 배선과 연결되는 제 1 내지 제 3 스위칭 박막트랜지스터(STr1, STr2, STr3)가 형성되는데, 제 1 화소영역(P1)의 제 1 스위칭 박막트랜지스터(STr1)는 제 1 구동 박막트랜지스터(P-DTr1) 및 제 1 스토리지 캐패시터(StgC1)와 연결되며, 제 1 구동 박막트랜지스터(P-DTr1)는 제 1 전원배선(PL1) 및 적색을 발하는 제 1 유기전계발광 다이오드(P-E1) 사이에 연결된다.

즉, 제 1 유기전계발광 다이오드(P-E1)의 일측 단자인 제 1 전극은 제 1 구동 박막트랜지스터(P-DTr1)의 드레인전극과 연결되고, 타측 단자인 제 2 전극은 제 1 전원배선(PL1)과 연결된다. 이때, 제 1 전원배선(PL1)은 전원전압을 제 1 유기전계발광 다이오드로(P-E1) 전달하게 된다.

또한, 제 2 화소영역(P2)의 제 2 스위칭 박막트랜지스터(STr2)는 제 2 게이트배선(GL2) 및 제 2 데이터배선(DL2)에 연결되고, 제 2 구동 박막트랜지스터(P-DTr2)와 제 2 스토리지 캐패시터(StgC2)는 제 2 스위칭 박막트랜지스터(STr2)와 연결된다.

그리고, 제 2 구동 박막트랜지스터(P-DTr2)는 제 2 전원배선(PL2)과 녹색을 발하는 제 2 유기전계발광 다이오드(P-E2) 사이에 연결되어, 제 2 유기전계발광 다이오드(P-E2)는 제 2 전원배선(PL2)을 통해 전원전압을 전달받게 된다.

마찬가지로, 제 3 화소영역(P3)의 제 3 스위칭 박막트랜지스터(STr3)는 제 2 게이트배선(GL2)과 제 3 데이터배선(DL3)에 연결되고, 제 3 구동 박막트랜지스터(P-DTr3)와 제 3 스토리지 캐패시터(StgC3)는 제 3 스위칭 박막트랜지스터(STr3)와 연결되며, 제 3 구동 박막트랜지스터(P-DTr3)는 제 3 전원배선(PL3)과 청색을 발하는 제 3 유기전계발광 다이오드(P-E3) 사이에 연결되어, 제 3 유기전계발광 다이오드(P-E3)는 제 3 전원배선(PL3)을 통해 전원전압을 전달받게 된다.

따라서, 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)은 제 2 게이트배선(GL2)을 통해 신호가 인가되면 각 화소영역(P1, P2, P3) 별로 제 1 내지 제 3 스위칭 박막트랜지스터(STr1, STr2, STr3)가 온(on) 되고, 제 1 내지 제 3 데이터배선(DL1, Dl2, DL3)의 신호가 제 1 내지 제 3 구동 박막트랜지스터(P-DTr1, P-DTr2, P-DTr3)의 게이트전극에 전달되어 제 1 내지 제 3 구동 박막트랜지스터(P-DTr1, P-DTr2, P-DTr3)가 온(on) 되므로 제 1 내지 제 3 유기전계발광 다이오드(P-E1, P-E2, P-E3)를 통해 적, 녹, 청의 빛이 출력된다.

이때, 제 1 내지 제 3 구동 박막트랜지스터(P-DTr1, P-DTr2, P-DTr3)가 온(on) 상태가 되면, 제 1 내지 제 3 전원배선(PL1, PL2, PL3)으로부터 제 1 내지 제 3 유기전계발광 다이오드(P-E1, P-E2, P-E3)에 흐르는 전류의 레벨이 정해지며, 이로 인해 제 1 내지 제 3 유기전계발광 다이오드(P-E1, P-E2, P-E3)는 그레이스케일(gray scale)을 구현할 수 있게 된다.

그리고, 제 1 내지 제 3 스토리지 캐패시터(StgC1, StgC2, StgC3)는 제 1 내지 제 3 스위칭 박막트랜지스터(STr1, STr2, STr3)가 오프(off) 되었을 때, 제 1 내지 제 3 구동 박막트랜지스터(P-DTr1, P-DTr2, P-DTr3)의 게이트전압을 일정하게 유지시키는 역할을 함으로써, 제 1 내지 제 3 스위칭 박막트랜지스터(STr1, STr2, STr3)가 오프(off) 상태가 되더라도 다음 프레임(frame)까지 제 1 내지 제 3 유기전계발광 다이오드(P-E1, P-E2, P-E3)에 흐르는 전류의 레벨을 일정하게 유지할 수 있게 된다.

그리고, 각 더미화소영역(DP1, DP2, DP3)에는 제 1 게이트배선(GL1)과 제 1 내지 제 3 전원배선(PL1, PL2, PL3)이 교차하는 부분에 이들 두 배선과 연결되는 제 1 내지 제 3 더미 구동 박막트랜지스터(DTr1, DTr2, DTr3)가 형성되는데, 제 1 더미화소영역(DP1)의 제 1 더미 구동 박막트랜지스터(DTr1)는 제 1 전원배선(PL1) 및 적색을 발하는 제 1 더미 유기전계발광 다이오드(E1) 사이에 연결된다.

즉, 제 1 더미 유기전계발광 다이오드(E1)의 일측 단자인 제 1 전극은 제 1 더미 구동 박막트랜지스터(DTr1)의 드레인전극과 연결되고, 타측 단자인 제 2 전극은 제 1 전원배선(PL1)과 연결되어, 제 1 더미 유기전계발광 다이오드(E1)는 제 1 전원배선(PL1)으로부터 전원전압을 전달받게 된다.

그리고, 제 2 더미화소영역(DP2)의 제 2 더미 구동 박막트랜지스터(DTr2)는 제 2 전원배선(PL2)과 녹색을 발하는 제 2 더미 유기전계발광 다이오드(E2) 사이에 연결되어, 제 2 더미 유기전계발광 다이오드(E2)는 제 2 전원배선(PL2)을 통해 전원전압을 전달받게 되고, 제 3 더미화소영역(DP3)의 제 3 더미 구동 박막트랜지스 터(DTr3)는 제 3 전원배선(PL3)과 청색을 발하는 제 3 더미 유기전계발광 다이오드(E3) 사이에 연결되어, 제 3 더미 유기전계발광 다이오드(E3)는 제 3 전원배선(PL3)을 통해 전원전압을 전달받게 된다.

따라서, 제 1 내지 제 3 더미화소영역(DP1, DP2, DP3)은 제 1 게이트배선(GL1)을 통해 신호가 인가되면 제 1 내지 제 3 더미 구동 박막트랜지스터(DTr1, DTr2, DTr3) 온(on) 되므로 제 1 내지 제 3 더미 유기전계발광 다이오드(E1, E2, E3)를 통해 적, 녹, 청의 빛이 출력된다.

즉, 더미화소부(130)의 제 1 내지 제 3 더미화소영역(DP1, DP2, DP3)은 스토리지 커패시터(StgC1, StgC2, StgC3)와 스위칭 박막트랜지스터(STr1, STr2, STr3)를 구비하지 않는 점을 제외하고 화소부(120)의 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)과 동일한 화소구조를 갖는다.

이러한 더미화소부(130)는 OLED(100) 내에서 발생하는 정전기를 더미 유기전계발광 다이오드(E1, E2, E3)의 제 2 전극에 연결된 그라운드를 통해 OLED(100)의 외부로 방출시킨다.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 더미화소부(130)는 OLED(100) 제조공정 또는 이후의 취급시에 발생될 수 있는 정전기방전(ESD : electro static discharge)으로부터 내부회로 예를 들면 화소부(120)의 각 화소영역(P1, P2, P3)에 포함되는 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(STr1, STr2, STr3, P-DTr1, P-DTr2, P-DTr3) 또는 유기전계발광 다이오드(P-E1, P-E2, P-E3)들이 손상되는 것을 방지하는 역할을 하는 것이다.

즉, OLED(100) 내부에서 정전기가 발생하게 되면, 정전기는 화소부(120)를 둘러싸는 비화소부에 형성된 더미화소부(130)로 전달되어, 제 1 내지 제 3 더미화소영역(DP1, DP2, DP3)의 제 1 내지 제 3 더미 유기전계발광 다이오드(E1, E2, E3)에 연결된 그라운드를 통해 외부로 방출된다.

따라서, 정전기가 화소부(120)의 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)으로 유입되어, 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)의 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(STr1, STr2, STr3, P-DTr1, P-DTr2, P-DTr3) 또는 유기전계발광 다이오드(P-E1, P-E2, P-E3)가 손상되는 것을 방지하게 되는 것이다.

특히, 본 발명의 더미화소부(130)는 정전기를 외부로 방출시키는 뿐만 아니라, 유기전계발광 다이오드(E1, E2, E3, P-E1, P-E2, P-E3) 자체의 특성을 측정할 수 있다.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 유기전계발광 다이오드(E1, E2, E3, P-E1, P-E2, P-E3)는 외부로부터 인가된 전위차에 의해 양극과 음극으로 주입된 전자와 정공이 소자 내부로 이동하여 유기발광층에서 재결합하여 빛을 방출하는 자체 발광소자이다.

이에, 발광휘도 및 색도와 같은 유기전계발광 다이오드(E1, E2, E3, P-E1, P-E2, P-E3)의 발광 특성은 소자를 구성하는 재료의 특성과 소자의 구조에 따라 다르며, 특히, 유기전계발광 다이오드(E1, E2, E3, P-E1, P-E2, P-E3)의 발광휘도는 구동전압 또는 전류에 의해 직접 제어되므로 소자의 구동전압과 전류 및 발광휘도와의 관계는 소자의 특성을 규정하는 기본이 된다.

실제로 이 관계를 이용하여 원하는 발광휘도를 구현하기 위해 특정 전압 또는 전류를 인가하여 소자를 구동하고 있다.

이에, 본 발명은 더미화소부(130)의 각 더미화소영역(DP1, DP2, DP3)을 통해 더미 유기전계발광 다이오드(E1, E2, E3) 구동시 소비되는 소비전력을 측정함으로써, 유기전계발광 다이오드(E1, E2, E3, P-E1, P-E2, P-E3) 자체의 특성을 정확하게 측정할 수 있다.

이렇게 더미 유기전계발광 다이오드(E1, E2, E3)의 소비전력을 측정함으로써, 구동특성이 우수한 특성의 유기전계발광 다이오드(E1, E2, E3, P-E1, P-E2, P-E3)를 개발하거나 OLED(100) 생성 시 소비전력 측정에 의해 양품과 불량품을 엄밀히 선별하여 품질이 확보된 유기전계발광 다이오드(E1, E2, E3, P-E1, P-E2, P-E3)를 제공하게 된다.

이때, 더미화소영역(DP1, DP2, DP3)에 흐르는 소비전력은 전압감지부(도 2의 600)를 통해 측정되며, 이를 통해 더미 유기전계발광 다이오드(E1, E2, E3) 자체의 특성을 측정하게 된다.

도 4a ~ 4c는 각 더미화소영역의 소비전력을 측정하는 모습을 개략적으로 도시한 평면도이다.

도시한 바와 같이, 기판(111) 상에는 게이트배선(GL1, GL2)과 게이트배선(GL1, GL2)과 교차하는 제 1 내지 제 4 데이터배선(DL1, DL2, DL3, DL4)과 제 1 내지 제 3 전원배선(PL1, PL2, PL3)이 형성된다.

제 1 및 제 2 데이터배선(DL1, DL2) 사이에는 적색을 발하는 제 1 더미화소 영역(DP1)이 정의되고, 제 2 및 제 3 데이터배선(DL2, DL3) 사이에는 녹색을 발하는 제 2 더미화소영역(DP2)이 그리고 제 3 및 제 4 데이터배선(DL3, DL4) 사이에는 청색을 발하는 제 3 더미화소영역(DP3)이 정의된다.

여기서, 각 제 1 내지 제 3 더미화소영역(DP1, DP2, DP3) 내에는 게이트배선(GL1, GL2)과 제 1 내지 제 3 전원배선(PL1, PL2, PL3)과 각각 동시에 연결되는 제 1 내지 제 3 더미 구동 박막트랜지스터(DTr1, DTr2, DTr3)가 구비된다.

이때, 게이트배선(GL1, GL2)은 제 1 내지 제 3 더미 구동 박막트랜지스터(DTr1, DTr2, DTr3)의 게이트전극(113)과 연결되고 있으며, 제 1 내지 제 3 전원배선(PL1, PL2, PL3)은 제 1 내지 제 3 더미 구동 박막트랜지스터(DTr1, DTr2, DTr3)의 소스전극(115)과 연결되어 있다.

여기서, 제 1 내지 제 3 더미 구동 박막트랜지스터(DTr1, DTr2, DTr3)의 소스전극(115)은 제 1 내지 제 3 전원배선(PL1, PL2, PL3)과 각각 서로 연결되어 있으며, 제 1 내지 제 3 더미 구동 박막트랜지스터(DTr1, DTr2, DTr3)의 드레인전극(117)은 콘택홀(119)을 통해 제 1 내지 제 3 더미 유기전계발광 다이오드(도 3b의 E1, E2, E3)의 제 1 전극(121)과 각각 연결되어 있다.

이때, 도 4a에 도시한 바와 같이, 제 1 더미화소영역(DP1)으로 제 1 게이트배선(GL1)을 통해 신호를 인가하여, 제 1 더미 구동 박막트랜지스터(DTr1)를 온(on) 시킨다.

여기서, 제 1 더미 유기전계발광 다이오드(도 3b의 E1)는 제 1 전원배선(PL1)을 통해 전원전압을 전달받으므로, 제 1 더미화소영역(DP1)은 적색의 빛을 출력하게 된다.

이렇게 제 1 더미화소영역(DP1)에서 적색의 빛을 출력하는 과정에서, 전압감지부(도 2의 600)를 통해 제 1 더미화소영역(DP1)의 소비전력을 측정하게 된다.

이를 통해, 제 1 더미화소영역(DP1)에 형성된 적색의 빛을 발하는 더미 유기전계발광 다이오드(도 3b의 E1)의 특성을 알 수 있게 된다.

또한, 도 4b와 도 4c에 도시한 바와 같이, 제 2 및 제 3 더미화소영역(DP2, DP3)을 각각 발광하게 함으로써, 제 2 및 제 3 더미화소영역(DP2, DP3)에 형성된 녹색, 청색의 빛을 발하는 더미 유기전계발광 다이오드(도 3b의 E2, E3)의 특성 또한 알 수 있게 된다.

이렇게, 각 컬러별로 더미 유기전계발광 다이오드(도 3b의 E1, E2, E3)의 특성을 측정하는 것은, 더미 유기전계발광 다이오드(도 3b의 E1, E2, E3)의 발광 특성은 소자를 구성하는 재료의 특성과 소자의 구조에 따라 다르기 때문이다.

즉, 각 더미 유기전계발광 다이오드(도 3b의 E1, E2, E3)가 적, 녹, 청의 빛을 출력하기 위해서는 각 유기발광층을 적(R), 녹(G), 청(B)의 유기물질로 형성해야 하며, 이 경우 각 유기물질은 동일한 발광효율을 갖지 않음으로써, 동일한 전압을 인가하더라도 각각의 유기발광층이 형성된 각 화소영역(DP1, DP2, DP3) 별의 휘도의 차이가 발생하게 된다.

따라서, 더미 유기전계발광 다이오드(도 3b의 E1, E2, E3) 자체의 정확한 특성을 파악하기 위해서는 적, 녹, 청의 유기발광층에 따라 각각의 특성을 측정하는 것이 바람직하다.

전압감지부(도 2의 600)는 전류미터를 포함할 수 있으며, 이를 통해 각 더미화소영역(DP1, DP2, DP3)으로부터 인가받은 전류에 양을 측정하게 된다.

이렇게 인가받은 전류에 해당하는 측정값을 전압으로 바꾸고, 이를 통해 각 더미화소영역(DP1, DP2, DP3)의 소비전력을 측정하게 된다.

이렇게 측정된 소비전력을 통해 구동특성이 우수한 특성의 유기전계발광 다이오드(도 3b의 E1, E2, E3, P-E1, P-E2, P-E3)를 개발하거나, OLED(도 3b의 100) 생성 시 소비전력 측정에 의해 양품과 불량품을 엄밀히 선별하여 품질이 확보된 유기전계발광 다이오드(도 3b의 E1, E2, E3, P-E1, P-E2, P-E3)를 제공할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 OLED(도 3b의 100)는 화상이 구현되지 않는 비화소부에 화소부(도 3b의 120)의 화소영역(도 3a의 P1, P2, P3)의 유기전계발광 다이오드(도 3b의 P-E1, P-E2, P-E3)와 동일한 구조를 갖는 더미화소영역(도 3a의 DP1, DP2, DP3)을 더욱 형성하여, 더미화소영역(도 3a의 DP1, DP2, DP3)을 통해 OLED(도 3b의 100) 내에서 발생하는 정전기에 의해 화상이 구현되는 화소부(도 3b의 120)가 손상되는 것을 방지하는 동시에, 유기전계발광 다이오드(도 3b의 E1, E2, E3, P-E1, P-E2, P-E3)의 특성을 검사할 수 있다.

따라서, 정확한 유기전계발광 다이오드(도 3b의 E1, E2, E3, P-E1, P-E2, P-E3)의 특성을 측정할 수 있어, 구동특성이 우수한 특성의 유기전계발광 다이오드(도 3b의 E1, E2, E3, P-E1, P-E2, P-E3)를 개발하거나, OLED(도 3b의 100) 생성 시 소비전력 측정에 의해 양품과 불량품을 엄밀히 선별하여 품질이 확보된 유기전계발광 다이오드(도 3b의 E1, E2, E3, P-E1, P-E2, P-E3)를 제공할 수 있다.

이를 통해, 신뢰성 및 화면의 품위를 향상시킬 수 있는 OLED(도 3b의 100)를 제공하게 된다. 또한, 별도의 유기전계발광 다이오드(도 3b의 E1, E2, E3, P-E1, P-E2, P-E3)의 특성을 측정하기 위한 검사용 구조를 만들 필요가 없다.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

도 1은 일반적인 액티브 매트릭스 타입 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 OLED의 블록도.

도 3a ~ 3b는 도 2의 더미화소부를 포함하는 OLED의 회로도.

도 4a ~ 4c는 각 더미화소영역의 소비전력을 측정하는 모습을 개략적으로 도시한 평면도.

Claims (6)

1. 서로 교차하는 게이트 및 데이터배선을 통해 정의된 다수의 화소영역과, 전원배선과, 상기 게이트 및 데이터배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와, 상기 스위칭 박막트랜지스터와 연결된 구동 박막트랜지스터 그리고 제 1 유기전계발광 다이오드를 포함하는 화소부와;

   상기 화소부를 둘러싸는 비화소부에 형성되며, 서로 교차하는 게이트 및 데이터배선을 통해 정의된 다수의 더미화소영역과, 전원배선과, 상기 게이트배선 및 상기 전원배선과 직접 연결된 구동 박막트랜지스터 그리고 제 2 유기전계발광 다이오드를 포함하는 더미화소부와;

   상기 더미화소부의 상기 제 2 유기전계발광 다이오드에 흐르는 전류를 측정하는 전압감지부

   를 포함하며, 상기 제 2 유기전계발광 다이오드의 일전극은 상기 구동 박막트랜지스터와 연결되고, 타전극은 접지되는 유기전계발광소자.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 유기전계발광 다이오드는 상기 다수의 화소영역에서 각각 적, 녹, 청을 발하는 유기전계발광소자.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 유기전계발광 다이오드는 상기 다수의 더미화소영역에서 각각 적, 녹, 청을 발하는 유기전계발광소자.
4. 제 2 항 또는 제 3 항 중 선택된 한 항에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 유기전계발광 다이오드는 제 1 및 제 2 전극 사이에 형성되는 발광층을 포함하는 유기전계발광소자.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 전압감지부는 전류미터를 포함하는 유기전계발광소자.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 더미화소부는 상기 유기전계발광소자 내부의 정전기를 외부로 방출하는 유기전계발광소자.

Images