KR102137637B1 - 누설 전류를 최소화하는 픽셀 회로 및 디스플레이 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

누설 전류를 최소화하는 픽셀 회로 및 디스플레이 장치 및 이의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 픽셀을 구동시키는 회로에서 전류가 누설되는 것을 방지할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 명세서에 따른 픽셀구동회로는, 발광 다이오드의 구동과 관련된 신호가 입력되는 모스펫을 포함하되, 상기 모스펫의 바디 단자에 누설 전류 방지 전압이 인가될 수 있다. 또한, 디스플레이 패널에 존재하는 기생 캐패시터를 적정하게 충전시켜 모스펫이 턴오프된 이후 발생하는 누설 전류를 방지할 수 있다.

Description

누설 전류를 최소화하는 픽셀 회로 및 디스플레이 장치 및 이의 제어 방법{PIXEL CIRCUIT AND DISPLAY APPARATUS FOR MINIMIZING LEAKAGE CURRENT AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 픽셀 내 누설 전류를 최소화 할 수 있는 회로를 가진 디스플레이 장치에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 1을 참고하면, 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.
각각의 픽셀(PX)은 복수의 발광소자들을 포함할 수 있다. 발광소자는 발광다이오드(LED)일 수 있다. 일 예로, 하나의 픽셀(PX)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)으로 구성된 발광소자를 포함할 수 있다.
각각의 픽셀(PX)은 복수의 발광소자를 구동시키는 픽셀구동회로를 포함할 수 있다. 상기 픽셀구동회로는 상기 스캔구동회로(12) 및/또는 데이터구동회로(13)에서 출력된 제어 신호에 의해 발광소자의 턴온 또는 턴오프 동작을 구동시킬 수 있다. 디스플레이 패널(11)의 구동 방식이 Active matrix 방식인 경우, 상기 픽셀구동회로는 적어도 하나의 박막 트랜지스터 및 적어도 하나의 커패시터 등을 포함할 수 있다. 상기 캐패시터에는 발광소자의 구동과 관련된 전압이 저장되고, 상기 캐패시터에 저장된 전압이 방전을 통해 하나의 프레임동안 발광소자가 빛을 발산하도록 한다.
도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 장치에 포함된 픽셀에 데이터를 입력하기 위한 신호 타이밍 참고도이다.
도 2를 참조하면, 상기 스캔구동회로(12)는 복수의 스캔 라인들(Scan①~Scanⓜ)에 순차적으로 신호를 출력한다. 이를 통해, 복수의 픽셀들 중 어느 하나의 스캔 라인에 연결된 픽셀들만이 구동될 수 있다. 예를 들어, 제1 스캔 구동 기간 동안 제1 스캔 라인(Scan①)에 연결된 픽셀들이 구동하고, 제2 스캔 구동 기간 동안 제2 스캔 라인(Scan②)에 연결된 픽셀들이 구동할 수 있다.
하나의 픽셀에는 복수의 발광소자가 포함되어 있으므로, 각 발광소자의 동작과 관련된 캐패시터를 충전하는 시간이 서로 겹치지 않게 할당될 수 있다. 따라서, 상기 데이터구동회로(13)는 데이터 라인들을 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. 예를 들어, 상기 데이터구동회로(13)는 상기 제1 스캔 라인(Scan①)에 연결된 픽셀들의 구동 기간 동안 제1 데이터 라인(Data①)에 연결된 픽셀에게 계조(gradation) 전압을 출력할 수 있다. 보다 구체적으로, 각각의 발광소자에 포함된 캐패시터에 계조(gradation) 전압을 충전할 수 있다.
도 3은 일반적인 픽셀구동회로의 예시도이다.
도 3을 참조하면, 일반적인 픽셀구동회로는 MOSFET으로 구현된 2개의 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 먼저 하나의 MOSFET의 게이트 단자에는 스캔 라인이 연결되고, 드레인 단자에는 데이터 라인이 연결될 수 있다. 따라서, 상기 게이트 단자에 VScan 전압이 인가될 때, 상기 MOSFET은 턴온(Turn on)되고, 이때 드레인 단자에 인가된 VData 전압이 캐패시터(Cx)에 충전될 수 있다. 이후, 상기 VScan 전압이 OV가 되면, 상기 캐패시터(Cx)에 충전된 전압에 의해 나머지 MOSFET이 턴온(Turn on)되어 발광소자(LED)가 구동될 수 있다.
다만, 최근 마이크로 LED로 구현된 픽셀의 경우, LED의 크기가 작아진 만큼 픽셀구동회로 역시 함께 작아졌다. 작아진 픽셀구동회로에 캐패시터를 구현할 경우, 캐패시터의 용량이 펨토(10-15, f)F 정도의 용량으로 제한되는 문제가 발생한다. 또한, 작아진 픽셀 회로에 크기자 작아진 MOSFET을 구현함으로 인해, 누설 전류(Leakage Current)가 발생하게 된다.
도 3의 우측에는 캐패시터 충전 이후 누설 전류가 발생하는 상황이 도시되어 있다. 이때 누설 전류는 캐패시터에 충전된 전압의 크기에 따라 누설 전류의 방향이 달라질 수 있다. 캐패시터에 충전된 전압의 크기는 VData 전압에 대응한다. VData 전압이 어떠한 크기를 가지던, 발광소자(LED)에 흐르는 전류의 크기(ILeakage)를 변화시키게 된다.
즉, 누설 전류의 발생은 발광소자(LED)가 원래 발산하도록 설정된 빛의 양을 변화시키게 되므로, 픽셀의 색 표현이 부정확해지며 디스플레이 장치의 품질을 낮추는 원인이 된다. 따라서, 픽셀 구동 회로의 누설 전류를 방지할 수 있는 방법이 필요하다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0111788호
본 명세서는 픽셀을 구동시키는 회로에서 전류가 누설되는 것을 방지할 수 있는 기술을 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 픽셀구동회로는, 양전원 및 음전원 사이를 연결하는 픽셀 라인 상에 연결된 제1 모스펫; 상기 제1 모스펫과 상기 양전원 사이 또는 상기 제1 모스펫과 상기 음전원 사이에 연결되는 발광 다이오드; 게이트 단자에 연결된 스캔구동회로에서 출력된 신호에 의해 턴온되고, 입력 단자에 연결된 데이터구동회로에서 출력된 신호를 상기 제1 모스펫의 게이트 단자로 출력 단자로 출력하는 제2 모스펫; 및 상기 제1 모스펫의 게이트 단자와 상기 양전원 사이 또는 상기 제1 모스펫의 게이트 단자와 상기 음전원 사이에 연결되는 픽셀 캐패시터;를 포함하되, 상기 제2 모스펫의 바디 단자에는 미리 설정된 누설 전류 방지 전압이 인가될 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 모스펫은 N형 모스펫이고, 상기 누설 전류 방지 전압은 제2 모스펫을 턴오프시키는 전압보다 높은 전압일 수 있다. 이 경우, 상기 누설 전류 방지 전압은 상기 데이터구동회로에서 출력된 신호의 최저 계조 전압 이하일 수 있다.
본 명세서의 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 모스펫은 P형 모스펫이고, 상기 누설 전류 방지 전압은 제2 모스펫을 턴오프시키는 전압보다 낮은 전압일 수 있다. 이 경우, 상기 누설 전류 방지 전압은 상기 데이터구동회로에서 출력된 신호의 최고 계조 전압 이상일 수 있다.
본 명세서에 따른 픽셀구동회로는, 복수의 픽셀구동회로를 포함하는 디스플레이 패널; 복수의 스캔 라인들 중 어느 하나 스캔라인에 연결되어 행 방향으로 배열된 픽셀구동회로들을 구동시키는 스캔구동회로; 및 복수의 데이터 라인을 통해 종 방향으로 배열된 픽셀구동회로들에게 각 픽셀에 포함된 복수의 발광소자들의 구동과 관련된 신호를 출력하는 데이터구동회로;를 포함하는 디스플레이 장치의 일 구성요소가 될 수 있다.
본 명세서에 따른 상기 스캔구동회로는 픽셀에 포함된 복수의 픽셀구동회로를 서로 다른 시점에 턴온 시킬 수 있다. 그리고 본 명세서에 따른 디스플레이 장치는, 상기 데이터구동회로와 픽셀에 포함된 복수의 픽셀구동회로를 서로 다른 시점에 연결하는 디멀티플렉서;를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 스캔구동회로는 픽셀에 포함된 각 픽셀구동회로를 미리 설정된 충전 시간 동안 각각 턴온 시키되, 각 픽셀구동회로의 충전 시간들 사이가 이격될 수 있다.
그리고, 상기 디멀티플렉서는 상기 데이터구동회로와 픽셀에 포함된 각 픽셀구동회로를 상기 충전 시간보다 오랜 시간 동안 연결할 수 있다.
또한, 복수의 발광소자들의 구동과 관련된 신호는 기생 캐패시터를 충전하기 위한 전압을 포함할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 명세서에 따르면, 누설 전류를 최소화 하여 보다 정확한 픽셀의 구동이 가능하게 할 수 있다. 이를 통해 마이크로 LED를 이용한 소형 디스플레이에서도 정확한 색 표현 및 재현성이 높아질 수 있다.
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 도 1에 도시된 디스플레이 장치에 포함된 픽셀에 데이터를 입력하기 위한 신호 타이밍 참고도이다.
도 3은 일반적인 픽셀구동회로의 예시도이다.
도 4는 본 명세서의 제1 실시예에 대한 픽셀구동회로의 회로도이다.
도 5는 본 명세서의 제2 실시예에 대한 픽셀구동회로의 회로도이다.
도 6은 본 명세서의 제3 실시예에 대한 픽셀구동회로의 회로도이다.
도 7은 본 명세서의 제4 실시예에 대한 픽셀구동회로의 회로도이다.
도 8은 본 명세서에 따른 디스플레이 장치()의 개략적인 구성도이다.
도 9는 본 명세서에 따른 디멀티플렉서의 구성도이다.
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.
이하의 실시예에서, 소자 상태와 연관되어 사용되는 "온(ON)"은 소자의 활성화된 상태를 지칭하고, "오프(OFF)"는 소자의 비활성화된 상태를 지칭할 수 있다. 소자에 의해 수신된 신호와 연관되어 사용되는 "온"은 소자를 활성화하는 신호를 지칭하고, "오프"는 소자를 비활성화하는 신호를 지칭할 수 있다. 소자는 높은 전압 또는 낮은 전압에 의해 활성화될 수 있다. 예를 들어, P타입 모스팻(MOSFET)은 게이트 단자의 낮은 전압에 의해 활성화되고, N타입 모스팻은 높은 전압에 의해 활성화된다. 따라서, P타입 트랜지스터와 N타입 트랜지스터에 대한 "온" 전압은 반대(낮음 대 높음) 전압 레벨임을 이해해야 한다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 4는 본 명세서의 제1 실시예에 대한 픽셀구동회로의 회로도이다.
도 5는 본 명세서의 제2 실시예에 대한 픽셀구동회로의 회로도이다.
도 6은 본 명세서의 제3 실시예에 대한 픽셀구동회로의 회로도이다.
도 7은 본 명세서의 제4 실시예에 대한 픽셀구동회로의 회로도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 명세서에 따른 픽셀구동회로(100)는 제1 모스펫(M1), 발광 다이오드(LED), 제2 모스펫(M2) 및 픽셀 캐패시터(CX)를 포함할 수 있다.
상기 제1 모스펫(M1)은 양전원(Vcc) 및 음전원(GND) 사이를 연결하는 픽셀 라인 상에 연결될 수 있다.
상기 발광 다이오드(LED)는 상기 제1 모스펫(M1)과 상기 양전원(Vcc) 사이 또는 상기 제1 모스펫(M1)과 상기 음전원(GND) 사이에 연결될 수 있다. 상기 발광 다이오드는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 또는 백색(W)일 수 있으며, 그 외 다양한 색상을 가질 수 있다. 또한 상기 발광 다이오드(LED)는 마이크로 LED(일반적으로 넓이가 1~100μm인 LED) 또는 OLED가 될 수 있다.
상기 제2 모스펫(M2)은 게이트 단자에 연결된 스캔구동회로(120)에서 출력된 신호에 의해 턴온(turn on)되고, 입력 단자에 연결된 데이터구동회로(130)에서 출력된 신호를 상기 제1 모스펫(M1)의 게이트 단자로 출력 단자로 출력할 수 있다.
상기 픽셀 캐패시터(CX)는 상기 제1 모스펫(M1)의 게이트 단자와 상기 양전원(Vcc) 사이 또는 상기 제1 모스펫(M1)의 게이트 단자와 상기 음전원(GND) 사이에 연결될 수 있다. 상기 픽셀 캐패시터(CX)는 상기 발광 다이오드(LED)가 한 프레임 동안 출력할 빛의 밝기와 관련된 신호 즉, 전압을 저장하는 역할을 한다. 즉, 본 명세서에 따른 픽셀구동회로(100)은 아날로그 구동 방식 픽셀을 위한 회로일 수 있다.
도 4 내지 도 7에 도시된 실시예의 차이점에 대해서 살펴보겠다. 도 4에 도시된 제1 실시예와 도 6에 도시된 제3 실시예에서 상기 제1 모스펫(M1)은 N형 모스펫이고, 도 5에 도시된 제2 실시예와 도 7에 도시된 제 4실시예에서 상기 제1 모스펫(M1)은 P형 모스펫이다. 제1 실시예와 제3 실시예에서, 상기 발광 다이오드(LED)는 상기 양전원(Vcc)과 상기 제1 모스펫(M1) 사이에 연결되고, 상기 픽셀 캐패시터(CX)는 상기 제1 모스펫(M1)의 게이트 단자와 상기 음전원(GND) 사이에 연결된다. 제2 실시예와 제4 실시예에서, 상기 발광 다이오드(LED)는 상기 제1 모스펫(M1)과 상기 음전원(GND)과 사이에 연결되고, 상기 픽셀 캐패시터(CX)는 상기 양전원(Vcc)과 상기 제1 모스펫(M1)의 게이트 단자 사이에 연결된다. 즉, 제1 모스펫(M1)의 타입에 따라 상기 발광 다이오드(LED) 및 픽셀 캐패시터(CX)의 연결 위치가 결정될 수 있다. 한편, 제1 모스펫(M1)의 나머지 단자에 연결된 부분 즉, 발광 다이오드(LED)와 반대편에 연결된 부분은 본 명세서에 따른 픽셀구동회로(100)에 필요한 나머지 소자들에 대한 것을 나타내는 것으로서, 당업자에게 알려진 다양한 소자가 해당 박스에 포함될 수 있다.
한편, 본 명세서에 따른 픽셀구동회로(100)는 상기 제2 모스펫(M2)의 바디 단자에는 미리 설정된 누설 전류 방지 전압이 인가되는 것이 특징이다. 상기 누설 전류 방지 전압의 크기는 제2 모스펫(M2)의 타입에 따라 서로 다를 수 있다. 먼저, 도 4에 도시된 제1 실시예의 동작을 설명하면서 상기 누설 전류 방지 전압의 크기에 대해서 설명하겠다.
도 4에 도시된 제1 실시예에서 상기 제2 모스펫(M2)은 N형 모스펫이다. 스캔구동회로(120)에서 출력된 신호(VScan)는 0V~VA의 크기를 가질 수 있다. 상기 스캔구동회로(120)에서 출력된 신호(VScan)는 상기 제2 모스펫(M2)의 게이트 단자로 입력될 수 있다. 따라서, 상기 제2 모스펫(M2)은 0V에 턴오프(turn off)되고 VA에 턴온(turn on)될 수 있다. 상기 제2 모스펫(M2)이 턴온되어 있는 동안, 데이터구동회로(130)는 상기 발광 다이오드(LED)의 구동과 관련된 신호(VData)를 상기 제2 모스펫(M2)에 출력할 수 있다. 상기 데이터구동회로(130)에서 출력된 신호(VData)는 V1~V2 사이의 크기를 가질 수 있다. 제1 실시예의 경우, V1은 가장 낮은 계조 전압에 해당하고, V2는 가장 높은 계조 전압에 해당할 수 있다. 상기 데이터구동회로(130)에서 출력된 신호(VData)는 상기 픽셀 캐패시터(CX)에 저장되고, 이후 상기 제2 모스펫(M2)은 턴오프(turn off)된다. 종래 기술은 상기 제2 모스펫(M2)은 턴오프(turn off)된 이후, 상기 픽셀 캐패시터(CX)에 저장에 저장된 전압에 의해 누설 전류가 발생할 수 있었다. 그러나 본 명세서에 따른 픽셀구동회로(100)는 상기 제2 모스펫(M2)의 바디 단자에 미리 설정된 크기의 전압이 인가되어 누설 전류를 방지할 수 있다. 제1 실시예의 경우, 상기 누설 전류 방지 전압은 V1의 크기를 가질 수 있다.
도 5에 도시된 제2 실시예는 제1 모스펫(M1)의 타입이 P형이라는 차이점이 있다. 따라서 상기 데이터구동회로(130)에서 출력된 신호(VData) 중 V1은 가장 높은 계조 전압에 해당하고, V2는 가장 낮은 계조 전압에 해당할 수 있다. 그러나 상기 누설 전류 방지 전압은 동일하게 V1의 크기를 가질 수 있다.
도 6에 도시된 제3 실시예는 제2 모스펫(M2)의 타입이 P타입이라는 차이점이 있다. 이 경우, 상기 제2 모스펫(M2)은 0V에 턴오프(turn on)되고 VA에 턴온(turn off)될 수 있다. 제3 실시예의 경우, 상기 누설 전류 방지 전압은 V2의 크기를 가질 수 있다.
마지막으로 도 7에 도시된 제4 실시예는 제1 모스펫(M1)의 타입이 P형이고 제2 모스펫(M2)의 타입이 P타입이라는 차이점이 있다. 따라서 상기 데이터구동회로(130)에서 출력된 신호(VData) 중 V1은 가장 높은 계조 전압에 해당하고, V2는 가장 낮은 계조 전압에 해당할 수 있다. 그리고 상기 제2 모스펫(M2)은 0V에 턴오프(turn on)되고 VA에 턴온(turn off)될 수 있다. 제4 실시예의 경우, 상기 누설 전류 방지 전압은 V2의 크기를 가질 수 있다.
상기 설명한 내용을 정리하자면, 다음과 같다. 상기 제2 모스펫(M2)이 N형 모스펫인 경우, 상기 누설 전류 방지 전압은 제2 모스펫(M2)을 턴오프시키는 전압보다 높은 전압일 수 있다. 그리고 상기 누설 전류 방지 전압은 상기 데이터구동회로(130)에서 출력된 신호의 최저 계조 전압 이하일 수 있다. 상기 제2 모스펫(M2)이 P형 모스펫인 경우, 상기 누설 전류 방지 전압은 제2 모스펫(M2)을 턴오프시키는 전압보다 낮은 전압일 수 있다. 그리고 상기 누설 전류 방지 전압은 상기 데이터구동회로(130)에서 출력된 신호의 최고 계조 전압 이상일 수 있다.
한편, 본 명세서에 따른 픽셀구동회로(100)는 디스플레이 장치의 일 구성요소가 될 수 있다.
도 8은 본 명세서에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구성도이다.
본 명세서에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(110), 스캔구동회로(120), 데이터구동회로(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 패널(110)은 복수의 픽셀로 구성될 수 있다. 각 픽셀은 본 명세서에 따른 픽셀구동회로(100)를 포함할 수 있다. 각 픽셀은 복수의 발광 소자로 이루어질 수 있으므로, 각 픽셀은 복수의 픽셀구동회로(100)를 포함할 수 있다. 상기 스캔구동회로(120)는 복수의 스캔 라인들 중 어느 하나 스캔라인에 연결되어 행 방향으로 배열된 픽셀구동회로들을 구동시킬 수 있다. 상기 데이터구동회로(130)는 복수의 데이터 라인을 통해 종 방향으로 배열된 픽셀구동회로들에게 각 픽셀에 포함된 복수의 발광소자들의 구동과 관련된 신호를 출력할 수 있다. 그 외 사항은 도 1에 도시된 디스플레이 장치와 동일 또는 유사하거나, 당업자 수준에 충분히 추가할 수 있는 사항이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 본 명세서에 따른 디스플레이 장치는 누설 전류 방지를 위한 구성을 더 포함할 수 있다. 도 8을 참조하면, 종래 디스플레이 장치와 달리 데이터구동회로(130) 내에 디멀티플렉서(131)가 도시된 것을 확인할 수 있다. 상기 디멀티플렉서(131)를 통한 누설 전류 방지에 대해서 설명하겠다.
도 9는 본 명세서에 따른 디멀티플렉서의 구성도이다.
도 9를 참조하면, 디멀티플렉서(131)의 좌측에서 비디오 데이터가 입력되는 것을 확인할 수 있다. 상기 비디오 데이터는 상기 데이터구동회로(130)에서 출력된 신호이다. 상기 디멀티플렉서(131)는 상기 데이터구동회로(130)와 픽셀에 포함된 복수의 픽셀구동회로(100)를 서로 다른 시점에 연결할 수 있다. 그리고 상기 스캔구동회로(120)는 픽셀에 포함된 복수의 픽셀구동회로(100)를 서로 다른 시점에 턴온 시킬 수 있다. 따라서, 서로 다른 시간에 순차적으로 픽셀구동회로에 신호가 입력될 수 있다.
한편, 도 9에는 복수의 픽셀구동회로(100)와 상기 디멀티플렉서(131) 사이이 위치하는 기생 캐패시터(CY)를 확인할 수 있다. 상기 기생 캐패시터(CY)는 디스플레이 패널(110)을 구성하는 과정에서 재료의 특성에 의해 생성될 수 있는 캐패시터를 등가회로로 표현한 것이다. 상기 기생 캐패시터(CY)는 각 픽셀구동회로(100)에 포함된 픽셀 캐패시터(CX)에 비해 큰 면적에 생성되므로, 상대적으로 더 큰 캐패시터 용량을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 픽셀 캐패시터(CX)의 크기가 펨토(10-15, f)F 정도의 용량이라면, 상기 기생 캐패시터(CY)는 피코(10-12, p)F 정도의 용량을 가질 수 있다.
도 9에는 각 스위칭 소자의 턴온 시간에 대한 타이밍이 함께 도시되어 있다. 본 명세서에 따른 상기 스캔구동회로(120)는 픽셀에 포함된 각 픽셀구동회로(100)를 미리 설정된 충전 시간 동안 각각 턴온 시키되, 각 픽셀구동회로(100)의 충전 시간들 사이가 이격될 수 있다. 그리고 상기 디멀티플렉서(131)는 상기 데이터구동회로(130)와 픽셀에 포함된 각 픽셀구동회로(100)를 상기 충전 시간보다 오랜 시간 동안 연결할 수 있다.
예를 들어, SW-R 스위치와 VScan_R이 함께 턴온된 시간 동안 적색 LED와 관련된 픽셀 캐패시터(CX_R)에 픽셀 구동과 관련된 계조 전압이 인가될 수 있다. 이후 상기 VScan_R이 턴오프되었지만, 상기 SW-R 스위치는 일정 시간 동안 더 턴온상태를 유지할 수 있다. 이때, 상기 적색 LED와 관련된 기생 캐패시터(CX_R)가 적색 LED와 픽셀 캐패시터(CX_R)보다 더 충전될 수 있다. 이후, SW-R 스위치 역시 턴오프되고, 상기 적색 LED와 픽셀 캐패시터(CX_R)는 상기 적색 LED와 픽셀 캐패시터(CX_R)가 다음 충전 시간이 되기 전까지 플로팅(Floating) 상태가 된다. 앞서 도 4 내지 도 7에서 설명하였듯이, 상기 VScan 신호는 제2 모스펫(M2)을 턴온 또는 턴오프 시키는 신호로서, 제2 모스펫(M2)이 턴 오프된 이후 누설 전류가 발생하는 것이 문제였다. 이때, 상기 제2 모스펫(M2)이 입력단 쪽에 일정한 전압이 충전된 상태의 기생 캐패시터(CY)가 연결되어 있기 때문에, 픽셀 캐패시터(CX)에서 전류가 누설되는 것을 방지할 수 있다. 상기 디멀티플렉서(131) 내 다른 스위치 소자 역시 동일하게 동작할 수 있다. 한편, 도 9에는 상기 VScan이 턴오프된 이후 기생 캐패시터(CX)가 추가 충전되는 시간은 상기 기생 캐패시터(CY)의 용량 또는 픽셀 캐패시터(CX)의 크기 등을 고려하여 다양하게 설정할 수 있다. 또한, 상기 데이터구동회로(130)는 복수의 발광소자들의 구동과 관련된 신호를 출력할 때, 상기 기생 캐패시터(CY)를 충전하기 위한 전압을 포함하여 출력할 수 있다.
한편, 이해의 편의와 도면의 간소화를 위해 상기 디멀티플렉서(131)가 상기 데이터구동회로(130) 내에 포함된 것을 도시하였으나, 상기 데이터구동회로(130) 외부에 존재하거나, 일부만 외부에 존재하는 것도 가능하다.
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 : 픽셀구동회로
110 : 디스플레이 패널 120 : 스캔구동회로
130 : 데이터구동회로 131 : 디멀티플렉서
140 : 제어부

Claims (10)

  1. 양전원 및 음전원 사이를 연결하는 픽셀 라인 상에 연결된 제1 모스펫;
    상기 제1 모스펫과 상기 양전원 사이 또는 상기 제1 모스펫과 상기 음전원 사이에 연결되는 발광 다이오드;
    게이트 단자에 연결된 스캔구동회로에서 출력된 신호에 의해 턴온되고, 입력 단자에 연결된 데이터구동회로에서 출력된 신호를 상기 제1 모스펫의 게이트 단자로 출력 단자로 출력하는 제2 모스펫; 및
    상기 제1 모스펫의 게이트 단자와 상기 양전원 사이 또는 상기 제1 모스펫의 게이트 단자와 상기 음전원 사이에 연결되는 픽셀 캐패시터;를 포함하는 픽셀구동회로에 있어서,
    상기 제2 모스펫의 바디 단자에는 미리 설정된 누설 전류 방지 전압이 인가되며,
    상기 제2 모스펫이 N형 모스펫인 경우 상기 누설 전류 방지 전압은 제2 모스펫을 턴오프시키는 전압보다 높은 전압이고, 상기 데이터구동회로에서 출력된 신호의 최저 계조 전압 이하이며,
    상기 제2 모스펫은 P형 모스펫인 경우 상기 누설 전류 방지 전압은 제2 모스펫을 턴오프시키는 전압보다 낮은 전압이고, 상기 누설 전류 방지 전압은 상기 데이터구동회로에서 출력된 신호의 최고 계조 전압 이상인 것을 특징으로 하는 픽셀구동회로.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 따른 복수의 픽셀구동회로를 포함하는 디스플레이 패널;
    복수의 스캔 라인들 중 어느 하나 스캔라인에 연결되어 행 방향으로 배열된 픽셀구동회로들을 구동시키는 스캔구동회로; 및
    복수의 데이터 라인을 통해 종 방향으로 배열된 픽셀구동회로들에게 각 픽셀에 포함된 복수의 발광소자들의 구동과 관련된 신호를 출력하는 데이터구동회로;를 포함하는 디스플레이 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 스캔구동회로는 픽셀에 포함된 복수의 픽셀구동회로를 서로 다른 시점에 턴온 시키고,
    상기 데이터구동회로와 픽셀에 포함된 복수의 픽셀구동회로를 서로 다른 시점에 연결하는 디멀티플렉서;를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 스캔구동회로는 픽셀에 포함된 각 픽셀구동회로를 미리 설정된 충전 시간 동안 각각 턴온 시키되, 각 픽셀구동회로의 충전 시간들 사이가 이격된 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 디멀티플렉서는 상기 데이터구동회로와 픽셀에 포함된 각 픽셀구동회로를 상기 충전 시간보다 오랜 시간 동안 연결하고,
    복수의 발광소자들의 구동과 관련된 신호는 기생 캐패시터를 충전하기 위한 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  10. 삭제
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