KR102223903B1

KR102223903B1 - 표시장치

Info

Publication number: KR102223903B1
Application number: KR1020140129537A
Authority: KR
Inventors: 조혁력; 최승찬
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2021-03-08
Also published as: KR20160037373A

Abstract

본 발명은 표시패널, 스캔 구동부 및 보상회로부를 포함한다. 표시패널은 영상을 표시한다. 스캔 구동부는 표시패널에 스캔신호를 공급한다. 보상회로부는 표시패널에 형성된 박막 트랜지스터의 열화 상태를 모니터링하고, 박막 트랜지스터의 열화 상태에 대응하여 스캔 구동부로부터 출력되는 게이트로우전압을 보상한다.

Description

표시장치{Display Device}

본 발명은 표시장치에 관한 것이다.

정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Display: OLED), 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD) 및 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 표시장치의 사용이 증가하고 있다.

앞서 설명한 표시장치 중 일부 예컨대, 액정표시장치나 유기전계발광표시장치에는 매트릭스 형태로 배치된 복수의 서브 픽셀을 포함하는 표시패널과 표시패널을 구동하는 구동부가 포함된다. 구동부에는 표시패널에 스캔신호(또는 게이트신호)를 공급하는 스캔 구동부 및 표시패널에 데이터신호를 공급하는 데이터 구동부 등이 포함된다.

위와 같은 표시장치는 매트릭스 형태로 배치된 서브 픽셀들에 스캔신호 및 데이터신호 등이 공급되면, 선택된 서브 픽셀이 발광을 하게 됨으로써 영상을 표시할 수 있게 된다.

표시패널에 배치된 서브 픽셀들에는 박막 트랜지스터, 커패시터 등과 같은 구동회로가 각각 포함된다. 서브 픽셀의 박막 트랜지스터는 장시간 구동시 열화로 인하여 문턱전압이 이동하는 등 다양한 문제가 제기되고 있다.

종래에 제안된 표시장치는 이러한 문제가 장시간(또는 장기간) 심화할 경우, 박막 트랜지스터가 완전히 턴오프되지 않아 수직 크로스토크 및 휘점 등과 같은 화질 이상을 유발하는바 이의 개선이 요구된다.

상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 장시간 구동시 박막 트랜지스터가 완전히 턴오프되지 않아 표시패널에 수직 크로스토크 및 휘점 등과 같은 화질 이상을 유발하는 문제를 개선할 수 있는 표시장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제 해결 수단으로 본 발명은 표시패널, 스캔 구동부 및 보상회로부를 포함한다. 표시패널은 영상을 표시한다. 스캔 구동부는 표시패널에 스캔신호를 공급한다. 보상회로부는 표시패널에 형성된 박막 트랜지스터의 열화 상태를 모니터링하고, 박막 트랜지스터의 열화 상태에 대응하여 스캔 구동부로부터 출력되는 게이트로우전압을 보상한다.

보상회로부는 표시패널에 형성된 박막 트랜지스터의 턴오프 상태를 안정화할 수 있다.

보상회로부는 표시패널의 내부 또는 외부에 형성된 박막 트랜지스터의 열화 상태에 대응하여 게이트로우전압의 전압 레벨을 가변할 수 있다.

보상회로부는 박막 트랜지스터의 열화 상태를 모니터링하는 모니터부와, 모니터부로부터 출력된 결과값을 기반으로 게이트로우전압의 전압 레벨을 가변하는 게이트로우전압 조정신호를 생성하는 게이트로우전압 보정부를 포함할 수 있다.

게이트로우전압 보정부는 모니터부로부터 출력된 결과값이 내부에 마련된 기준값과 다르면 게이트로우전압 조정신호를 생성할 수 있다.

게이트로우전압 보정부는 결과값과 기준값 간의 차이에 따라 보정양(또는 가변양)을 달리하도록 게이트로우전압 조정신호를 생성할 수 있다.

모니터부는 표시패널을 실질적으로 구동하고 있는 서브 픽셀의 박막 트랜지스터를 통해 모니터링하거나, 표시패널을 비구동하고 있는 모니터링용 서브 픽셀의 박막 트랜지스터를 통해 모니터링할 수 있다.

본 발명은 장시간 구동시 서브 픽셀에 포함된 박막 트랜지스터가 완전히 턴오프되지 않아 표시패널에 수직 크로스토크 및 휘점 등과 같은 화질 이상을 유발하는 문제를 개선할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 서브 픽셀에 포함된 박막 트랜지스터의 열화로 인하여 소자의 수명이나 신뢰성이 저하되는 문제를 개선 및 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 표시장치의 개략적인 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀의 구성 예시도.
도 3은 시프트 레지스터부의 출력단을 나타낸 예시도.
도 4는 장시간 구동시 서브 픽셀의 문제점을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 보상회로부를 간략히 설명하기 위한 블록도.
도 6은 도 5의 보상회로부를 구체화한 회로 구성도.
도 7은 게이트로우전압의 전압 가변의 예시도.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 보상회로부를 구체화한 회로 구성도.
도 9 및 도 10은 모니터링 대상의 위치와 구동 조건을 설명하기 위한 도면들.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

<제1실시예>

도 1은 표시장치의 개략적인 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀의 구성 예시도이며, 도 3은 시프트 레지스터부의 출력단을 나타낸 예시도이고, 도 4는 장시간 구동시 서브 픽셀의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 표시장치에는 표시패널(100), 타이밍 제어부(110), 데이터 구동부(120) 및 스캔 구동부(130, 140)가 포함된다.

표시패널(100)은 데이터 구동부(120) 및 스캔 구동부(130, 140)를 포함하는 구동부로부터 공급된 구동신호에 대응하여 영상을 표시한다. 표시패널(100)에는 상호 교차하는 데이터 라인들(DL) 및 스캔 라인들(GL)에 구분되어 연결된 서브 픽셀들이 포함된다. 표시패널(100)은 서브 픽셀들이 형성되는 표시영역(100A)과 표시영역(100A)의 외측으로 각종 신호라인들이나 패드 등이 형성되는 비표시영역(100B)을 포함한다. 표시패널(100)은 액정표시장치(LCD), 유기발광표시장치(OLED), 전기영동표시장치(EPD) 등으로 구현될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 서브 픽셀(SP)에는 스캔 라인(GL1)과 데이터 라인(DL1)에 연결된 스위칭 트랜지스터(SW)와 스위칭 트랜지스터(SW)를 통해 공급된 스캔신호에 대응하여 공급된 데이터신호(DATA)에 대응하여 동작하는 픽셀회로(PC)가 포함된다. 스위칭 트랜지스터(SW)는 박막 트랜지스터 형태로 형성된다. 서브 픽셀(SP)은 픽셀회로(PC)의 구성에 따라 액정소자를 포함하는 액정표시패널이나 유기발광소자를 포함하는 유기발광표시패널 등으로 구현된다.

표시패널(100)이 액정표시패널로 구성된 경우, 이는 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 또는 ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드로 구현된다. 표시패널(100)이 유기발광표시패널로 구성된 경우, 이는 전면발광(Top-Emission) 방식, 배면발광(Bottom-Emission) 방식 또는 양면발광(Dual-Emission) 방식으로 구현된다.

타이밍 제어부(110)는 영상보드에 연결된 LVDS 또는 TMDS 인터페이스 수신회로 등을 통해 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에이블 신호 및 클럭신호 등의 타이밍신호를 입력받는다. 타이밍 제어부(110)는 입력된 타이밍신호를 기준으로 데이터 구동부(120)와 스캔 구동부(130, 140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다.

데이터 구동부(120)는 다수의 소스 드라이브 IC(Integrated Circuit)들을 포함한다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 제어부(110)로부터 데이터신호(DATA)와 소스 타이밍 제어신호(DDC)를 공급받는다. 소스 드라이브 IC들은 소스 타이밍 제어신호(DDC)에 응답하여 데이터신호(DATA)를 디지털신호에서 아날로그신호로 변환하고, 이를 표시패널(100)의 데이터 라인들(DL)을 통해 공급한다. 소스 드라이브 IC들은 COG(Chip On Glass) 공정이나 TAB(Tape Automated Bonding) 공정에 의해 표시패널(100)의 데이터 라인들(DL)에 접속된다.

스캔 구동부(130, 140)는 레벨 시프터부(130) 및 시프트 레지스터부(140)를 포함한다. 스캔 구동부(130, 140)는 레벨 시프터부(130)와 시프트 레지스터부(140)가 구분되어 형성된 게이트인패널(Gate In Panel; 이하 GIP) 방식으로 형성된다.

레벨 시프터부(130)는 IC 형태로 표시패널(100)에 접속되는 외부 기판에 형성된다. 레벨 시프터부(130)는 타이밍 제어부(110)로부터 공급되는 신호를 기반으로 클록신호(CLK), 스타트 신호(VST) 그리고 전원 등을 생성한다.

레벨 시프터부(130)는 생성된 클록신호(CLK), 스타트 신호(VST) 그리고 전원 등의 레벨을 시프팅한 후 시프트 레지스터부(140)에 공급한다. 레벨 시프터부(130)는 전원을 생성 및 출력하는 전원공급부 내에 포함되기도 하는바 이를 전원공급부로 통칭하기도 한다.

시프트 레지스터부(140)는 GIP 방식에 의해 표시패널(100)의 비표시영역(100B)에 박막 트랜지스터 형태로 형성된다. 시프트 레지스터부(140)는 레벨 시프터부(130)로부터 공급된 클록신호(CLK), 스타트 신호(VST) 그리고 전원 등에 대응하여 스캔신호를 시프트하고 출력하는 스테이지들로 구성된다. 시프트 레지스터부(140)에 포함된 스테이지들은 출력단들을 통해 스캔신호들을 순차적으로 출력한다.

레벨 시프터부(130)와 시프트 레지스터부(140)가 구분되어 형성된 내장형 스캔 구동부는 시프트 레지스터부(140)를 산화물이나 아몰포스 실리콘 박막 트랜지스터 등으로 구현된다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 시프트 레지스터부(140)의 출력단에는 풀업 트랜지스터(T6)와 풀다운 트랜지스터(T7)가 포함된다.

풀업 트랜지스터(T6)는 Q노드(Q)에 게이트전극이 연결되고 클록신호를 전달하는 클록신호라인(CLK)에 제1전극이 연결되고 스캔라인(GLn)에 제2전극이 연결된다. 풀업 트랜지스터(T6)는 Q노드(Q)의 전위에 대응하여 턴온되고 레벨 시프터부로부터 공급된 클록신호를 게이트하이전압(VGH)의 스캔신호로 출력한다.

풀다운 트랜지스터(T7)는 QB노드(QB)에 게이트전극이 연결되고 저전위전압을 전달하는 저전위전압라인(VGL)에 제1전극이 연결되고 스캔라인(GLn)에 제2전극이 연결된다. 풀다운 트랜지스터(T7)는 QB노드(QB)의 전위에 대응하여 턴온되고 레벨 시프터부로부터 공급된 저전위전압을 게이트로우전압(VGL)의 스캔신호로 출력한다.

시프트 레지스터부(140)는 1 프레임 기간 동안 게이트하이전압(VGH)의 스캔신호를 출력한 이후 게이트로우전압(VGL)의 스캔신호를 출력한다. 시프트 레지스터부(140)는 1 프레임 기간 동안 게이트하이전압(VGH)의 스캔신호를 출력하는 시간보다 게이트로우전압(VGL)의 스캔신호를 출력하는 시간이 길다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 서브 픽셀(SP)에 포함된 스위칭 트랜지스터(SW) 등은 시프트 레지스터부(140)로부터 출력된 게이트로우전압(VGL)의 스캔신호에 대응하여 턴오프 되어야 한다.

한편, 표시패널이 장시간 구동을 하게 되면 서브 픽셀(SP)에 포함된 스위칭 트랜지스터(SW) 등은 게이트로우전압(VGL)의 스캔신호에 의한 열화로 인하여 문턱전압(Vth)(예컨대, 네거티브 방향 등으로)이 이동을 하게 되는 문제가 있다.

이러한 문제가 장시간(또는 장기간) 심화할 경우, 박막 트랜지스터가 완전히 턴오프되지 않아 수직 크로스토크 및 휘점 등과 같은 화질 이상을 유발하게 된다. 이 때문에, 본 발명에서는 서브 픽셀(SP)의 스위칭 트랜지스터(SW) 등을 모니터링하고, 스위칭 트랜지스터(SW) 등의 열화 상태에 대응하여 스캔 구동부로부터 출력되는 게이트로우전압(VGL)을 보상한다.

한편, 위의 설명에서는 스캔 구동부(130, 140)의 시프트 레지스터부(140)가 GIP 방식으로 형성됨에 따라 레벨 시프터부(130) 및 시프트 레지스터부(140)로 구분된 것을 일례로 설명하였다. 그러나, 이는 하나의 예시일 뿐, 스캔 구동부는 IC 형태로 형성되어 표시패널에 접속되는 외부 기판에 실장 될 수도 있다.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 보상방식에 대한 설명을 구체화한다. 다만, 설명의 편의를 위해 표시패널의 예로 액정표시패널을 일례로 한다. 도 5에서 VCOM은 액정표시패널의 공통전압이 공급되는 공통전압라인(VCOM)을 의미한다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 보상회로부를 간략히 설명하기 위한 블록도이고, 도 6은 도 5의 보상회로부를 구체화한 회로 구성도이며, 도 7은 게이트로우전압의 전압 가변의 예시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 보상회로에는 모니터부(150)와 게이트로우전압 보정부(160)가 포함된다. 보상회로는 스위칭 트랜지스터(SW) 등의 소오스 및 드레인 전극 간의 누설 전류량을 검출하고, 검출된 누설량으로 스위칭 트랜지스터(SW) 등의 열화 정도를 판단한다. 그리고 열화 정도에 따라 스위칭 트랜지스터(SW) 등을 턴오프하는 게이트로우전압을 보상한다. 보상회로부는 스위칭 트랜지스터(SW) 등의 턴오프 상태를 안정화(정상적인 턴오프 유지)한다.

표시패널(Panel)에는 모니터링을 하기 위한 대상으로 모니터링 픽셀(MP)이 형성된다. 모니터링 픽셀(MP)은 하나 또는 그 이상으로 구성된다. 모니터링 픽셀(MP)에는 스위칭 트랜지스터(SW)가 포함된다. 도면에서는 하나의 스위칭 트랜지스터(SW)가 하나의 서브 픽셀을 의미하는 것으로 표현하였다.

스위칭 트랜지스터(SW)는 스캔 라인(GL1)에 게이트전극이 연결되고, 모니터라인(ML)에 제1전극이 연결되고 공통전압라인(VCOM)에 제2전극이 연결된다. 스위칭 트랜지스터(SW)의 제1전극과 제2전극은 박막 트랜지스터의 타입(N타입 또는 P타입)에 따라 소오스전극과 드레인전극 또는 드레인전극과 소오스전극으로 정의될 수 있으므로 위와 같이 기재함을 참조한다.

표시패널(Panel)에 전기적으로 접속된 인쇄회로기판(PCB)(또는 연성회로기판)에는 모니터링 픽셀(MP)에 연결된 모니터라인(ML)과 더불어 모니터부(150)와 게이트로우전압 보정부(160)가 형성된다.

모니터부(150)는 모니터라인(ML)을 통해 표시패널(Panel)에 형성된 스위칭 트랜지스터(SW)의 제1전극에 연결된다. 구체적으로, 모니터부(150)는 모니터라인(ML)을 통해 스위칭 트랜지스터(SW)의 제1전극을 모니터링한다.

모니터부(150)는 모니터라인(ML)을 통해 스위칭 트랜지스터(SW)의 열화 상태를 검출한다. 모니터부(150)는 모니터라인(ML)을 통해 검출된 검출전압과 참조전압라인(Ref)을 통해 전달되는 참조전압을 비교한 후 결과값(RLT)를 생성 및 출력한다.

게이트로우전압 보정부(160)는 모니터부(150)로부터 공급된 결과값(RLT)을 기반으로 게이트로우전압을 보정할 수 있는 게이트로우전압 조정신호(VGL 전압조정)를 생성 및 출력한다.

한편, 위의 설명에서는 스위칭 트랜지스터(SW)의 제1전극에 연결된 배선을 모니터라인(ML)으로 명명하였다. 그러나, 모니터라인(ML)과 데이터라인은 표시패널(Panel) 상에서 동일한 배선을 공유하도록 구성되고, 인쇄회로기판(PCB)으로 넘어가면서 분리될 수 있는바, 이 명칭은 표시패널(Panel) 상에서 혼용될 수도 있다. 그러나, 모니터라인(ML)과 데이터라인은 표시패널(Panel) 상에서 별도의 배선으로 분리되어 구성될 수도 있다. 이 경우, 모니터라인(ML)은 스위칭 트랜지스터(SW)의 제1전극에 연결되되, 데이터라인과 구분된다.

이하, 도 6을 참조하여 보상회로부를 구체화하면 다음과 같다.

도 6에 도시된 바와 같이, 보상회로부에는 모니터부(150), 제어스위치(CS) 및 게이트로우전압 보정부(160)가 포함된다.

모니터부(150)에는 비교기(151)와 보상회로(152)가 포함된다. 비교기(151)는 두 단자에 공급되는 전압을 비교하여 입력된 전압이 비교 전압보다 크거나 작은지에 대한 결과를 도출해 낼 수 있다.

비교기(151)는 참조전압라인(Ref)에 제1입력단자(+)가 연결되고 모니터라인(ML)에 제2입력단자(-)가 연결된다. 비교기(151)는 참조전압라인(Ref)을 통해 전달되는 참조전압과 모니터라인(ML)을 통해 검출된 검출전압을 비교한 후 결과값(RLT)을 생성 및 출력한다. 참조전압은 스위칭 트랜지스터(SW)가 열화 되기 전의 초기값에 대응되는 전압으로 설정된다.

비교기(151)는 회로의 구성에 따라 다를 수 있지만 결과값(RLT)을 아날로그 형태로 출력하거나 디지털 형태로 출력할 수 있다. 만약, 비교기(151)가 IC가 아닌 다른 수동 회로 등으로 구성된 경우 비교기(151)의 후단에는 아날로그 디지털 변환기가 더 포함될 수도 있다.

이와 달리, 비교기(151)와 게이트로우전압 보정부(160) 간의 전송 거리가 먼 경우 신호의 레벨 저하를 방지하기 위한 버퍼가 더 포함될 수도 있다. 그러므로, 도 6에서 비교기(151)의 후단에 형성된 보상회로(152)는 모니터부(150)의 회로 구성에 따라 아날로그 디지털 변환기나 버퍼 등으로 설계될 수 있다.

제어스위치(CS)는 모니터링 픽셀(MP)에 포함된 스위칭 트랜지스터(SW)의 센싱 여부를 제어한다. 제어스위치(CS)가 모니터부(150)의 제2입력단자(-)에 접속되면 스위칭 트랜지스터(SW)를 센싱할 수 있게 된다. 반면, 제어스위치(CS)가 구동전압원(VD)에 접속되면 스위칭 트랜지스터(SW)는 노말 구동된다. 제어스위치(CS)는 타이밍 제어부(110)로부터 출력된 센싱제어신호에 의해 제어될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 구동전압원(VD)과 같이 스위칭 트랜지스터(SW)에 데이터신호나 전압을 출력하는 장치는 데이터 구동부가 될 수 있다.

위의 설명에서, 노말 구동이라 함은 표시패널에서 영상을 표시하기 위해 동작하는 스위칭 트랜지스터와 동일한 조건으로 스트레스를 받도록 구동을 하는 것을 의미한다. 그러므로, 제어스위치(CS)가 구동전압원(VD)에 접속되면 스위칭 트랜지스터(SW)는 데이터신호나 전압을 공급받게 되므로 표시패널에서 영상을 표시하기 위해 동작하는 스위칭 트랜지스터와 동일하게 열화 된다.

게이트로우전압 보정부(160)는 모니터부(150)로부터 공급된 결과값(RLT)을 기반으로 게이트로우전압(VGL)을 보정할 수 있는 게이트로우전압 조정신호(VGL 전압조정)를 생성 및 출력한다.

게이트로우전압 보정부(160)는 모니터부(150)로부터 공급된 결과값(RLT)을 분석하고 결과값(RLT)이 내부에 마련된 기준값과 유사하거나 대응되면 게이트로우전압 조정신호(VGL 전압조정)를 미생성한다.

반면, 게이트로우전압 보정부(160)는 모니터부(150)로부터 공급된 결과값(RLT)을 분석하고 결과값(RLT)이 내부에 마련된 기준값과 다르면 게이트로우전압 조정신호(VGL 전압조정)를 생성한다. 이때, 게이트로우전압 보정부(160)는 결과값(RLT)과 기준값 간의 차이에 따라 보정양(또는 가변양)을 달리할 수 있도록 게이트로우전압 조정신호(VGL 전압조정)를 생성할 수 있다.

게이트로우전압 보정부(160)는 아날로그회로나 논리회로로 구성될 수 있다. 게이트로우전압 보정부(160)가 논리회로로 구성된 경우 이는 타이밍 제어부(110)에 포함될 수 있다. 이와 달리, 게이트로우전압 보정부(160)가 아날로그회로나 논리회로로 구성된 경우 별도의 IC로 구성될 수도 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 게이트전압 생성부(170)는 게이트로우전압 보정부로부터 출력된 게이트로우전압 조정신호(VGL 전압조정)에 대응하여 게이트로우전압(VGL)의 전압 레벨을 가변한다. 게이트전압 생성부(170)는 레벨 시프터부에 포함될 수도 있다.

게이트로우전압(VGL)은 게이트로우전압 조정신호(VGL 전압조정)에 대응하여 제1레벨(L1)(정상 레벨)을 유지하거나 포지티브 방향의 제2 내지 제4레벨(L2 ~ L4)(보상 레벨) 또는 네거티브 방향의 제2 내지 제4레벨(-L2 ~ -L4)(보상 레벨)로 가변된다.

게이트로우전압(VGL)을 포지티브 방향이나 네거티브 방향으로 가변하는 이유는 서브 픽셀에 포함된 스위칭 트랜지스터 등의 구동 타입(N타입 또는 P타입에 따라 게이트온 신호가 다르므로)에 대응하여 신호의 레벨을 다양한 형태로 가변하기 위함이다.

이와 같이, 게이트전압 생성부(170)는 게이트로우전압 조정신호(VGL 전압조정)에 대응하여 클록신호의 전압 레벨을 가변할 수 있게 된다. 그 결과, 스위칭 트랜지스터(SW)가 열화 되더라도 게이트로우전압의 전압 레벨이 열화에 대응하여 가변되므로 스위칭 트랜지스터(SW)가 턴오프되지 않거나 전류가 누설되는 문제를 개선 및 방지할 수 있게 된다.

한편, 위의 설명에서는 액정표시패널을 일례로 함에 따라, 모니터링 대상을 스위칭 트랜지스터로 한정하여 설명하였다. 그러나, 유기발광표시패널로 구현된 경우, 모니터링 대상은 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터 및 보상 트랜지스터 중 적어도 하나가 될 수 있다.

<제2실시예>

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 보상회로부를 구체화한 회로 구성도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 보상회로부에는 모니터부(150), 제어스위치(CS), 저항기(R), 센싱신호 생성부(155) 및 게이트로우전압 보정부(160)가 포함된다.

모니터부(150)에는 센싱신호 생성부(155)와 아날로그 디지털 변환기(152)가 포함된다.

센싱신호 생성부(155)는 센싱신호(또는 센싱전류)를 생성 및 출력한다. 센싱신호 생성부(155)는 모니터부(150)의 모니터링 구간 전에 스위칭 트랜지스터(SW)의 소오스전극 또는 드레인전극에 센싱신호를 공급한다. 아날로그 디지털 변환기(152)는 모니터라인(ML)을 통해 검출된 검출전압을 디지털신호로 변환한 후 결과값(RLT)으로 출력한다.

제어스위치(CS)는 모니터링 픽셀(MP)에 포함된 스위칭 트랜지스터(SW)의 센싱 여부를 제어한다. 제어스위치(CS)가 턴온되면 모니터부(150)에 접속되므로 스위칭 트랜지스터(SW)를 센싱할 수 있게 된다. 반면, 제어스위치(CS)가 턴오프되면 스위칭 트랜지스터(SW)는 데이터신호나 전압에 의해 노말 구동된다. 제어스위치(CS)는 타이밍 제어부(110)로부터 출력된 센싱제어신호에 의해 제어될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

저항기(R)는 모니터라인(ML)을 통해 스위칭 트랜지스터(SW)를 모니터링할 때 회로의 신뢰성을 부여하기 위해 추가로 구성되는 회로이다. 저항기(R)는 모니터라인(ML)에 일단이 연결되고 서브전압원(VS)에 타단이 연결된다. 저항기(R)와 서브전압원(VS)은 모니터라인(ML)을 통해 검출된 검출전압을 제어할 수 있는 값으로 설정된다. 그러나, 저항기(R)와 서브전압원(VS)은 생략될 수도 있다.

게이트로우전압 보정부(160)는 타이밍 제어부(110)에 포함된다. 게이트로우전압 보정부(160)는 모니터부(150)로부터 공급된 결과값(RLT)을 기반으로 게이트로우전압(VGL)을 보정할 수 있는 게이트로우전압 조정신호(VGL 전압조정)를 생성 및 출력한다.

게이트로우전압 보정부(160)에는 센싱신호의 변화(전류의 변화)에 대한 보상값을 데이터화한 룩업 테이블이 포함된다. 게이트로우전압 보정부(160)는 모니터부(150)로부터 공급된 결과값(RLT)에 대응하여 룩업 테이블에 마련된 데이터값을 추출하고 추출된 데이터값으로 게이트로우전압 조정신호(VGL 전압조정)를 생성 및 출력한다.

게이트로우전압 보정부(160)는 모니터부(150)로부터 공급된 결과값(RLT)이 내부에 마련된 기준값과 유사하거나 대응되면 게이트로우전압 조정신호(VGL 전압조정)를 미생성한다.

반면, 게이트로우전압 보정부(160)는 모니터부(150)로부터 공급된 결과값(RLT)을 분석하고 결과값(RLT)이 내부에 마련된 기준값과 다르면 게이트로우전압 조정신호(VGL 전압조정)를 생성한다. 이때, 게이트로우전압 보정부(160)는 결과값(RLT)과 기준값 간의 차이에 따라 보정양(또는 가변양)을 달리할 수 있도록 게이트로우전압 조정신호(VGL 전압조정)를 생성할 수 있다.(도 7의 설명 참조)

이하, 모니터링 대상의 위치와 구동 조건에 대해 설명한다.

도 9 및 도 10은 모니터링 대상의 위치와 구동 조건을 설명하기 위한 도면들이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 보상회로부가 모니터라인(ML)을 통해 모니터링을 하는 대상은 표시패널(100)의 표시영역(100A)에 형성된 서브 픽셀(SP)로 선택된다. 즉, 보상회로부의 모니터링 대상은 표시패널(100)을 실질적으로 구동하고 있는 픽셀로 선택된다.

이와 같은 경우, 서브 픽셀에 포함된 스위칭 트랜지스터는 지속적으로 동작을 하고 있는 상태이다. 그러므로, 보상회로부는 표시패널(100)이 영상을 표시하는 구간이 아닌 비표시 구간 예컨대, 블랭크 구간 동안 모니터라인(ML)을 통해 서브 픽셀에 포함된 스위칭 트랜지스터의 열화 상태(전류 누설 여부 등)를 검출할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같은 구조는 표시패널(100)을 구동하고 있는 서브 픽셀에 포함된 스위칭 트랜지스터로 모니터링을 수행하므로 모니터링을 할 수 있는 구간이 한정된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 보상회로부가 모니터라인(ML)을 통해 모니터링을 하는 대상은 표시패널(100)의 비표시영역(100B)에 형성된 모니터링 픽셀(MP)(또는 더미 픽셀)로 선택된다. 즉, 보상회로부의 모니터링 대상은 표시패널(100)을 실질적으로 구동하고 있지 않은 픽셀(또는 모니터링용 픽셀)로 선택된다.

이와 같은 경우, 모니터링 픽셀(MP)은 지속적으로 동작을 할 수 없으므로 임의로 스트레스를 주어야 한다. 예컨대, 모니터링 픽셀(MP)의 스위칭 트랜지스터를 계속 구동하면서 데이터신호나 전압과 유사 또는 동일한 임의의 신호를 출력하도록 회로를 구현한다. 즉, 모니터링 픽셀(MP)에도 서브 픽셀과 유사 또는 동일한 스트레스가 인가되도록 회로를 구현한다.

그러므로, 보상회로부는 모니터링 대상으로 선택된 모니터링 픽셀(MP)의 스위칭 트랜지스터에 연결된 모니터라인(ML)을 통해 모니터링 및 보상 동작을 수행하기 위해 별도의 신호 등을 공급할 수 있다. 이는 도 9와 달리, 표시패널(100)이 영상을 표시하는 구간 동안 모니터링을 수행하더라도 모니터링 픽셀(MP)의 스위칭 트랜지스터를 모니터링 할 수 있다.

따라서, 보상회로부는 표시구간, 블랭크 구간 또는 비표시 구간을 포함하는 모든 구간 동안 모니터라인(ML)을 통해 모니터링 픽셀(MP)의 스위칭 트랜지스터의 열화 상태(전류 누설 여부 등)를 검출할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같은 구조는 표시패널(100)을 비구동하고 있는 모니터링 픽셀(MP)의 스위칭 트랜지스터로 모니터링을 수행하므로 모니터링을 할 수 있는 구간에 대한 제약 사항을 탈피할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 도 9 및 도 10과 같이 표시패널을 실질적으로 구동하고 있는 스위칭 트랜지스터를 통해 모니터링하거나, 표시패널을 비구동하고 있는 스위칭 트랜지스터(모니터링용 서브 픽셀의 박막 트랜지스터)를 통해 모니터링하는 것으로 모니터링 대상을 예시하였으나, 이는 예시일 뿐 이 둘을 모두 사용할 수도 있다. 그 이유는 스위칭 트랜지스터의 상태를 실시간으로 보상해야할 때도 있고, 표시패널의 초기 구동이나 표시패널의 턴오프시 스위칭 트랜지스터의 상태를 보상해야할 때도 있기 때문이다.

이상 본 발명은 장시간 구동시 서브 픽셀에 포함된 박막 트랜지스터가 완전히 턴오프되지 않아 표시패널에 수직 크로스토크 및 휘점 등과 같은 화질 이상을 유발하는 문제를 개선할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 서브 픽셀에 포함된 박막 트랜지스터의 열화로 인하여 소자의 수명이나 신뢰성이 저하되는 문제를 개선 및 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 표시패널 110: 타이밍 제어부
120: 데이터 구동부 130: 레벨 시프터부
140: 시프트 레지스터부 150: 모니터부
155: 센싱신호 생성부 160: 게이트로우전압 보정부
VGL: 게이트로우전압

Claims

표시패널;
상기 표시패널에 스캔신호를 공급하는 스캔 구동부; 및
상기 표시패널에 형성된 박막 트랜지스터의 열화 상태를 모니터링하고, 상기 박막 트랜지스터의 열화 상태에 대응하여 상기 스캔 구동부로부터 출력되는 게이트로우전압을 보상하는 보상회로부를 포함하고,
상기 보상회로부는
참조전압라인에 제1입력단자가 연결되고 상기 박막 트랜지스터의 열화 상태를 모니터링하기 위한 모니터라인에 제2입력단자가 연결되고, 상기 참조전압라인을 통해 전달되는 참조전압과 상기 모니터라인을 통해 검출된 검출전압을 비교한 후 결과값을 생성하는 비교기와, 상기 비교기로부터 출력되는 신호의 레벨 저하를 방지하기 위한 보상회로를 포함하는 모니터부와,
상기 모니터부로부터 출력된 상기 결과값을 기반으로 상기 게이트로우전압의 전압 레벨을 가변하는 게이트로우전압 조정신호를 생성하는 게이트로우전압 보정부를 포함하고,
상기 표시패널의 내부 또는 외부에 형성된 박막 트랜지스터의 열화 상태에 대응하여 상기 게이트로우전압의 전압 레벨을 가변하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 보상회로부는
상기 표시패널에 형성된 박막 트랜지스터의 턴오프 상태를 안정화하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 게이트로우전압 보정부는
상기 결과값이 내부에 마련된 기준값과 다르면 상기 게이트로우전압 조정신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제5항에 있어서,
상기 게이트로우전압 보정부는
상기 결과값과 상기 기준값 간의 차이에 따라 보정양(또는 가변양)을 달리하도록 상기 게이트로우전압 조정신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 모니터부는
상기 표시패널을 실질적으로 구동하고 있는 서브 픽셀의 박막 트랜지스터를 통해 모니터링하거나,
상기 표시패널을 비구동하고 있는 모니터링용 서브 픽셀의 박막 트랜지스터를 통해 모니터링하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
표시패널;
상기 표시패널에 스캔신호를 공급하는 스캔 구동부; 및
상기 표시패널에 형성된 박막 트랜지스터의 열화 상태를 모니터링하고, 상기 박막 트랜지스터의 열화 상태에 대응하여 상기 스캔 구동부로부터 출력되는 게이트로우전압을 보상하는 보상회로부를 포함하고,
상기 보상회로부는
상기 박막 트랜지스터의 열화 상태를 모니터링하기 위해 스위칭 트랜지스터의 소오스전극 또는 드레인전극에 센싱신호를 공급하는 신호 생성부와, 상기 스위칭 트랜지스터의 소오스전극 또는 드레인전극에 연결된 모니터라인을 통해 전압을 검출하고, 검출된 전압을 디지털신호로 변환하여 결과값으로 출력하는 아날로그 디지털 변환기를 포함하는 모니터부와,
상기 모니터부로부터 출력된 상기 결과값을 기반으로 상기 게이트로우전압의 전압 레벨을 가변하는 게이트로우전압 조정신호를 생성하는 게이트로우전압 보정부를 포함하고,
상기 표시패널의 내부 또는 외부에 형성된 박막 트랜지스터의 열화 상태에 대응하여 상기 게이트로우전압의 전압 레벨을 가변하는 것을 특징으로 하는 표시장치.