KR102137635B1 - 접점 수가 감소한 픽셀 및 아날로그 구동 방법 - Google Patents

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장진웅
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Abstract

본 명세서는 접점의 개수가 줄어든 픽셀 회로를 제공하고, 이러한 픽셀 회로가 동작할 수 있는 방법을 개시한다. 본 명세서에 따른 픽셀회로는, 복수의 발광소자들을 구동시키는 픽셀구동회로부의 구동에 필요한 전력과 관련된 양전원단자와 음전원단자; 및 복수의 발광소자들의 구동과 관련된 신호가 입력되는 데이터단자;로 구성된 픽셀회로로서, 상기 양전원단자는, 스캔구동회로에 연결된 것을 특징으로 한다.

Description

접점 수가 감소한 픽셀 및 아날로그 구동 방법{PIXEL HAVING LESS CONTACTING POINT AND ANALOG DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 디스플레이 장치에 포함되는 픽셀에 관한 것이며, 보다 상세하게는 외부와 연결되는 접점의 개수가 감소한 픽셀에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 디스플레이 패널(11), 스캔구동회로(12), 데이터구동회로(13) 및 제어부(14)를 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 패널(11)은 복수의 픽셀(pixel, PX)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 픽셀(PX)들은 m X n(m, n은 자연수)개가 매트릭스(matrix) 형태로 배열될 수 있다. 다만, 상기 복수의 픽셀들이 배열되는 패턴은 지그재그 형 등 실시예에 따라 다양한 패턴으로 배열될 수 있다.
디스플레이 패널(11)은 LCD(liquid crystal display), LED(light emitting diode) 디스플레이, OLED(organic LED) 디스플레이, AMOLED(active-matrix OLED) 디스플레이, ECD(Electrochromic Display), DMD(Digital Mirror Device), AMD(Actuated Mirror Device), GLV(Grating Light Valve), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 중 하나로 구현될 수 있고, 그 밖에 다른 종류의 평판 디스플레이 또는 플렉서블 디스플레이로 구현될 수 있다. 본 명세서에서는 일 예로 LED 디스플레이 패널을 설명하겠다.
각각의 픽셀(PX)은 복수의 발광소자들을 포함할 수 있다. 발광소자는 발광다이오드(LED)일 수 있다. 발광다이오드는 80um이하의 크기를 가진 마이크로 엘이디(Micro LED)일 수 있다. 하나의 픽셀(PX)은 서로 다른 색을 가진 복수의 발광소자를 통해 다양한 색을 출력할 수 있다. 일 예로, 하나의 픽셀(PX)은 적색, 녹색, 청색으로 구성된 발광소자를 포함할 수 있다. 다른 예로, 백색 발광소자가 더 포함될 수 있으면, 백색 발광소자가 적색, 녹색, 청색 발광소자 중 어느 하나의 발광소자를 대체할 수도 있다. 하나의 픽셀(PX)에 포함된 각 발광소자를 '서브픽셀(sub pixel)'이라고 부른다.
각각의 픽셀(PX)은 복수의 서브픽셀들을 구동시키는 픽셀구동회로를 포함할 수 있다. 상기 픽셀구동회로는 상기 스캔구동회로(12) 및/또는 데이터구동회로(13)에서 출력된 제어 신호에 의해 서브픽셀의 턴온 또는 턴오프 동작을 구동시킬 수 있다. 상기 픽셀구동회로는 적어도 하나의 박막 트랜지스터 및 적어도 하나의 캐패시터 등을 포함할 수 있다. 상기 픽셀구동회로는 반도체 웨이퍼 상에 적층 구조에 의해 구현될 수 있다.
상기 디스플레이 패널(11)은 행(raw) 방향으로 배열된 스캔 라인들(SL1~SLm) 및 열(column) 방향으로 배열된 데이터 라인들(DL1~DLn)을 포함할 수 있다. 상기 스캔 라인들(SL1~SLm) 및 데이터 라인들(DL1~DLn)의 교차 지점에 픽셀(PX)들이 위치할 수 있다. 각 픽셀(PX)은 어느 하나의 스캔 라인(SLk) 및 어느 하나의 데이터 라인(DLk)과 연결될 수 있다. 상기 스캔 라인들(SL1~SLm)은 상기 스캔구동회로(12)에 연결되고, 상기 데이터 라인들(DL1~DLn)은 상기 데이터구동회로(13)에 연결될 수 있다.
상기 스캔구동회로(12)는 상기 스캔 라인들(SL1~SLm) 중 어느 하나 라인에 연결된 픽셀들이 구동되도록 할 수 있다. 바람직하게, 상기 스캔구동회로(12)는 상기 스캔 라인들(SL1~SLm)이 순차적으로 선택할 수 있다. 예를 들어, 제1 스캔 구동 기간 동안 제1 스캔 라인(SL1)에 연결된 픽셀들이 구동하고, 제2 스캔 구동 기간 동안 제2 스캔 라인(SL2)에 연결된 픽셀들이 구동할 수 있다.
상기 데이터구동회로(13)는 상기 데이터 라인들(DL1~DLn)을 통해서 각 픽셀에게 계조(gradation) 전압을 출력할 수 있다. 하나의 데이터 라인은 종 방향으로 다수의 픽셀들과 연결되어 있지만, 상기 하나의 스캔 구동 기간 동안 스캔구동회로(12)에 의해 선택된 스캔 라인과 연결된 픽셀만이 구동될 수 있다. 따라서, 상기 데이터구동회로(13)는 상기 스캔 구동 기간 동안 하나의 스캔 라인에 해당하는 픽셀들에게 상기 데이터 라인들(DL1~DLn)을 통해서 계조(gradation) 전압을 출력할 수 있다.
상기 제어부(14)는 상술한 스캔구동회로(12) 및 데이터구동회로(13)의 동작을 실행하도록 제어 신호를 출력할 수 있다. 상기 제어부(14)는 하나의 영상 프레임에 해당하는 영상 데이터에 대응하는 제어 신호를 상기 스캔구동회로(12) 및 데이터구동회로(13)에 각각 출력할 수 있다.
도 2는 일반적인 픽셀의 구조를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 2를 참조하면, 3개의 발광소자(R, G, B)가 포함된 픽셀을 확인할 수 있다. 각각의 픽셀은 4개의 접점이 필요하다. 픽셀의 구동에 필요한 전력과 관련된 2개의 접점(Vcc, GND), 스캔 라인과 연결되는 접점(Scan) 및 데이터 라인과 연결되는 접점(Data)이다. 이러한 픽셀구동회로는 일반적으로 반도체 웨이퍼 상에 증착 방법 등을 통해 구현하는데, 접점의 수가 많을 수록 전사 효율이 낮아질 수 있다. 또한, 최근 마이크로 LED를 이용한 디스플레이 패널에 대한 관심이 증가하면서, 종래 픽셀보다 작은 픽셀구동회로가 필요하게 되었다. 그러나 이 역시, 접점의 개수가 많아질 수록 픽셀의 크기를 줄이는데 한계로 작용한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0111788호
본 명세서는 접점의 개수가 줄어든 픽셀 회로를 제공하고, 이러한 픽셀 회로가 동작할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서는 상기 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 따른 픽셀회로는, 복수의 발광소자들을 구동시키는 픽셀구동회로부의 구동에 필요한 전력과 관련된 양전원단자와 음전원단자; 및 복수의 발광소자들의 구동과 관련된 신호가 입력되는 데이터단자;로 구성된 픽셀회로로서, 상기 양전원단자는, 스캔구동회로에 연결된 것을 특징으로 한다.
본 명세서에 따른 상기 픽셀구동회로부는, 상기 데이터단자를 통해 입력된 각 발광소자의 계조 전압을 저장하는 복수의 캐패시터를 포함하는 발광소자구동부; 및 상기 복수의 캐패시터의 충전 또는 방전을 제어하는 신호를 출력하는 스위치부;를 포함할 수 있다.
본 명세서에 따른 상기 스위치부는, 2개의 1/2 주파수 분주기; 및 상기 2개의 1/2 주파수 분주기에서 출력된 신호의 논리 조합에 따라 상기 각각의 캐패시터가 충전되는 시간을 제어하는 신호 및 상기 복수의 캐패시터가 방전되는 시간을 제어하는 신호를 출력하는 논리회로부;를 포함할 수 있다.
본 명세서에 따른 상기 2개의 1/2 주파수 분주기는, 제1 1/2 주파수 분주기 및 제2 1/2 주파수 분주기로서, 상기 제1 1/2 주파수 분주기는 상기 양전원단자를 통해 상기 스캔구동회로에서 출력된 신호를 수신하고 상기 논리회로부 및 상기 제2 1/2 주파수 분주기로 출력하고, 상기 제2 1/2 주파수 분주기는 상기 제1 1/2 주파수 분주기에서 출력된 신호를 수신하고 상기 논리회로부로 출력할 수 있다.
본 명세서에 따른 픽셀회로는, 상기 픽셀구동회로부는 제1 1/2 주파수 분주기와 제2 1/2 주파수 분주기를 서로 다른 리셋 상태로 만드는 신호를 출력하는 리셋부;를 더 포함할 수 있다.
본 명세서에 따른 픽셀회로는, 복수의 픽셀회로를 포함하는 디스플레이 패널; 복수의 스캔 라인들 중 어느 하나 스캔라인에 연결되어 행 방향으로 배열된 픽셀회로들을 구동시키는 스캔구동회로; 및 복수의 픽셀회로 각각에 포함된 데이터단자와 각각 연결된 복수의 데이터 라인들을 통해 각 픽셀회로에 포함된 복수의 발광소자들의 구동과 관련된 신호를 출력하는 데이터구동회로;를 포함하는 디스플레이 장치의 일 구성요소가 될 수 있다.
본 명세서에 따른 디스플레이 장치의 상기 스캔구동회로는, 각 스캔라인마다 발광소자의 구동 데이터 입력 구간과 발광소자 구동 구간을 가진 신호를 출력할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 구동 데이터 입력 구간은 발광소자의 개수에 대응하는 펄스를 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 구동 데이터 입력 구간은 3개의 펄스로 구성되고, 상기 발광소자 구동 구간은 미리 설정된 시간 길이를 가진 1개의 펄스로 구성될 수 있다.
본 명세서에 따른 디스플레이 장치의 상기 스캔구동회로는, 상기 발광소자 구동 구간 이후 다음 프레임의 구동 데이터 입력 구간 전까지 상기 픽셀회로의 음전원단자와 같은 전위를 가진 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 명세서의 일 측면에 따르면, 신호 전달에 필요한 접점의 개수가 종래 픽셀보다 줄어들어 들어서, 웨이퍼 상에 제조하는 과정에서 수율 및 효율이 증가할 수 있다.
본 명세서의 다른 측면에 따르면, 접점이 감소한 만큼 픽셀 회로의 소형화가 가능하여 소형 디스플레이 또는 마이크로 LED의 구동 회로에 적합하다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 2는 일반적인 픽셀의 구조를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 3은 본 명세서에 따른 픽셀회로의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 명세서에 따른 복수의 픽셀회로를 포함하는 디스플레이 장치이다.
도 5는 본 명세서에 따른 디스플레이 장치에서 픽셀회로를 구동하기 위해 출력되는 신호의 파형도이다.
도 6은 하나의 픽셀회로의 동작에 대한 타이밍 참고도이다.
도 7은 스위치부의 내부 구성에 대한 개략적인 블럭도이다.
본 명세서에 개시된 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 명세서가 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하고, 본 명세서가 속하는 기술 분야의 통상의 기술자(이하 '당업자')에게 본 명세서의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서의 권리 범위는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 명세서의 권리 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 3은 본 명세서에 따른 픽셀회로의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 명세서에 따른 복수의 픽셀회로를 포함하는 디스플레이 장치이다.
도 3을 참조하면, 본 명세서에 따른 픽셀회로(1000)는 복수의 발광소자들(R/G/B)과 픽셀구동회로부(1100)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 발광소자들은 마이크로 LED일 수 있다. 상기 픽셀구동회로부(1100)는 복수의 발광소자들을 구동시키는 역할을 한다. 즉, 상기 픽셀구동회로부(1100)는 각각의 프레임마다 픽셀이 출력해야 하는 빛의 색깔과 밝기에 따라 상기 복수의 발광소자들이 동작하도록 제어하는 역할을 할 수 있다.
상기 양전원단자(Vcc)와 상기 음전원단자(GND)는 복수의 발광소자들(R/G/B)과 상기 픽셀구동회로부(1100)의 구동에 필요한 전력과 관련된 접점이다. 따라서, 본 명세서에 따른 픽셀회로(1000)의 동작에 필요한 전기적 에너지는 모두 상기 양전원단자(Vcc)와 상기 음전원단자(GND) 사이의 전위차에 의해서 공급받을 수 있다. 상기 음전원단자(GND)를 고정된 전위로 가정할 때, 상기 양전원단자(Vcc)에 상기 음전원단자(GND)보다 높은 전위, 바람직하게 픽셀회로(1000)에 포함된 구성 요소들을 동작시키기에 충분한 전위가 입력되는 동안 상기 픽셀회로(1000)가 구동할 수 있다.
상기 데이터단자(Data)는 복수의 발광소자들(R/G/B)의 구동과 관련된 신호가 입력되는 접점이다. 데이터구동회로(130)는 각각의 프레임마다 픽셀이 출력해야 하는 빛의 색깔과 밝기에 대한 데이터를 각각의 픽셀회로(1000)에게 출력할 수 있다. 이때, 상기 데이터구동회로(130)에서 출력된 신호는 상기 데이터단자(Data)를 통해 각 픽셀회로(1000)에 입력될 수 있다.
본 명세서에 따른 픽셀회로(1000)는 외부와 전기적으로 연결되는 접점(contacting point)이 양전원단자(Vcc)와 음전원단자(GND) 및 데이터단자(Data)로 구성된 것을 확인할 수 있다. 도 2에 도시된 픽셀과 비교할 때, 본 명세서에 따른 픽셀회로(1000)는 접점 하나가 적은 것을 확인할 수 있다. 따라서, 상대적으로 적은 접점에도 불구하고 디스플레이 패널의 픽셀로서 동작하기 위해, 본 명세서에 따른 픽셀회로(1000)의 상기 양전원단자(Vcc)는 스캔구동회로(120)에 연결된 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 스캔구동회로(120)에서 출력된 신호에 의해 픽셀회로(1000)가 동작하게 된다.
상기 픽셀구동회로부(1100)는 스위치부(1140) 및 발광소자구동부(1150)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자구동부(1150)는 상기 데이터단자(Data)를 통해 입력된 각 발광소자의 계조 전압을 저장하는 복수의 캐패시터를 포함할 수 있다. 상기 스위치부(1140)는 상기 복수의 캐패시터의 충전 또는 방전을 제어하는 신호를 출력할 수 있다. 본 명세서에서 상기 복수의 캐패시터의 충전 또는 방전을 제어하는 신호는 아날로그 형식으로 입력된 신호일 수 있다. 즉, 본 명세서에 따른 디스플레이 패널(110)은 아날로그 구동 방식의 픽셀을 가진 장치일 수 있다.
한편, 상기 픽셀구동회로부(1100)는 바이어스 전류공급부(1110), 기준전압공급부(1120) 및 리셋부(1130)를 더 포함할 수 있다. 상기 구성에 대해서는 이후에 보다 자세히 설명하도록 하겠다.
도 4를 참조하면, 본 명세서에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 스캔구동회로(120) 및 데이터구동회로(130)를 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 패널(110)은 도 3에 도시된 본 명세서에 따른 복수의 픽셀회로(1000)를 포함할 수 있다. 상기 스캔구동회로(120)는 복수의 스캔 라인들 중 어느 하나 스캔라인에 연결되어 행 방향으로 배열된 픽셀회로들을 구동시킬 수 있다. 상기 데이터구동회로(130)는 복수의 픽셀회로 각각에 포함된 데이터단자와 각각 연결된 복수의 데이터 라인들을 통해 각 픽셀회로에 포함된 복수의 발광소자들의 구동과 관련된 신호를 출력할 수 있다. 상기 스캔구동회로(120)와 상기 데이터구동회로(130)의 기본적인 동작은 도 1에 도시된 일반적인 디스플레이 장치와 유사하다. 따라서, 본 명세서에 따른 픽셀회로(1000)의 특징과 관련하여 일반적인 디스플레이 장치와 차이점을 중심으로 본 명세서에 따른 픽셀회로(1000) 및 디스플레이 장치(100)가 동작하는 원리에 대해서 설명하도록 하겠다.
도 5는 본 명세서에 따른 디스플레이 장치에서 픽셀회로를 구동하기 위해 출력되는 신호의 파형도이다.
도 5를 참조하면, 각각의 프레임마다 스캔구동회로(120) 및 데이터구동회로(130)의 동작을 일치시키기 위한 신호(Sync)를 확인할 수 있다. 상기 싱크 신호(Sync)는 상기 스캔구동회로(120) 및 데이터구동회로(130)를 제어하는 제어부(140)에서 출력될 수 있다.
상기 스캔구동회로(120)는 상기 싱크 신호(Sync)의 타이밍에 맞추어 각 스캔라인마다 상기 픽셀회로(1000)를 구동시킬 수 있는 신호를 출력할 수 있다. 상기 픽셀회로(1000)를 구동시키는 신호는 발광소자의 구동 데이터 입력 구간(RGB Program)과 발광소자 구동 구간(On-duty)을 가질 수 있다.
상기 구동 데이터 입력 구간(RGB Program)은 각 픽셀회로(1000)에 포함된 발광소자의 개수에 대응하는 펄스를 포함할 수 있다. 일반적인 픽셀회로(1000)에 포함된 발광소자의 개수는 3개이므로, 상기 구동 데이터 입력 구간(RGB Program)은 3개의 펄스로 구성될 수 있다. 그리고 상기 발광소자 구동 구간(On-duty)은 미리 설정된 시간 길이를 가진 1개의 펄스로 구성될 수 있다. 상기 발광소자 구동 구간(On-duty)의 길이는 하나의 픽셀이 하나의 프레임 동안 발광하는 시간과 관련되어 설정될 수 있다.
본 명세서에 따른 픽셀회로(1000)의 양전원단자(Vcc)는 상기 스캔구동회로에 연결되어 있으므로, 상기 구동 데이터 입력 구간(RGB Program)과 발광소자 구동 구간(On-duty) 동안 상기 픽셀회로(1000)는 전력을 공급받아 동작할 수 있다. 상기 발광소자 구동 구간(On-duty) 이후부터 다음 싱크 신호(Sync)에 의해 즉, 다음 프레임에서 다시 상기 픽셀회로(1000)를 구동시킬 수 있는 신호가 입력되기 전까지, 상기 픽셀회로(1000)의 불필요한 동작을 방지하거나 내부에 저장된 정전 에너지를 보존할 필요가 있다. 따라서, 상기 스캔구동회로(120)는 상기 발광소자 구동 구간 이후 다음 프레임의 구동 데이터 입력 구간 전까지 상기 픽셀회로(1000)의 음전원단자(GND)와 같은 전위를 가진 신호를 출력할 수 있다.
상기 스캔구동회로(120)는 복수의 스캔라인(SL1~SLm)에 순차적으로 상기 픽셀회로(1000)를 구동시킬 수 있는 신호를 출력할 수 있다. 이때, 상기 스캔구동회로(120)는 스캔라인과 스캔라인 사이에 미리 설정된 시간 간격(1H)만큼 지연된 신호를 출력할 수 있다. 이때, 상기 미리 설정된 시간 간격(1H)과 상기 구동 데이터 입력 구간(RGB Program)과 동일할 수 있다.
상기 데이터구동회로(130)는 복수의 픽셀회로(1000)의 구동과 관련된 신호를 출력할 수 있다. 상기 픽셀회로(1000)의 구동과 관련된 신호란, 픽셀회로(1000)에 포함된 복수의 발광소자가 한 프레임 안에서 출력해야 하는 빛의 밝기와 관련된 데이터가 포함된 신호이다. 발광소자의 출력하는 빛의 밝기는 전압과 연관되므로, 상기 데이터는 각 발광소자의 계조 전압에 대한 데이터이다. 상기 데이터구동회로(130)가 각 데이터라인(DL1~DLn)에 출력하는 신호는 상기 디스플레이 패널(110)에서 종 방향으로 배열된 픽셀의 개수(m)만큼의 계조 전압에 대한 데이터가 포함되어 있다. 그리고 하나의 데이터라인에서, 상기 데이터구동회로(130)가 각각의 픽셀회로(1000)의 구동과 관련된 데이터 신호의 간격은 상기 구동 데이터 입력 구간과 동일할 수 있다.
한편, 도 5에서 상기 데이터구동회로(130)가 픽셀회로(1000)의 구동과 관련된 데이터 신호(RGB)의 크기를 모두 동일한 것으로 표시하였지만, 상기 신호의 크기가 각 발광소자의 계조 전압과 관련된 것으로 상기 신호의 크기는 각 발광소자의 계조에 따라 다양할 수 있음을 이해해야 한다.
이하에서는, 도 5에 도시된 신호가 하나의 픽셀회로(1000)에 입력되어 어떻게 픽셀회로(1000)가 구동하게 되는지 설명하겠다. 이해의 편의를 위해, 1번 스캔라인(SL1)과 1번 데이터라인(DL1)이 만나는 1-1 픽셀회로(1000)를 예시로 설명하겠다.
도 6은 하나의 픽셀회로의 동작에 대한 타이밍 참고도이다.
도 6을 참고하면, 프레임과 프레임을 구분하기 위해 상기 제어부(140)에 출력된 싱크 신호(Sync)를 확인할 수 있다. 상기 싱크 신호(Sync)에 따라 상기 1번 스캔라인(SL1)과 1번 데이터라인(DL1)에서 출력된 신호를 확인할 수 있다. 도 3을 함께 참조하면, 상기 1-1 픽셀회로(1000)는 상기 1번 스캔라인(SL1)에 출력된 신호는 양전원단자(Vcc)로 입력된다. 상기 양전원단자(Vcc)로 전력이 공급되므로 상기 픽셀구동회로부(1100)가 동작할 수 있다. 먼저, 바이어스 전류공급부(1110)는 기준전압공급부(1120)에 바이어스 전류를 출력할 수 있다. 상기 기준전압공급부(1120)는 상기 리셋부(1130), 스위치부(1140) 및 발광소자구동부(1150)에 미리 설정된 크기의 전압을 출력할 수 있다. 도 3에 도시된 전압 중 "VDD_int"는 상기 리셋부(1130) 및 상기 스위치부(1140) 내부에 포함된 로직회로를 동작시키기 위한 전압이고, "V-bias"는 상기 발광소자구동부(1150)를 구동시키기 위한 전압이고, "1.8V"는 상기 스위치부(1140) 내에 포함된 주파수 분주기를 동작시키기 위한 전압이다. 다만, 상기 기준전압공급부(1120)에서 출력되는 전압의 종류 및 크기가 도면에 도시된 예시에 제한되지 않으며, 다양하게 설정될 수 있음은 자명하다.
상기 리셋부(1130)는 상기 스위치부(1140)를 초기화 시킬 수 있다.
상기 스위치부(1140)는 초기화된 이후 상기 발광소자구동부(1150)에 포함된 복수의 캐패시터를 순차적으로 충전시킬 수 있는 제어 신호(CR, CG, CB)를 출력할 수 있다(도 6에서 "Capacitor 1-1" 참조). 이후 상기 스위치부(1140)는 상기 발광소자구동부(1150)에 포함된 복수의 캐패시터들의 방전을 제어하는 신호(EM)를 출력할 수 있다(도 6에서 "Output Current" 참조).
상기 발광소자구동부(1150)는 상기 스위치부(1140)에서 출력된 복수의 캐패시터들방전 제어 신호(EM)에 의해 복수의 캐패시터에 저장된 각각의 계조 전압을 각각의 발광소자에 출력할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 따른 픽셀회로(1000)에 포함된 복수의 발광소자들은 상기 발광소자 구동 구간(On-duty) 동안 상기 계조 전압에 따라 빛을 발산할 수 있다. 이후, 상기 스캔구동회로(120)에서 상기 음전원단자와 같은 전위를 가진 신호를 출력하면, 상기 픽셀회로(1000)는 전력공급이 되지 않아서 동작을 정지한다.
이하에서는, 상기 스위치부(1140)가 어떻게 상기 스캔구동회로(120)에 출력된 신호를 이용하여 복수의 캐패시터를 순차적으로 충전시키고 이후에 방전시키는지 보다 자세히 설명하겠다.
도 7은 스위치부의 내부 구성에 대한 개략적인 블럭도이다.
도 7을 참조하면, 본 명세서에 따른 스위치부(1140)는 2개의 1/2 주파수 분주기(1/2 frequency divider, 1141, 1142) 및 논리회로부(1143)를 포함할 수 있다. 상기 1/2 주파수 분주기는 클럭으로 입력된 신호의 주파수보다 1/2 낮은 주파수로 출력하는 소자로서, 당업자에게 알려진 소자이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
상기 2개의 1/2 주파수 분주기는 각각 제1 1/2 주파수 분주기(1141) 및 제2 1/2 주파수 분주기(1142)이다.
상기 제1 1/2 주파수 분주기(1141)는 상기 양전원단자(Vcc)를 통해 상기 스캔구동회로(120)에서 출력된 신호를 클럭 신호로서 수신할 수 있다. 그리고 상기 제1 1/2 주파수 분주기(1141)는 주파수가 1/2로 낮아진 신호를 상기 논리회로부(1143) 및 상기 제2 1/2 주파수 분주기(1142)로 출력할 수 있다.
상기 제2 1/2 주파수 분주기(1142)는 상기 제1 1/2 주파수 분주기에서 출력된 신호를 수신할 수 있다. 상기 제1 1/2 주파수 분주기(1141)에서 출력된 신호는 최초 입력된 클럭 신호보다 주파수가 1/2로 낮아진 신호이므로, 상기 제2 1/2 주파수 분주기(1142)는 최초 입력된 클럭 신호보다 주파수가 1/4로 낮아진 신호를 상기 논리회로부(1143)로 출력할 수 있다.
상기 논리회로부(1143)는 상기 2개의 1/2 주파수 분주기(1141, 1142)에서 출력된 신호의 논리 조합에 따라 상기 발광소자구동부(1150)에 포함된 각각의 캐패시터가 충전되는 시간을 제어하는 신호(CR, CG, CB) 및 상기 복수의 캐패시터가 방전되는 시간을 제어하는 신호(EM)를 출력할 수 있다(도 7에서 "Logic" 표 참조).
하나의 프레임이 끝나고 다음 프레임이 시작할 때, 상기 리셋부(1130)는 상기 기준전압공급부(1120)에서 출력된 전압에 의해 다시 상기 스위치부(1140)를 초기화 시킬 수 있다. 이때, 상기 리셋부(1130)는 제1 1/2 주파수 분주기(1141)와 제2 1/2 주파수 분주기(1142)를 서로 다른 리셋 상태로 만들 수 있다. 일 예로, 상기 제1 1/2 주파수 분주기(1141)의 초기 상태는 "1"로 리셋 하고, 상기 제2 1/2 주파수 분주기(1142)의 초기 상태는 "0"으로 리셋 시킬 수 있다.
한편, 도 5 내지 도 7에 도시된 예시에서, 상기 스캔구동회로(120)가 출력하는 신호 특히, 발광소자의 구동 데이터 입력 구간에서 첫 펄스의 폭이 다른 펄스의 폭에 비해 더 긴 것을 확인할 수 있다. 앞에서 설명하였듯이, 본 명세서에 따른 픽셀회로(1000)는 일반적인 픽셀회로(1000)와 달리, 상기 스캔구동회로(120)가 출력하는 신호를 구동 전압으로 사용한다. 따라서, 상기 구동 데이터 입력 구간에서 첫 펄스는 상기 스캔구동회로(120) 특히, 픽셀구동회로부(1100)에 포함된 바이어스 전류공급부(1110), 기준전압공급부(1120), 리셋부(1130) 및 스위치부(1140)가 동작하여 상기 발광소자구동부(1150)에 포함된 복수의 캐패시터가 계조 전압을 저장할 수 있는 상태가 준비될 때까지 약간의 시간이 필요하다. 이러한 이유로, 상기 구동 데이터 입력 구간에서 첫 펄스의 폭은 상기 픽셀구동회로부(1100)의 구동에 필요한 시간을 고려하여 설정될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 명세서의 실시예를 설명하였지만, 본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 디스플레이 장치
110 : 디스플레이 패널 120 : 스캔구동회로
130 : 데이터구동회로 140 : 제어부
1000 : 픽셀회로
1100 : 픽셀구동회로부 1110: 바이어스 전류공급부
1120 : 기준전압공급부 1130 : 리셋부
1140 : 스위치부 1150 : 발광소자구동부
1141 : 제1 1/2 주파수 분주기 1142 : 제2 1/2 주파수 분주기
1143 : 논리회로부

Claims (10)

  1. 복수의 발광소자들을 구동시키는 픽셀구동회로부의 구동에 필요한 전력과 관련된 양전원단자와 음전원단자; 및
    복수의 발광소자들의 구동과 관련된 신호가 입력되는 데이터단자;로 구성된 픽셀회로로서,
    상기 양전원단자는 스캔구동회로에 연결되고,
    상기 픽셀구동회로부는,
    상기 데이터단자를 통해 입력된 각 발광소자의 계조 전압을 저장하는 복수의 캐패시터를 포함하는 발광소자구동부; 및
    상기 복수의 캐패시터의 충전 또는 방전을 제어하는 신호를 출력하는 스위치부;를 포함하고
    상기 스위치부는,
    2개의 1/2 주파수 분주기; 및
    상기 2개의 1/2 주파수 분주기에서 출력된 신호의 논리 조합에 따라 상기 각각의 캐패시터가 충전되는 시간을 제어하는 신호 및 상기 복수의 캐패시터가 방전되는 시간을 제어하는 신호를 출력하는 논리회로부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀회로.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 2개의 1/2 주파수 분주기는, 제1 1/2 주파수 분주기 및 제2 1/2 주파수 분주기로서,
    상기 제1 1/2 주파수 분주기는, 상기 양전원단자를 통해 상기 스캔구동회로에서 출력된 신호를 수신하고, 상기 논리회로부 및 상기 제2 1/2 주파수 분주기로 출력하고,
    상기 제2 1/2 주파수 분주기는, 상기 제1 1/2 주파수 분주기에서 출력된 신호를 수신하고, 상기 논리회로부로 출력하는 픽셀회로.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 픽셀구동회로부는, 제1 1/2 주파수 분주기와 제2 1/2 주파수 분주기를 서로 다른 리셋 상태로 만드는 신호를 출력하는 리셋부;를 더 포함하는 픽셀회로.
  6. 청구항 1, 청구항 4 및 청구항 5 중 어느 한 청구항에 따른 복수의 픽셀회로를 포함하는 디스플레이 패널;
    복수의 스캔 라인들 중 어느 하나 스캔라인에 연결되어 행 방향으로 배열된 픽셀회로들을 구동시키는 스캔구동회로; 및
    복수의 픽셀회로 각각에 포함된 데이터단자와 각각 연결된 복수의 데이터 라인들을 통해 각 픽셀회로에 포함된 복수의 발광소자들의 구동과 관련된 신호를 출력하는 데이터구동회로;를 포함하는 디스플레이 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 스캔구동회로는, 각 스캔라인마다 발광소자의 구동 데이터 입력 구간과 발광소자 구동 구간을 가진 신호를 출력하는 디스플레이 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 구동 데이터 입력 구간은 발광소자의 개수에 대응하는 펄스를 포함하는 디스플레이 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 구동 데이터 입력 구간은 3개의 펄스로 구성되고, 상기 발광소자 구동 구간은 미리 설정된 시간 길이를 가진 1개의 펄스로 구성된 디스플레이 장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 스캔구동회로는, 상기 발광소자 구동 구간 이후 다음 프레임의 구동 데이터 입력 구간 전까지 상기 픽셀회로의 음전원단자와 같은 전위를 가진 신호를 출력하는 디스플레이 장치.
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