KR20160038150A - 표시장치 - Google Patents

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KR20160038150A
KR20160038150A KR1020140130147A KR20140130147A KR20160038150A KR 20160038150 A KR20160038150 A KR 20160038150A KR 1020140130147 A KR1020140130147 A KR 1020140130147A KR 20140130147 A KR20140130147 A KR 20140130147A KR 20160038150 A KR20160038150 A KR 20160038150A
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정진민
윤수용
김성기
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

제1 기판; 상기 제1 기판과 대향 배치된 제2 기판; 상기 제1 기판의 일면과 상기 제2 기판의 일면에 부착되고, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 측면의 적어도 일부를 감싸는 연결부; 상기 연결부 상에 배치되며, 상기 제 1 기판의 측면과 마주보는 광센서; 및 상기 제1 기판과 상기 연결부 사이에 배치되며, 상기 광센서가 삽입되는 고정부재;를 포함하는 표시장치를 제공한다.

Description

표시장치 {DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시패널에 광센서를 안정적으로 고정시켜 광을 센싱하는 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치나 유기 발광 표시 장치 등의 평판 표시 장치는 복수 쌍의 전기장 생성 전극과 그 사이에 들어 있는 전기광학(electro-optical) 활성층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기 광학 활성층으로 액정층을 포함하고, 유기 발광 표시 장치는 전기 광학 활성층으로 유기 발광층을 포함한다.
일반적으로 유기 발광 표시 장치는 애노드와 캐소드에서 주입되는 정공과 전자가 발광부에서 재결합하여 발광하는 원리로 색상을 구현할 수 있는 것으로서, 애노드인 화소전극과 캐소드인 대향전극 사이에 발광층을 삽입한 적층형 구조이다.
상기 평판 표시 장치 중 유기 발광 표시 장치는 자발광이라는 특성으로 인하여 시야각에 따른 화면 밝기의 저하가 낮다. 그러나, 유기 발광 표시 장치는 사용 시간이 증가함에 따라 휘도가 저하되어 이미지 스틱킹(Image sticking) 현상이 발생하는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 기존에 표시장치 외부에 광 센서를 구비하여 유기발광소자의 휘도를 감지하고, 휘도가 감소된 경우 이를 보상하고 있다. 그런데, 표시장치 외부에 광센서를 부착할 경우, 광센서와 표시패널의 광 출사면과의 얼라인이 어긋남에 따라 광센서의 휘도 검출량이 부정확해지는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예는 광센서를 표시패널의 광 출사면에 정확히 얼라인 시키는 표시장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 제1 기판; 상기 제1 기판과 대향 배치된 제2 기판; 상기 제1 기판의 일면과 상기 제2 기판의 일면에 부착되고, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 측면의 적어도 일부를 감싸는 연결부; 상기 연결부 상에 배치되며, 상기 제 1 기판의 측면과 마주보는 광센서; 및 상기 제1 기판과 상기 연결부 사이에 배치되며, 상기 광센서가 삽입되는 고정부재;를 포함하는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고정부재는 상기 제1 기판의 적어도 일부가 삽입되고 상기 제1 기판에서 출사된 광을 투과하는 개구부를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광센서는 상기 개구부를 마주보며 상기 고정부재에 삽입될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고정부재는, 상기 제1 기판의 일면에 배치된 상단부; 상기 상단부와 대향 배치되며, 상기 제1 기판의 타면에 배치된 하단부; 및 상기 상단부와 상기 하단부를 연결하는 측벽부를 포함하고, 상기 측벽부는 삽입 홈을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광센서는 상기 삽입 홈에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고정부재는 상기 제1 기판의 양면과 접촉할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표시패널에 연결되며, 상기 표시패널에 구동 신호를 공급하는 구동칩 실장 필름; 및 상기 구동칩 실장 필름에 연결된 인쇄회로기판;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부의 일단은 상기 인쇄회로기판과 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고정부재는 상기 구동칩 실장 필름 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광센서와 상기 고정부재 사이에 배치된 광학 필름을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고정부재는 상기 연결부에 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고정부재는 결합 돌기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부는 상기 결합 돌기가 삽입되는 결합 홀을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부는 연성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 기판은 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하고, 상기 광센서는 상기 비표시 영역에 배치된 화소의 휘도값을 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 측정된 휘도값을 이용하여, 상기 비표시 영역에 배치된 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간에 따른 보상 량을 산출하고, 상기 표시영역에 배치된 제2 유기 발광 소자의 누적 발광 시간에 대응하는 상기 보상 량을 검출하여, 상기 검출된 보상량에 따라 상기 제2 유기 발광 소자의 영상 데이터를 보상하는 보상 영상 데이터 생성부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보상 영상 데이터 생성부는, 최초 설정된 휘도값이 저장된 메모리; 상기 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간을 측정하는 타이머; 상기 표시영역에 배치된 상기 제2 유기발광소자에 대응하는 영상 데이터를 누적하여 합산하는 데이터 합산부; 상기 측정된 휘도값, 상기 최초 설정된 휘도 값, 및 상기 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간을 이용하여, 누적 발광 시간에 따른 상기 제2 유기발광소자에 대응하는 영상 데이터의 보상 량을 산출하는 보상 량 산출부; 및 상기 제2 유기 발광 소자의 누적 발광 시간을 감지하고, 상기 감지된 누적 발광 시간에 대응하는 상기 보상 량으로 상기 제2 유기 발광 소자의 영상 데이터를 변조하는 영상 데이터 보상부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보상 량 산출부는, 상기 측정된 휘도값 및 상기 최초 설정된 휘도값을 이용하여 휘도 감소량을 산출하고, 상기 산출된 휘도 감소량에 대응하는 누적 발광 시간의 증가 량을 상기 보상 량으로 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보상 영상 데이터 생성부는, 상기 보상 량 산출부로부터 산출된 상기 보상량이 상기 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간에 따라 저장되는 룩업 테이블을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 표시장치는 표시패널에서 출사되는 광을 안정적으로 검출할 수 있고, 표시패널에서 출사되는 광을 집광시켜 더미 화소의 휘도를 검출할 충분한 광량을 얻을 수 있고, 검출된 휘도를 이용하여 화소의 열화를 보상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예1에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 배면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예1에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 고정부재를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예1에 따른 광센서가 삽입된 고정부재를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6a 내지 도6c는 본 발명의 실시예1에 따른 연결부에 고정부재가 부착되는 방법을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 실시예1에 따른 표시패널에 연결부 및 고정부재가 부착되는 방법을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 8a 내지 도8b는 본 발명의 실시예2에 따른 광센서 및 연결부를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예3에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예4에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 11은 도1의 표시장치의 어느 한 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 12는 도 11의 A-A' 선에 따른 단면도이다.
도 13은 도1의 표시 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 14는 도 13에 도시된 더미 화소의 등가 회로도이다.
도 15는 도 13에 도시된 보상 영상 데이터 생성부의 상세 블록도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 7b를 참조하여, 본 발명의 실시예1에 따른 표시장치에 대하여 상세히 설명한다. 한편, 하기에서 설명의 편의를 위해 유기 발광 표시 장치 임을 전제로 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 2는 본 발명의 실시예1에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 배면도이다. 도 3은 본 발명의 실시예1에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 4는 도 3의 고정부재를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 5는 본 발명의 실시예1에 따른 광센서가 삽입된 고정부재를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 6a 내지 도6c는 본 발명의 실시예1에 따른 연결부에 고정부재가 부착되는 방법을 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 실시예1에 따른 표시패널에 연결부 및 고정부재가 부착되는 방법을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)는 표시패널(200), 편광판(250), 연결부(300), 고정부재(410), 광센서(420), 양면 테이프(430), 및 광 차단 테이프(440)를 포함한다.
표시패널(200)은 화상을 디스플레이하는 패널로서, 액정 패널(Liquid Crystal Display Panel), 전기영동 표시 패널(Electrophoretic Display Panel), 유기발광 패널(Organic Light Emitting Diode Panel), LED 패널, 무기 EL 패널(Electro Luminescent Display Panel), FED 패널(Field Emission Display Panel), SED 패널(Surfaceconduction Electron-emitter Display Panel), PDP(Plasma Display Panel), CRT(Cathode Ray Tube) 표시패널 중 어느 하나일 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시일 뿐이며 이외에도 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술 발전에 따라 구현 가능한 모든 종류의 표시패널이 본 발명의 표시패널(200)로서 이용될 수 있다. 본 발명의 실시예 1에서, 유기발광 패널을 일 예로 들어 표시패널(200)을 설명한다.
표시패널(200)은 제1 기판(111), 제1 기판(111)과 대향 배치된 제2 기판(201), 실링 부재(미도시), 및 편광판(250)을 포함한다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제1기판(111)이 제2 기판(201)이 아닌 봉지 필름 등에 의해 봉지되는 것도 가능함은 물론이다.
전면 발광에서, 제1 기판(111)은, 발광에 의해 표시가 이루어지는 표시 영역(DA)과, 이 표시 영역(DA)의 외곽에 위치한 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 제1기판(111)의 표시 영역(DA)에 다수의 화소들이 형성되어 화상을 표시한다.
비표시 영역(NDA)은, 유기 발광 소자를 발광시키는 외부 신호를 제공 받아 이를 유기 발광 소자에 전달하는 복수의 패드 전극(미도시) 등이 형성된다.
한편, 배면 발광일 경우, 표시 영역은 도 2에 도시된 제1 기판(111)의 배면이 될 수 있다.
제1 기판(111)은 산화규소(SiO2)를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질로 이루어질 수 있다. 제1 기판(111)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 투명한 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.
표시패널(200)은 구동 신호를 제공하는 구동칩(231, 241), 구동칩(231, 241)이 실장되는 구동칩 실장 필름(230, 240), 및 구동칩 실장 필름(230, 240)을 통해 표시 패널(200)과 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판(210, 220)을 포함한다. 구동칩 실장 필름은 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package, TCP)일 수 있다.
인쇄회로기판(210, 220)은 표시패널(200)에 구동 신호를 공급하는 회로 기판이다. 인쇄회로기판(210, 220)에 표시패널(200)을 구동시키는 제어 신호를 생성하는 타이밍 컨트롤러(미도시), 전원 전압을 생성하는 전원 전압 생성부(미도시) 등이 포함될 수 있다.
구동칩(231, 241)은 외부 신호에 응답하여 표시패널(200)을 구동하기 위한 구동 신호를 발생한다. 외부 신호는 인쇄회로기판(210, 220)으로부터 공급된 신호이고, 외부 신호는 영상 신호, 각종 제어신호 및 구동 전압 등이 포함될 수 있다.
예를 들면, 게이트 인쇄회로기판(210)은 게이트 구동칩 실장 필름(230)과 연결된다. 게이트 인쇄회로기판(210)은 영상신호를 게이트 구동칩(231)에 인가한다. 데이터 인쇄회로기판(220)은 데이터 구동칩 실장 필름(240)과 연결된다. 데이터 인쇄회로기판(220)은 영상신호를 데이터 구동칩(241)에 인가한다.
게이트 구동칩(231)은 영상 신호를 입력 받아 게이트 구동 신호를 게이트 라인에 인가한다. 데이터 구동칩(241)은 영상 신호를 입력 받아 데이터 구동 신호를 데이터 라인에 인가한다.
편광판(250)은 표시패널(200)에 배치되고, 외광의 반사를 방지한다. 예를 들어, 편광판(250)은 제1 기판(111)의 하면에 배치된다.
표시패널(200)은 표시 영역(DA)에 유기 발광 소자, 이를 구동하기 위한 박막 트랜지스터 및 배선 등을 포함한다. 유기 발광 소자, 이를 구동하기 위한 박막 트랜지스터 및 배선 등은 도 11 및 도 12를 참조하여 후술한다.
제2 기판(201)은 제1 기판(111)과 대향 배치되며, 실링재(미도시)를 매개로 하여 제1 기판(111)과 합지된다. 제2 기판(201)은 글라스재 기판뿐만 아니라 아크릴과 같은 투명한 합성수지 필름을 사용할 수도 있으며, 더 나아가 금속판을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 제2 기판(201)은 폴리에틸렌(PET) 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름, 폴리아미드(PA) 필름, 폴리아세탈(POM) 필름, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 필름, 폴리카보네이트(PC) 필름, 셀룰로오스 필름, 및 방습 셀로판 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
제2기판(201)은 제1 기판(111)의 면적보다 작을 수 있다. 따라서, 제1 기판(111)의 비표시 영역(NDA)은 제2 기판(201)에 의해 노출될 수 있다. 실링재는 실링 글래스 프릿(sealing glass frit) 등과 같이 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있다.
도 3, 도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 연결부(300)는 광센서(420)가 배치되고, 인쇄회로기판(210, 220)과 연결된다. 연결부(300)는 광센서(420)와 인쇄회로기판(210, 220)을 전기적으로 연결시킴으로써, 광센서(420)와 인쇄회로기판(210, 220) 사이의 전기적 연결 관계를 제공할 수 있다. 연결부(300)는 연성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB)일 수 있다.
연결부(300)는 제1 기판(111)의 일면과 제2 기판(201)의 일면에 부착되고, 제1 기판(111) 및 제2 기판(201)의 측면의 적어도 일부를 감싼다. 연결부(300)의 일단은 인쇄회로기판(210, 220)과 연결된다.
예를 들면, 연결부(300)는 광센서 안착부(310), 돌출부(320), 굴곡부(330), 및 연장부(340)를 포함한다. 광센서 안착부(310)는 광센서(420)가 안착된다. 돌출부(320)는 광센서 안착부(310)에서 절곡되며, 제1 기판(111)의 일면에 부착된다. 돌출부(320)가 제1 기판(111)에 부착되도록 돌출부(320)와 제1 기판(111) 사이에 양면테이프(430)가 배치된다. 굴곡부(330)는 광센서 안착부(310)에서 절곡되며, 제2 기판(201)의 일면에 부착된다. 굴곡부(330)가 제2 기판(201)에 부착되도록 굴곡부(330)와 제2 기판(201) 사이에 양면테이프(430)가 배치된다. 연장부(340)는 굴곡부(330)와 연결되고, 일단이 인쇄회로기판(210, 220)과 연결된다.
한편, 연결부(300)의 구체적인 형상은 일 예에 불과하고, 제1 기판(111)의 측면에 배치되도록 광센서(420)를 실장하는 기능과, 광센서(420)와 인쇄회로기판(210, 220)을 연결하는 기능을 만족하는 형상으로 다양하게 변형될 수 있다.
한편, 도면에는 미도시 하였으나, 연결부(300)은 단면 구조 상으로 베이스 필름, 베이스 필름 상에 배치되는 배선 패턴을 포함할 수 있으며, 배선 패턴 상에 배치되는 커버 필름을 더 포함할 수 있다.
베이스 필름과 커버필름은 유연성, 절연성 및 내열 특성이 우수한 재질을 갖는 필름으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 폴리이미드(polyimide)로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
베이스 필름과 커버 필름 사이에는 배선 패턴이 배치될 수 있다. 배선 패턴은 소정의 전기적 신호를 전달하기 위한 것으로서, 구리(Cu) 등과 같은 금속 재료로 형성되며, 주석, 은, 니켈 등이 구리의 표면에 도금될 수도 있다. 배선 패턴을 형성하는 방법은 캐스팅(casting), 라미네이팅(laminating), 전기 도금(electroplating) 등이 있으며, 이외에도 다양한 방식을 통해 배선 패턴을 형성할 수 있다.
광센서(420)는 연결부(300) 상에 배치되고, 제1 기판(111)의 측면과 마주본다. 광센서(420)는 제1 기판(111)의 측면에서 출사된 광을 입력 받는다. 예를 들면, 광센서(420)는 제1 기판(111)의 비표시 영역(NDA, 도1에 도시됨)에 배치된 화소의 광을 측정하고, 측정된 광의 아날로그 값을 디지털 값으로 변환하여 취합하며, 연산 과정을 거쳐 휘도값을 산출한다. 광센서(420)는 소형이면서 저가의 소자로서 충분히 역할을 수행할 수 있는 것으로 선택한다. 예를 들면, 광 도전셀(Cds), 포토 다이오드, 포토트랜지스터, 포토 사이리스터, CCD(charge coupled device), CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 이미지센서 등이 적용될 수 있다.
한편, 연결부(300)에 실장된 광센서(420)는 연결부(300)를 통해 인쇄회로기판(210, 220)과 전기적으로 연결된다.
도 3, 도4 및 도 5를 참조하면, 고정부재(410)는 제1 기판(111)과 연결부(300) 사이에 배치되고, 광센서(420)가 삽입된다. 고정부재(410)는 제1 기판(111)의 적어도 일부가 삽입되고, 제1 기판(111)의 양면과 접촉한다. 고정부재(410)는 연결부(300)에 부착되고, 구동칩 실장 필름(230, 240) 사이에 배치된다.
고정부재(410)는 제1 기판(111)에서 출사된 광(L)을 투과시키는 개구부(414)를 갖는다. 광센서(420)는 개구부(414)를 마주보며 고정부재(410)에 삽입된다. 따라서, 고정부재(410)에 삽입된 광센서(420)는 개구부(414)를 통하여 광(L)을 입력받는다.
구체적으로, 고정부재(410)는 상단부(411), 하단부(412) 및 측벽부(413)를 포함한다. 상단부(411)는 제1 기판(111)의 일면에 배치된다. 하단부(412)는 상단부(411)와 대향 배치되며, 제1 기판(111)의 타면에 배치된다. 측벽부(413)는 상단부(411)와 하단부(412)를 연결한다. 측벽부(413)는, 예를 들어, 우측 측벽부(413a) 및 좌측 측벽부(413b)를 포함한다. 측벽부(413)는 우측 측벽부(413a)와 좌측 측벽부(413b) 사이에 삽입 홈(416)을 갖는다. 따라서, 광센서(420)는 삽입 홈(416)에 배치된다.
한편, 광의 빛샘을 방지하기 위해, 광 차단 테이프(440)가 제1 기판(111)의 발광면의 가장자리에 배치된다. 광 차단 테이프(440)는, 예를 들어, 편광판(250)의 일단과 접촉하고, 연결부(300)의 일단과 접촉할 수 있다.
도 6a 내지 도 7b를 참조하여 연결부(300), 광센서(420) 및 고정부재(410)의 연결관계를 종합하면 다음과 같다. 광센서(420)는 연결부(300)에 배치되고, 양면 테이프(430)가 연결부(300)의 돌출부(320) 및 굴곡부(330)에 배치된다. 고정부재(410)는 광센서(420)가 삽입되도록 연결부(300)에 부착된다. 그리고, 연결부(300)는, 도 6c와 같이, 광센서 안착부(310)와 돌출부(320)가 접힌다. 접힌 연결부(300)는, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 구동칩 실장 필름(230, 240) 사이에 배치된다. 즉, 고정부재(410)는 제1 기판(111)에 결합되고, 연결부(300)는 제1 기판(111)의 상면과 하면에 부착된다. 연결부(300)의 일단은 인쇄회로기판(210, 220)과 전기적으로 연결된다. 따라서, 본 발명의 실시예 1에 따른 광센서(420) 배치 구조는 광센서(420)를 고정부재(410)로 고정함에 따라 표시패널(200)에서 출사되는 광을 안정적으로 검출할 수 있고, 표시패널(200)에서 출사되는 광을 집광시켜 더미 화소의 휘도를 검출할 충분한 광량을 얻을 수 있고, 검출된 휘도를 이용하여 화소의 열화를 보상할 수 있다.
한편, 연결부(300), 광센서(420) 및 고정부재(410)는 구동칩 실장 필름(230, 240) 사이에 배치된다. 이외에도, 연결부(300), 광센서(420) 및 고정부재(410)는 제1 기판(111)에서 출사된 광을 입력 받는 위치와, 인쇄회로기판(210, 220)과의 연결을 고려하여 다른 위치에 형성될 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 연결부(300), 광센서(420) 및 고정부재(410)의 개수는 일 예에 불과하고, 표시패널(200)에서 검출되는 휘도값을 고려하여 개수를 변형할 수 있다.
하기에서, 도 8a 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예 2 내지 4에 따른 연결부(300), 광센서(420) 및 고정부재(410)의 연결관계를 설명한다. 실시예 1과 동일한 구성은 명세서의 간략화를 위하여 생략하고, 실시예 1과 차이점을 중점적으로 설명한다.
도 8a 내지 도8b는 본 발명의 실시예2에 따른 광센서 및 연결부를 도시한 사시도이다. 도 9는 본 발명의 실시예3에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 10은 본 발명의 실시예4에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 발명의 실시예 2에 따른 고정부재(410)는 결합 돌기(415)를 더 포함하고, 연결부(300)는 결합 홀(350)을 갖는다. 구체적으로, 결합 돌기(415)는 고정부재(410)의 측벽부(413)에서 돌출되고, 결합 돌기(415)는 결합 홀(350)에 삽입된다. 결합 돌기(415)가 결합 홀(350)에 삽입됨에 따라 고정부재(410)가 광센서 안착부 (310)에 안정적으로 고정된다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예 3에 따른 표시장치는 광센서(420)와 고정부재(410) 사이에 배치된 광학 필름(450)을 더 포함한다. 광학 필름(450)은 도 3에 도시된 갭(d)을 채우고, 제1 기판(111)에서 출사된 광을 집광시킨다. 광학 필름(450)이 추가됨에 따라 광센서(420)로 입력되는 광량이 늘어난다. 광학 필름(450)은 예를 들면, OCA(Optical Clear Adhesive)일 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예 4에 따른 표시장치는 제1 기판(111)의 일단이 모따기된다. 제1 기판(111)의 모따기부(111a)는 제1 기판(111)이 고정부재(410)에 손상 없이 삽입될 수 있도록 도와준다.
이하에서, 도 11 및 도 12를 참조하여, 표시패널(200)의 어느 한 화소에 대해 설명한다. 하기에서 설명할 화소는 본 발명의 모든 실시예에 동일하게 적용되는 구조이다.
도 11은 도1의 표시장치의 어느 한 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 12는 도 11의 A-A' 선에 따른 단면도이다.
도 11 및 도12를 참조하여, 본 실시예의 표시 영역(DA)을 설명하면 다음과 같다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 표시 영역(도 1의 참조부호 DA, 이하 동일)의 각 화소에 두 개의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(10, 20)와 하나의 축전 소자(capacitor)(80)를 구비하는 2Tr-1Cap 구조의 능동 구동(active matrix, AM)형 유기 발광 표시 장치를 도시하고 있으나, 본 발명 및 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
따라서 유기 발광 표시 장치(100)는 하나의 화소에 셋 이상의 트랜지스터와 둘 이상의 축전 소자(80)를 구비할 수 있으며, 별도의 배선이 더 형성되어 다양한 구조를 가질 수 있다. 여기서, 화소는 화상을 표시하는 최소 단위를 말하며, 표시 영역은 복수의 화소들을 통해 화상을 표시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)는, 제1 기판(111), 제1 기판(111)에 정의된 복수의 화소 각각에 형성된, 스위칭 박막 트랜지스터(10), 구동 박막 트랜지스터(20), 축전소자(80), 그리고 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)(70)를 포함한다. 그리고, 제1 기판(111)은, 일 방향을 따라 배치되는 게이트 라인(151)과, 이 게이트 라인(151)과 절연 교차되는 데이터 라인(171) 및 공통 전원 라인(172)을 더 포함한다.
여기서, 각 화소는 게이트 라인(151), 데이터 라인(171) 및 공통 전원 라인(172)을 경계로 정의될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
유기 발광 소자(70)는, 제1 전극(710)과, 이 제1 전극(710) 상에 형성된 유기 발광층(720)과, 이 유기 발광층(720) 상에 형성된 제2 전극(730)을 포함한다. 여기서, 제1 전극(710)은 각 화소마다 하나 이상씩 형성되므로 제1 기판(111)은 서로 이격된 복수의 제1 전극들(710)을 가진다.
여기서 제1 전극(710)이 정공 주입 전극인 양극(애노드)이며, 제2 전극(730)이 전자 주입 전극인 음극(캐소드)이 된다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 유기 발광 표시 장치(100)의 구동 방법에 따라 제1 전극(710)이 음극이 되고, 제2 전극(730)이 양극이 될 수도 있다. 또한, 제1 전극(710)은 화소 전극이고, 제2 전극(730)은 공통 전극이다.
유기 발광층(720)에 주입된 정공과 전자가 결합하여 생성된 엑시톤(exciton)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발광이 이루어진다.
축전 소자(80)는 절연층(160)을 사이에 두고 배치된 한 쌍의 유지전극(158, 178)을 포함한다. 여기서, 절연층(160)은 유전체가 된다. 축전 소자(80)에 축적된 전하와 한 쌍의 유지전극(158, 178) 사이의 전압에 의해 축전 용량이 결정된다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는, 스위칭 반도체층(131), 스위칭 게이트 전극(152), 스위칭 소스 전극(173), 및 스위칭 드레인 전극(174)을 포함한다. 구동 박막 트랜지스터(20)는 구동 반도체층(132), 구동 게이트 전극(155), 구동 소스 전극(176), 및 구동 드레인 전극(177)을 포함한다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로 사용된다. 스위칭 게이트 전극(152)은 게이트 라인(151)에 연결되고, 스위칭 소스 전극(173)은 데이터 라인(171)에 연결된다. 스위칭 드레인 전극(174)는 스위칭 소스 전극(173)으로부터 이격 배치되며 제1유지전극(158)과 연결된다.
구동 박막 트랜지스터(20)는 선택된 화소 내의 유기 발광 소자(70)의 유기 발광층(720)을 발광시키기 위한 구동 전원을 제1 전극(710)에 인가한다. 구동 게이트 전극(155)은 스위칭 드레인 전극(174)과 연결된 제1유지전극(158)에 연결된다. 구동 소스 전극(176) 및 제2유지전극(178)은 각각 공통 전원 라인(172)에 연결된다.
구동 드레인 전극(177)이 드레인 접촉구멍(contact hole)(181)을 통해 유기 발광 소자(70)의 제1 전극(710)에 연결된다.
이와 같은 구조에 의하여, 스위칭 박막 트랜지스터(10)는 게이트 라인(151)에 인가되는 게이트 전압에 의해 작동하여 데이터 라인(171)에 인가되는 데이터 전압을 구동 박막 트랜지스터(20)로 전달하는 역할을 한다.
공통 전원 라인(172)으로부터 구동 박막 트랜지스터(20)에 인가되는 공통 전압과 스윙칭 박막 트랜지스터(10)로부터 전달된 데이터 전압의 차에 해당하는 전압이 축전 소자(80)에 저장되고, 축전 소자(80)에 저장된 전압에 대응하는 전류가 구동 박막 트랜지스터(20)를 통해 유기 발광 소자(70)로 흘러 유기 발광 소자(70)가 발광한다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시장치(100)의 구조를 더욱 설명한다.
도 12에 유기 발광 소자(70), 구동 박막 트랜지스터(20), 축전 소자(80), 데이터 라인(171) 및 공통 전원 라인(172)이 도시되어 있으므로, 이를 중심으로 설명한다. 스위칭 박막 트랜지스터(10)의 스위칭 반도체층(131), 스위칭 게이트 전극(152), 스위칭 소스 및 드레인 전극(173, 174)은 각기 구동 박막 트랜지스터(20)의 구동 반도체층(132), 구동 게이트 전극(155), 구동 소스 및 드레인 전극(176, 177)과 동일한 적층 구조를 가지므로 이에 대한 설명은 생략한다.
본 실시예에서 제1 기판(111)은 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 등으로 이루어진 절연성 기판으로 이루어질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니므로, 제1 기판(111)이 스테인리스 강 등으로 이루어진 금속성 기판으로 형성될 수도 있다.
제1 기판(111) 위에 버퍼층(120)이 형성된다. 버퍼층(120)은 불순 원소의 침투를 방지하며 표면을 평탄화하는 역할을 하는 것으로, 이 역할을 수행할 수 있는 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 버퍼층(120)은 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘옥사이드(SiO2), 실리콘옥시나이트라이드(SiOxNy)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 그러나 이러한 버퍼층(120)이 반드시 필요한 것은 아니며, 제1 기판(111)의 종류 및 공정 조건 등을 고려하여 형성하지 않을 수도 있다.
버퍼층(120) 위에 구동 반도체층(132)이 형성된다. 구동 반도체층(132)은 다결정 실리콘, 비정질 실리콘 및 산화물 반도체로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나인 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 구동 반도체층(132)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역(135)과, 채널 영역(135)의 양 옆으로 p+ 도핑되어 형성된 소스 영역(136) 및 드레인 영역(137)을 포함한다. 이 때, 도핑되는 이온 물질은 붕소(B)와 같은 P형 불순물이며, 주로 B2H6이 사용된다. 여기서, 이러한 불순물은 박막 트랜지스터의 종류에 따라 달라진다.
구동 반도체층(132) 위에 실리콘나이트라이드 또는 실리콘옥사이드 등으로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성된다. 게이트 절연막(140)은 테트라에톡시실란(tetra ethyl ortho silicate, TEOS), 질화 규소(SiNx), 및 산화 규소(SiO2)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하여 형성된다. 일례로, 게이트 절연막(140)은 40nm의 두께를 갖는 질화 규소막과 80nm의 두께를 갖는 테트라에톡시실란막이 차례로 적층된 이중막으로 형성될 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예1에서, 게이트 절연막(140)이 전술한 구성에 한정되는 것은 아니다.
게이트 절연막(140) 위에 구동 게이트 전극(155), 게이트 라인(도 1의 참조부호 151), 제1 유지전극(158)이 형성된다. 이때, 구동 게이트 전극(155)은 구동 반도체층(132)의 적어도 일부, 구체적으로 채널 영역(135)과 중첩 형성된다. 구동 게이트 전극(155)은 구동 반도체층(132)을 형성하는 과정에서 구동 반도체층(132)의 소스 영역(136)과 드레인 영역(137)에 불순물을 도핑할 때 채널 영역(135)에 불순물이 도핑되는 것을 차단하는 역할을 한다.
게이트 전극(155)과 제1유지 전극(158)은 서로 동일한 층에 위치하며, 실질적으로 동일한 금속 물질로 형성된다. 이때, 금속 물질은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 및 텅스텐(W)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함한다. 일례로, 게이트 전극(155) 및 제1유지전극(158)은 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴(Mo)을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(140) 상에 구동 게이트 전극(155)을 덮는 절연층(160)이 형성된다. 상기 절연층(160)은 층간 절연층일 수 있다. 절연층(160)은 게이트 절연막(140)과 마찬가지로 실리콘나이트라이드 또는 실리콘옥사이드 등으로 형성될 수 있다. 게이트 절연막(140)과 절연층(160)은 구동 반도체층(132)의 소스 및 드레인 영역(136, 137)을 드러내는 접촉 구멍을 구비한다.
표시 영역(DA)에 절연층(160) 위에 구동 소스 전극(176) 및 구동 드레인 전극(177), 데이터 라인(171), 공통 전원 라인(172), 제2 유지전극(178)이 형성된다. 구동 소스 전극(176) 및 구동 드레인 전극(177)은 접촉구멍을 통해 구동 반도체층(132)의 소스 영역(136) 및 드레인 영역(137)과 각각 연결된다.
구체적으로, 구동 소스 전극(176), 구동 드레인 전극(177) 및 데이터 라인(171), 공통 전원 라인(172)과 제2 유지전극(178)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나로 이루어진 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금에 의하여 형성될 수 있으며, 상기 내화성 금속막과 저저항 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 상기 다중막 구조의 예로, 크롬 또는 몰리브덴(합금) 하부막과 알루미늄(합금) 상부막으로 된 이중막, 몰리브덴(합금) 하부막과 알루미늄(합금) 중간막과 몰리브덴(합금) 상부막으로 된 삼중막을 들 수 있다.
구동 소스 전극(176), 구동 드레인 전극(177) 및 데이터 라인(171), 공통 전원 라인(172), 제2 유지전극(178)은 상기 설명한 재료 이외에도 여러 가지 다양한 도전재료에 의하여 형성될 수 있다.
이에 의해, 구동 반도체층(132), 구동 게이트 전극(155), 구동 소스 전극(176) 및 구동 드레인 전극(177)을 포함한 구동 박막 트랜지스터(20)가 형성된다. 그러나 구동 박막 트랜지스터(20)의 구성은 전술한 예에 한정되지 않으며, 다양한 구조로 변형 가능하다.
절연층(160) 상에 구동 소스 전극(176), 구동 드레인 전극(177) 등을 덮는 보호막(180)이 형성된다. 보호막(180)은 폴리아크릴계, 폴리이미드계 등과 같은 유기물로 이루어질 수 있다. 보호막(180)은 평탄화막일 수 있다.
보호막(180)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolicresin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly(phenylenethers) resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(poly(phenylenesulfides) resin), 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 으로 이루어진 그룹 중 선택된 적어도 하나로 만들어질 수 있다.
보호막(180)은 구동 드레인 전극(177)을 드러내는 드레인 접촉구멍(181)을 구비한다.
보호막(180) 위에 제1 전극(710)이 형성되고, 이 제1 전극(710)은 보호막(180)의 드레인 접촉구멍(181)을 통해 구동 드레인 전극(177)에 연결된다.
보호막(180)에 제1 전극(710)을 덮는 화소 정의막(190)이 형성된다. 이 화소 정의막(190)은 제1 전극(710)을 드러내는 화소정의막 개구부(199)를 구비한다.
즉, 제1 전극(710)은 화소 정의막 개구부(199)에 대응하도록 배치된다. 화소 정의막(190)은 폴리아크릴계(polyacrylates resin) 및 폴리이미드계(polyimides) 등의 수지로 만들어질 수 있다.
또한, 화소정의막(190)은 감광성 유기재료 또는 감광성 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 화소정의막(190)은 폴리아크릴레이트(Polyacrylate), 폴리이미드(Polyimide), PSPI(Photo sensitive polymide), PA(Photo sensitive acryl), 감광 노볼락 레진(Photo sensitive Novolak resin) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
화소 정의막 개구부(199) 내에서 제1 전극(710) 위에 유기 발광층(720)이 형성되고, 화소 정의막(190) 및 유기 발광층(720) 상에 제2 전극(730)이 형성된다.
이와 같이, 제1 전극(710), 유기 발광층(720), 및 제2 전극(730)을 포함하는 유기 발광 소자(70)가 형성된다.
제1 전극(710)과 제2 전극(730) 중 어느 하나는 투명한 도전성 물질로 형성되고 다른 하나는 반투과형 또는 반사형 도전성 물질로 형성될 수 있다. 제1 전극(710) 및 제2 전극(730)을 형성하는 물질의 종류에 따라, 유기 발광 표시 장치(100)는 전면 발광형, 배면 발광형 또는 양면 발광형이 될 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)가 전면 발광형인 경우, 제1 전극(710)은 반투과형 또는 반사형 도전성 물질로 형성되고, 제2 전극(730)은 투명한 도전성 물질로 형성된다.
투명한 도전성 물질로 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(산화 아연) 또는 In2O3(Indium Oxide)으로 이루어진 그룹 중에서 선택한 적어도 하나의 물질이 사용될 수 있다. 반사형 물질로 리튬(Li), 칼슘(Ca), 플루오르화리튬/칼슘(LiF/Ca), 플루오르화리튬/알루미늄(LiF/Al), 알루미뮴(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 또는 금(Au)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질이 사용될 수 있다.
유기 발광층(720)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물로 이루어질 수 있다. 이러한 유기 발광층(720)은 발광층과, 정공 주입층(hole injection layeer, HIL), 정공 수송층(hole transpoting layer, HTL), 전자 수송층(electron transporting layer, ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 적어도 하나를 포함하는 다중막으로 형성될 수 있다. 일례로 정공 주입층이 양극인 제1 전극(710) 상에 배치되고, 그 위로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층된다.
본 실시예에서 유기 발광층(720)이 화소 정의막 개구부(199) 내에만 형성되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 유기 발광층(720)중 적어도 하나 이상의 막이, 화소 정의막 개구부(199) 내에서 제1 전극(710) 위 뿐만 아니라 화소 정의막(190)과 제2 전극(730) 사이에도 배치될 수 있다. 좀더 구체적으로, 유기 발광층(720)의 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 등이 오픈 마스크(open)에 의해 화소정의막 개구부(199) 이외의 부분에도 형성되고, 유기 발광층(720)의 발광층이 미세 금속 마스크(fine metal mask, FMM)를 통해 각각의 화소정의막 개구부(199)마다 형성될 수 있다.
한편, 본 발명이 액정표시장치인 경우, 제1 전극(710)은 드레인 접촉구멍(181)을 통하여 구동 드레인 전극(177)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 구동 드레인 전극(177)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 제1 전극(710)은 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 제2 전극(common electrode)(도시하지 않음)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극 사이의 액정층(도시하지 않음)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 제1 전극(710)과 제2 전극은 축전기[이하 “액정 축전기(liquid crystal capacitor)”라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프(turn-off)된 후에도 인가된 전압을 유지한다.
제2 기판(201)은 유기발광소자(70)를 사이에 두고 제1 기판(111)와 합착 밀봉된다. 제2 기판(201)는 제1 기판(111) 상에 형성된 박막 트랜지스터(10, 20) 및 유기발광소자(70) 등을 외부로부터 밀봉되도록 커버하여 보호한다. 제2 기판(201)은 일반적으로 유리 또는 플라스틱 등을 소재로 만들어진 절연 기판이 사용될 수 있다. 화상이 제2 기판(201) 방향으로 구현되는 전면 발광인 경우에 제2 기판(201)은 광투과성 재료로 형성된다.
한편, 제1 기판(111)과 제2 기판(201) 사이에 완충 물질(600)이 배치된다. 완충 물질(600)은 유기 발광 표시 장치(100)의 외부로부터 가해질 수 있는 충격에 대하여 유기 발광 소자(70) 등의 내부 소자를 보호한다. 완충 물질(600)은 유기 발광 표시 장치(100)의 기구적인 신뢰성을 향상시킨다. 완충 물질 (600)은 유기 실런트인 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 또는 무기 실런트인 실리콘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 우레탄계 수지는, 예를 들어, 우레탄 아크릴레이트 등이 사용될 수 있다. 아크릴계 수지는, 예를 들어, 부틸아크릴레이트, 에틸헥실아크레이트 등이 사용될 수 있다.
하기에서 도 13 내지 도 15를 참조하여, 광센서(420)로 센싱된 휘도값을 이용하여 화소의 열화를 보상하는 방법에 대하여 설명한다. 하기에서, 더미 화소는 도 1에 도시된 비표시 영역(NDA)에 배치된 화소를 의미한다.
도 13은 도1의 표시 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 14는 도 13에 도시된 더미 화소의 등가 회로도이다. 도 15는 도 13에 도시된 보상 영상 데이터 생성부의 상세 블록도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시영역(DA), 더미 화소(90), 주사 구동부(30), 데이터 구동부(40), 신호 제어부(60), 보상 영상 데이터 생성부(50) 및 광센서(420)를 포함한다. 표시영역(DA)은 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(signal line)(S1~Sn, D1~Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다.
신호선(S1~Sn, D1~Dm)은 주사 신호를 전달하는 복수의 주사선(S1~Sn)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(D1~Dm)을 포함한다. 주사선(S1~Sn)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1~Dm)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 더미 화소(90)는 더미 주사선(Sd)과 더미 데이터선(Dd)에 연결된다. 더미 화소(90)는 표시영역(DA)의 복수의 화소(PX)를 형성할 때 표시영역(DA) 외곽에 형성하며, 표시영역(DA)의 복수의 화소(PX)와 동일한 특성을 갖는다. 표시영역(DA) 외곽은 도 1에 도시된 비표시 영역(NDA)이다. 따라서, 더미 화소(90)는 비표시 영역(NDA)에 배치된 화소를 의미한다.
도14 를 참조하면, 더미 화소(90)는 유기 발광 소자(organic light emitting element)(OLED), 구동 트랜지스터(M1), 커패시터(Cst) 및 스위칭 트랜지스터(M2)를 포함한다.
구동 트랜지스터(M1)는 소스 단자로 제1 구동전압(ELVDD)을 입력 받고, 드레인 단자는 유기 발광 소자(OLED)의 애노드 단자와 연결되어 있다. 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 단자는 스위칭 트랜지스터(M2)의 드레인 단자와 연결되어 있다. 구동 트랜지스터(M1)는 게이트 단자와 드레인 단자 사이에 걸리는 전압에 따라 크기가 달라지는 구동 전류(IOLED)를 유기 발광 소자(OLED)로 흘린다.
스위칭 트랜지스터(M2)의 게이트 단자는 더미 주사선(Sd)과 연결되어 있고, 소스 단자는 더미 데이터선(Dd)과 연결되어 있다. 스위칭 트랜지스터(M2)는 더미 주사선(Sd)에 인가되는 주사 신호에 응답하여 스위칭 동작하며, 스위칭 트랜지스터(M2)가 턴 온 되면 더미 데이터선(Dd)에 인가되는 데이터 신호, 즉 데이터 전압이 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 단자에 전달된다.
커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(M1)의 소스 단자와 게이트 단자 사이에 연결되어 있다. 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(M1)의 게이트 단자에 인가되는 데이터 전압을 충전하고 스위칭 트랜지스터(M2)가 턴 오프된 뒤에도 이를 유지한다.
유기 발광 소자(OLED)는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)로 구현할 수 있다. 유기 발광 소자(OLED)는 캐소드 단자로 제2 구동전압(ELVSS)을 입력받는다. 유기 발광 소자(OLED)는 구동 트랜지스터(M1)가 공급하는 구동 전류(IOLED)에 따라 세기를 달리하여 발광한다. 일반적으로 유기 발광 소자(OLED)는 구동 시간이 지남에 따라 열화되어 저항 값이 증가하고, 열화 정도에 따라 동일 전류에 대한 발광 량이 감소한다.
유기 발광 소자(OLED)의 발광 량을 나타내는 인자로서 휘도를 사용하는데, 유기 발광 소자(OLED)의 열화에 따라 유기 발광 소자(OLED)의 저항은 증가하고, 동일 전류에 대한 휘도가 감소한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 광센서(420)로 측정한 더미 화소(90)의 휘도값을 이용하여 구동 시간에 따른 유기 발광 소자(OLED)의 열화 정도를 판단한다. 유기발광 표시장치는 아날로그 구동 방식에서 영상 데이터(DR, DG, DB)에 따른 유기 발광 소자(OLED)에 흐르는 구동 전류(IOLED)의 크기를 열화 정도만큼 크게 보상한다.
이와 달리 유기발광 표시장치는 디지털 구동 방식에서 영상 데이터(DR, DG, DB)에 따른 유기 발광 소자(OLED)의 발광 시간을 열화 정도만큼 길게 보상한다. 그러면 유기발광 표시장치는 유기 발광 소자(OLED)의 열화에 의한 휘도 감소를 보상할 수 있다. 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 복수의 화소(PX) 각각의 유기 발광 소자(OLED)의 열화 정도를 판단하기 위해서, 복수의 화소(PX) 각각에 대응하는 영상 데이터(DR, DG, DB)를 이용한다. 더욱 구체적인 설명은 도15를 참조하여 후술한다.
한편, 도 14에서 구동 트랜지스터(M1) 및 스위칭 트랜지스터(M2)를 p-채널 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)로 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 구동 트랜지스터(M1) 및 스위칭 트랜지스터(M2) 중 적어도 하나는 n-채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. 또한, 구동 트랜지스터(M1), 스위칭 트랜지스터(M2), 커패시터(Cst) 및 유기 발광 소자(OLED)의 연결 관계가 바뀔 수 있다. 도 14에 도시한 더미 화소(90)는 표시 장치의 한 화소의 한 예이며, 적어도 두 개의 트랜지스터 및 적어도 하나의 커패시터를 포함하는 다른 형태의 화소가 사용될 수 있다. 또한, 도 13에 도시된 화소(PX)의 구성은 도 14에 도시된 더미 화소(90)와 동일하며 이에 대한 설명은 생략한다.
다시, 도 13을 참고하면, 주사 구동부(30)는 표시영역(DA)의 주사선(S1~Sn)에 연결되어 있으며, 주사 제어신호(CONT1)에 따라 주사선(S1~Sn)에 순차적으로 주사 신호를 인가한다. 주사 신호는 스위칭 트랜지스터(M2)를 턴온 시킬 수 있는 게이트 온 전압(Von)과 스위칭 트랜지스터(M2)를 턴오프 시킬 수 있는 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진다. 스위칭 트랜지스터(M2)가 p-채널 전계 효과 트랜지스터인 경우 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)은 각각 저 전압과 고전압이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 주사 구동부(30)는 더미 주사선(Sd)에 연결되어 있으며, 더미 주사선(Sd)에 더미 주사 신호를 인가한다. 이때, 더미 주사선(Sd)에 인가되는 더미 주사 신호는 게이트 온 전압(Von) 레벨을 유지한다.
데이터 구동부(40)는 표시영역(DA)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 데이터 제어신호(CONT2)에 따라 신호제어부(60)로부터 입력되는 보상 영상 데이터(CDR, CDG, CDB)를 데이터 전압으로 변환하여 데이터선(D1~Dm)에 인가한다. 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 구동부(40)는 디지털 구동 방식으로 구동된다. 즉, 데이터 구동부(40)는 데이터 전압의 펄스 폭을 조절하여 보상 영상 데이터(CDR, CDG, CDB)의 계조를 표현한다. 또한, 데이터 구동부(40)는 더미 화소(90)의 더미 데이터선(Dd)에 연결되어 있으며, 풀 화이트 계조에 대응하는 펄스 폭을 갖는 더미 데이터 전압을 더미 데이터선(Dd)에 인가한다.
신호 제어부(60)는 외부로부터 입력 신호(R, G, B), 수평동기신호(Hsync), 수직동기신호(Vsync) 및 메인 클록신호(MCLK)를 입력 받아 주사 제어신호(CONT1), 데이터 제어신호(CONT2) 및 영상 데이터(DR, DG, DB)를 생성한다. 주사 제어신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 주사 제어신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.
데이터 제어신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 보상 영상 데이터 신호(CDR, CDG, CDB)를 데이터 구동부(40)로의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1~Dm)에 복수의 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD)를 포함한다.
광센서(420)는 더미 화소(90)에서 방출된 광을 입력받아 디지털 값으로 변환한다. 광센서(420)는 변환된 디지털 값을 연산하여 더미 화소(90)의 휘도값을 산출한다. 광센서(420)는 산출된 휘도값을 보상 영상 데이터 생성부(50)로 전송한다.
한편, 설명의 편의를 위해 더미 화소(90)에 배치된 유기 발광 소자를 제1 유기 발광 소자라 명명하고, 복수의 화소(PX)에 배치된 유기 발광 소자를 제2 유기 발광 소자라 명명한다.
보상 영상 데이터 생성부(50)는 더미 화소(90)의 측정된 휘도값 및 누적 발광 시간을 이용하여, 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간에 따른 보상 량을 산출하고, 복수의 화소(PX)의 제2 유기 발광 소자 각각의 누적 발광 시간에 따르는 보상 량을 결정하여, 결정된 보상 량에 따라 복수의 화소(PX)의 제2 유기 발광 소자 각각에 대응하는 영상 데이터(DR, DG, DB)를 보상한다. 보상 영상 데이터 생성부(50)에서 보상된 영상 데이터 신호(DR, DG, DB)를 보상 영상 데이터(CDR, CDG, CDB)라 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 보상 영상 데이터 생성부(50)는 누적 발광 시간이 보상 단위 시간만큼 증가할 때마다 각 시점에 대응하는 보상 량을 결정한다.
구체적으로, 보상 영상 데이터 생성부(50)는 도 15에 도시된 바와 같이, 메모리(510), 타이머(520), 보상량 산출부(530), 룩업 테이블(540), 데이터 합산부(550) 및 영상 데이터 보상부(560)를 포함한다.
메모리(510)는 누적발광시간에 따라 최초 설정된 휘도값이 저장되어 있다.
본 발명의 일 실시예는 디지털 구동 방식에 따라 동작하므로, 복수의 화소(PX)의 제2 유기 발광 소자 각각에 흐르는 구동 전류(IOLED)의 크기는 영상 데이터(DR, DG, DB)에 관계없이 동일하다. 타이머(520)는 더미 화소(90)의 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간을 측정하여 보상 량 산출부(530)로 전달한다.
보상 량 산출부(530)는 더미 화소(90)에서 측정된 휘도값 및 누적 발광 시간을 이용하여, 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간에 따른 영상 데이터(DR, DG, DB)의 보상 량을 산출한다.
보상 량 산출부(530)는 산출된 보상 량을 누적 발광 시간에 따라 룩업 테이블(540)에 저장시킨다.
구체적으로, 보상 량 산출부(530)는 광센서(420)에서 측정된 더미 화소(90)의 휘도값 및 메모리(510)에서 최초 설정된 휘도값을 입력받는다. 보상 량 산출부(530)는 측정된 휘도값과 최초 설정된 휘도값을 비교하여 휘도 감소량을 산출한다. 이때, 휘도 감소량이란 소정의 구동 전류(IOLED)가 제1 유기 발광 소자에 흐를 때의 휘도가 최초 설정된 휘도보다 감소한 정도를 의미한다.
그리고, 보상 량 산출부(530)는 제1 유기 발광 소자의 휘도 감소량을 보상하기 위해 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간의 증가 량을 산출하여 보상 량으로 생성한다. 제1 유기 발광 소자의 휘도 감소량에 대응하는 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간 증가 량 간의 관계는 실험적인 데이터를 바탕으로 한 함수(F(t))로 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시 예에서 함수(F(t))는 누적 발광 시간에 따른 휘도 감소량을 보상하기 위한 영상 데이터(DR, DG,DB)에 대응하는 데이터 전압의 펄스 폭 증가량을 나타낸다. 예를 들어, 휘도 감소량을 보상하기 위한 데이터 전압의 인가 시간 증가량이 비례 관계라고 가정한다면, 제1 유기 발광 소자의 발광 시간이 20시간일 때 휘도 감소량이 0.1%인 경우 함수(F(t))는 영상 데이터(DR, DG, DB)에 대응하는 데이터 전압의 인가 시간을 0.1% 증가시키는 관계식이다. 즉, 함수(F(t))는 영상 데이터(DR, DG, DB)의 특정 계조가 갖는 휘도가 유지되도록 데이터전압의 인가 시간의 증가량, 즉 보상 량을 계산하는 함수이다.
데이터 합산부(550)는 영상 데이터(DR, DG, DB)를 전달받아 복수의 화소(PX) 각각의 영상 데이터(DR, DG, DB)를 각 화소(PX) 별로 누적하여 합산한다. 각 화소(PX) 별로 누적 합산된 영상 데이터(DR, DG, DB)는 각 화소(PX)의 누적 발광 시간에 대응하는 정보로서, 데이터 합산부(550)는 복수의 화소(PX) 각각의 누적 합산된 영상 데이터(DR, DG, DB)에 대응하는 누적 발광 시간에 대한 정보를 생성한다.
영상 데이터 보상부(560)는 복수의 화소(PX)의 제2 유기 발광 소자 각각의 누적 발광 시간을 감지하여, 누적발광 시간에 따라 룩업 테이블(540)로부터 보상 량을 검출하고, 검출된 보상 량에 따라 제2 유기 발광 소자의 영상 데이터(DR, DG,DB)를 변조한다. 영상 데이터 보상부(560)는 보상 단위 시간이 경과할 때마다 보상 량을 다시 검출하여 영상 데이터(DR, DG, DB)를 변조한다.
종합하면, 보상 영상 데이터 생성부(50)는 표시영역(DA)의 전체 휘도가 일정하도록 제어한다. 따라서, 이미지 스틱킹(Image sticking) 현상을 방지할 수 있고, 화소 열화를 보상할 수 있다.
이상에서 설명된 표시장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 보호범위는 본 발명 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등예를 포함할 수 있다.
100:유기 발광 표시 장치
10:스위칭 박막 트랜지스터 20:구동 박막 트랜지스터
30:주사 구동부 40:데이터 구동부
50:보상 영상 데이터 생성부
60:신호 제어부 70:유기발광소자
80:축전 소자 90:더미 화소
111:제1 기판 120:버퍼층
131:스위칭 반도체층 132:구동 반도체층
135:채널 영역 136:소스 영역
137:드레인 영역 140:게이트 절연막
151:게이트 라인 152: 스위칭 게이트전극
155:구동 게이트전극 158:제1 유지전극
160:절연층 171:데이터 라인
172:공통 전원 라인 173:스위칭 소스전극
174:스위칭 드레인전극 176:구동 소스전극
177:구동 드레인전극 178:제2유지전극
180:보호막 181:드레인 접촉구멍
190:화소정의막 199:화소정의막 개구부
200:표시패널 201: 제2 기판
210: 게이트 인쇄회로기판 220: 데이터 인쇄회로기판
230: 게이트 구동칩 실장 필름 231: 게이트 구동칩
240: 데이터 구동칩 실장 필름 241: 데이터 구동칩
250: 편광판 300: 연결부
310: 광센서 안착부 320: 돌출부
330: 굴곡부 340: 연장부
350: 결합 홀 410: 고정부재
411: 상단부 412: 하단부
413: 측벽부 413a: 우측 측벽부
413b: 좌측 측벽부 414: 개구부
415: 결합 돌기 420: 광센서
430: 양면 테이프 440: 광 차단 테이프
450: 광학 필름 510: 메모리
520: 타이머 530: 보상 량 산출부
540: 룩업 테이블 550: 데이터 합산부
560: 영상 데이터 보상부 600:완충 물질
710:제1 전극 720:유기발광층
730:제2 전극

Claims (19)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판과 대향 배치된 제2 기판;
    상기 제1 기판의 일면과 상기 제2 기판의 일면에 부착되고, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 측면의 적어도 일부를 감싸는 연결부;
    상기 연결부 상에 배치되며, 상기 제 1 기판의 측면과 마주보는 광센서; 및
    상기 제1 기판과 상기 연결부 사이에 배치되며, 상기 광센서가 삽입되는 고정부재;를 포함하는 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 고정부재는 상기 제1 기판의 적어도 일부가 삽입되고 상기 제1 기판에서 출사된 광을 투과하는 개구부를 갖는 표시장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 광센서는 상기 개구부를 마주보며 상기 고정부재에 삽입된 표시장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 고정부재는,
    상기 제1 기판의 일면에 배치된 상단부;
    상기 상단부와 대향 배치되며, 상기 제1 기판의 타면에 배치된 하단부; 및
    상기 상단부와 상기 하단부를 연결하는 측벽부;를 포함하고,
    상기 측벽부는 삽입 홈을 갖는 표시장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 광센서는 상기 삽입 홈에 배치된 표시장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 고정부재는 상기 제1 기판의 양면과 접촉하는 표시장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 표시패널에 연결되며, 상기 표시패널에 구동 신호를 공급하는 구동칩 실장 필름; 및
    상기 구동칩 실장 필름에 연결된 인쇄회로기판;을 더 포함하는 표시장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 연결부의 일단은 상기 인쇄회로기판과 연결된 표시장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 고정부재는 상기 구동칩 실장 필름 사이에 배치된 표시장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 광센서와 상기 고정부재 사이에 배치된 광학 필름을 더 포함하는 표시장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 고정부재는 상기 연결부에 부착되는 표시장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 고정부재는 결합 돌기를 더 포함하는 표시장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 결합 돌기가 삽입되는 결합 홀을 갖는 표시장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 연결부는 연성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB)인 표시장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하고,
    상기 광센서는 상기 비표시 영역에 배치된 화소의 휘도값을 측정하는 표시장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 측정된 휘도값을 이용하여, 상기 비표시 영역에 배치된 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간에 따른 보상 량을 산출하고, 상기 표시영역에 배치된 제2 유기 발광 소자의 누적 발광 시간에 대응하는 상기 보상 량을 검출하여, 상기 검출된 보상량에 따라 상기 제2 유기 발광 소자의 영상 데이터를 보상하는 보상 영상 데이터 생성부를 더 포함하는 표시장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 보상 영상 데이터 생성부는,
    최초 설정된 휘도값이 저장된 메모리;
    상기 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간을 측정하는 타이머;
    상기 표시영역에 배치된 상기 제2 유기발광소자에 대응하는 영상 데이터를 누적하여 합산하는 데이터 합산부;
    상기 측정된 휘도값, 상기 최초 설정된 휘도 값, 및 상기 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간을 이용하여, 누적 발광 시간에 따른 상기 제2 유기발광소자에 대응하는 영상 데이터의 보상 량을 산출하는 보상 량 산출부; 및
    상기 제2 유기 발광 소자의 누적 발광 시간을 감지하고, 상기 감지된 누적 발광 시간에 대응하는 상기 보상 량으로 상기 제2 유기 발광 소자의 영상 데이터를 변조하는 영상 데이터 보상부;를 포함하는 표시장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 보상 량 산출부는,
    상기 측정된 휘도값 및 상기 최초 설정된 휘도값을 이용하여 휘도 감소량을 산출하고, 상기 산출된 휘도 감소량에 대응하는 누적 발광 시간의 증가 량을 상기 보상 량으로 산출하는 표시장치.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 보상 영상 데이터 생성부는,
    상기 보상 량 산출부로부터 산출된 상기 보상량이 상기 제1 유기 발광 소자의 누적 발광 시간에 따라 저장되는 룩업 테이블을 더 포함하는 표시장치.
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