KR20150040151A - 유기 발광 표시 장치 및 에이징 방법 - Google Patents

유기 발광 표시 장치 및 에이징 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 에이징 방법에 관한 것이다. 상기 유기 발광 표시 장치는, 복수의 화소를 포함하는 표시 패널; 상기 표시 패널의 화면을 개폐하는 커버; 상기 커버의 개폐 여부를 감지하는 개폐 감지부; 상기 화소에 에이징 신호를 인가하는 에이징부; 및 상기 개폐 감지부로부터 감지 신호를 수신하고 상기 에지징부의 동작을 제어하는 에이징 제어부;를 포함하고, 상기 에이징 제어부는 상기 개폐 감지부로부터 닫힘 감지 신호의 수신 시 상기 에이징부의 동작을 인에이블하는 에이징 제어 신호를 출력한다. 본 발명에 따라서, 유기 발광 표시 장치의 충분한 에이징을 통해 번인 현상을 방지하고 화이트 밸런스를 유지함으로써 유기 발광 표시 장치의 수명을 늘리고 신뢰성을 확보할 수 있다.

Description

유기 발광 표시 장치 및 에이징 방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY AND METHOD FOR AGING THE SAME}
본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 에이징 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 캐소드(cathode)에서 공급되는 전자(electron)와 애노드(anode)에서 공급되는 정공(hole)의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 소자를 이용한 것으로 평판 표시 장치(flat panel display, FPD)의 일종이다. 이러한 유기 발광 표시 장치는 두께가 얇고, 시야각이 넓으며, 응답 속도가 빠른 장점이 있다.
유기 발광 표시 장치는 주사 라인, 발광 제어 라인 및 데이터 라인이 교차되는 영역에 형성되는 화소 회로를 포함한다. 화소 회로는 데이터 라인에서 공급되는 데이터 신호에 따라 구동되는 구동 트랜지스터, 구동 트랜지스터의 소스 전극과 게이트 전극 사이의 전압을 저장하기 위한 커패시터, 다수의 트랜지스터 및 구동 트랜지스터에 의해 제어되는 구동 전류에 따라 발광하는 유기 발광 소자를 포함한다.
유기 발광 표시 장치는 크게 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 형성하는 제조 공정과 박막 트랜지스터 상에 유기 발광 소자를 형성하는 제조 공정을 통해 제작된다. 이러한 제조 공정 중에서, 유기 발광 소자층을 형성하는 제조 공정은 유기막을 증착하는 과정에서 발생되는 이물(foreign substance)에 의해서 애노드와 캐소드 사이에 쇼트(short)가 발생하여 암점(dark defect)을 유발시킬 수 있다. 또한, 유기막을 증착한 후 유기 발광 소자를 바로 점등할 경우에 초기 열화 현상에 의해서 상대적으로 급격하게 휘도가 감소될 수 있다. 뿐만 아니라, 풀컬러(full-color)의 경우에는 적색 화소(R), 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)의 혼합에 의한 화이트 밸런스(white-balance)가 짧은 시간에 깨어질 수 있다.
상술한 유기 발광 표시 장치의 문제점을 해결하기 위하여 유기 발광 소자에 일정 전압을 인가하여 초기 휘도 감소를 가속화하기 위한 에이징 방법이 사용되고 있다.
본 발명의 목적은 진행성 암점을 제거하고 수명과 화이트 밸런스를 확보할 수 있는 유기 발광 표시 장치 및 그 에이징 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 또한 불충분한 초기 에이징을 보완할 수 있는 유기 발광 표시 장치 및 그 에이징 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 복수의 화소를 포함하는 표시 패널; 상기 표시 패널의 화면을 개폐하는 커버; 상기 커버의 개폐 여부를 감지하는 개폐 감지부; 상기 화소에 에이징 신호를 인가하는 에이징부; 및 상기 개폐 감지부로부터 감지 신호를 수신하고 상기 에지징부의 동작을 제어하는 에이징 제어부;를 포함하고, 상기 에이징 제어부는 상기 개폐 감지부로부터 닫힘 감지 신호의 수신 시 상기 에이징부의 동작을 인에이블하는 에이징 제어 신호를 출력한다.
상기 유기 발광 표시 장치는 충전부 및 충전부의 충전 여부를 감지하는 충전 감지부를 더 포함할 수 있고, 상기 에이징 제어부는 상기 충전 감지부로부터 충전 감지 신호의 수신 시 상기 에이징 제어 신호를 출력할 수 있다.
상기 화소에는 에이징선이 연결되어 있을 수 있고, 상기 에이징부는 상기 에이징선을 통해 에이징 신호를 인가할 수 있다.
상기 화소는 유기 발광 소자를 포함하고, 상기 에이징선은 상기 유기 발광 소자의 애노드에 연결되어 있을 수 있다.
상기 에이징부는 상기 유기 발광 소자로 공급되는 에이징 신호를 제어하는 스위치를 포함할 수 있고, 상기 스위치는 상기 에이징 제어 신호의 인가 시 턴온 될 수 있다.
상기 에이징부는 에이징 신호를 공급하는 에이징 신호 공급부를 포함할 수 있고, 상기 에이징 신호 공급부는 상기 에이징 제어 신호의 인가 시 에이징 신호를 생성하고, 생성된 에이징 신호는 상기 에이징선을 통해 상기 유기 발광 소자로 공급될 수 있다.
상기 유기 발광 표시 장치는 상기 에이징부의 동작 시간을 계산하는 카운터를 더 포함할 수 있고, 상기 에이징 제어부는 상기 카운터로부터의 수신하는 상기 동작 시간에 기초하여 상기 에이징 제어 신호의 생성을 결정할 수 있다.
상기 유기 발광 표시 장치는 화소별 누적 발광 시간에 대한 데이터가 저장되는 저장부를 더 포함할 수 있고, 상기 에이징 제어부는 상기 데이터에 기초하여 화소별로 에이징 제어 신호를 선택적으로 출력할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 있어서, 유기 발광 표시 장치를 에이징하는 방법은, 복수의 화소를 포함하는 표시 패널의 화면을 개폐하는 커버의 닫힘을 감지하여 닫힘 감지 신호를 개폐 센서에 의해 생성하는 단계; 상기 닫힘 감지 신호에 응답하여 에이징 제어 신호를 에이징 제어부에 의해 생성하는 단계; 및 상기 에이징 제어 신호에 응답하여 상기 화소에 에이징 신호를 에이징부에 의해 인가하는 단계;를 포함한다.
상기 에이징 방법은 충전부의 충전 여부를 감지하여 충전 감지 신호를 충전 감지부에 의해 생성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 에이징 제어부는 상기 닫힘 감지 신호 및 상기 충전 감지 신호에 응답하여 상기 에이징 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 화소에는 에이징선이 연결되어 있을 수 있고, 상기 에이징선을 통해 상기 에이징 신호가 인가될 수 있다.
상기 화소는 유기 발광 소자를 포함하고, 상기 에이징선은 상기 유기 발광 소자의 애노드에 연결되어 있을 수 있다.
상기 에이징 제어 신호는 전체 화소에 대하여 동시에 인가될 수 있다.
상기 에이징 제어 신호는 특정 화소에 대하여 선택적으로 인가될 수 있다.
상기 에이징 신호는 교류 형태의 펄스 전압이거나 직류 전압일 수 있다.
상기 에이징 방법은 상기 에이징부의 동작 시간을 카운터에 의해 계산하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 에이징 제어부는 상기 카운터로부터의 수신하는 상기 동작 시간에 기초하여 상기 에이징 제어 신호의 생성을 결정할 수 있다.
본 발명에 따라서, 유기 발광 표시 장치의 충분한 에이징을 통해 번인 현상을 방지하고 화이트 밸런스를 유지함으로써 유기 발광 표시 장치의 수명을 늘리고 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 1은 커버가 구비된 유기 발광 표시 장치의 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 구조를 나타내는 배치도이다.
도 3은 도 2의 유기 발광 표시 장치에서 감지부의 기능 블록도이다.
도 4는 도 2의 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이다.
도 5는 유기 발광 소자의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 에이징 방법에 따른 구동 파형도이다.
도 7은 유기 발광 표시 장치의 출시 이후 화소 회로의 동작을 나타내는 구동 파형도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이다.
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.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치 및 에이징 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 커버가 구비된 유기 발광 표시 장치의 예를 도시한다. 이하에서는 유기 발광 표시 장치를 간단하게 표시 장치로도 언급될 것입니다.
표시 장치는 외형적으로 표시 패널(100), 표시 패널(100)을 드러내면서 내부의 부품들을 둘러싸는 케이스(10), 그리고 표시 패널(100)의 화면을 개폐하는 커버(20)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 표시 장치는 스마트폰 같은 모바일 디바이스(mobile device)로 이해될 수 있다. 커버(20)는 플립 커버(flip cover)일 수 있다. 도시되지 않았지만, 표시 장치는 충전지 및 충전 회로를 포함하는 충전부를 더 포함할 수 있다.
표시 장치는 커버(20)의 개폐를 감지할 수 있는 개폐 센서(도시되지 않음)를 그 내부에 포함한다. 여기서 개(open)란 사용자가 표시 패널(100)에 표시되는 영상 등을 볼 수 있도록 커버(20)가 표시 패널(100)을 덮지 않은 상태를 의미하고, 폐(close)란 커버(20)가 표시 패널(100)을 덮은 상태를 의미한다. 개폐 센서로는 홀 센서(hall sensor), 마그네틱 센서(magnetic sensor), 광 센서(photo sensor) 등이 사용될 수 있다. 예컨대 마그네틱 센서의 경우, 표시 패널(100) 뒤쪽으로 케이스(10) 내부에 마그네틱 센서를 장착하고 커버(20)에 자석을 삽입함으로써, 커버(20)의 개폐 여부를 마그네틱 센서가 감지할 수 있다. 이러한 센서의 구성과 동작은 당해 기술 분야에서 잘 알려져 있으므로, 여기서는 더 이상의 자세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 구조를 나타내는 배치도이고, 도 3은 도 2의 유기 발광 표시 장치에서 감지부의 기능 블록도이고, 도 4는 도 2의 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이다.
도 2 및 도 3를 참조하면, 표시 장치는 표시 패널(100), 이에 연결된 데이터 구동부(300), 주사 구동부(400) 및 발광 신호부(500), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(200)를 포함한다. 표시 장치는 표시 패널(100)에 연결된 전원 공급부(700), 에이징부(800), 그리고 에이징부(800)를 제어하는 감지부(600)를 더 포함한다.
표시 패널(100)은 복수의 주사 신호선(S1-Sn), 복수의 발광 신호선(E1-En), 복수의 데이터선(D1-Dm), 복수의 에이징선(A1-Am), 그리고 이에 연결되어 있으며 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(PX)를 포함한다. 주사 신호선(S1-Sn)과 발광 신호선(E1-En)은 대략 열(row) 방향으로 배열될 수 있고, 데이터선(D1-Dm)과 에이징선(A1-Am)은 대략 행(column) 방향으로 배열될 수 있다. 실시예에 따라서는 에이징선은 대략 열 방향으로 배열될 수도 있다.
데이터 구동부(300)는 표시 패널(100)의 데이터선(D1-Dm)과 연결되어 있으며, 영상 신호에 대응하는 데이터 전압을 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
주사 구동부(400)는 표시 패널(100)의 주사 신호선(S1-Sn)과 연결되어 있으며, 주사 신호를 주사 신호선(S1-Sn)에 인가한다.
발광 신호부(500)는 표시 패널의 발광 신호선(E1-En)과 연결되어 있으며, 발광 시간을 제어하는 발광 신호를 발광 신호선(E1-En)에 인가한다. 발광 신호는 설계에 따라 순차 발광 신호일 수도 있고 동시 발광 신호일 수도 있다.
신호 제어부(200)는 데이터 구동부(300), 주사 구동부(400) 및 발광 신호부(500)를 제어한다. 신호 제어부(200)는 영상 신호(R, G, B) 및 이의 제어 신호(CONT) 즉, 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync), 클록 신호(CLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 수신한다. 신호 제어부(200)는 제어 신호(CONT)를 기초로 영상 신호(R, G, B)를 표시 패널(100)의 동작 조건에 적합하게 처리한 후, 영상 데이터(DAT), 주사 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2), 발광 제어 신호(CONT3) 및 클록 신호를 생성하여 출력한다.
전원 공급부(700)는 화소에 전원 전압(ELVDD)을 공급하는 제1 전원, 기준 전압(ELVSS)을 공급하는 제2 전원, 그리고 초기화 전압(Vinit)을 공급하는 제3 전원을 포함할 수 있다.
에이징부(800)는 에이징선(A1-Am)과 연결되어 있으며, 에이징 기간에 에이징 신호를 에이징선(A1-Am)에 인가한다. 에이징부(800)는 에이징 신호를 생성하는 에이징 신호 공급부(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 본 발명에서 용어 에이징(aging)이란 유기 발광 소자의 초기 휘도 감소를 가속화하기 위해 유기 발광 소자를 소정 기간 동안 발광시키는 것을 의미할 수 있다. 이러한 에이징은 제품의 출시 이전에 수행될 수 있지만, 시간적인 문제로 충분하지 않을 수 있다. 본 발명에 따라서 에이징은 제품의 출시 이후에도 수행될 수 있다. 에이징 신호가 인가되면 에이징 신호에 의해 흐르는 전류에 의해 화소의 유기 발광 소자는 발광한다.
에이징 신호는 교류 형태의 펄스 신호(이하 에이징 펄스라고도 함)일 수 있다. 에이징부(800)는 화소에 펄스 신호의 공급을 위한 프로브(probe) 및 스위치를 더 포함할 수 있다. 펄스 신호는 약 -25V 내지 약 25V의 전압 레벨을 갖도록 선택될 수 있다. 펄스 신호가 최대 또는 최소의 전압 레벨을 벗어날 경우, 유기 발광 소자가 손상될 수 있다. 그러나 펄스 신호의 전압 레벨은 유기 발광 소자의 두께 등에 따라 달라질 수 있으므로 본 발명에서 이를 한정하지는 않는다. 에이징 신호는 직류 전압일 수도 있다.
감지부(600)는 도 1에서 설명한 커버(20)의 개폐를 감지하는 개폐 센서(620)를 포함하고, 충전부의 충전 여부를 감지하는 충전 센서(630)를 더 포함할 수 있다. 감지부(600)는 개폐 센서(620)와 충전 센서(630)로부터 감지 신호를 수신하여 에이징부(800)를 제어하는 신호를 출력하는 에이징 제어부(610)를 포함할 수 있다. 감지부(600)는 또한 에이징부(800)의 동작 시간을 계산하는 카운터(640)를 더 포함할 수 있다. 에이징 제어부(610)는 개폐 센서(620)로부터 감지 신호를 수신하여 전원 공급부(700)를 제어하는 신호를 출력할 수도 있다. 에이징 제어부(610)와 카운터(640)가 감지부(600)에 포함되는 것으로 설명될지라도, 감지부(600)와 별개로 구성되거나, 에이징부(800)에 포함될 수도 있다.
도 4를 참조하여, 예시적인 화소 회로에 대해서 상세하게 설명한다.
화소(PX)는 구동 전류에 의해 영상을 표시하는 유기 발광 소자(OLED), 유기 발광 소자와 전기적으로 연결되어 구동 전류를 공급하기 위한 구동 트랜지스터(Td), 제1 및 제2 커패시터(C1, C2), 제1 내지 제3 트랜지스터(T1, T2, T3) 발광 트랜지스터(Te), 초기화 트랜지스터(Ti), 유기 발광 소자에 에이징 신호를 인가하기 위한 에이징 회로(점선 사각형 내에 포함된 부분임), 그리고 복수의 전원(ELVDD, ELVSS, Vinit)을 포함한다.
유기 발광 소자(OLED)는 구동 트랜지스터(Td)와 전기적으로 연결되는 애노드 및 제2 전원(ELVSS)에 전기적으로 연결되는 캐소드를 포함한다. 유기 발광 소자는 구동 트랜지스터(Td)를 통해 공급되는 구동 전류가 흐르면 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 빛을 생성한다.
구동 트랜지스터(Td)는 제1 전원(ELVDD)과 연결되는 제1 전극(소스 또는 드레인), 유기 발광 소자의 애노드와 연결되는 제2 전극(드레인 또는 소스) 및 데이터선(Dj)으로부터 공급되는 데이터 신호에 따라 동작하는 제어 전극(게이트)을 포함한다. 구동 트랜지스터(Td)는 데이터선(Dj)으로부터 공급되는 데이터 신호에 대응되는 구동 전류를 유기 발광 소자(OLED)에 전달한다.
제1 커패시터(C1)는 제1 전극이 구동 트랜지스터(Td)의 제어 전극과 연결되고, 제2 전극이 제1 전원(ELVDD) 및 구동 트랜지스터(Td)의 제1 전극과 전기적으로 연결된다. 제1 커패시터(C1)는 구동 트랜지스터(Td)의 제1 전극과 제어 전극 사이의 전압을 저장하여, 유기 발광 소자(OLED)의 발광에 필요한 전압을 유지시킨다.
제2 커패시터(C2)는 주사 신호선(Si)과 제1 트랜지스터(T1)의 제어 전극 사이에 전기적으로 연결되는 제1 전극 및 구동 트랜지스터(Td)의 제어 전극에 전기적으로 연결되는 제2 전극을 포함한다. 제2 커패시터(C2)는 주사 신호선(Si)의 전압 레벨 변화에 따라 구동 트랜지스터(Td)의 제어 전극의 전압을 보정하는 역할을 한다.
제1 트랜지스터(T1)는 데이터선(Dj)과 연결되는 제1 전극(소스 또는 드레인), 구동 트랜지스터(Td)와 연결되는 제2 전극(드레인 또는 소스) 및 주사 신호선(Si)에 연결되는 제어 전극(게이트)을 포함한다. 제1 트랜지스터(T1)는 데이터선(Dj)에 인가되는 데이터 신호를 제1 커패시터(C1)에 공급한다.
제2 트랜지스터(T2)는 주사 신호선(Si)과 전기적으로 연결되는 제어 전극(게이트) 및 구동 트랜지스터(Td)의 제어 전극과 제2 전극 사이에 전기적으로 연결되는 제1 전극(소스 또는 드레인) 및 제2 전극(드레인 또는 소스)을 포함한다. 제2 트랜지스터(T2)는 구동 트랜지스터(Td)를 다이오드 연결(diode connection)하며, 구동 트랜지스터(Td)의 문턱 전압을 제1 커패시터(C1)에 저장하는 역할을 한다.
제3 트랜지스터(T3)는 제1 전원(ELVDD)에 연결되는 제1 전극(소스 또는 드레인), 구동 트랜지스터(Td)의 제1 전극에 연결되는 제2 전극(드레인 또는 소스) 및 발광선(Ei)에 연결되는 제어 전극(게이트)을 포함한다. 제3 트랜지스터(T3)는 발광선(Ei)에서 공급되는 발광 신호에 따라 제1 전원(ELVDD)을 구동 트랜지스터(Td)의 제1 전극에 전달한다.
발광 트랜지스터(Te)는 구동 트랜지스터(Td)의 제2 전극과 연결되는 제1 전극(소스 또는 드레인), 유기 발광 소자(OLED)의 애노드와 연결되는 제2 전극(드레인 또는 소스), 발광선(Ei)에 연결되는 제어 전극(게이트)을 포함한다. 발광 트랜지스터(Te)는 발광선(Ei)으로부터 공급되는 발광 신호에 따라서 구동 트랜지스터(Td)로부터 유기 발광 소자(OLED)에 흐르는 구동 전류를 제어하여 유기 발광 소자(OLED)의 발광 시간을 결정한다.
초기화 트랜지스터(Ti)는 이전 주사선(Si-1)에 연결되는 제어 전극(게이트), 제1 커패시터(C1)의 제2 전극과 연결되는 제1 전극(소스 또는 드레인) 및 제3 전원(Vinit)에 연결되는 제2 전극(드레인 또는 소스)을 포함한다. 초기화 트랜지스터(Ti)는 이전 주사 신호에 따라서 제1 커패시터(C1)에 저장된 전압을 초기화한다.
에이징 회로는 유기 발광 소자(OLED)와 전기적으로 연결되는 에이징선(Aj), 에이징선(Aj)에 흐르는 에이징 전류(즉, 에이징 신호에 의해 흐르는 전류)를 제어하기 위한 에이징 트랜지스터(Ta), 그리고 에이징 트랜지스터(Ta)의 제어 전극(게이트)에 전기적으로 연결되는 에이징 게이트선(Gaj)을 포함할 수 있다.
에이징선(Aj)은 유기 발광 소자(OLED)에 전기적으로 연결되며, 에이징 신호를 생성하는 에이징 신호 공급부(도시되지 않음)에 전기적으로 연결될 수 있다. 에이징선(Aj)은 에이징이 수행되는 동안 에이징 신호를 에이징 신호 공급부로부터 유기 발광 소자(OLED)로 공급한다. 에이징 신호 공급부는 전원 전압(ELVDD)일 수도 있다.
에이징 트랜지스터(Ta)는 에이징 게이트선(Gaj)에 전기적으로 연결되는 제어 전극, 에이징선(Aj)에 전기적으로 연결되는 제1 전극(드레인 또는 소스) 및 유기 발광 소자(OLED)의 애노드와 전기적으로 제2 전극(소스 또는 드레인)을 포함한다. 에이징 게이트선(Gaj)은 감지부(600)에 전기적으로 연결될 수 있다.
에이징 트랜지스터(Ta)는 n형 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)일 수 있다. 그러나 에이징 트랜지스터(Ta)는 이에 한정되지 않으며, p형 전계 효과 트랜지스터일 수도 있다. 에이징 트랜지스터(Ta)는 에이징이 진행되는 동안 에이징 게이트선(Gaj)에서 공급되는 신호에 따라 턴온(turn on) 또는 턴오프(turn off) 되어 유기 발광 소자(OLED)로 공급되는 에이징 신호를 제어한다.
한편, 에이징선(Aj)은 화소(PX)의 구동 중에 흐르는 구동 전류에 의해서 전압 헌팅(voltage hunting) 또는 전압 요동(voltage fluctuation)이 발생되는 것을 방지하기 위하여 제1 전원(ELVDD)에 고정되도록 형성될 수도 있다.
제1 전원(ELVDD) 및 제2 전원(ELVSS)은 화소(PX)를 구동하기 위한 전원 전압 및 기준 전압을 공급하고, 제3 전원(Vinit)은 화소(PX)를 초기화하기 위한 초기화 전압을 공급한다. 이때, 제2 전원(ELVSS)에 의해 공급되는 전압의 레벨은 제1 전원(ELVDD)에 의해 공급되는 전압 레벨보다 낮을 수 있다. 제2 전원(ELVSS)은 그라운드 전압 또는 음의 전압일 수 있다. 제3 전원(Vinit)은 제1 커패시터(C1)에 공급되는 데이터 신호 중에서 가장 낮은 전압 레벨을 갖는 데이터 신호보다 더 낮은 전압 레벨을 가질 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 화소의 에이징 방법에 대하여 도 5 내지 도 7을 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.
도 5는 유기 발광 소자의 특성을 나타내는 그래프이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 에이징 방법에 따른 구동 파형도이고, 도 7은 유기 발광 표시 장치의 출시 이후 화소 회로의 동작을 나타내는 구동 파형도이다.
도 5를 참조하면, 유기 발광 소자(OLED)는 초기 열화 현상으로 휘도(L)가 급격히 저하되는 제1 구간(I: ~t0), 진행성 열화 현상으로 휘도가 약간 완만하게 저하되는 제2 구간(II: t0~t1), 그리고 휘도가 매우 완만하게 저하되는 안정화된 제3 구간(III: t1~)으로 휘도 특성이 구분될 수 있다. 즉, 유기 발광 소자(OLED)는 시간의 흐름에 따라 제조 공정 중 내부 환경 또는 기타 외부의 환경에 의하여 휘도 특성이 저하된다. 유기 발광 소자는 보통 출시되기 전에 제1 구간(I)에서 에이징 되고, 출시 후 구동에 의해 휘도가 저하되는 제2 및 제3 구간(II, III)을 겪게 된다. 본 발명의 실시예에 따라서, 진행성 열화 현상이 일어나는 제2 구간(II)에서도 일정 시간 동안 에이징이 수행된다. 제2 구간(II)에서 수행되는 전체 에이징 시간은 출시 전에 수행된 에이징 정도, 에이징 신호의 세기, 유기 발광 표시 장치의 사양 등에 따라 달라질 수 있다.
도 6을 참조하면, 에이징이 수행되는 기간(PA)에 에이징 게이트선(Gaj)을 통해서 하이 레벨(즉, 에이징 트랜지스터(Ta)의 문턱 전압 레벨보다 높은 레벨)의 에이징 제어 신호가 공급되고, 에이징선(Aj)을 통해 예컨대 교류 형태의 에이징 펄스가 공급된다. 이에 따라 에이징 트랜지스터(Ta)가 턴온 되면서, 유기 발광 소자(OLED)로 정방향 및 역방향의 펄스 전압(Va, Vb)이 공급된다. 에이징 펄스는 에이징 신호 공급부로부터 제공될 수 있다. 에이징 펄스의 전압 레벨은 최대 약 25V, 최소 약 -25V 범위 내에 있도록 선택될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라서는 교류 형태의 에이징 펄스가 아닌 직류 전압이 인가될 수도 있다.
에이징은 모든 화소에 대해서 동시에 수행될 수도 있고, 특정 화소에 대해서 선택적으로 수행될 수도 있다. 예컨대 화소별 누적 발광 시간에 대한 데이터가 존재하는 경우, 누적 발광 시간이 적은 화소에 대해서만 에이징이 수행될 수도 있다. 이를 위해 표시 장치는 상기 데이터가 저장된 저장부를 포함할 수 있다. 누적 발광 시간이 적은 화소에 대해서만 에이징이 수행될 경우 전체 화소의 보다 균일화된 휘도 저하가 가능해 진다.
에이징 트랜지스터(Ta)를 턴온 하는 하이 레벨의 에이징 제어 신호는 에이징 제어부(610)에 의해 공급될 수 있다. 구체적으로, 도 1 내지 도 3을 교차 참조하면, 커버(20)의 닫힘을 개폐 센서(620)가 감지하면, 에이징 제어부(610)는 개폐 센서(620)로부터 닫힘 감지 신호를 수신하여 에이징 제어 신호를 생성할 수 있다. 반대로 커버(20)의 열림을 개폐 센서(620)가 감지하면, 에이징 제어부(610)는 열림 감지 신호를 수신하고 에이징 제어 신호의 생성을 중단할 수 있다. 에이징 제어 신호의 생성에 따라 에이징이 수행되고 에이징 제어 신호의 생성이 중단되면 에이징 또한 중단된다.
카운터(640)는 에이징 제어 신호의 생성 시간에 상응하는 에이징부(800)의 동작 시간 즉, 에이징 시간을 계산하여 출력한다. 에이징 제어부(610)는 누적 에이징 시간이 미리 설정된 시간에 도달한 경우 닫힘 감지 신호를 수신하더라도 에이징 제어 신호를 생성하지 않을 수 있다. 미리 설정된 시간은 1회 에이징 기간에 적용될 수 있고, 전체 에이징 기간에 적용될 수도 있다.
1회 에이징 기간과 관련하여, 한 번 에이징을 시작하면 지나친 발열을 방지하기 위해 그 시간이 예컨대 10분을 넘지 않게 설정될 수 있다. 설정된 시간은 에이징 신호의 크기, 유기 발광 소자의 특성 등에 따라 달라질 수 있다. 전체 에이징 기간과 관련하여, 누적 에이징 시간이 예컨대 24시간으로 설정될 수 있다. 유기 발광 소자의 휘도 저하가 진행되어 예컨대 도 5의 안정화된 제3 기간(III)에 진입하면 더 이상 에이징을 수행할 필요가 없기 때문이다. 이때 설정된 시간은 에이징 신호의 크기, 유기 발광 소자의 특성 외에, 제품 출시 전 에이징 정도에 따라 달라질 수 있다.
유기 발광 표시 장치가 충전부를 포함하는 경우, 에이징으로 인한 충전지 전력 소모를 방지하기 위해 감지부(600)의 에이징 제어 신호는 충전지가 충전되는 기간에만 생성될 수 있다. 이를 위해, 감지부(600)는 충전 여부를 감지하는 충전 센서(630)를 포함하고, 개폐 센서(620)로부터 닫힘 감지 신호를 수신함과 아울러 충전 센서(630)로부터 충전 감지 신호를 수신한 경우에만 에이징 제어 신호를 생성할 수 있다.
감지부(600)의 에이징 제어부(610)는 개폐 센서(620)로부터 닫힘 감지 신호를 수신하는 경우, 전원 제어 신호를 생성하여 출력할 수 있다. 전원 공급부(700)는 전원 제어 신호를 수신하면 전원 공급을 중단하고, 따라서 화소가 구동 중인 경우 구동이 중단된다. 이로 인해 커버(20)가 닫혔을 때 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있다.
유기 발광 소자(OLED)는 유기 발광 표시 장치의 화소(PX)에 형성된 에이징선(Aj)을 이용하여 높은 전압 레벨을 갖는 에이징 펄스의 공급이 가능하게 된다. 유기 발광 소자(OLED)에 순간적으로 높은 정방향 전류가 흐르면, 유기 발광 소자(OLED)는 고휘도의 발광을 함으로써 초기 휘도 감소가 가속화된다. 이에 따라, 모든 화소의 휘도가 전체적으로 일정 수준까지 저하되어 화면에 잔상이나 얼룩이 남는 이른바 번인(burn-in) 현상이 발생하지 않거나 개선될 수 있고, 화이트 밸런스가 오랫동안 유지될 수 있다. 번인 현상은 화소마다 사용량에 따라 수명이 다른 유기 발광 소자(OLED)의 특징 때문에 발생한다. 또한, 유기 발광 소자(OLED)에 공급되는 순간적으로 높은 역방향의 전류는 유기 발광 소자(OLED)에 형성될 수 있는 암점을 제거하여 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.
한편 에이징선(Aj)에 고전압의 에이징 펄스가 아닌 직류 전압이 공급되더라도 모든 화소의 휘도를 안정화된 수준까지 저하시킬 수 있으므로, 에이징 없이 정상 구동 시 화소마다 누적 발광 시간의 차이로 인해 발생하는 번인 현상을 방지할 수 있다.
도 7을 참조하여, 제2 구간(II)에서 에이징이 수행되지 않는 정상적인 구동에 대하여 설명한다. 이러한 구동은 제3 구간(III)에서도 마찬가지로 적용된다.
유기 발광 표시 장치의 화소(PX)는 초기화 기간(P1), 제1 지연 기간(P2), 프로그래밍 기간(P3), 제2 지연 기간(P4), 발광 기간(P5)으로 나뉘어 구동될 수 있다. 에이징 회로는 유기 발광 표시 장치의 정상적인 구동에는 관여하지 않는다.
초기화 기간(P1)에는 이전 주사선(Si-1)으로부터 로우 레벨의 스캔 신호가 인가됨으로써 초기화 트랜지스터(Ti)가 턴온 된다. 이에 따라, 초기화 트랜지스터(Ti)를 통해 제3 전원(Vinit)의 초기화 전압이 구동 트랜지스터(Td)의 제어 전극에 전달되면서, 제1 커패시터(C1)에 저장되어 있던 전압과 제2 커패시터(C2)에 저장되어 있던 전압이 초기화된다.
제1 지연 기간(P2)에는 주사 신호선(Si)의 주사 신호가 하이 레벨로 유지된 상태에서 이전 주사선(Si-1)의 주사 신호가 로우 레벨에서 하이 레벨로 바뀐다. 제1 지연 기간(P2)에서 데이터선(Dj)에는 현재 주사 신호선(Si)에 연결된 화소(PX)에 대응하는 데이터 신호가 공급된다. 제1 지연 기간(P2)은 주사 신호선(Si)에 로우 레벨의 주사 신호가 공급되면서, 데이터선(Dj)에 공급되어 있던 이전 데이터 신호가 제1 트랜지스터(T1)를 통해 구동 트랜지스터(Td)에 공급되는 것을 방지하기 위한 기간이다.
프로그래밍 기간(P3)에는 주사 신호선(Si)에 로우 레벨의 주사 신호가 인가됨으로써 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)가 턴온 된다. 제2 트랜지스터(T2)가 턴온 되면서 구동 트랜지스터(Td)는 다이오드 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1 커패시터(C1)의 제1 전극에 데이터 신호와 구동 트랜지스터(Td)의 문턱 전압의 차에 해당하는 전압이 공급된다.
제2 지연 기간(P4)은 발광선(Ei)의 발광 신호가 로우 레벨이 되기 이전에 주사 신호선(Si)의 주사 신호가 하이 레벨로 바뀌는 기간이다. 제2 지연 기간(P4)으로 인하여 화소(PX)의 동작 시 소자들의 지연으로 인하여 발생 가능한 문제들을 방지할 수 있게 된다. 이때, 주사 신호가 로우 레벨에서 하이 레벨로 바뀌면서, 제2 커패시터의 제1 전극과 제2 전극 사이의 전압차 및 제1 커패시터의 제1 전극과 제2 전극 사이의 전압차에 따른 보상 전압이 얻어진다. 보상 전압은 구동 트랜지스터(Td)의 제어 전극으로 전달될 수 있다.
발광 기간(P5)에는 발광 트랜지스터(Te) 및 제3 트랜지스터(T3)의 제어 전극에 발광선(Ei)을 통해서 로우 레벨의 발광 신호가 공급되는 기간이다. 이 기간에, 구동 트랜지스터(Td)의 제1 전극에는 전원 전압(ELVDD)이 공급되고 구동 트랜지스터(Td)의 제1 전극과 제어 전극 사이의 전압에 대응하는 구동 전류가 유기 발광 소자(OLED)를 흐르게 된다. 이에 따라 유기 발광 소자(OLED)는 발광 기간(P5) 동안에 발광한다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이다.
도 8의 화소 회로는 점선 사각형 내의 에이징 회로만을 제외하고는 도 4의 화소 회로와 동일하므로, 차이점에 대해서만 설명한다. 도 4의 에이징 회로의 경우 에이징 트랜지스터를 포함하고 이것을 턴온 하는 에이징 제어 신호가 공급되지만, 도 8의 에이징 회로는 그러한 에이징 트랜지스터를 포함하지 않는다. 따라서 에이징 신호가 인가되면 바로 에이징 신호가 에이징선(Aj)을 통해 인가된다. 이 경우, 감지부(600)로부터 출력되는 에이징 제어 신호는 에이징 신호를 공급하는 에이징 신호 공급부로 인가되어, 에이징 신호의 생성을 제어할 수 있다. 즉, 에이징 신호 공급부는 에이징 제어 신호를 수신하는 경우에만 에이징 펄스 같은 에이징 신호를 출력한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
10: 케이스 20: 커버
100: 표시 패널 200: 신호 제어부
300: 데이터 구동부 400: 주사 구동부
500: 발광 신호부 600: 감지부
610: 제어부 620: 개폐 센서
630: 충전 센서 640: 카운터
700: 전원 공급부 800: 에이징부
A1-Am, Aj: 에이징선 D1-Dm, Dj: 데이터선
E1-En, Ei: 발광 신호선 S1-Sn, Si: 주사 신호선

Claims (16)

  1. 복수의 화소를 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널의 화면을 개폐하는 커버;
    상기 커버의 개폐 여부를 감지하는 개폐 감지부;
    상기 화소에 에이징 신호를 인가하는 에이징부; 및
    상기 개폐 감지부로부터 감지 신호를 수신하고 상기 에지징부의 동작을 제어하는 에이징 제어부;
    를 포함하고,
    상기 에이징 제어부는 상기 개폐 감지부로부터 닫힘 감지 신호의 수신 시 상기 에이징부의 동작을 인에이블하는 에이징 제어 신호를 출력하는 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 유기 발광 표시 장치는 충전부 및 충전부의 충전 여부를 감지하는 충전 감지부를 더 포함하고, 상기 에이징 제어부는 상기 충전 감지부로부터 충전 감지 신호의 수신 시 상기 에이징 제어 신호를 출력하는 유기 발광 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 화소에는 에이징선이 연결되어 있고, 상기 에이징부는 상기 에이징선을 통해 에이징 신호를 인가하는 유기 발광 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 화소는 유기 발광 소자를 포함하고, 상기 에이징선은 상기 유기 발광 소자의 애노드에 연결되어 있는 유기 발광 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 에이징부는 상기 유기 발광 소자로 공급되는 에이징 신호를 제어하는 스위치를 포함하고, 상기 스위치는 상기 에이징 제어 신호의 인가 시 턴온 되는 유기 발광 표시 장치.
  6. 제4항에서,
    상기 에이징부는 에이징 신호를 공급하는 에이징 신호 공급부를 포함하고, 상기 에이징 신호 공급부는 상기 에이징 제어 신호의 인가 시 에이징 신호를 생성하고, 생성된 에이징 신호는 상기 에이징선을 통해 상기 유기 발광 소자로 공급되는 발광 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 유기 발광 표시 장치는 상기 에이징부의 동작 시간을 계산하는 카운터를 더 포함하고, 상기 에이징 제어부는 상기 카운터로부터의 수신하는 상기 동작 시간에 기초하여 상기 에이징 제어 신호의 생성을 결정하는 유기 발광 표시 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 유기 발광 표시 장치는 화소별 누적 발광 시간에 대한 데이터가 저장되는 저장부를 더 포함하고, 상기 에이징 제어부는 상기 데이터에 기초하여 화소별로 에이징 제어 신호를 선택적으로 출력하는 유기 발광 표시 장치.
  9. 복수의 화소를 포함하는 표시 패널의 화면을 개폐하는 커버의 닫힘을 감지하여 닫힘 감지 신호를 개폐 센서에 의해 생성하는 단계;
    상기 닫힘 감지 신호에 응답하여 에이징 제어 신호를 에이징 제어부에 의해 생성하는 단계; 및
    상기 에이징 제어 신호에 응답하여 상기 화소에 에이징 신호를 에이징부에 의해 인가하는 단계;
    를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 에이징 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 에이징 방법은 충전부의 충전 여부를 감지하여 충전 감지 신호를 충전 감지부에 의해 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 에이징 제어부는 상기 닫힘 감지 신호 및 상기 충전 감지 신호에 응답하여 상기 에이징 제어 신호를 생성하는 유기 발광 표시 장치의 에이징 방법.
  11. 제9항에서,
    상기 화소에는 에이징선이 연결되어 있고, 상기 에이징선을 통해 상기 에이징 신호가 인가되는 유기 발광 표시 장치의 에이징 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 화소는 유기 발광 소자를 포함하고, 상기 에이징선은 상기 유기 발광 소자의 애노드에 연결되어 있는 유기 발광 표시 장치의 에이징 방법.
  13. 제9항에서,
    상기 에이징 제어 신호는 전체 화소에 대하여 동시에 인가되는 유기 발광 표시 장치의 에이징 방법.
  14. 제9항에서,
    상기 에이징 제어 신호는 특정 화소에 대하여 선택적으로 인가되는 유기 발광 표시 장치의 에이징 방법.
  15. 제9항에서,
    상기 에이징 신호는 교류 형태의 펄스 전압이거나 직류 전압인 유기 발광 표시 장치의 에이징 방법.
  16. 제9항에서,
    상기 에이징 방법은 상기 에이징부의 동작 시간을 카운터에 의해 계산하는 단계를 더 포함하고, 상기 에이징 제어부는 상기 카운터로부터의 수신하는 상기 동작 시간에 기초하여 상기 에이징 제어 신호의 생성을 결정하는 유기 발광 표시 장치의 에이징 방법.
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