KR102177216B1 - 표시 장치 및 표시 장치 제어 방법 - Google Patents

표시 장치 및 표시 장치 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 제1 화소 회로 및 상기 제1 화소 회로와 제1 노드를 통해 연결되는 제1 발광 소자를 포함하는 제1 화소, 상기 제1 화소와 동일 행에 배치되고, 제2 화소 회로 및 상기 제2 화소 회로와 제2 노드를 통해 연결되는 제2 발광 소자를 포함하는 제2 화소, 제3 노드를 포함하는 제1 더미 화소 회로를 포함하는 제1 더미 화소, 상기 제1 화소에 대응하는 제1 화소 계조값 및 상기 제2 화소에 대응하는 제2 화소 계조값을 기초로 제1 레벨 및 제2 레벨 중 어느 하나의 레벨을 가지는 제1 제어 신호를 출력하는 제어부, 및 상기 제1 제어 신호가 상기 제1 레벨을 가지는 경우, 상기 제1 레벨의 상기 제1 제어 신호에 응답하여 상기 제1 노드, 상기 제2 노드, 및 제3 노드를 전기적으로 연결하는 스위치부를 포함하는 표시 장치이다.

Description

표시 장치 및 표시 장치 제어 방법{Display apparatus and display apparatus controlling method}
본 발명의 실시예는 표시 장치 및 표시 장치 제어 방법에 관한 것이다.
표시 장치가 구동되는 과정에서 표시 장치의 화소가 상당량의 전력을 소비한다. 휴대용 표시 장치의 경우 소비 전력 저감이 매우 중요한 이슈이다. 휴대용 표시 장치의 화소에서 소비되는 소비 전력을 저감할 필요성이 있다.
본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는, 더미 화소를 이용하여 소비 전력이 저감된 표시 장치 및 표시 장치 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예는 제1 화소 회로 및 상기 제1 화소 회로와 제1 노드를 통해 연결되는 제1 발광 소자를 포함하는 제1 화소, 상기 제1 화소와 동일 행에 배치되고, 제2 화소 회로 및 상기 제2 화소 회로와 제2 노드를 통해 연결되는 제2 발광 소자를 포함하는 제2 화소, 제3 노드를 포함하는 제1 더미 화소 회로를 포함하는 제1 더미 화소, 상기 제1 화소에 대응하는 제1 화소 계조값과 상기 제2 화소에 대응하는 제2 화소 계조값을 기초로 제1 레벨 및 제2 레벨 중 어느 하나의 레벨을 가지는 제1 제어 신호를 출력하는 제어부, 및 상기 제1 제어 신호가 상기 제1 레벨을 가지는 경우, 상기 제1 레벨의 상기 제1 제어 신호에 응답하여 상기 제1 노드, 상기 제2 노드, 및 제3 노드를 전기적으로 연결하는 스위치부를 포함하는 표시 장치를 개시한다.
상기 제1 화소 계조값 및 상기 제2 화소 계조값이 동일한 경우에, 상기 제어부는 상기 제1 레벨을 갖는 상기 제1 제어 신호를 출력할 수 있고, 상기 제1 더미 화소 회로는 상기 제1 화소 계조값에 대응하는 구동 전류를 상기 제1 및 상기 제2 발광 소자에 출력할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 화소 계조값을 미리 결정된 임계값과 비교할 수 있고, 상기 제1 화소 계조값이 상기 임계값보다 큰 경우에 상기 제1 레벨을 갖는 상기 제1 제어 신호를 출력할 수 있다.
상기 스위치부는 상기 제1 노드, 상기 제2 노드, 및 상기 제3 노드를 서로 연결하는 복수의 스위치들을 포함할 수 있고, 상기 표시 장치는 상기 제1 제어 신호에 응답하여 상기 복수의 스위치들의 상태를 제어하는 스위치 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 제1 화소 회로 및 상기 제2 화소 회로에 제1 스캔 신호를 출력하는 게이트 드라이버 및 상기 스캔 신호에 동기화되어, 상기 제1 화소에 상기 제1 화소 계조값에 대응하는 데이터 전압을 상기 제1 화소 회로에 출력하고 상기 제2 화소에 상기 화소 계조값에 대응하는 데이터 전압을 상기 제2 화소 회로에 출력하는 소스 드라이버를 더 포함할 수 있다.
상기 게이트 드라이버는 상기 제1 스캔 신호를 상기 제1 더미 화소 회로에 출력할 수 있고, 상기 소스 드라이버는 상기 제1 레벨의 상기 제1 제어 신호에 응답하여 상기 제1 화소 회로 및 상기 제2 화소 회로에 블랙 데이터 전압을 출력할 수 있고, 상기 블랙 데이터 전압의 레벨은 화소 계조값이 블랙에 대응하는 경우에 상기 소스 드라이버에 의해 출력되는 데이터 전압의 레벨과 동일할 수 있다.
상기 소스 드라이버는 상기 제1 레벨의 상기 제1 제어 신호에 응답하여 상기 제1 발광 소자 및 상기 제2 발광 소자가 상기 제1 화소 계조값에 대응하는 휘도로 발광하도록 상기 제1 화소 계조값을 기초로 결정되는 데이터 전압을 상기 제1 더미 화소 회로에 출력할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 게이트 드라이버로부터 출력되는 상기 제1 스캔 신호를 상기 제1 및 제2 화소 회로에 전달하는 스캔선 및 상기 게이트 드라이버와 상기 스캔선 사이에 연결되고, 상기 제1 레벨의 상기 제1 제어 신호에 응답하여 개방되는 스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 화소 회로는, 전원 전압 단자와 상기 제1 노드 사이에 연결되고 제1 화소 노드의 전압의 레벨에 의해 제어되는 화소 구동 트랜지스터, 제1 데이터 전압 단자와 상기 제1 화소 노드 사이에 연결되고 스캔 신호에 의해 제어되는 화소 스위칭 트랜지스터, 및 상기 전원 전압 단자와 상기 제1 화소 노드 사이에 연결되는 제1 화소 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 제1 더미 화소 회로는, 상기 전원 전압 단자와 상기 제3 노드 사이에 연결되고 제1 더미 노드의 전압의 레벨에 의해 제어되는 더미 구동 트랜지스터, 더미 데이터 전압 단자와 상기 제1 더미 노드 사이에 연결되고 상기 스캔 신호에 의해 제어되는 더미 스위칭 트랜지스터, 및 상기 전원 전압 단자와 상기 제1 더미 노드 사이에 연결되는 제1 더미 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 더미 구동 트랜지스터의 채널 길이가 상기 화소 구동 트랜지스터의 채널 길이보다 짧을 수 있다.
상기 더미 구동 트랜지스터의 채널 폭이 상기 화소 구동 트랜지스터의 채널 폭보다 넓을 수 있다.
상기 제1 화소 회로는, 제2 화소 노드와 제3 화소 노드 사이에 연결되고 제4 화소 노드의 전압의 레벨에 의해 제어되는 제1 화소 트랜지스터, 상기 제2 화소 노드와 데이터 전압 단자 사이에 연결되고 제1 스캔 신호에 의해 제어되는 제2 화소 트랜지스터, 상기 제3 화소 노드와 제4 화소 노드 사이에 연결되고 상기 제1 스캔 신호에 의해 제어되는 제3 화소 트랜지스터, 상기 제4 화소 노드와 초기화 전압 단자 사이에 연결되고 제2 스캔 신호에 의해 제어되는 제4 화소 트랜지스터, 상기 제2 화소 노드와 전원 전압 단자 사이에 연결되고 제2 제어 신호에 의해 제어되는 제5 화소 트랜지스터, 상기 제3 화소 노드와 상기 제1 노드 사이에 연결되고 상기 제2 제어 신호에 의해 제어되는 제6 화소 트랜지스터, 상기 제1 노드와 상기 초기화 전압 단자 사이에 연결되고 상기 제2 스캔 신호에 의해 제어되는 제7 화소 트랜지스터, 및 상기 전원 전압 단자와 상기 제4 화소 노드 사이에 연결되는 제2 화소 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 제1 더미 화소 회로는, 제2 더미 노드와 제3 더미 노드 사이에 연결되고 제4 더미 노드의 전압의 레벨에 의해 제어되는 제1 더미 트랜지스터, 상기 제2 더미 노드와 상기 데이터 전압 단자 사이에 연결되고 상기 스캔 신호에 의해 제어되는 제2 더미 트랜지스터, 상기 제3 더미 노드와 제4 더미 노드 사이에 연결되고 상기 스캔 신호에 의해 제어되는 제3 더미 트랜지스터, 상기 제4 더미 노드와 상기 초기화 전압 단자 사이에 연결되고 제2 스캔 신호에 의해 제어되는 제4 더미 트랜지스터, 상기 제2 더미 노드와 상기 전원 전압 단자 사이에 연결되고 제2 제어 신호에 의해 제어되는 제5 더미 트랜지스터, 상기 제3 더미 노드와 상기 제3 노드 사이에 연결되고 상기 제2 제어 신호에 의해 제어되는 제6 더미 트랜지스터, 상기 제3 노드와 상기 초기화 전압 단자 사이에 연결되고 상기 제2 스캔 신호에 의해 제어되는 제7 더미 트랜지스터, 및 상기 전원 전압 단자와 상기 제4 더미 노드 사이에 연결되는 제2 더미 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 제2 더미 화소 회로를 포함하는 제2 더미 화소 및 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소를 포함하는 복수의 화소들이 배치되는 표시부를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 더미 화소 회로는 상기 제1 레벨을 갖는 상기 제1 제어 신호에 응답하여 상기 표시부의 좌측 영역에 배치된 화소들 중 상기 제1 화소와 동일 행에 배치된 화소들에 상기 제1 화소 계조값에 대응하는 구동 전류를 공급할 수 있고, 상기 제2 더미 화소 회로는 상기 제1 레벨을 갖는 상기 제1 제어 신호에 응답하여 상기 표시부의 우측 영역에 배치된 화소들 중 상기 제1 화소와 동일 행에 배치된 화소들에 상기 제1 화소 계조값에 대응하는 구동 전류를 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 표시부에 배치되고, 각각 화소 회로 및 상기 화소 회로에 연결되는 발광 소자를 포함하는 복수의 화소들, 및 더미 영역에 배치되고, 각각 동일 행에 배치된 상기 화소들의 상기 발광 소자들에 연결되는 더미 회로를 포함하는 복수의 더미 화소들을 포함하고, 상기 표시부의 제1 행에 배치된 화소들이 모두 제1 화소 계조값을 가지는 경우, 상기 제1 행에 배치된 더미 회로는 상기 제1 화소 계조값에 대응하는 구동 전류를 상기 제1 행에 배치된 발광 소자들에 공급하는 표시 장치를 개시한다.
상기 제1 화소 계조값이 미리 결정된 임계값보다 큰 경우, 상기 제1 행에 배치된 더미 회로는 상기 제1 화소 계조값에 대응하는 구동 전류를 상기 제1 행에 배치된 발광 소자들에 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 제1 화소 회로 및 상기 제1 화소 회로와 제1 노드를 통해 연결되는 제1 발광 소자를 포함하는 제1 화소, 상기 제1 화소와 동일 행에 배치되고, 제2 화소 회로 및 상기 제2 화소 회로와 제2 노드를 통해 연결되는 제2 발광 소자를 포함하는 제2 화소, 및 제3 노드를 포함하는 제1 더미 화소 회로를 포함하는 제1 더미 화소를 포함하는 표시 장치의 제어 방법에 있어서, 영상 데이터를 수신하는 단계, 상기 영상 데이터의 상기 제1 화소에 대응하는 제1 화소 계조값 및 상기 제2 화소에 대응하는 제2 화소 계조값을 비교하는 단계, 상기 제1 화소 계조값과 상기 제2 화소 계조값이 동일한 경우, 제1 레벨의 제1 제어 신호를 출력하는 단계, 상기 제1 레벨의 상기 제1 제어 신호에 응답하여 상기 제1 노드, 상기 제2 노드, 및 제3 노드를 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 표시 장치 제어 방법을 개시한다.
상기 제1 레벨의 제1 제어 신호를 출력하는 단계는, 상기 제1 화소 계조값을 미리 결정된 임계값과 비교하는 단계 및 상기 제1 화소 계조값과 상기 제2 화소 계조값이 동일하고, 상기 제1 화소 계조값이 상기 임계값보다 큰 경우, 상기 제1 레벨의 제1 제어 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 표시 장치 제어 방법은 상기 제1 더미 화소 회로에 상기 제1 화소 계조 값에 대응하는 데이터 전압을 인가하는 단계 및 상기 제1 더미 화소 회로에 의해 구동 전류를 공급받는 상기 제1 발광 소자 및 상기 제2 발광 소자를 이용하여 상기 제1 화소 계조 값에 대응하는 휘도의 광을 방출시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해 질 것이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 더미 화소를 이용하여 소비 전력이 저감된 표시 장치 및 표시 장치 구동 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 예시적인 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제1 화소의 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제1 더미 화소의 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제1 화소의 다른 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제1 더미 화소의 다른 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 도 5의 화소의 화소 회로에서 화소 구동 트랜지스터를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 도 6의 더미 화소의 더미 화소 회로에서 더미 구동 트랜지스터를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 예시적인 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 구동 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(10)는 제어부(100), 표시부(200), 소스 드라이버(300), 게이트 드라이버(400), 스위치부(500), 스위치 제어부(600), 및 전원 공급부(700)를 포함한다.
표시 장치(10)는 OLED(organic light emitting diode) 디스플레이, TFT-LCD(thin film transistor liquid crystal display), PDP(plasma display panel), 또는 LED(light emitting diode) 디스플레이와 같은 평판 표시장치일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 영상 신호를 수신하여 이에 대응되는 영상을 출력하는 다양한 장치일 수 있다. 표시 장치(10)는 예컨대, 스마트폰, 태블릿 PC(personal computer), 노트북 PC, 모니터, TV 등과 같은 전자 장치 그 자체일 수도 있고, 해당 전자 장치들의 영상 표시를 위한 부품일 수도 있다.
제어부(100)는 외부로부터 입력 영상 신호를 수신하고, 입력 영상 신호에 따른 영상을 표시하기 위해 필요한 신호를 출력한다. 제어부(100)는 표시부(200), 소스 드라이버(300), 게이트 드라이버(400), 스위치 제어부(600), 및 전원 공급부(700)를 제어하기 위한 제어 신호를 송신할 수 있다.
입력 영상 신호는 표시 장치(10) 외부로부터 수신되는 신호이다. 입력 영상 신호는 표시 장치(10)를 통하여 인간의 눈에 인지될 수 있는 가시광선 영역의 영상을 생성하기 위한 정보를 포함하고 있다. 입력 영상 신호는 디지털 신호일 수도 있고 아날로그 신호일 수도 있다.
제어부(100)의 출력 신호는 입력 영상 신호를 표시하기 위해 필요한 신호이다. 출력 신호는 입력 영상 신호에 영상 처리 기술을 적용하여 얻어진 영상 신호를 포함할 수 있다. 출력 신호는 특정한 영상을 표시부(200)를 통하여 출력하기 위해 필요한 여러 가지 제어 신호들을 포함할 수 있다.
표시부(200)는 데이터 전압을 입력받고, 해당 데이터 전압에 대응하는 영상을 표시한다. 표시부(200)는 OLED 패널, LC 패널 등과 같은 평판 디스플레이 패널일 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
표시부(200)는 영상이 표시되는 활성 영역(active area, AA)과 더미 영역(DA)을 포함할 수 있다. 더미 영역(DA)은 영상이 표시되지 않는 비표시 영역에 배치될 수 있다. 더미 영역(DA)은 활성 영역(AA)의 좌측 및/또는 우측에 배치될 수 있다. 더미 영역(DA)은 활성 영역(AA)의 상측 및/또는 하측에 배치될 수 있다. 더미 영역(DA)은 활성 영역(AA) 내에 배치될 수 있다.
표시부(200)의 활성 영역(AA)은 제1 화소(P1)와 제2 화소(P2)를 포함하는 복수의 화소(P)들을 포함할 수 있다. 표시부(200)의 더미 영역(DA)은 제1 더미 화소(DP1)를 포함하는 복수의 더미 화소(DP)들을 포함할 수 있다.
도 1에서는 표시부(200)에 제1 화소(P1), 제2 화소(P2), 및 제1 더미 화소(DP1)만 도시되어 있으나, 본 발명의 표시부(200)의 활성 영역(AA)에는 복수개의 행과 복수개의 열을 이루는 화소(P)들이 배치되어 있을 수 있다. 더미 영역(DA)에는 활성 영역(AA)과 동일한 개수의 행과 1개 이상의 열을 이루는 더미 화소(DP)들이 배치되어 있을 수 있다.
하나의 화소(P)는 한 개 이상의 서브 화소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 화소(P)는 적색을 표시하기 위한 제1 서브 화소, 녹색을 표시하기 위한 제2 서브 화소, 및 청색을 표시하기 위한 제3 서브 화소를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 화소(P)는 주로 하나의 서브 화소를 의미한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 화소(P)는 복수의 서브 화소들을 포함하는 하나의 단위 화소를 의미할 수도 있다.
소스 드라이버(300)는 제어부(100)로부터 신호를 입력받고, 입력받은 신호에 기초하여 표시부(200)의 화소(P)들 및 더미 화소(DP)들에 데이터 전압을 출력한다.
게이트 드라이버(400)는 제어부(100)로부터 신호를 입력받고, 입력받은 신호에 기초하여 소스 드라이버(300)가 스캔 신호를 표시부(200)로 출력한다.
스위치부(500)는 제1 화소(P1), 제2 화소(P2), 및 제1 더미 화소(DP1)가 전기적으로 연결(electrically connected)되거나 전기적으로 끊어지도록(electrically disconnected) 조절하는 연결부이다. 스위치부(500)는 스위치 제어부(600)에 의하여 제어된다.
전원 공급부(700)는 제어부(100)로부터 송신되는 출력 신호 중, 표시부(200)에 공급할 전원과 관련된 신호를 입력받고, 수신한 신호에 기초하여 전원 전압(ELVDD, ELVSS) 및 초기화 전압(VINIT)을 포함하여 표시부(200)의 구동에 필요한 전원을 표시부(200)에 출력한다.
도 1에서는 제어부(100), 소스 드라이버(300), 게이트 드라이버(400), 스위치 제어부(600), 및 전원 공급부(700)가 각각 별개의 블록으로 도시되어 있다. 그러나, 제어부(100), 소스 드라이버(300), 게이트 드라이버(400), 스위치 제어부(600), 및 전원 공급부(700) 전부 또는 일부는 각각 별개의 집적회로로 구현될 수도 있고, 하나의 집적회로로 구현될 수도 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 예시적인 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a를 참조하면, 제1 화소(P1)는 제1 화소 회로(PC1) 및 제1 화소 회로(PC1)와 제1 노드(N1)를 통해 연결되는 제1 발광 소자(E1)를 포함한다. 제2 화소(P2)는 제2 화소 회로(PC2) 및 제2 화소 회로(PC2)와 제2 노드(N2)를 통해 연결되는 제2 발광 소자(E2)를 포함한다. 제2 화소(P2)는 표시부(200)에서 제1 화소(P1)와 동일 행에 위치한다. 제1 더미 화소(DP1)는 제1 더미 화소 회로(DC1) 및 제3 노드(N3)를 포함한다. 제1 더미 화소(DP1)는 제1 화소(P1)와 동일 행에 위치할 수 있다.
제어부(100)는 스위치 제어부(600)로 제1 제어 신호를 출력한다. 제어부(100)는 소스 드라이버(300) 및 게이트 드라이버(400)로 제1 제어 신호를 출력할 수 있다. 제어부(100)는 제1 제어선(CL1), 제2 제어선(CL2), 및 제3 제어선(CL3)을 통하여 소스 드라이버(300), 게이트 드라이버(400), 및 스위치 제어부(600)로 제1 제어 신호를 각각 출력할 수 있다. 도 2a에서, 제1 제어선(CL1), 제2 제어선(CL2), 및 제3 제어선(CL3)은 하나의 도선으로 도시되어 있으나, 이는 여러 개의 도선일 수 있다.
제어부(100)는 제1 화소(P1)에 대응하는 제1 화소 계조값 및 제2 화소(P2)에 대응하는 제2 화소 계조값을 기초로 제1 레벨 및 제2 레벨 중 어느 하나의 레벨을 갖는 제1 제어 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 화소 계조값 및 제2 화소 계조값이 동일한 경우에, 제어부(100)는 제1 레벨을 갖는 제1 제어 신호를 출력할 수 있다. 제1 화소 계조값 및 제2 화소 계조값이 동일하지 않은 경우에, 제어부(100)는 제2 레벨을 갖는 제1 제어 신호를 출력할 수 있다. 다른 예시로, 제1 화소 계조값 및 제2 화소 계조값이 동일하면서, 그 동일한 값이 미리 결정된 임계값보다 큰 경우에, 제어부(100)는 제1 레벨을 갖는 제1 제어 신호를 출력할 수 있다. 제1 화소 계조값 및 제2 화소 계조값이 서로 다르거나, 서로 같은 값을 가지더라도 그 값이 미리 결정된 임계값보다 작은 경우에, 제어부(100)는 제2 레벨을 갖는 제1 제어 신호를 출력할 수 있다. 미리 결정된 임계값은 표시 장치(10)를 통하여 표시 가능한 화소 계조값의 범위 중 하나의 값으로 결정될 수 있다.
소스 드라이버(300)는 제1 데이터선(DL1)을 통하여 제1 화소 회로(PC1)에 데이터 전압을 인가한다. 소스 드라이버(300)는 제2 데이터선(DL2)을 통하여 제2 화소 회로(PC2)에 데이터 전압을 인가한다. 소스 드라이버(300)는 더미 데이터선(DDL)을 제1 더미 화소 회로(DC1)에 데이터 전압을 인가한다. 각각의 화소 회로에 인가되는 데이터 전압은 제1 발광 소자(E1) 및 제2 발광 소자(E2)를 통하여 출력하고자 하는 영상 및 제1 제어 신호에 의해 결정될 수 있다.
도 2a에서는 소스 드라이버(300)에서 표시부(200)로 데이터 전압을 인가하는 데이터선이 제1 데이터선(DL1), 제2 데이터선(DL2), 및 더미 데이터선(DDL)만 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 활성 영역(AA)에 존재하는 복수의 화소들의 열의 개수만큼의 데이터선들 및 더미 영역(DA)에 존재하는 복수의 더미 화소들의 열의 개수만큼의 데이터선들이 소스 드라이버(300)에서 표시부(200)로 연결되어 있을 수 있다.
제어부(100)로부터 제1 레벨을 갖는 제1 제어 신호가 소스 드라이버(300)로 입력되면, 소스 드라이버(300)는 제1 화소 계조값에 대응하는 데이터 전압을 제1 더미 화소 회로(DC1)로 출력할 수 있다. 제어부(100)로부터 제2 레벨을 갖는 제1 제어 신호가 소스 드라이버(300)로 입력되면, 소스 드라이버(300)는 제1 화소 계조값에 대응하는 데이터 전압을 제1 화소 회로(PC1)로, 제2 화소 계조값에 대응하는 데이터 전압을 제2 화소 회로(PC2)로 각각 출력할 수 있다.
게이트 드라이버(400)는 스캔선(SL)을 통하여 제1 화소 회로(PC1), 제2 화소 회로(PC2), 및 제1 더미 화소 회로(DC1)에 제1 스캔 신호를 출력한다.
도 2a에서는 게이트 드라이버(400)에서 표시부(200)로 스캔 신호을 인가하는 스캔선(SL)이 한 개만 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 활성 영역(AA)에 존재하는 복수의 화소들의 행의 개수만큼의 스캔선들이 소스 드라이버(300)에서 표시부(200)로 연결되어 있을 수 있다.
스위치 제어부(600)는 제1 제어 신호에 응답하여 스위치부(500)를 제어한다. 도 2a에서는 스위치부(500)는 제1 스위칭 트랜지스터(ST1) 및 제2 스위칭 트랜지스터(ST2)로 구성되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 도 2a에서는 스위치부(500)에 포함되는 스위칭 트랜지스터가 제1 스위칭 트랜지스터(ST1) 및 제2 스위칭 트랜지스터(ST2)만 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 스위치부(500)는 활성 영역(AA)의 하나의 행에 존재하는 모든 화소들 및 동일한 행에 존재하고 더미 영역(DA)에 존재하는 더미 화소들을 모두 전기적으로 연결할 수 있도록 배치된 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
제어부(100)로부터 제1 레벨을 갖는 제1 제어 신호가 스위치 제어부(600)로 입력되면, 스위치 제어부(600)는 제1 스위칭 트랜지스터(ST1) 및 제2 스위칭 트랜지스터(ST2)를 턴 온(turn-on)하는 전압을 스위치 제어선(STL)을 통하여 제1 스위칭 트랜지스터(ST1) 및 제2 스위칭 트랜지스터(ST2)의 게이트에 출력할 수 있다. 도 2a에 도시된 것과 같이, 예를 들어, 제1 스위칭 트랜지스터(ST1) 및 제2 스위칭 트랜지스터(ST2)는 PMOS(Positive-channel Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터일 수 있다. 이 경우, 스위치 제어부(600)는 제1 레벨을 갖는 제1 제어 신호에 대응하여 스위치 제어선(STL)의 전압을 조정할 수 있다. 조정된 전압은 제1 스위칭 트랜지스터(ST1) 및 제2 스위칭 트랜지스터(ST2)의 p-type 소스와 p-type 드레인 간에 정공이 전도될 수 있는 p-type 채널이 n-type 바디에 생성될 수 있게 하는 전압일 수 있다. 이를 통하여 제1 노드(N1), 제2 노드(N2), 및 제3 노드(N3)가 전기적으로 연결될 수 있다. 제어부(100)로부터 제2 레벨을 갖는 제1 제어 신호가 스위치 제어부(600)로 입력되면, 스위치 제어부(600)는 제1 스위칭 트랜지스터(ST1) 및 제2 스위칭 트랜지스터(ST2)의 바디에 채널이 형성되지 않는 전압을 스위치 제어선(STL)을 통하여 제1 스위칭 트랜지스터(ST1) 및 제2 스위칭 트랜지스터(ST2)의 게이트에 출력할 수 있다. 이를 통하여 제1 노드(N1), 제2 노드(N2), 및 제3 노드(N3)가 전기적으로 끊어지도록 할 수 있다.
결과적으로, 제어부(100)로부터 제1 레벨을 갖는 제1 제어 신호가 출력되면, 소스 드라이버(300)는 제1 더미 화소 회로(DC1)에 제1 화소 계조값에 대응되는 데이터 전압을 출력할 수 있다. 또한 스위치 제어부(600)는 제1 스위칭 트랜지스터(ST1) 및 제2 스위칭 트랜지스터(ST2)를 제어하여 제1 노드(N1), 제2 노드(N2), 및 제3 노드(N3)가 전기적으로 연결되도록 할 수 있다. 이를 통하여 제1 더미 화소 회로(DC1)로부터 제1 화소 계조값에 대응하는 구동 전류가 제1 발광 소자(E1) 및 제2 발광 소자(E2)로 출력되도록 할 수 있다.
본 실시예에서, 제1 화소 회로(PC1) 및 제1 더미 화소 회로(DC1)는 구성이 상이할 수 있고, 전기적 특성이 상이할 수 있다. 따라서 제1 화소 회로(PC1)에 출력되는 제1 화소 계조값에 대응되는 데이터 전압 및 제1 더미 화소 회로(DC1)에 출력되는 제1 화소 계조값에 대응되는 데이터 전압은 서로 다른 레벨의 전압일 수 있다.
제어부(100)로부터 제1 레벨을 갖는 제1 제어 신호가 출력되면, 제1 화소 회로(PC1) 및 제2 화소 회로(PC2)로부터 각각 제1 발광 소자(E1) 및 제2 발광 소자(E2)로 구동 전류가 출력되지 않게 할 수 있다. 예를 들어, 소스 드라이버(300)는 제1 화소 회로(PC1) 및 제2 화소 회로(PC2)에 블랙에 대응되는 데이터 전압을 출력할 수 있다.
제어부(100)로부터 제2 레벨을 갖는 제1 제어 신호가 출력되면, 소스 드라이버(300)는 제1 화소 회로(PC1) 및 제2 화소 회로(PC2)에 제1 화소 계조값에 대응되는 데이터 전압 및 제2 화소 계조값에 대응되는 데이터 전압을 각각 출력할 수 있다. 또한 스위치 제어부(600)는 제1 스위칭 트랜지스터(ST1) 및 제2 스위칭 트랜지스터(ST2)를 제어하여 제1 노드(N1), 제2 노드(N2), 및 제3 노드(N3)가 전기적으로 끊어지도록 할 수 있다. 이를 통하여 제1 화소 회로(PC1)로부터 제1 화소 계조값에 대응하는 구동 전류가 제1 발광 소자(E1)로 출력되고, 제2 화소 회로(PC2)로부터 제2 화소 계조값에 대응하는 구동 전류가 제2 발광 소자(E2)로 출력되도록 할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 제1 화소(P1)는 제1 화소 회로(PC1) 및 제1 화소 회로(PC1)와 제1 노드(N1)를 통해 연결되는 제1 발광 소자(E1)를 포함한다. 제2 화소(P2)는 제2 화소 회로(PC2) 및 제2 화소 회로(PC2)와 제2 노드(N2)를 통해 연결되는 제2 발광 소자(E2)를 포함한다. 제2 화소(P2)는 표시부(200)에서 제1 화소(P1)와 동일 행에 위치한다. 제1 더미 화소(DP1)는 제1 더미 화소 회로(DC1) 및 제3 노드(N3)를 포함한다. 제1 더미 화소(DP1)는 제1 화소(P1)와 동일 행에 위치할 수 있다.
도 2b의 실시예는 도 2a의 실시예에 비해 일부 구성이 추가된 점에서 차이가 있으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
제어부(100)로부터 제1 레벨의 제1 스캔 신호가 출력되는 경우, 게이트 드라이버(400)와 스캔선(SL)이 연결되지 않도록 하는 스위치가 존재할 수 있다. 이러한 스위치는 게이트 드라이버(400)와 스캔선(SL) 사이에 연결되는 제3 스위칭 트랜지스터(ST3)로 구현될 수 있다. 이 때, 제3 스위칭 트랜지스터(ST3)는 제1 스위칭 트랜지스터(ST1) 및 제2 스위칭 트랜지스터(ST2)와 서로 다른 타입의 트랜지스터일 수 있다. 예를 들어, 제1 스위칭 트랜지스터(ST1) 및 제2 스위칭 트랜지스터(ST2)가 PMOS 트랜지스터인 경우, 제3 스위칭 트랜지스터(ST3)는 NMOS(Negative-channel Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터일 수 있다. 또한, 제3 스위칭 트랜지스터(ST3)가 제1 스위칭 트랜지스터(ST1) 및 제2 스위칭 트랜지스터(ST2)와 동일하게 스위치 제어선(STL)의 전압의 레벨을 통하여 제어될 수 있다.
이 경우, 제1 노드, 제2 노드, 및 제3 노드가 연결되어서 제1 더미 화소 회로(DC1)로부터 제1 발광 소자(E1) 및 제2 발광 소자(E2)가 구동 전류를 공급받게 될 때 제1 화소 회로(PC1) 및 제2 화소 회로(PC2)에 스캔 신호가 공급되지 않도록 할 수 있다. 결과적으로, 제1 더미 화소 회로(DC1)로부터 제1 화소 계조값에 대응하는 구동 전류가 제1 발광 소자(E1) 및 제2 발광 소자(E2)로 출력되도록 할 수 있다. 이를 통하여 제1 화소 회로(PC1) 및 제2 화소 회로(PC2)로부터 각각 제1 발광 소자(E1) 및 제2 발광 소자(E2)로 구동 전류가 출력되지 않게 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제1 화소의 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 제1 화소(P1)의 제1 화소 회로(PC1)는 화소 구동 트랜지스터(PDT), 화소 스위칭 트랜지스터(PST), 및 제1 화소 커패시터(Cap1)를 포함할 수 있다.
도 3의 제1 화소(P1)는 표시부의 n번째 행에 위치하는 것으로 가정할 수 있다. 이 경우, 활성 영역(AA)에 존재하는 화소(P)들 중 n번째 행에 위치하는 화소(P)들에 데이터 전압을 인가하는 타이밍을 결정하는 스캔 신호(SCAN[n])가 제1 화소(P1)에 인가될 수 있다. 제1 화소(P1)는 임의의 열에 위치하는 화소일 수 있다. 예를 들어, 제1 화소(P1)는 m번째 열에 위치하는 화소일 수 있다.
화소 구동 트랜지스터(PDT)는 전원 전압 단자 및 제1 노드(N1) 사이에 연결되고 제1 화소 노드(PN1)의 전압의 레벨에 의해 제어된다. 전원 전압 단자는 전원 공급부(700)로부터 공급되는 전원 전압(ELVDD)을 표시부(200)의 각 화소(P)들에게 공급하기 위한 단자이다. 화소 구동 트랜지스터(PDT)는 제1 화소 회로(PC1)에 입력되는 데이터 전압에 대응하는 구동 전류를 제1 노드(N1)로 출력한다.
화소 스위칭 트랜지스터(PST)는 제1 데이터 전압 단자와 제1 화소 노드(PN1) 사이에 연결되고 스캔선(SLn)에 인가되는 스캔 신호(SCAN[n])에 의해 제어된다. 제1 데이터 전압 단자는 제1 데이터선(DL1)이 제1 화소 회로(PC1)와 연결되는 노드이다. 화소 스위칭 트랜지스터(PST)는 스캔 신호(SCAN[n])를 참조하여, 제1 화소 커패시터(Cap1)에 데이터 전압에 해당하는 전압이 충전되는 타이밍을 결정한다.
제1 화소 커패시터(Cap1)는 전원 전압 단자(ELVDD)와 제1 화소 노드(PN1) 사이에 연결된다. 제1 화소 커패시터(Cap1)는 제1 화소 회로에 입력된 데이터 전압이 유지될 수 있도록, 전원 전압(ELVDD)과 제1 화소 노드(PN1) 간의 전압의 차이를 유지한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제1 더미 화소의 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 제1 더미 화소(DP1)의 제1 더미 화소 회로(DC1)는 더미 구동 트랜지스터(DDT), 더미 스위칭 트랜지스터(DST), 및 제1 더미 커패시터(DCap1)를 포함할 수 있다.
도 4의 제1 더미 화소(DP1)는 표시부(200)의 n번째 행에 위치하는 것으로 가정할 수 있다. 이 경우, 더미 영역(AA)에 존재하는 더미 화소(DP)들 중 n번째 행에 위치하는 더미 화소(DP)들에 데이터 전압을 인가하는 타이밍을 결정하는 스캔 신호(SCAN[n])가 제1 더미 화소(DP1)에 인가될 수 있다.
더미 구동 트랜지스터(DDT)는 전원 전압 단자 및 제3 노드(N3) 사이에 연결되고 제1 더미 노드(DN1)의 전압의 레벨에 의해 제어된다. 더미 구동 트랜지스터(PDT)는 제1 더미 화소 회로(DC1)에 입력되는 데이터 전압에 대응하는 구동 전류를 제3 노드(N3)로 출력한다.
더미 스위칭 트랜지스터(DST)는 더미 데이터 전압 단자와 제1 더미 노드(DN1) 사이에 연결되고 스캔선(SLn)에 인가되는 스캔 신호(SCAN[n])에 의해 제어된다. 더미 데이터 전압 단자는 더미 데이터선(DDL)이 제1 더미 화소 회로(DC1)와 연결되는 노드이다. 더미 스위칭 트랜지스터(DST)는 스캔 신호(SCAN[n])를 참조하여, 제1 더미 커패시터(DCap1)에 데이터 전압에 해당하는 전압이 충전되는 타이밍을 결정한다.
제1 더미 커패시터(DCap1)는 전원 전압 단자(ELVDD)와 제1 더미 노드(DN1) 사이에 연결된다. 제1 더미 커패시터(DCap1)는 제1 더미 화소 회로에 입력된 데이터 전압이 유지될 수 있도록, 전원 전압(ELVDD)과 제1 더미 노드(DN1) 간의 전압의 차이를 유지한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제1 화소의 다른 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제1 화소(P1)의 제1 화소 회로(PC1)는 제1 화소 트랜지스터(T1), 제2 화소 트랜지스터(T2), 제3 화소 트랜지스터(T3), 제4 화소 트랜지스터(T4), 제5 화소 트랜지스터(T5), 제6 화소 트랜지스터(T6), 제7 화소 트랜지스터(T7), 및 제2 화소 커패시터(Cap2)를 포함할 수 있다.
도 5의 제1 화소(P1)는 표시부(200)의 n번째 행에 위치하는 것으로 가정할 수 있다. 이 경우, 활성 영역(AA)에 존재하는 화소(P)들 중 n번째 행에 위치하는 화소(P)들에 데이터 전압을 인가하는 타이밍을 결정하는 스캔 신호(SCAN[n])가 제1 화소(P1)에 인가될 수 있다. 제1 화소(P1)는 임의의 열에 위치하는 화소일 수 있다. 예를 들어, 제1 화소(P1)는 m번째 열에 위치하는 화소일 수 있다.
제1 화소 트랜지스터(T1)는 제2 화소 노드(PN2)와 제3 화소 노드(PN3) 사이에 연결되고 제4 화소 노드(PN4)의 전압의 레벨에 의해 제어된다. 제1 화소 트랜지스터(T1)는 제1 화소 회로(PC1)에 입력되는 데이터 전압에 대응하는 구동 전류를 제1 노드(N1)로 출력하기 위한 트랜지스터로, 도 3의 화소 구동 트랜지스터(도 3의 PDT)와 동일한 역할을 수행한다.
제2 화소 트랜지스터(T2)는 제2 화소 노드(PN2)와 데이터 전압 단자 사이에 연결되고 n번째 행에 위치하는 화소(P)들에 데이터 전압을 인가하는 타이밍을 결정하는 스캔 신호(SCAN[n])에 의해 제어된다.
제3 화소 트랜지스터(T3)는 제3 화소 노드(PN3)와 제4 화소 노드(PN4) 사이에 연결되고 n번째 행에 위치하는 화소(P)들에 데이터 전압을 인가하는 타이밍을 결정하는 스캔 신호(SCAN[n])에 의해 제어된다.
제4 화소 트랜지스터(T4)는 제4 화소 노드(PN4)와 초기화 전압 단자 사이에 연결되고 (n-1)번째 행에 위치하는 화소(P)들에 데이터 전압을 인가하는 타이밍을 결정하는 스캔 신호(SCAN[n-1])에 의해 제어된다. 초기화 전압 단자는 전원 공급부(700)로부터 공급되는 초기화 전압(VINIT)을 표시부(200)의 각 화소(P)들에게 공급하기 위한 단자이다. 초기화 전압(VINIT)은 현재 프레임의 화소 계조값에 해당하는 데이터 전압을 화소 회로에 인가하기 전에 인가하는 전압이다. 초기화 전압(VINIT)은 이전 프레임의 화소 계조값에 해당하는 데이터 전압에 화소 회로가 영향을 받지 않도록 하기 위해서 인가된다. 본 명세서에서, n번째 행에 위치하는 화소(P)들에 데이터 전압을 인가하는 타이밍을 결정하는 스캔 신호(SCAN[n])는 제1 스캔 신호로, (n-1)번째 행에 위치하는 화소(P)들에 데이터 전압을 인가하는 타이밍을 결정하는 스캔 신호(SCAN[n-1])는 제2 스캔 신호로 지칭될 수 있다.
제5 화소 트랜지스터(T5)는 제2 화소 노드(PN5)와 전원 전압 단자 사이에 연결되고 제2 제어 신호(EM[n])에 의해 제어된다. 제2 제어 신호(EM[n])는 활성 영역(AA)의 화소(P)들을 개별적으로 구동하지 않고, 하나의 행에 위치한 화소(P)들, 또는 활성 영역(AA) 전체에 위치한 화소(P)들을 동시에 구동하기 위한 제어 신호이다.
제6 화소 트랜지스터(T6)는 제3 화소 노드(PN3)와 제1 노드(N1) 사이에 연결되고 제2 제어 신호(EM[n])에 의해 제어된다.
제7 화소 트랜지스터(T7)는 제1 노드(N1)와 초기화 전압 단자 사이에 연결되고 (n-1)번째 행에 위치하는 화소(P)들에 데이터 전압을 인가하는 타이밍을 결정하는 스캔 신호(SCAN[n-1])에 의해 제어된다.
제2 화소 커패시터(Cap2)는 전원 전압 단자와 제4 화소 노드(PN4) 사이에 연결된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제1 더미 화소의 다른 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 제1 더미 화소(DP1)의 제1 더미 화소 회로(DC1)는 제1 더미 트랜지스터(DT1), 제2 더미 트랜지스터(DT2), 제3 더미 트랜지스터(DT3), 제4 더미 트랜지스터(DT4), 제5 더미 트랜지스터(DT5), 제6 더미 트랜지스터(DT6), 제7 더미 트랜지스터(DT7), 및 제2 더미 커패시터(DCap2)를 포함할 수 있다.
도 6의 제1 더미 화소(DP1)는 표시부(200)의 n번째 행에 위치하는 것으로 가정할 수 있다. 이 경우, 더미 영역(DA)에 존재하는 더미 화소(DP)들 중 n번째 행에 위치하는 더미 화소(DP)들에 데이터 전압을 인가하는 타이밍을 결정하는 스캔 신호(SCAN[n])가 제1 더미 화소(DP1)에 인가될 수 있다.
도 6에서는 활성 영역(AA)에 존재하는 화소(P)들에 출력되는 스캔 신호 및 더미 영역(DA)에 존재하는 더미 화소(DP)들에 출력되는 스캔 신호가 동일한 신호인 SCAN으로 도시되어 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 활성 영역(AA)에 존재하는 화소(P)들에는 화소 스캔 신호가 인가되고, 더미 영역(DA)에 존재하는 더미 화소(DP)들에는 화소 스캔 신호와 구별되는 별개의 신호인 더미 스캔 신호가 인가될 수 있다. 이 때, 화소 스캔 신호 및 더미 스캔 신호는 모두 게이트 드라이버(400)로부터 출력될 수 있다.
제1 더미 트랜지스터(DT1)는 제2 더미 노드(DN2)와 제3 더미 노드(DN3) 사이에 연결되고 제4 더미 노드(DN4)의 전압의 레벨에 의해 제어된다. 제1 더미 트랜지스터(DT1)는 제1 더미 화소 회로(DC1)에 입력되는 데이터 전압에 대응하는 구동 전류를 제3 노드(N3)로 출력하기 위한 트랜지스터로, 도 4의 더미 구동 트랜지스터(도 4의 DDT)와 동일한 역할을 수행한다.
제2 더미 트랜지스터(DT2)는 제2 더미 노드(DN2)와 데이터 전압 단자 사이에 연결되고 n번째 행에 위치하는 더미 화소(DP)들에 데이터 전압을 인가하는 타이밍을 결정하는 스캔 신호(SCAN[n])에 의해 제어된다.
제3 더미 트랜지스터(DT3)는 제3 더미 노드(DN3)와 제4 더미 노드(DN4) 사이에 연결되고 n번째 행에 위치하는 더미 화소(DP)들에 데이터 전압을 인가하는 타이밍을 결정하는 스캔 신호(SCAN[n])에 의해 제어된다.
제4 더미 트랜지스터(DT4)는 제4 더미 노드(DN4)와 초기화 전압 단자 사이에 연결되고 (n-1)번째 행에 위치하는 더미 화소(DP)들에 데이터 전압을 인가하는 타이밍을 결정하는 스캔 신호(SCAN[n-1])에 의해 제어된다.
제5 더미 트랜지스터(DT5)는 제2 더미 노드(DN5)와 전원 전압 단자 사이에 연결되고 제2 제어 신호(EM[n])에 의해 제어된다.
제6 더미 트랜지스터(DT6)는 제3 더미 노드(DN3)와 제3 노드(N3) 사이에 연결되고 제2 제어 신호(EM[n])에 의해 제어된다.
제7 더미 트랜지스터(DT7)는 제3 노드(N3)와 초기화 전압 단자 사이에 연결되고 (n-1)번째 행에 위치하는 더미 화소(DP)들에 데이터 전압을 인가하는 타이밍을 결정하는 스캔 신호(SCAN[n-1])에 의해 제어된다.
제2 더미 커패시터(DCap2)는 전원 전압 단자와 제4 더미 노드(DN4) 사이에 연결된다.
도 7은 본 발명의 도 5의 화소의 화소 회로에서 화소 구동 트랜지스터를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 화소 구동 트랜지스터(PDT)는 소스(Source), 드레인(drain), 및 게이트(gate)로 이루어져 있다. 화소 구동 트랜지스터(PDT)의 바디에 채널(channel)이 형성될 수 있다. 도 5의 화소의 화소 회로의 제1 화소 트랜지스터(도 5의 T1)가 화소 구동 트랜지스터(PDT)이다.
도 8은 본 발명의 도 6의 더미 화소의 더미 화소 회로에서 더미 구동 트랜지스터를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 더미 구동 트랜지스터(DDT)는 소스(Source), 드레인(drain), 및 게이트(gate)로 이루어져 있다. 더미 구동 트랜지스터(DDT)의 바디에 채널(channel)이 형성될 수 있다. 도 6의 더미 화소의 더미 화소 회로의 제1 더미 트랜지스터(도 6의 DT1)가 더미 구동 트랜지스터(DDT)이다.
도 7과 도 8을 비교하면, 더미 구동 트랜지스터(DDT)의 채널(도 8의 channel) 길이가 화소 구동 트랜지스터(PDT)의 채널(도 7의 channel) 길이보다 짧을 수 있다. 트랜지스터의 채널 길이가 짧은 경우, 해당 트랜지스터의 소스와 드레인 간의 전압 차이가 감소되고, 해당 트랜지스터에 형성된 채널에서 소비되는 소비 전력이 감소하게 된다.
제1 화소 회로(PC1) 및 제2 화소 회로(PC2)는 도 7과 같은 구조로 설계되고, 제1 더미 화소 회로(DC1)는 도 8과 같은 구조로 설계할 수 있다. 이 경우, 제1 발광 소자(E1) 및 제2 발광 소자(E2)를 각각 제1 화소 회로(PC1) 및 제2 화소 회로(PC2)를 통하여 구동하는 경우에 비하여, 제1 발광 소자(E1) 및 제2 발광 소자(E2)를 모두 제1 더미 화소 회로(DC1)를 통하여 구동하는 경우의 소비 전력이 저감되는 효과가 발생된다.
도 7과 도 8을 비교하면, 더미 구동 트랜지스터(DDT)의 채널(도 8의 channel) 폭이 화소 구동 트랜지스터(PDT)의 채널(도 7의 channel) 폭보다 넓을 수 있다. 트랜지스터의 채널 폭이 넓은 경우, 해당 트랜지스터의 채널을 통하여 흐를 수 있는 전류의 양이 많아지게 되고, 다수의 발광 소자를 동시에 구동할 수 있게 된다.
제1 화소 회로(PC1) 및 제2 화소 회로(PC2)는 도 7과 같은 구조로 설계되고, 제1 더미 화소 회로(DC1)는 도 8과 같은 구조로 설계할 수 있다. 이 경우, 제1 화소 회로(PC1) 및 제2 화소 회로(PC2)는 각각 하나의 발광 소자 만을 구동할 수 있는 전류를 공급하는 반면, 제1 더미 화소 회로(DC1)는 복수 개의 발광 소자를 동시에 구동할 수 있는 전류를 공급할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 예시적인 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 제1 화소(P1)는 제1 화소 회로(PC1) 및 제1 화소 회로(PC1)와 제1 노드(N1)를 통해 연결되는 제1 발광 소자(E1)를 포함한다. 제2 화소(P2)는 제2 화소 회로(PC2) 및 제2 화소 회로(PC2)와 제2 노드(N2)를 통해 연결되는 제2 발광 소자(E2)를 포함한다. 제2 화소(P2)는 표시부(200)(200)에서 제1 화소(P1)와 동일 행에 위치한다. 제1 더미 화소(DP1)는 제1 더미 화소 회로(DC1) 및 제3 노드(N3)를 포함한다. 제1 더미 화소(DP1)는 제1 화소(P1)와 동일 행에 위치할 수 있다. 제3 화소(P3)는 제3 화소 회로(PC3) 및 제3 화소 회로(PC3)와 제4 노드(N4)를 통해 연결되는 제3 발광 소자(E3)를 포함한다. 제2 더미 화소(DP2)는 제2 더미 화소 회로(DC2) 및 제5 노드(N5)를 포함한다.
도 9의 실시예는 도 2a의 실시예에 비해 일부 구성이 추가된 점에서 차이가 있으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
제1 화소(P1) 및 제2 화소(P2)는 제1 활성 영역(AA1)에 배치될 수 있다. 제1 더미 화소(DP1)는 제1 더미 영역(DA1)에 배치될 수 있다. 제3 화소(P3)는 제2 활성 영역(AA2)에 배치될 수 있다. 제2 더미 화소(DP2)는 제2 더미 영역(DA2)에 배치될 수 있다. 제1 활성 영역(AA1)은 표시부(200a)의 좌측 영역일 수 있다. 제2 활성 영역(AA2)은 표시부(200a)의 우측 영역일 수 있다.
좌측 게이트 드라이버(400a)는 제1 활성 영역(AA1) 및 제1 더미 영역(DA1)에 제1 스캔선(SLa)을 통하여 스캔 신호를 출력할 수 있다. 우측 게이트 드라이버(400b)는 제2 활성 영역(AA2) 및 제2 더미 영역(DA2)에 제2 스캔선(SLb)을 통하여 스캔 신호를 출력할 수 있다. 제1 제어 신호가 제1 레벨을 갖는 경우, 좌측 스위치 제어부(600a)는 제1 스위치 제어선(SCLa)을 통하여 제1 활성 영역(AA1)에 존재하는 발광 소자들을 제1 더미 영역(DA1)에 존재하는 더미 화소 회로와 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 제어 신호가 제1 레벨을 갖는 경우, 우측 스위치 제어부(600b)는 제2 스위치 제어선(SCLb)을 통하여 제2 활성 영역(AA2)에 존재하는 발광 소자들을 제2 더미 영역(DA2)에 존재하는 더미 화소 회로와 전기적으로 연결할 수 있다.
예를 들어, 제1 제어 신호가 제1 레벨을 갖는 경우, 좌측 스위치 제어부(600a)는 제1 스위칭 트랜지스터(ST1) 및 제2 스위칭 트랜지스터(ST2)를 턴-온하는 전압을 출력하여, 제1 노드(N1), 제2 노드(N2), 및 제3 노드(N3)를 전기적으로 연결할 수 있다. 마찬가지로, 제1 제어 신호가 제1 레벨을 갖는 경우, 우측 스위치 제어부(600b)는 제4 스위칭 트랜지스터(ST4)를 턴-온하는 전압을 출력하여, 제4 노드(N4) 및 제5 노드(N5)를 전기적으로 연결할 수 있다.
제1 활성 영역(AA1)과 제2 활성 영역(AA2)의 발광 소자들을 서로 다른 더미 화소 회로를 통하여 구동하는 경우, 하나의 더미 화소 회로가 구동 전류를 인가해야 하는 발광 소자의 개수가 줄어들 수 있다. 하나의 더미 화소 회로가 구동 전류를 인가해야 하는 발광 소자의 개수가 적을수록, 더미 화소 회로가 공급해야 하는 전류의 크기가 감소할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 구동 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 10을 참조하면, 제1 화소 회로 및 상기 제1 화소 회로와 제1 노드를 통해 연결되는 제1 발광 소자를 포함하는 제1 화소, 상기 제1 화소와 동일 행에 배치되고, 제2 화소 회로 및 상기 제2 화소 회로와 제2 노드를 통해 연결되는 제2 발광 소자를 포함하는 제2 화소, 및 제3 노드를 포함하는 제1 더미 화소 회로를 포함하는 제1 더미 화소를 포함하는 표시 장치의 제어 방법은, 영상 데이터를 수신(S100)하고, 화소 계조값을 비교(S200)하고, 제1 제어 신호를 출력(S300)하고, 제1, 제2, 및 제3 노드를 전기적으로 연결(S400)한다.
먼저 영상 데이터를 수신(S100)한다. 영상 데이터는 표시 장치의 외부에서 표시 장치로 입력되는 데이터이다. 영상 데이터는 유선 또는 무선으로 전송되는 신호의 형태로 표시 장치에 입력될 수 있다. 영상 데이터는 표시 장치를 통하여 인간의 눈에 인지될 수 있는 가시광선 영역의 영상을 생성하기 위한 정보를 포함할 수 있다.
다음으로, 화소 계조값을 비교(S200)한다. 구체적으로, 수신한 영상 데이터 중에서 제1 화소 계조값과 제2 화소 계조값을 비교한다.
다음으로, 제1 제어 신호를 출력(S300)한다. 구체적으로, 제1 화소 계조값과 제2 화소 계조값이 동일한 경우에 제어부는 제1 레벨의 제1 제어 신호를 출력할 수 있다. S300 단계는, 제1 화소 계조값을 미리 결정된 임계값과 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 화소 계조값과 제2 화소 계조값이 동일하고, 제1 화소 계조값이 미리 결정된 임계값보다 큰 경우에만 제어부는 제1 레벨의 제1 제어 신호를 출력할 수 있다.
다음으로, 제1, 제2, 및 제3 노드를 전기적으로 연결(S400)한다. 구체적으로, 표시 장치에 제1 노드, 제2 노드, 및 제3 노드를 전기적으로 연결할 수 있는 스위치부가 포함될 수 있다. 제어부로부터 제1 레벨의 제1 제어 신호가 출력되는 경우, 스위치부는 제1 노드, 제2 노드, 및 제3 노드를 전기적으로 연결할 수 있다.
제1 더미 화소 회로에 제1 화소 계조 값에 대응하는 데이터 전압을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제1 더미 화소 회로에 의 해 구동 전류를 공급받는 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자를 이용하여 제1 화소 계조 값에 대응하는 휘도의 광을 방출시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다.
본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명을 한정된 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 표시 장치
100: 제어부
200: 표시부
300: 소스 드라이버
400: 게이트 드라이버
500: 스위치부
600: 스위치 제어부
700: 전원 공급부

Claims (20)

  1. 제1 화소 회로 및 상기 제1 화소 회로와 제1 노드를 통해 연결되는 제1 발광 소자를 포함하는 제1 화소;
    상기 제1 화소와 동일 행에 배치되고, 제2 화소 회로 및 상기 제2 화소 회로와 제2 노드를 통해 연결되는 제2 발광 소자를 포함하는 제2 화소;
    제3 노드를 포함하는 제1 더미 화소 회로를 포함하는 제1 더미 화소;
    상기 제1 화소에 대응하는 제1 화소 계조값 및 상기 제2 화소에 대응하는 제2 화소 계조값을 기초로 제1 레벨 및 제2 레벨 중 어느 하나의 레벨을 가지는 제1 제어 신호를 출력하는 제어부; 및
    상기 제1 제어 신호가 상기 제1 레벨을 가지는 경우, 상기 제1 레벨의 상기 제1 제어 신호에 응답하여 상기 제1 노드, 상기 제2 노드, 및 제3 노드를 전기적으로 연결하는 스위치부;를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 화소 계조값 및 상기 제2 화소 계조값이 동일한 경우에, 상기 제어부는 상기 제1 레벨을 갖는 상기 제1 제어 신호를 출력하고, 상기 제1 더미 화소 회로는 상기 제1 화소 계조값에 대응하는 구동 전류를 상기 제1 및 상기 제2 발광 소자에 출력하는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 화소 계조값을 미리 결정된 임계값과 비교하고, 상기 제1 화소 계조값이 상기 임계값보다 큰 경우에 상기 제1 레벨을 갖는 상기 제1 제어 신호를 출력하는 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 스위치부는 상기 제1 노드, 상기 제2 노드, 및 상기 제3 노드를 서로 연결하는 복수의 스위치들을 포함하고,
    상기 제1 제어 신호에 응답하여 상기 복수의 스위치들의 상태를 제어하는 스위치 제어부;를 더 포함하는 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 화소 회로 및 상기 제2 화소 회로에 제1 스캔 신호를 출력하는 게이트 드라이버; 및
    상기 스캔 신호에 동기화되어, 상기 제1 화소에 상기 제1 화소 계조값에 대응하는 데이터 전압을 상기 제1 화소 회로에 출력하고 상기 제2 화소에 상기 화소 계조값에 대응하는 데이터 전압을 상기 제2 화소 회로에 출력하는 소스 드라이버;를 더 포함하는 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 게이트 드라이버는 상기 제1 스캔 신호를 상기 제1 더미 화소 회로에 출력하고,
    상기 소스 드라이버는 상기 제1 레벨의 상기 제1 제어 신호에 응답하여 상기 제1 화소 회로 및 상기 제2 화소 회로에 블랙 데이터 전압을 출력하고,
    상기 블랙 데이터 전압의 레벨은 화소 계조값이 블랙에 대응하는 경우에 상기 소스 드라이버에 의해 출력되는 데이터 전압의 레벨과 동일한 표시 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 소스 드라이버는 상기 제1 레벨의 상기 제1 제어 신호에 응답하여 상기 제1 발광 소자 및 상기 제2 발광 소자가 상기 제1 화소 계조값에 대응하는 휘도로 발광하도록 상기 제1 화소 계조값을 기초로 결정되는 데이터 전압을 상기 제1 더미 화소 회로에 출력하는 표시 장치.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 게이트 드라이버로부터 출력되는 상기 제1 스캔 신호를 상기 제1 및 제2 화소 회로에 전달하는 스캔선; 및
    상기 게이트 드라이버와 상기 스캔선 사이에 연결되고, 상기 제1 레벨의 상기 제1 제어 신호에 응답하여 개방되는 스위치;를 더 포함하는 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 제1 화소 회로는,
    전원 전압 단자와 상기 제1 노드 사이에 연결되고 제1 화소 노드의 전압의 레벨에 의해 제어되는 화소 구동 트랜지스터;
    제1 데이터 전압 단자와 상기 제1 화소 노드 사이에 연결되고 스캔 신호에 의해 제어되는 화소 스위칭 트랜지스터; 및
    상기 전원 전압 단자와 상기 제1 화소 노드 사이에 연결되는 제1 화소 커패시터;를 포함하는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 제1 더미 화소 회로는,
    상기 전원 전압 단자와 상기 제3 노드 사이에 연결되고 제1 더미 노드의 전압의 레벨에 의해 제어되는 더미 구동 트랜지스터;
    더미 데이터 전압 단자와 상기 제1 더미 노드 사이에 연결되고 상기 스캔 신호에 의해 제어되는 더미 스위칭 트랜지스터; 및
    상기 전원 전압 단자와 상기 제1 더미 노드 사이에 연결되는 제1 더미 커패시터;를 포함하는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 더미 구동 트랜지스터의 채널 길이가 상기 화소 구동 트랜지스터의 채널 길이보다 짧은 표시 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 더미 구동 트랜지스터의 채널 폭이 상기 화소 구동 트랜지스터의 채널 폭보다 넓은 표시 장치.
  13. 제1 항에 있어서, 상기 제1 화소 회로는,
    제2 화소 노드와 제3 화소 노드 사이에 연결되고 제4 화소 노드의 전압의 레벨에 의해 제어되는 제1 화소 트랜지스터;
    상기 제2 화소 노드와 데이터 전압 단자 사이에 연결되고 제1 스캔 신호에 의해 제어되는 제2 화소 트랜지스터;
    상기 제3 화소 노드와 제4 화소 노드 사이에 연결되고 상기 제1 스캔 신호에 의해 제어되는 제3 화소 트랜지스터;
    상기 제4 화소 노드와 초기화 전압 단자 사이에 연결되고 제2 스캔 신호에 의해 제어되는 제4 화소 트랜지스터;
    상기 제2 화소 노드와 전원 전압 단자 사이에 연결되고 제2 제어 신호에 의해 제어되는 제5 화소 트랜지스터;
    상기 제3 화소 노드와 상기 제1 노드 사이에 연결되고 상기 제2 제어 신호에 의해 제어되는 제6 화소 트랜지스터;
    상기 제1 노드와 상기 초기화 전압 단자 사이에 연결되고 상기 제2 스캔 신호에 의해 제어되는 제7 화소 트랜지스터; 및
    상기 전원 전압 단자와 상기 제4 화소 노드 사이에 연결되는 제2 화소 커패시터;를 포함하는 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 제1 더미 화소 회로는,
    제2 더미 노드와 제3 더미 노드 사이에 연결되고 제4 더미 노드의 전압의 레벨에 의해 제어되는 제1 더미 트랜지스터;
    상기 제2 더미 노드와 상기 데이터 전압 단자 사이에 연결되고 상기 스캔 신호에 의해 제어되는 제2 더미 트랜지스터;
    상기 제3 더미 노드와 제4 더미 노드 사이에 연결되고 상기 스캔 신호에 의해 제어되는 제3 더미 트랜지스터;
    상기 제4 더미 노드와 상기 초기화 전압 단자 사이에 연결되고 제2 스캔 신호에 의해 제어되는 제4 더미 트랜지스터;
    상기 제2 더미 노드와 상기 전원 전압 단자 사이에 연결되고 제2 제어 신호에 의해 제어되는 제5 더미 트랜지스터;
    상기 제3 더미 노드와 상기 제3 노드 사이에 연결되고 상기 제2 제어 신호에 의해 제어되는 제6 더미 트랜지스터;
    상기 제3 노드와 상기 초기화 전압 단자 사이에 연결되고 상기 제2 스캔 신호에 의해 제어되는 제7 더미 트랜지스터; 및
    상기 전원 전압 단자와 상기 제4 더미 노드 사이에 연결되는 제2 더미 커패시터;를 포함하는 표시 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    제2 더미 화소 회로를 포함하는 제2 더미 화소; 및
    상기 제1 화소 및 상기 제2 화소를 포함하는 복수의 화소들이 배치되는 표시부;를 더 포함하고,
    상기 제1 더미 화소 회로는 상기 제1 레벨을 갖는 상기 제1 제어 신호에 응답하여 상기 표시부의 좌측 영역에 배치된 화소들 중 상기 제1 화소와 동일 행에 배치된 화소들에 상기 제1 화소 계조값에 대응하는 구동 전류를 공급하고,
    상기 제2 더미 화소 회로는 상기 제1 레벨을 갖는 상기 제1 제어 신호에 응답하여 상기 표시부의 우측 영역에 배치된 화소들 중 상기 제1 화소와 동일 행에 배치된 화소들에 상기 제1 화소 계조값에 대응하는 구동 전류를 공급하는 표시 장치.
  16. 표시부에 배치되고, 각각 화소 회로 및 상기 화소 회로에 연결되는 발광 소자를 포함하는 복수의 화소들; 및
    더미 영역에 배치되고, 각각 동일 행에 배치된 상기 화소들의 상기 발광 소자들에 연결되는 더미 회로를 포함하는 복수의 더미 화소들;을 포함하고,
    상기 표시부의 제1 행에 배치된 화소들이 모두 제1 화소 계조값을 가지는 경우, 상기 제1 행에 배치된 더미 회로는 상기 제1 화소 계조값에 대응하는 구동 전류를 상기 제1 행에 배치된 발광 소자들에 공급하는 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 화소 계조값이 미리 결정된 임계값보다 큰 경우, 상기 제1 행에 배치된 더미 회로는 상기 제1 화소 계조값에 대응하는 구동 전류를 상기 제1 행에 배치된 발광 소자들에 공급하는 표시 장치.
  18. 제1 화소 회로 및 상기 제1 화소 회로와 제1 노드를 통해 연결되는 제1 발광 소자를 포함하는 제1 화소, 상기 제1 화소와 동일 행에 배치되고, 제2 화소 회로 및 상기 제2 화소 회로와 제2 노드를 통해 연결되는 제2 발광 소자를 포함하는 제2 화소, 및 제3 노드를 포함하는 제1 더미 화소 회로를 포함하는 제1 더미 화소를 포함하는 표시 장치의 제어 방법에 있어서,
    영상 데이터를 수신하는 단계;
    상기 영상 데이터의 상기 제1 화소에 대응하는 제1 화소 계조값 및 상기 제2 화소에 대응하는 제2 화소 계조값을 비교하는 단계;
    상기 제1 화소 계조값과 상기 제2 화소 계조값이 동일한 경우, 제1 레벨의 제1 제어 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 제1 레벨의 상기 제1 제어 신호에 응답하여 상기 제1 노드, 상기 제2 노드, 및 제3 노드를 전기적으로 연결하는 단계;를 포함하는 표시 장치 제어 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 레벨의 제1 제어 신호를 출력하는 단계는,
    상기 제1 화소 계조값을 미리 결정된 임계값과 비교하는 단계; 및
    상기 제1 화소 계조값과 상기 제2 화소 계조값이 동일하고, 상기 제1 화소 계조값이 상기 임계값보다 큰 경우, 상기 제1 레벨의 제1 제어 신호를 출력하는 단계;를 포함하는 표시 장치 제어 방법.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 더미 화소 회로에 상기 제1 화소 계조 값에 대응하는 데이터 전압을 인가하는 단계; 및
    상기 제1 더미 화소 회로에 의해 구동 전류를 공급받는 상기 제1 발광 소자 및 상기 제2 발광 소자를 이용하여 상기 제1 화소 계조 값에 대응하는 휘도의 광을 방출시키는 단계;를 더 포함하는 표시 장치 제어 방법.
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