KR20120063594A - 유기발광다이오드 표시장치 - Google Patents

유기발광다이오드 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3D 모드시 시야각에 따른 크로스 토크를 방지하면서도, 2D 모드시 휘도를 상승시킬 수 있는 유기발광다이오드 표시장치에 관한 것으로, 다수의 발광영역을 구획하는 뱅크; 상기 다수의 발광영역을 상시 발광영역과 선택 발광영역으로 구획하는 격벽을 포함하고; 그리고 상기 상시 발광영역은 2D 모드 및 3D 모드시 발광하고, 상기 선택 발광 영역은 상기 2D 모드시 발광함과 아울러 상기 3D 모드시 비발광하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기발광다이오드 표시장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 3D 모드시 시야각에 따른 크로스 토크를 방지하면서도, 2D 모드시 휘도를 상승시킬 수 있는 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode; 이하 OLED) 표시장치에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치(Flat Panel Display)들이 개발되고 있다. 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), OLED 표시장치 등이 있으며, 이들 대부분이 상용화되어 시판되고 있다.
한편, 실감 있고 입체적으로 영상을 즐기기 위해 3차원 영상을 표현하는 3D(3-dimension) 구동기술이 개발되고 있으며, 3D 구동기술은 상기 평판 표시장치들에 적용되고 있다.
3D 구동기술은 크게 안경방식과 무안경방식으로 나뉘어 지고, 안경방식은 편광 안경방식과 셔터 안경방식으로 나뉘어 진다. 구체적으로, 편광 안경방식은 평판 표시장치에서 표시되는 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꾸는 방식이고, 셔터 안경방식은 평판 표시장치에서 표시되는 좌우 시차 영상을 시분할하여 표시하는 방식이다.
이하, 편광 안경방식이 적용되는 OLED 표시장치에 대해 살펴보기로 한다.
도 1은 종래기술에 따른 OLED 표시장치의 평면도이다. 그리고 도 2는 종래기술에 따라 편광 안경방식의 3D 구동기술이 적용된 OLED 표시장치의 평면도이다.
도 1에 도시된 OLED 표시장치는 영상이 표시되는 다수의 발광영역(2)과, 다수의 발광영역(2)을 구획하는 뱅크가 형성되는 뱅크영역(4)을 포함한다.
다수의 발광영역(2)은 그 발광색에 따라 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 영역으로 구분되며, 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 영역이 모여서 단위화소를 구성하게 된다. 뱅크는 이웃한 발광영역(2) 사이에 배치되어서 발광영역(2)을 정의한다. 이러한 뱅크는 이웃한 발광영역(2)간의 광학적, 전기적 간섭이 일어나지 않도록 한다.
한편, 3D 모드시 OLED 표시장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 좌안 영상(L)과 우안 영안(R)을 교대로 표시한다. 그리고 OLED 표시장치는 패턴드 리타더(Patterned Retarder)를 포함한 편광층(6)이 추가로 구비되는데, 편광층(6)은 좌안 영상(L)과 우안 영상(R)의 편광특성을 절환하여 편광 안경(8)에 공급하는 역할을 한다.
그런데, 편광 안경방식의 3D 구동기술이 적용된 OLED 표시장치는 시야각에 따른 크로스 토크 문제가 대두되었다. 따라서, 종래에는 시야각에 따른 크로스 토크를 해결하기 위해, 각 발광영역(2)의 일부를 발광하지 않도록 하였으며, 상기 비발광 영역을 블랙 스트립(Black strip) 영역(BS)이라 한다. 이와 같이, 블랙 스트립 영역(BS)이 형성된 OLED 표시장치는 3D 모드시에는 시야각에 따른 크로스 토크를 방지할 수 있지만, 2D 모드시에는 개구율이 감소하여 휘도가 낮은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 3D 모드시 시야각에 따른 크로스 토크를 방지하면서도, 2D 모드시 휘도를 상승시킬 수 있는 OLED 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 OLED 표시장치는 다수의 발광영역을 구획하는 뱅크; 상기 다수의 발광영역을 상시 발광영역과 선택 발광영역으로 구획하는 격벽을 포함하고; 그리고 상기 상시 발광영역은 2D 모드 및 3D 모드시 발광하고, 상기 선택 발광 영역은 상기 2D 모드시 발광함과 아울러 상기 3D 모드시 비발광하는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 발광영역은 다수의 게이트 라인 및 다수의 데이터의 교차부에 형성된 다수의 스위칭 소자를 포함하는 화소 구동부; 상기 화소 구동부로부터 제공된 구동전류에 따라 발광하는 제 1 및 제 2 유기발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 유기발광다이오드는 상기 상시 발광영역에 형성되고, 상기 제 2 유기발광다이오드는 상기 선택 발광영역에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 유기발광다이오드는 상기 화소 구동부와 접속된 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 상에 형성된 유기 발광층과, 상기 유기 발광층 상에 형성된 제 2 전극으로 구성되고, 상기 제 2 유기발광다이오드는 상기 제 1 전극과, 상기 유기 발광층과, 상기 제 2 전극과 전기적으로 분리된 제 3 전극으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 2D 모드시 상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극에는 접지 전압이 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 3D 모드시 상기 제 2 전극에는 상기 접지 전압이 공급되고, 상기 제 3 전극에는 상기 제 2 유기발광다이오드의 문턱전압보다 낮은 전압이 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 전극은 애노드 전극이고, 상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극은 캐소드 전극인 것을 특징으로 한다.
상기 격벽은 상기 애노드 전극 상부에 형성되며, 역방향의 테이퍼 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
패턴드 리타더(Patterned Retarder)를 포함한 편광층과, 편광 안경을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다수의 발광영역(10) 각각이 2D 모드 및 3D 모드시 발광하는 상시 발광영역(14), 2D 모드시 발광하고 3D 모드시 비발광하는 선택 발광영역(16)을 포함한다. 여기서, 선택 발광영역(16)은 3D 모드시 비발광함으로써 블랙 스트립 영역(BS)을 형성하여 시야각에 따른 크로스 토크를 저감한다. 그리고 선택 발광영역(16)은 2D 모드시 발광함으로써 발광영역(10)의 개구율이 상승되며, 결과적으로는 2D 모드시 발광영역(10)의 휘도가 상승된다. 그리고 제 1 OLED(OLED1)는 2D 모드보다 3D 모드에서 유입되는 구동전류가 증가하여 휘도가 상승하며, 결과적으로는 3D 모드시 발광영역(10)의 휘도가 상승된다.
또한, 상시 발광영역(14)에 형성된 제 1 OLED(OLED1)와 선택 발광영역(16)에 형성된 제 2 OLED(OLED2)는 구동 박막 트랜지스터(DT)에 접속된 애노드 전극(28)을 서로 공유하므로, 각 발광영역(10)은 선택 발광영역(14)을 구동하기 위한 별도의 박막 트랜지스터를 구비하지 않아도 된다.
그리고 격벽(34)이 캐소드 전극(40) 물질의 증착시 캐소드 전극(40) 물질간의 연결을 차단하므로, 제 1 캐소드 전극(36)과 제 2 캐소드 전극(38)이 전기적으로 서로 독립되도록 하기 위한 별도의 마스크 공정이 필요 없다.
도 1은 종래기술에 따른 OLED 표시장치의 평면도이다.
도 2는 종래기술에 따라 편광 안경방식의 3D 구동기술이 적용된 OLED 표시장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 OLED 표시장치의 평면도이다.
도 4는 도3에 도시된 각 발광영역(10)의 등가 회로도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 등가 회로도의 구동방법을 설명한 도면이다.
도 6은 도 3에 도시된 각 발광영역(10)의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 OLED 표시장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 OLED 표시장치의 평면도이다.
도 3에 도시된 OLED 표시장치는 영상이 표시되는 다수의 발광영역(10)과, 다수의 발광영역(10)을 구획하는 뱅크가 형성되는 뱅크영역(12)을 포함한다. 그리고 도 3에 도시된 OLED 표시장치는 3D 구동을 위해 패턴드 리타더를 포함한 편광층(20) 및 편광 안경(22)을 추가로 포함한다. 여기서, 편광층(20)은 좌안 영상(L)과 우안 영상(R)의 편광특성을 절환하여 편광 안경(22)에 공급하는 역할을 한다.
다수의 발광영역(10)은 그 발광색에 따라 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 영역으로 구분되며, 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 영역이 모여서 단위화소를 구성하게 된다. 그리고 다수의 발광영역(10) 각각은 2D 모드 및 3D 모드시 발광하는 상시 발광영역(14), 2D 모드시 발광하고 3D 모드시 비발광하는 선택 발광영역(16), 및 상시 발광영역(14)과 선택 발광영역(16)을 구획하는 격벽(34)을 포함한다.
본 발명의 실시 예는 선택 발광영역(16)이 3D 모드시 비발광함으로써 블랙 스트립 영역(BS)을 형성하여 시야각에 따른 크로스 토크를 저감하고, 2D 모드시 발광함으로써 휘도를 상승시킬 수 있다.
이하, 다수의 발광영역(10)에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 4는 도3에 도시된 각 발광영역(10)의 등가 회로도이다. 그리고 도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 등가 회로도의 구동방법을 설명한 도면이다.
도 4를 참조하면, 각 발광영역(10)은 제 1 및 제 2 OLED(OLED1, OLED2)와, 제 1 및 제 2 OLED(OLED1, OLED2)를 구동하는 화소 구동부(24)를 포함한다.
화소 구동부(24)는 다수의 게이트 신호가 공급되는 게이트 라인들(GL)과, 데이터 전압 및 센싱 신호가 공급되는 다수의 데이터 라인들(DL)과 연결된다. 그리고 화소 구동부(24)는 다수의 박막 트랜지스터 및 커패시터를 구비하는데, 다수의 박막 트랜지스터는 다수의 데이터 라인들(DL)로부터 제공되는 데이터 전압에 따라 제 1 및 제 2 OLED(OLED1, OLED2)에 흐르는 전류량을 조절해 각 발광영역(10)의 휘도를 조절한다.
제 1 및 제 2 OLED(OLED1, OLED2)는 제 1 전극(28)과, 제 1 전극(28)과 대향하는 제 2 전극(36, 40), 및 제 1 및 제 2 전극(36, 40) 사이에 형성된 유기 발광층(32)을 포함하여 등가적으로는 다이오드로 표현된다. 이하, 설명의 편의를 위해, 제 1 전극(28)을 “애노드 전극(28)”으로 정의하고 제 2 전극(40)을 “캐소드 전극(40)”으로 정의한다. (도6 참조)
제 1 OLED(OLED1)는 애노드 전극(28)이 화소 구동부(24)의 구동 박막 트랜지스터(미도시)와 접속되고 캐소드 전극(36)이 접지 전극(GND)과 접속된다. 그리고 제 2 OLED(OLED2)는 애노드 전극(28)이 구동 박막 트랜지스터와 접속되고 캐소드 전극(38)에는 접지 전극(GND) 또는 역 바이어스 전압원(Vreverse)과 접속된다. 여기서, 접지 전극(GND)에는 접지 전압이 공급되며, 역 바이어스 전압원(Vreverse)에는 제 2 OLED(OLED2)의 문턱전압 이하의 전압이 공급된다.
이하, 상기와 같은 각 발광영역(10)의 구동방법을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
각 발광영역(10)은 2D 모드와, 3D 모드에 따라 그 구동을 달리하는데, 먼저 2D 모드에서 각 발광영역(10)은 도 5a에 도시된 바와 같이, 제 2 OLED(OLED2)의 캐소드 전극(38)이 접지 전극(GND)과 접속된다. 이에 따라, 화소 구동부에서 공급되는 구동전류는 제 1 및 제 2 OLED(OLED1, OLED2)에 공급되며, 제 1 및 제 2 OLED(OLED1, OLED2)는 모두 발광한다.
그리고 3D 모드에서 각 발광영역(10)은 도 5b에 도시된 바와 같이, 제 2 OLED(OLED2)의 캐소드 전극(38)이 역 바이어스 전압원(Vreverse)과 접속된다. 이에 따라, 화소 구동부에서 공급되는 구동전류는 제 1 OLED(OLED1)에만 공급되어, 제 1 OLED(OLED1)만 발광한다.
한편, 제 1 OLED(OLED1)는 도 3에 도시된 상시 발광영역(14)에 형성되며, 제 2 OLED(OLED2)는 도 3에 도시된 선택 발광영역(16)에 형성된다. 따라서, 본 발명의 실시 예는 3D 모드시 제 2 OLED(OLED2)를 비발광함으로써 블랙 스트립 영역(BS)을 형성하여 시야각에 따른 크로스 토크를 저감한다. 그리고 제 2 OLED(OLED2)는 2D 모드시 발광함으로써 발광영역(10)의 개구율이 상승되며, 결과적으로는 2D 모드시 발광영역(10)의 휘도가 상승된다.
또한, 본 발명의 실시 예는 3D 모드시에도 휘도가 상승하는데, 이는 2D 모드시 제 2 OLED(OLED2)에 공급되던 구동전류가 3D 모드시 제 1 OLED(OLED1)에 공급되기 때문이다. 즉, 제 1 OLED(OLED1)는 2D 모드보다 3D 모드에서 유입되는 구동전류가 증가하여 휘도가 상승하며, 결과적으로는 3D 모드시 발광영역(10)의 휘도가 상승된다.
이하, 도 4에 도시된 제 1 및 제 2 OLED(OLED1, OLED2)에 대해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 6은 도 3에 도시된 각 발광영역(10)의 단면도이다.
도 6에 도시된 각 발광영역(10)은 기판(26) 상에 형성된 구동 박막 트랜지스터(DT)와, 구동 박막 트랜지스터(DT)와 접속된 애노드 전극(28)과, 애노드 전극(28) 상에 형성된 유기 발광층(32)과, 유기 발광층(32) 상에 형성됨과 아울러 격벽(34)을 통해 전기적으로 서로 분리되는 제 1 캐소드 전극(36)과 제 2 캐소드 전극(38)을 포함한다.
여기서, 제 1 OLED(OLED1)는 애노드 전극(28)과, 유기 발광층(32), 및 제 1 캐소드 전극(36)으로 구성되며, 제 1 캐소드 전극(36)에는 접지 전압이 공급된다. 그리고 제 2 OLED(OLED2)는 애노드 전극(28)과, 유기 발광층(32), 및 제 2 캐소드 전극(38)으로 구성되며, 제 2 캐소드 전극(38)에는 접지 전압 또는 제 2 OLED(OLED2)의 문턱전압 이하의 전압이 선택적으로 공급된다. 구체적으로, 제 2 캐소드 전극(38)에는 2D 모드시 접지 전압이 공급되며, 3D 모드시 제 2 OLED(OLED2)의 문턱전압 이하의 전압이 공급된다.
한편, 격벽(34)은 제 1 캐소드 전극(36)과 제 2 캐소드 전극(38)이 전기적으로 서로 독립되도록 한다. 이러한, 격벽(34)은 애노드 전극(28) 상부에 형성되어, 캐소드 전극(40) 물질의 증착시 캐소드 전극(40) 물질간의 연결을 차단한다. 이를 위해, 격벽(34)은 역방향의 테이퍼 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 실시 예는 격벽(34)이 캐소드 전극(40) 물질의 증착시 캐소드 전극(40) 물질간의 연결을 차단하므로, 제 1 캐소드 전극(36)과 제 2 캐소드 전극(38)이 전기적으로 서로 독립되도록 하기 위한 별도의 마스크 공정이 필요 없다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예는 다수의 발광영역(10) 각각이 2D 모드 및 3D 모드시 발광하는 상시 발광영역(14), 2D 모드시 발광하고 3D 모드시 비발광하는 선택 발광영역(16)을 포함한다. 여기서, 선택 발광영역(16)은 3D 모드시 비발광함으로써 블랙 스트립 영역(BS)을 형성하여 시야각에 따른 크로스 토크를 저감한다. 그리고 선택 발광영역(16)은 2D 모드시 발광함으로써 발광영역(10)의 개구율이 상승되며, 결과적으로는 2D 모드시 발광영역(10)의 휘도가 상승된다. 그리고 제 1 OLED(OLED1)는 2D 모드보다 3D 모드에서 유입되는 구동전류가 증가하여 휘도가 상승하며, 결과적으로는 3D 모드시 발광영역(10)의 휘도가 상승된다.
또한, 상시 발광영역(14)에 형성된 제 1 OLED(OLED1)와 선택 발광영역(16)에 형성된 제 2 OLED(OLED2)는 구동 박막 트랜지스터(DT)에 접속된 애노드 전극(28)을 서로 공유하므로, 각 발광영역(10)은 선택 발광영역(14)을 구동하기 위한 별도의 박막 트랜지스터를 구비하지 않아도 된다.
그리고 격벽(34)이 캐소드 전극(40) 물질의 증착시 캐소드 전극(40) 물질간의 연결을 차단하므로, 제 1 캐소드 전극(36)과 제 2 캐소드 전극(38)이 전기적으로 서로 독립되도록 하기 위한 별도의 마스크 공정이 필요 없다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
14: 상시 발광영역 16: 선택 발광영역
34: 격벽 20: 편광층

Claims (9)

  1. 다수의 발광영역을 구획하는 뱅크;
    상기 다수의 발광영역을 상시 발광영역과 선택 발광영역으로 구획하는 격벽을 포함하고; 그리고
    상기 상시 발광영역은 2D 모드 및 3D 모드시 발광하고, 상기 선택 발광 영역은 상기 2D 모드시 발광함과 아울러 상기 3D 모드시 비발광하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 발광영역은
    다수의 게이트 라인 및 다수의 데이터의 교차부에 형성된 다수의 스위칭 소자를 포함하는 화소 구동부;
    상기 화소 구동부로부터 제공된 구동전류에 따라 발광하는 제 1 및 제 2 유기발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 유기발광다이오드는 상기 상시 발광영역에 형성되고, 상기 제 2 유기발광다이오드는 상기 선택 발광영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 유기발광다이오드는 상기 화소 구동부와 접속된 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 상에 형성된 유기 발광층과, 상기 유기 발광층 상에 형성된 제 2 전극으로 구성되고,
    상기 제 2 유기발광다이오드는 상기 제 1 전극과, 상기 유기 발광층과, 상기 제 2 전극과 전기적으로 분리된 제 3 전극으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 2D 모드시 상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극에는 접지 전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 3D 모드시 상기 제 2 전극에는 상기 접지 전압이 공급되고, 상기 제 3 전극에는 상기 제 2 유기발광다이오드의 문턱전압보다 낮은 전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 애노드 전극이고, 상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극은 캐소드 전극인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 격벽은
    상기 애노드 전극 상부에 형성되며, 역방향의 테이퍼 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    패턴드 리타더(Patterned Retarder)를 포함한 편광층과, 편광 안경을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
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