KR102360847B1

KR102360847B1 - 표시 장치

Info

Publication number: KR102360847B1
Application number: KR1020170057502A
Authority: KR
Inventors: 이재훈; 고재현; 김흰돌; 유봉현; 이수연; 홍석하
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2017-05-08
Filing date: 2017-05-08
Publication date: 2022-02-10
Also published as: US20180322844A1; US10586507B2; KR20180123608A

Abstract

본 발명의 실시 예에 다른 표시 장치는, 데이터 신호에 상응하는 휘도로 발광하는 표시 화소들과, 보조 전압을 저장하는 적어도 하나의 보조 화소와, 상기 표시 화소들 및 상기 보조 화소에 게이트신호를 공급하는 게이트 구동부와, 기준 감마 전압을 이용하여 영상 데이터를 상기 데이터 신호로 변환하고, 기설정된 레벨의 보조 전압을 상기 보조 화소에 공급하는 데이터 구동부와, 매 프레임마다 상기 보조 화소에 저장된 상기 보조 전압의 변화를 감지하여 보상 전압 정보를 생성하는 센싱부와, 외부로부터 입력된 영상 신호를 상기 영상 데이터로 변환하고, 상기 보상 전압 정보에 대응하여 구동 전압을 조절하기 위한 구동 전압 제어신호를 생성하는 타이밍 제어부와, 상기 구동 전압 제어신호에 대응하는 구동 전압을 생성하고, 상기 구동 전압을 기초로 상기 기준 감마 전압을 생성하는 전압 생성부를 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명의 실시 예는 표시 장치에 관한 것이다.

표시 장치에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서, 표시 장치에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 표시 장치는 발광 방식에 따라 액정 표시 장치(liquid crystal display device), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display device), 플라즈마 표시 장치(plasma display device) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display device) 등으로 분류될 수 있다.

이 중에서, 액정 표시 장치는 저 소비 전력 및 풀 컬러 동영상 구현과 같은 장점이 있어, 모바일 폰, 네비게이션, 모니터, 텔레비전 등에 널리 사용되고 있다.

일반적으로, 액정 표시 장치는 화소 전극을 포함하는 제1 기판, 공통 전극을 포함하는 제2 기판, 및 제1 및 제2 기판들 사이에 개재되는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 화소 전극과 공통 전극에 인가되는 전압을 조절하여, 액정층에 형성된 전계의 세기를 조절할 수 있다. 전계의 세기에 따라 액정층을 통과하는 빛의 투과율이 조절되며, 이로써 액정 표시 장치는 원하는 화상을 표시할 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 보조 화소에 저장된 보조 전압의 변화를 감지하여 최적의 데이터 신호를 표시 화소에 공급하는 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치는, 데이터 신호에 상응하는 휘도로 발광하는 표시 화소들과, 보조 전압을 저장하는 적어도 하나의 보조 화소와, 상기 표시 화소들 및 상기 보조 화소에 게이트신호를 공급하는 게이트 구동부와, 기준 감마 전압을 이용하여 영상 데이터를 상기 데이터 신호로 변환하고, 기설정된 레벨의 보조 전압을 상기 보조 화소에 공급하는 데이터 구동부와, 매 프레임마다 상기 보조 화소에 저장된 상기 보조 전압의 변화를 감지하여 보상 전압 정보를 생성하는 센싱부와, 외부로부터 입력된 영상 신호를 상기 영상 데이터로 변환하고, 상기 보상 전압 정보에 대응하여 구동 전압을 조절하기 위한 구동 전압 제어신호를 생성하는 타이밍 제어부와, 상기 구동 전압 제어신호에 대응하는 구동 전압을 생성하고, 상기 구동 전압을 기초로 상기 기준 감마 전압을 생성하는 전압 생성부를 포함한다.

실시 예에 따라, 상기 타이밍 제어부는, 상기 보상 전압 정보에 현재 프레임 동안 측정된 제1 보조 전압과 기준 보조 전압 사이의 차이값이 포함된 경우, 상기 차이값에 대응하여 상기 구동 전압을 상승시키기 위한 상기 구동 전압 제어신호를 생성할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 타이밍 제어부는, 상기 보상 전압 정보에 현재 프레임 동안 측정된 제1 보조 전압과 이전 프레임 동안 측정된 제2 보조 전압 사이의 차이값이 포함되고, 상기 제1 보조 전압이 상기 제2 보조 전압보다 작은 경우, 상기 차이값에 대응하여 상기 구동 전압을 상승시키기 위한 상기 구동 전압 제어신호를 생성할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 전압 생성부는 다음 프레임부터 상승된 구동 전압을 생성할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 보상 전압 정보에 현재 프레임 동안 측정된 제1 보조 전압과 이전 프레임 동안 측정된 제2 보조 전압 사이의 차이값이 포함되고, 상기 제1 보조 전압이 상기 제2 보조 전압보다 작으며, 상기 차이값이 임계 차이보다 큰 경우, 상기 차이값에 대응하여 상기 구동 전압을 상승시키기 위한 상기 구동 전압 제어신호를 생성할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 센싱부는, 상기 보조 화소로부터 출력된 누설전류를 이용하여 상기 보조 화소에 저장된 상기 보조 전압을 측정하는 출력 감지부와, 측정된 보조 전압의 변화를 기초로 상기 보상 전압 정보를 생성하는 보상부를 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 보조 화소는, 게이트 전극이 i(i는 자연수)번째 게이트선과 연결되고, 제1 전극이 제1 노드에 연결되며, 제2 전극이 리드 아웃선을 통해 상기 센싱부에 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터와, 게이트 전극이 (i+1)번째 게이트선과 연결되고, 제1 전극이 상기 제1 노드에 연결되며, 제2 전극이 상기 보조 데이터선에 연결된 제2 트랜지스터와, 상기 제1 노드에 연결되며, 상기 보조 전압을 저장하는 보조 커패시터를 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 보조 커패시터는 상기 제2 트랜지스터가 턴-온 되는 동안 상기 보조 데이터선으로부터 상기 제1 노드에 공급된 상기 보조 전압을 저장할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 표시 화소들과 상기 보조 화소는 서로 상이한 수평 라인에 배치될 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 게이트 구동부는 제1 및 제2 게이트 구동부를 포함하고, 상기 제1 게이트 구동부는 제1 게이트선을 통해 상기 표시 화소들에 연결되며, 상기 제2 게이트 구동부는 상기 제1 게이트선과 상이한 제2 게이트선을 통해 상기 보조 화소에 연결될 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 표시 화소들은 영상이 표시되는 표시 영역에 배치되고, 상기 보조 화소는 영상이 표시되지 않는 비표시 영역에 배치될 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 표시 화소들에 상기 데이터 신호가 공급되는 기간과 상기 보조 화소에 상기 보조 전압이 공급되는 기간은 서로 중첩하지 않을 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 장치는, 데이터 신호에 상응하는 휘도로 발광하는 표시 화소들과, 보조 전압을 저장하는 적어도 하나의 보조 화소와, 상기 표시 화소들 및 상기 보조 화소에 게이트신호를 공급하는 게이트 구동부와, 매 프레임마다 상기 보조 화소에 저장된 상기 보조 전압의 변화를 감지하여 보상 전압 정보를 생성하는 센싱부와, 상기 보상 전압 정보에 따라 외부로부터 입력된 영상 신호의 계조를 변경하여 영상 데이터를 생성하는 타이밍 제어부와, 상기 영상 데이터를 상기 데이터 신호로 변환하고, 기설정된 레벨의 보조 전압을 상기 보조 화소에 공급하는 데이터 구동부를 포함한다.

실시 예에 따라, 상기 타이밍 제어부는, 상기 보상 전압 정보에 현재 프레임 동안 측정된 제1 보조 전압과 기준 보조 전압 사이의 차이값이 포함된 경우, 상기 차이값에 대응하여 상기 영상 신호의 계조보다 높은 계조의 영상 데이터를 생성할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 타이밍 제어부는, 상기 보상 전압 정보에 현재 프레임 동안 측정된 제1 보조 전압과 이전 프레임 동안 측정된 제2 보조 전압 사이의 차이값이 포함되고, 상기 제1 보조 전압이 상기 제2 보조 전압보다 작은 경우, 상기 차이값에 대응하여 상기 영상 신호의 계조보다 높은 계조의 영상 데이터를 생성할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 보상 전압 정보에 현재 프레임 동안 측정된 제1 보조 전압과 이전 프레임 동안 측정된 제2 보조 전압 사이의 차이값이 포함되고, 상기 제1 보조 전압이 상기 제2 보조 전압보다 작으며, 상기 차이값이 임계 차이보다 큰 경우, 상기 차이값에 대응하여 상기 영상 신호의 계조보다 높은 계조의 영상 데이터를 생성할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 보조 화소는, 게이트 전극이 i 번째 게이트선과 연결되고, 제1 전극이 제1 노드에 연결되며, 제2 전극이 리드 아웃선을 통해 상기 센싱부에 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터와, 게이트 전극이 i+1 번째 게이트선과 연결되고, 제1 전극이 상기 제1 노드에 연결되며, 제2 전극이 상기 보조 데이터선에 연결된 제2 트랜지스터와, 상기 제1 노드에 연결되며, 상기 보조 전압을 저장하는 보조 커패시터를 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 첫 번째 내지 i-1 번째 게이트선들에는 상기 표시 화소들만 연결되고, 상기 i 번째 및 i+1 번째 게이트선들에는 상기 보조 화소만 연결될 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 센싱부는 i 번째 및 i+1 번째 게이트선들과 연결된 보조 화소를 이용하여 제1 보조 전압 정보를 생성하고, 상기 타이밍 제어부는 상기 제1 보조 전압 정보에 따라 상기 i 번째 및 i+1 번째 게이트선과 연결된 표시 화소들에 대응하는 상기 영상 신호의 계조를 변경하여 상기 영상 데이터를 생성할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 게이트 구동부는 제1 및 제2 게이트 구동부를 포함하고, 상기 제1 게이트 구동부는 제1 게이트선을 통해 표시 화소들에 연결되며, 상기 제2 게이트 구동부는 상기 제1 게이트선과 상이한 제2 게이트선을 통해 상기 보조 화소에 연결될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치에 의하면, 보조 화소에 저장된 보조 전압의 변화에 대응하여 표시 화소에 최적의 데이터 신호를 제공하기 때문에, 각 표시 화소는 데이터를 일부 손실하더라도 원하는 휘도로 발광할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 화소의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 화소들의 배열과 보조 화소의 배열을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 표시 화소들과 보조 화소에 공급되는 신호들의 타이밍도이다.
도 5는 도 1에 도시된 센싱부의 개략적인 블록도이다.
도 6은 도 1에 도시된 전압 생성부의 개략적인 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 구동 전압의 조절방법을 설명하기 위한 위한 보상 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 영상 데이터의 계조를 변경하여 영상 데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 패널의 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 장치의 개략적인 블록도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 화소들의 배열과 보조 화소들의 배열을 나타내는 도면이다.
도 12는 도 11의 표시 화소들과 보조 화소들에 공급되는 신호들의 타이밍도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 표시 장치의 개략적인 블록도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 표시 화소들의 배열과 보조 화소들의 배열을 나타내는 도면이다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1구성 요소는 제2구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 개략적인 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 화소의 등가 회로도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(10)는 표시부(150), 타이밍 제어부(110), 게이트 구동부(120), 전압 생성부(130), 데이터 구동부(140), 및 센싱부(160)를 포함할 수 있다.

표시부(150)는 영상이 표시되는 표시 영역(DA)과 영상이 표시되지 않는 비표시 영역(NDA)을 포함하며, 복수의 표시 화소들(PX)과 적어도 하나의 보조 화소(SPX)를 포함할 수 있다.

표시 화소들(PX)은 표시 영역(DA) 상에 배치될 수 있으며, 데이터선들(DL1 내지 DLm) 및 게이트선들(SL1 내지 SLn)과 연결될 수 있다. 표시 화소들(PX)은 데이터선들(DL1 내지 DLm) 및 게이트선들(SL1 내지 SLn)을 통해 데이터 신호 및 게이트 신호를 공급받을 수 있다.

또한, 표시 화소들(PX)은 데이터선들(DL1 내지 DLm)과 게이트선들(SL1 내지 SLn)의 교차 영역에 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.

보조 화소(SPX)는 비표시 영역(NDA) 상에 배치될 수 있으며, 보조 데이터선(SDL) 및 게이트선들(SLn+1 및 SLn+2)과 연결될 수 있다. 보조 화소(SPX)는 보조 데이터선(SDL) 및 게이트선들(SLn+1 및 SLn+2)을 통해 보조 전압 및 게이트 신호를 공급받을 수 있다.

보조 화소(SPX)는 보조 데이터선(SDL)을 통해 공급된 보조 전압을 저장할 수 있다. 예컨대, 보조 화소(SPX)는 상기 보조 전압을 한 프레임 또는 한 수평 주기 동안 저장할 수 있다.

타이밍 제어부(110)는 외부로부터 입력된 영상 신호(RGB)를 데이터 구동부(140)의 사양에 맞는 영상 데이터(DATA)로 변환하여 데이터 구동부(140)로 공급할 수 있다.

또한, 타이밍 제어부(110)는 외부로부터 입력된 외부 입력 신호(CS)를 이용하여 게이트 구동부(120)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(SCS) 및 데이터 구동부(140)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)를 생성할 수 있다.

여기서, 외부 입력 신호(CS)는 도트 클럭, 데이터 인에이블 신호, 수직 동기 신호 및 수평 동기 신호 등을 포함할 수 있다.

타이밍 제어부(110)는 게이트 제어신호(SCS)를 게이트 구동부(120)로 공급하고, 데이터 제어신호(DCS)를 데이터 구동부(140)로 공급할 수 있다.

또한, 타이밍 제어부(110)는 전압 생성부(130)에서 생성되는 구동 전압의 레벨을 조절하기 위해, 구동 전압 레벨을 포함하는 구동 전압 제어신호(VCS)를 생성하여 전압 생성부(130)에 공급할 수 있다.

이때, 타이밍 제어부는(110)는 매 프레임마다 센싱부(160)로부터 제공된 보상 전압 정보를 기초로 구동 전압 제어신호(VCS)를 생성할 수 있다. 예컨대, 상기 보상 전압 정보에 구동 전압을 상승시키기 위한 정보가 포함되어 있는 경우, 타이밍 제어부(110)는 기존의 구동 전압 레벨보다 높은 구동 전압에 대한 정보를 포함하는 구동 전압 제어신호(VCS)를 생성할 수 있다.

게이트 구동부(120)는 게이트 제어신호(SCS)에 응답하여 게이트선들(SL1 내지 SLn)에 게이트 신호들을 공급할 수 있다. 예컨대, 게이트 구동부(120)는 게이트선들(SL1 내지 SLn)에 게이트 신호들을 순차적으로 공급할 수 있다.

전압 생성부(130)는 구동 전압 제어신호(VCS)를 이용하여 구동 전압을 생성할 수 있고, 구동 전압을 기초로 기준 감마 전압(VGMA)을 생성할 수 있다. 여기서, 기준 감마 전압(VGMA)은 정극성 또는 부극성을 가질 수 있다.

전압 생성부(130)는 구동 전압 제어신호(VCS)에 포함된 구동 전압 레벨에 대응하여 구동 전압을 생성하기 때문에, 매 프레임 또는 수평 주기마다 전압 생성부(130)에서 생성되는 구동 전압의 크기는 변할 수 있다. 이에 따라, 전압 생성부(130)가 생성하는 기준 감마 전압(VGMA)의 크기는 매 프레임마다 또는 수평 주기마다 변하는 구동 전압의 크기에 대응하여 변할 수 있다.

데이터 구동부(140)는 데이터 제어신호(DCS), 영상 데이터(DATA), 및 기준 감마 전압(VGMA)를 이용하여 데이터 신호를 생성할 수 있다. 이때, 데이터 신호는 정극성 또는 부극성을 가질 수 있다.

데이터 구동부(140)는 정극성 또는 부극성의 데이터 신호를 데이터선들(D1 내지 Dm)을 통해 표시 화소들(PX)에 공급할 수 있다.

예컨대, 홀수 번째 데이터선들(DL1, DL3, DL5, …)에 연결된 표시 화소들(PX)에는 정극성의 데이터 신호가 인가될 수 있고, 짝수 번째 데이터선들(DL2, DL4, DL6, …)에 연결된 표시 화소들(PX)에는 부극성의 데이터 신호가 인가될 수 있다. 정극성의 데이터 신호와 부극성의 데이터 신호는 프레임 주기로 반전될 수 있다.

또한, 데이터 구동부(140)는 소정의 보조 전압을 보조 데이터선(SDL)을 통해 보조 화소(SPX)에 공급할 수 있다. 여기서, 상기 보조 전압의 크기는 데이터 구동부(140) 또는 타이밍 제어부(110)에 의해 미리 결정될 수 있다. 또한, 상기 보조 전압의 크기는 매 프레임 또는 수평 주기마다 고정되거나 변경될 수 있다.

센싱부(160)는 보조 화소(SPX)로부터 리드 아웃선(RL)을 통해 누설 전류를 이용하여 보조 화소(SPX)에 저장된 보조 전압의 크기를 측정할 수 있다. 그리고, 센싱부(160)는 매 프레임 또는 수평 주기마다 측정된 보조 전압의 변화를 기초로 표시 화소들(PX)의 휘도 변화를 판단할 수 있다.

구체적으로, 연속되는 프레임 동안 표시 장치(10)의 구동 주파수가 변동되는 경우, 표시 화소들(PX)에서 누설전류가 발생하여 실제 영상의 휘도와 달리 변경된 휘도의 영상이 표시될 수 있으며, 보조 화소(SPX)에도 표시 화소들(PX)과 마찬가지로 누설 전류가 발생될 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(10)는 센싱부(160)를 통해 보조 화소(SPX)에 저장된 보조 전압을 매 프레임 또는 수평 주기마다 측정하여, 측정된 보조 전압의 변화에 상응하는 표시 화소들(PX)의 누설 전류의 변화를 예측할 수 있다.

실시 예에 따라, 센싱부(160)는 한 프레임 동안 보조 화소(SPX)에 저장된 보조 전압의 변화를 감지하거나, 매 프레임마다 보조 화소(SPX)에 저장된 보조 전압들의 크기를 서로 비교하여 프레임 간 보조 전압의 변화를 감지할 수 있다.

센싱부(160)는 보조 전압의 변화에 대한 정보를 포함하는 보상 전압 정보를 생성할 수 있고, 상기 보상 전압 정보를 매 프레임마다 또는 수평 주기마다 보상 제어선(CL)을 통해 타이밍 제어부(110)에 제공할 수 있다.

한편, 도 1에서는 타이밍 제어부(110), 게이트 구동부(120), 전압 생성부(130), 데이터 구동부(140), 및 센싱부(160)를 개별적으로 도시하였으나, 상기 구성 요소들 중 적어도 일부는 필요에 따라 통합될 수 있다.

또한, 도 1에서는 1개의 보조 화소(SPX), 1개의 보조 데이터선(SDL), 및 1개의 보조 화소(SPX)에 연결된 게이트 선들(SLn+1 및 SLn+2)을 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(10)는 비표시 영역(NDA) 상에 배치된 복수의 보조 화소들, 상기 복수의 보조 화소들 각각에 보조 데이터 신호를 공급하는 복수의 보조 데이터선들, 및 상기 복수의 보조 데이터선들에만 연결되는 복수의 게이트선들을 더 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 표시 화소들(PX)은 박막 트랜지스터(TFT), 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극은 게이트선들(SL1 내지 SLn) 중 하나(SLi)에 연결되고, 제1 전극은 데이터 라인들(DL1 내지 DLm) 중 하나(DLj)에 연결되며, 제2 전극은 화소 전극(PE) 및 스토리지 커패시터(Cst)에 연결될 수 있다.

여기서, 박막 트랜지스터(TFT)의 제1 전극은 소스 전극 및 드레인 전극 중 어느 하나로 설정되고, 제2 전극은 제1 전극과 다른 전극으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극이 소스 전극으로 설정되면, 제2 전극은 드레인 전극으로 설정될 수 있다.

제1 기판(SUB1)에 배치된 화소 전극(PE)에는 데이터 신호가 공급될 수 있고, 제2 기판(SUB2)에 배치된 공통 전극(CE)에는 공통 전압이 공급될 수 있다.

화소 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이에는 데이터 신호의 전압과 공통 전압의 차이에 해당하는 전위차가 발생한다. 이러한 전위차에 의해 액정 커패시터(Clc)가 형성되며, 액정들이 구동하게 된다.

또한, 스토리지 커패시터(CST)는 표시 화소들(PX)에 공급된 데이터 신호의 전압을 한 프레임 동안 유지시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 화소들의 배열과 보조 화소의 배열을 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 표시 화소들(PX11 내지 PXnm) 각각은 박막 트랜지스터(TFT), 액정 커패시터(Clc), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 표시 화소들(PX11 내지 PXnm) 각각은 매트릭스 형태로 배치되며, 게이트선들(SL1 내지 SLn) 중 어느 하나로부터 게이트 신호를 공급받을 수 있고, 데이터선들(DL1 내지 DLm) 중 어느 하나로부터 데이터 신호를 공급받을 수 있다.

보조 화소(SPX)는 제1 트랜지스터(M1), 제2 트랜지스터(M2), 및 보조 커패시터(C1)를 포함하며, 게이트선들(SLn+1 및 SLn+2) 및 보조 데이터선(SDL)과 연결될 수 있다.

제1 트랜지스터(M1)는 게이트 전극이 n+1번째 게이트선(SLn+1)과 연결되고, 제1 전극이 제1 노드(N1)에 연결되며, 제2 전극이 리드 아웃선(RL)을 통해 센싱부(160)와 전기적으로 연결된다.

제2 트랜지스터(M2)는 게이트 전극이 n+2번째 게이트선(SLn+2)과 연결되고, 제1 전극이 제1 노드(N1)에 연결되며, 제2 전극이 보조 데이터선(SDL)에 연결된다.

여기서, 제1 및 제2 트랜지스터(M1 및 M2)의 제1 전극은 소스 전극 및 드레인 전극 중 어느 하나로 설정되고, 제2 전극은 제1 전극과 다른 전극으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극이 소스 전극으로 설정되면, 제2 전극은 드레인 전극으로 설정될 수 있다.

보조 커패시터(C1)는 제1 노드(N1)에 연결되며, 보조 전압을 저장할 수 있다. 보조 커패시터(C1)는 보조 화소(SPX)에 공급된 보조 전압을 한 프레임 또는 한 수평 주기 동안 저장할 수 있다.

표시 화소들(PX11 내지 PXnm)과 보조 화소(SPX)는 서로 상이한 수평 라인 상에 배치될 수 있다. 즉, 표시 화소들(PX11 내지 PXnm)은 제1 내지 제n 게이트선들(SL1 내지 SLn)에만 연결되고, 보조 화소(SPX)는 제n+1 및 제n+2 게이트선들(SLn+1 및 SLn+2)에만 연결될 수 있다. 이에 따라, 표시 화소들(PX11 내지 PXnm)과 보조 화소(SPX)가 게이트 신호를 공급받는 기간은 서로 상이할 수 있다.

도 4는 도 3의 표시 화소들과 보조 화소에 공급되는 신호들의 타이밍도이다.

도 4를 참조하면, 한 프레임(1 FRAME) 동안 m번째 화소열의 표시 화소들(PX1m 내지 PXnm)에 공급되는 제1 내지 제n 게이트신호들(SS1 내지 SSn)과 데이터 신호(DS)가 도시되어 있고, 보조 화소(SPX)에 공급되는 제n+1 및 제n+2 게이트신호들(SSn+1 및 SSn+2)과 보조 전압(SDS)이 도시되어 있다.

여기서, 제1 내지 제n+2 게이트신호들(SS1 내지 SSn+2)은 게이트 구동부(120)로부터 제1 내지 제n+2 게이트선들(SL1 내지 SLn+2)을 통해 공급된다. 그리고, 데이터 신호(DS)는 데이터 구동부(140)로부터 m번째 데이터선(DLm)을 통해 공급되고, 보조 전압(SDS)은 데이터 구동부(140)로부터 보조 데이터선(SDL)을 통해 공급된다.

제1 내지 제n+2 게이트신호들(SS1 내지 SSn+2)은 표시 화소들(PX1m 내지 PXnm)의 박막 트랜지스터(TFT)와 보조 화소(SPX)의 제1 및 제2 트랜지스터(M1 및 M2)를 턴-온 시킬 수 있는 전압 레벨을 포함한다. 또한, 표시 화소들(PX1m 내지 PXnm) 각각에 공급되는 데이터 신호(DS)의 데이터 전압들(DV1, DV2, … DVn)은 서로 동일하거나 상이한 값을 가질 수 있다.

또한, 보조 화소(SPX)는 데이터 구동부(140)로부터 기설정된 보조 전압 레벨(SDV)의 보조 전압(SDS)을 공급받을 수 있다.

한 프레임(1 FRAME)은 표시 화소들(PX1m 내지 PXnm)에 데이터 신호(DS)를 공급하는 데이터 기간(DP)과 휴지 기간인 블랭크 기간(BP)을 포함한다.

이하, 표시 화소들(PX1m 내지 PXnm)과 보조 화소(SPX)의 동작을 살펴본다.

먼저, 표시 화소들(PX1m 내지 PXnm)은 데이터 기간(DP) 동안 제1 내지 제n 게이트신호들(SS1 내지 SSn)의 공급에 대응하여 데이터 신호(DS)를 공급받는다.

그리고, 보조 화소(SPX)는 블랭크 기간(BP) 동안 데이터 구동부(140)로부터 보조 전압(SDS)을 공급받는다.

구체적으로, 제1 트랜지스터(M1)의 게이트 전극에 제n+1 게이트 신호(SSn+1)가 공급되면, 제1 트랜지스터(M1)는 턴-온 된다. 이때, 누설 전류(OUT_C)는 리드 아웃선(RL)을 통해 보조 커패시터(C1)로부터 센싱부(160)로 출력된다. 여기서, 누설 전류(OUT_C)는 이전 프레임 동안 보조 커패시터(C1)에 저장된 보조 전압(SDS)에 의해 발생된 전류를 의미한다.

이후, 제2 트랜지스터(M2)의 게이트 전극에 제n+2 게이트 신호(SSn+2)가 공급되면, 제2 트랜지스터(M2)는 턴-온된다. 이때, 제1 노드(N1)에는 데이터 구동부(140)로부터 새로운 보조 전압(SDS)이 공급되고, 보조 커패시터(C1)는 새로운 보조 전압 레벨(SDV)의 보조 전압(SDS)을 저장한다.

이와 같이, 보조 화소(SPX)의 보조 커패시터(C1)는 매 프레임마다 센싱부(160)에 누설 전류(OUT_C)를 출력하며, 누설 전류(OUT_C)를 공급한 후 새로운 보조 전압(SDS)을 저장할 수 있다.

도 4에서는 표시 화소들(PX1m 내지 PXnm)에 제1 내지 제n 게이트신호들(SS1 내지 SSn)이 순차적으로 공급되는 실시 예를 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 제1 내지 제n 게이트신호들(SS1 내지 SSn)은 비순차적으로 표시 화소들(PX1m 내지 PXnm)에 공급될 수 있다.

또한, 도 4에서는 표시 화소들(PX1m 내지 PXnm)과 보조 화소(SPX)에 게이트신호를 공급하는 기간이 서로 상이한 실시 예를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예에 따른 게이트 구동부(120)는 적어도 일부가 중첩되는 기간 동안 서로 상이한 게이트선들을 통해 표시 화소들(PX1m 내지 PXnm) 및 보조 화소(SPX)에 게이트 신호를 동시에 공급받을 수 있다.

도 5는 도 1에 도시된 센싱부의 개략적인 블록도이다.

도 5를 참조하면, 센싱부(160)는 출력 감지부(162)와 보상부(164)를 포함할 수 있다.

출력 감지부(162)는 리드 아웃선(RL)으로부터 출력된 누설 전류(OUT_C)를 이용하여 보조 전압(OUT_V)을 측정할 수 있다. 출력 감지부(162)는 입력된 전류를 전압으로 변환하는 소정의 구성으로 구현될 수 있다. 여기서, 측정된 보조 전압(OUT_V)은 이전 프레임에서 보조 커패시터(C1)에 저장되어 현재 프레임까지 유지된 전압을 의미한다.

예컨대, 출력 감지부(162)가 i(i는 자연수) 프레임 동안 출력된 누설 전류(OUT_C)를 이용하여 측정된 보조 전압(OUT_V)은 i-1 프레임 동안 보조 커패시터(C1)에 저장된 보조 전압(SDS)을 의미한다.

한편, 이전 프레임부터 현재 프레임 동안 보조 커패시터(C1)에는 누설전류(OUT_C)가 발생될 수 있고, 누설 전류(OUT_C)의 발생에 따라 보조 커패시터(C1)에 저장된 보조 전압(SDS)의 크기는 변동될 수 있다. 따라서, 현재 프레임 동안 측정된 보조 전압(OUT_V)은 이전 프레임 동안 실제로 보조 커패시터(C1)에 저장한 보조 전압(SDS)과 상이한 크기를 가질 수 있다.

보상부(164)는 보조 화소(SPX)에 저장된 보조 전압(SDS)의 크기가 변화된 경우, 표시 화소들(SPX)에 저장된 데이터 신호의 크기도 변화된 것으로 판단한다. 보상부(164)는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 측정된 보조 전압(OUT_V)의 변화를 기초로 보상 전압 정보(COS)를 생성할 수 있다.

실시 예에 따라, 보상부(164)는 측정된 보조 전압(OUT_V)과 기준 보조 전압 사이의 차이값을 계산하고, 차이값을 포함하는 보상 전압 정보(COS)를 생성할 수 있다. 여기서, 기준 보조 전압은 데이터 구동부(140)가 보조 화소(SPX)에 실제로 인가하는 보조 전압(SDS)을 의미할 수 있다.

타이밍 제어부(110)는 측정된 보조 전압(OUT_V)과 기준 보조 전압 사이의 차이값을 포함하는 보상 전압 정보(COS)를 공급받은 경우, 각 표시 화소(PX)가 한 프레임 동안 상기 차이값에 대응하는 데이터 신호(DS)를 손실하는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 타이밍 제어부는 상기 차이값에 대응하여 구동 전압을 상승시키기 위한 구동 전압 제어신호(VCS)를 생성할 수 있다.

전압 생성부(130)가 타이밍 제어부(110)로부터 수신된 구동 전압 제어신호(VCS)에 대응하여 상승된 구동 전압을 생성하면, 기준 감마 전압(VGMA)도 상승된 구동 전압에 대응하여 상승된 크기로 생성된다.

따라서, 데이터 구동부(140)는 상승된 기준 감마 전압(VGMA)을 이용하여 영상 데이터(DATA)를 데이터 신호(DS)로 변환하고, 각 표시 화소(PX)에 데이터 신호(DS)를 공급할 수 있다. 데이터 신호(DS)는 기존에 공급된 데이터 신호에 비해 손실이 보상된 전압 레벨을 포함하기 때문에, 각 표시 화소(PX)는 한 프레임 동안 데이터를 일부 손실하더라도 원하는 휘도로 발광할 수 있다.

다른 실시 예에 따라, 보상부(164)는 현재 프레임 동안 측정된 제1 보조 전압과 이전 프레임 동안 측정된 제2 보조 전압 사이의 차이값을 계산하고, 상기 차이값을 포함하는 보상 전압 정보(COS)를 생성할 수 있다.

타이밍 제어부(110)는 제1 보조 전압과 제2 보조 전압 사이의 차이값을 포함하는 보상 전압 정보(COS)를 공급받은 경우, 각 표시 화소(PX)가 한 프레임 동안 상기 차이값에 대응하는 데이터 신호를 손실하는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 타이밍 제어부(110)는 이전 프레임과 현재 프레임의 구동 주파수가 서로 상이한 것으로 판단할 수 있다.

따라서, 타이밍 제어부(110)는 상기 차이값에 대응하여 구동 전압을 상승시키기 위한 구동 전압 제어신호(VCS)를 생성할 수 있다.

앞서 상술한 바와 같이, 상기 구동 전압 제어신호(VCS)에 대응하여 손실이 보상된 데이터 신호(DS)가 표시 화소들(PX)에 공급된 경우, 프레임 간 구동 주파수가 변동되더라도 표시 화소들(PX)은 원하는 휘도로 발광할 수 있다.

한편, 상기의 손실이 보상된 데이터 신호(DS)는 다음 프레임부터 표시 화소들(PX)에 공급될 수 있다.

또 다른 실시 예에 따라, 보상부(164)는 현재 프레임 동안 측정된 제1 보조 전압과 이전 프레임 동안 측정된 제2 보조 전압 사이의 차이값을 계산하고, 상기 차이값이 미리 설정된 임계 차이보다 큰 경우, 상기 차이값을 포함하는 보상 전압 정보(COS)를 생성할 수 있다.

만약, 상기 차이값이 미리 설정된 임계 차이보다 작거나 같은 경우, 보상부(164)는 제1 및 제2 보조 전압들 사이의 차이가 없는 것으로 판단하고, 상기 차이값을 포함하지 않는 보상 전압 정보(COS)를 생성할 수 있다.

즉, 보상부(164)는 잦은 빈도로 데이터를 보상하는 것을 방지하기 위해, 제1 및 제2 보조 전압들 사이의 차이값이 일정한 크기 이상일 경우에만, 상기 차이값을 포함하는 보상 전압 정보(COS)를 생성할 수 있다.

도 6은 도 1에 도시된 전압 생성부의 개략적인 블록도이다.

도 6을 참조하면, 전압 생성부(130)는 구동전압 생성부(132)와 감마 전압 생성부(134)를 포함할 수 있다.

구동전압 생성부(132)는 타이밍 제어부(110)로부터 공급된 구동 전압 제어신호(VCS)를 기초로 구동 전압(AVDD)을 생성할 수 있다. 여기서, 구동 전압(AVDD)은 정극성 또는 부극성을 가질 수 있다.

구동 전압 제어신호(VCS)에 구동 전압(AVDD)을 상승시키기 위한 정보가 포함된 경우, 구동 전압 생성부(132)는 구동 전압 제어신호를 기초로 상승된 구동 전압(AVDD)을 생성할 수 있다.

감마 전압 생성부(134)는 구동 전압(AVDD)을 기초로 기준 감마 전압들(VGMA1 내지 VGMA18)을 생성할 수 있다. 기준 감마 전압들(VGMA1 내지 VGMA18)은 서로 다른 전압 레벨을 가지며, 정극성 또는 부극성을 가질 수 있다.

예컨대, 제1 내지 제9 기준 감마 전압들(VGMA1 내지 VGMA9)은 정극성을 가질 수 있고, 제10 내지 제18 기준 감마 전압들(VGMA10 내지 VGMA18)은 부극성을 가질 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 구동 전압의 조절방법을 설명하기 위한 위한 보상 그래프이다.

도 7을 참조하면, 보상 전압 정보(COS)에 포함된 차이값(ΔVS)과 구동 전압 보상값(ΔAVDD) 사이의 관계를 나타내는 보상 그래프(CO)가 도시되어 있다. 이와 같은 보상 그래프(CO)는 별도의 메모리 또는 룩-업 테이블 등에 저장될 수 있다.

여기서, 차이값(ΔVS)은 도 5에서 설명된 측정된 보조 전압(OUT_V)과 기준 보조 전압 사이의 차이값 또는 제1 보조 전압과 제2 보조 전압 사이의 차이값을 의미할 수 있다.

타이밍 제어부(110)는 보상 전압 정보(COS)에 포함된 차이값(ΔVS)을 기초로 구동 전압 보상값(ΔAVDD)을 결정할 수 있다.

예컨대, 보상 전압 정보(COS)에 포함된 측정된 보조 전압(OUT_V)과 기준 보조 전압 사이의 차이값이 제1 차이값(Va)인 경우, 타이밍 제어부(110)는 구동 전압(AVDD)의 보상값으로서 제1 전압(V1)을 구동 전압(AVDD)의 보상값으로 결정할 수 있다.

따라서, 타이밍 제어부(110)는 기존의 구동 전압(AVDD)보다 제1 전압만큼 상승된 구동 전압(AVDD)에 대한 정보를 포함하는 구동 전압 제어신호(VCS)를 생성할 수 있다.

한편, 보상 전압 정보(COS)에 포함된 측정된 보조 전압(OUT_V)과 기준 보조 전압 사이의 차이값이 제2 차이값(Vb) 이상인 경우, 타이밍 제어부(110)는 구동 전압(AVDD)의 보상값으로서 제2 전압(V2)을 구동 전압(AVDD)의 보상값으로 결정할 수 있다.

타이밍 제어부(110)는 매 프레임마다 보상 전압 정보(COS)를 이용하여 새로운 구동 전압(AVDD)을 결정할 수 있고, 보상 전압 정보(COS)에 차이값이 포함되지 않을 때까지 새로운 구동 전압(AVDD)을 결정하는 과정을 반복할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 영상 데이터의 계조를 변경하여 영상 데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.

앞서 상술한 실시 예에서는 표시 화소들(PX)의 구동 전압(AVDD)의 크기를 변경하여 손실이 보상된 데이터 신호(DS)를 생성하는 방법을 설명하였으나, 이와 달리 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(10)는 구동 전압(AVDD)의 크기를 제어하지 않고, 외부로부터 입력된 영상 신호(R, G, B)의 계조만을 변경함으로써, 손실이 보상된 데이터 신호(DS)를 생성할 수 있다.

도 8을 참조하면, 타이밍 제어부(110)는 구동 전압(AVDD)의 크기를 제어하지 않고, 외부로부터 입력된 영상 신호(R, G, 및 B)의 계조를 변경하여 영상 데이터(R_DATA, G_DATA, 및 B_DATA)를 생성할 수 있다. 즉, 타이밍 제어부(110)는 디지털 신호인 영상 신호(R, G, 및 B)의 비트를 변경하여 계조가 변경된 영상 데이터(R_DATA, G_DATA, 및 B_DATA)를 생성할 수 있다.

구체적으로, 타이밍 제어부(110)는 보상 전압 정보(COS)에 포함된 차이값에 대응하여 영상 신호(R, G, 및 B)의 계조를 증가시키는 방향으로 영상 신호(R, G, 및 B)의 비트를 변경할 수 있다.

예컨대, 타이밍 제어부(110)가 소정의 차이값을 포함하는 보상 전압 정보(COS)와 적색을 표시하는 화소(PX)에 공급될 100 계조의 영상 신호(R)를 수신한 경우, 타이밍 제어부(110)는 상기 차이값을 보상하기 위해 100 계조의 영상 신호(R)를 101 계조의 영상 신호로 변경할 수 있고, 101 계조의 영상 신호를 101 계조의 영상 데이터(R_DATA)로 변환할 수 있다. 즉, 타이밍 제어부(110)는 100 계조의 영상 신호(R)를 101 계조의 영상 데이터(R_DATA)로 변환할 수 있다.

보상 전압 정보(COS)에 포함된 차이값에 대응하는 영상 신호의 계조 변경값은 별도의 룩-업 테이블에 미리 저장될 수 있다.

이와 같이, 타이밍 제어부(110)는 구동 전압(AVDD)의 크기를 제어하지 않고, 단지 보상 전압 정보(COS)를 이용하여 입력된 영상 신호(R, G, 및 B)의 계조를 변경함으로써, 각 표시 화소(PX)에서 손실되는 데이터를 보상할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 패널의 개략적으로 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 표시 장치(10)의 표시부(150)는 영상을 표시하는 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.

표시 영역(DA)에는 표시 화소들(PX)이 배치되며, 비표시 영역(NDA)에는 적어도 하나의 보조 화소(SPX)가 배치될 수 있다.

도 9에서는 보조 화소(SPX)가 표시부(150)의 우측 하단에 배치된 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며 보조 화소(SPX)가 배치되는 위치는 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 보조 화소(SPX)는 표시부(150)의 좌측 하단 또는 우측 상단에도 배치될 수 있다.

또한, 보조 화소(SPX)는 비표시 영역(NDA) 중 한 영역에 배치될 수 있을 뿐만 아니라, 비표시 영역의 복수의 위치에 배치될 수 있다.

또한, 실시 예에 따라 보조 화소(SPX)는 표시 영역(DA)의 내부에도 배치될 수 있다. 예컨대, 보조 화소(SPX)는 표시 영역(DA)의 일측 또는 중앙에 배치될 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 장치의 개략적인 블록도이고, 도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 화소들의 배열과 보조 화소들의 배열을 나타내는 도면이고, 도 12는 도 11의 표시 화소들과 보조 화소들에 공급되는 신호들의 타이밍도이다.

도 10, 도 11, 및 도 12에서는 중복된 설명을 피하기 위해, 상술한 실시 예와 상이한 점을 중심으로 설명한다. 도 10, 도 11, 및 도 12에서 특별히 설명하지 않은 부분은 상술한 실시 예에 따르며 동일한 번호는 동일한 구성요소를, 유사한 번호는 유사한 구성 요소를 지칭한다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 장치(10')는 표시부(150), 타이밍 제어부(110), 게이트 구동부(120), 전압 생성부(130), 데이터 구동부(140), 및 센싱부(160)를 포함할 수 있다.

표시부(150)는 복수의 표시 화소들(PX)과 복수의 보조 화소들(SPX)을 포함할 수 있다.

표시 화소들(PX)은 표시 영역(DA) 상에 배치될 수 있으며, 데이터선들(DL1 내지 DLm) 및 게이트선들(SL1 내지 SLn)과 연결될 수 있다.

보조 화소들(SPX)은 비표시 영역(NDA) 상에 배치될 수 있으며, 보조 데이터선(SDL) 및 게이트선들(SL1 내지 SLn)과 연결될 수 있다. 보조 화소들(SPX)은 보조 데이터선(SDL) 및 게이트선들(SL1 내지 SLn)을 통해 보조 전압 및 게이트 신호를 공급받을 수 있다.

보조 화소들(SPX)은 보조 데이터선(SDL)을 통해 공급된 보조 전압을 저장할 수 있다. 예컨대, 보조 화소(SPX)는 상기 보조 전압을 한 프레임 또는 한 수평 주기 동안 저장할 수 있다.

보조 화소들 각각은 동일 수평 라인에 연결된 표시 화소와 게이트 라인을 공유할 수 있다. 즉, 동일 수평 라인에 표시 화소에 게이트 신호가 공급됨과 동시에, 보조 화소에도 게이트 신호가 공급될 수 있다.

도 11을 참조하면, 표시 화소들(PX11 내지 PXnm) 각각은 박막 트랜지스터(TFT), 액정 커패시터(Clc), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 표시 화소들(PX11 내지 PXnm) 각각은 매트릭스 형태로 배치되며, 게이트선들(SL1 내지 SLn) 중 어느 하나로부터 게이트 신호를 공급받을 수 있고, 데이터선들(DL1 내지 DLm) 중 어느 하나로부터 데이터 신호를 공급받을 수 있다.

보조 화소들(SPX1 내지 SPX(n/2))은 제1 트랜지스터(M1), 제2 트랜지스터(M2), 및 보조 커패시터(C1)를 포함하며, 게이트선들(SL1 내지 SLn)과 보조 데이터선(SDL)에 연결될 수 있다.

예컨대, n/2 번째 보조 화소(SPX(n/2))의 제1 트랜지스터(M1)는 게이트 전극이 n-1번째 게이트선(SLn-1)과 연결되고, 제1 전극이 제1 노드(N1)에 연결되며, 제2 전극이 리드 아웃선(RL)을 통해 센싱부(160)와 전기적으로 연결된다.

제2 트랜지스터(M2)는 게이트 전극이 n번째 게이트선(SLn)과 연결되고, 제1 전극이 제1 노드(N1)에 연결되며, 제2 전극이 보조 데이터선(SDL)에 연결된다.

보조 커패시터(C1)는 제1 노드(N1)에 연결되며, 보조 전압을 저장할 수 있다. 보조 커패시터(C1)는 보조 화소들(SPX1 내지 SPX(n/2))에 공급된 보조 전압을 한 프레임 또는 한 수평 주기 동안 저장할 수 있다.

이와 같이, 표시 화소들(PX11 내지 PXnm)과 보조 화소들(SPX1 내지 SPX(n/2))은 서로 동일한 수평 라인 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 표시 화소들(PX11 내지 PXnm)과 보조 화소들(SPX1 내지 SPX(n/2))이 게이트신호를 공급받는 기간은 서로 동일할 수 있다.

도 12를 참조하면, 한 프레임(1 FRAME) 동안 m번째 화소열의 표시 화소들(PX1m 내지 PXnm)에 공급되는 제1 내지 제n 게이트신호들(SS1 내지 SSn)이 도시되어 있고, 데이터 신호(DS)가 도시되어 있고, 보조 화소들(SPX1 내지 SPX(n/2))에 공급되는 제1 및 제n 게이트신호들(SS1 내지 SSn)과 보조 전압(SDS)이 도시되어 있다.

여기서, 제1 내지 제n 게이트신호들(SS1 내지 SSn)은 게이트 구동부(120)로부터 제1 내지 제n 게이트선들(SL1 내지 SLn)을 통해 공급된다. 그리고, 데이터 신호(DS)는 데이터 구동부(140)로부터 m번째 데이터선(DLm)을 통해 공급되고, 보조 전압(SDS)은 데이터 구동부(140)로부터 보조 데이터선(SDL)을 통해 공급된다.

제1 내지 제n 게이트신호들(SS1 내지 SSn)은 표시 화소들(PX1m 내지 PXnm)의 박막 트랜지스터(TFT)와 보조 화소들(SPX1 내지 SPX(n/2))의 제1 및 제2 트랜지스터(M1 및 M2)를 턴-온 시킬 수 있는 전압 레벨을 포함한다. 또한, 표시 화소들(PX1m 내지 PXnm) 각각에 공급되는 데이터 신호(DS)의 데이터 전압들(DV1, DV2, … DVn)은 서로 동일하거나 상이한 값을 가질 수 있다. 또한, 보조 화소들(SPX1 내지 SPX(n/2)) 각각에 공급되는 보조 전압(SDS)의 보조 전압 레벨(SDV1 내지 SDV(n/2))은 서로 동일하거나 상이한 값을 가질 수 있다.

1 프레임(1 FRAME)은 표시 화소들(PX1m 내지 PXnm)에 데이터 신호(DS)를 공급하는 데이터 기간(DP)과 휴지 기간인 블랭크 기간(BP)을 포함한다.

이하, 표시 화소들(PX1m 내지 PXnm)과 보조 화소들(SPX1 내지 SPX(n/2))의 동작을 살펴본다.

또한, 보조 화소들(SPX1 내지 SPX(n/2))은 데이터 기간(DP) 동안 데이터 구동부(140)로부터 보조 전압(SDS)을 공급받는다.

이와 같이, 보조 화소들(SPX1 내지 SPX(n/2))은 표시 화소들(PX1m 내지 PXnm)이 데이터 신호를 공급받는 기간과 중첩되는 기간 동안 보조 전압(SDS)을 공급받을 수 있다.

한편, 표시 장치(10')는 보조 화소들(SPX1 내지 SPX(n/2)) 각각으로부터 출력되는 누설 전류를 이용하여 동일 수평 라인의 표시 화소들에 대한 데이터 신호 보상을 수행할 수 있다.

예컨대, 상기 센싱부는 i(i는 자연수) 번째 및 i+1 번째 게이트선들과 연결된 보조 화소로부터 출력된 누설 전류를 이용하여 보조 전압 정보를 생성할 수 있고, 표시 장치(10')는 앞서 상술한 방법과 같이 보조 전압 정보에 따라 i 번째 및 i+1 번째 게이트선과 연결된 표시 화소들에 공급될 데이터 신호를 보상할 수 있다.

즉, 표시 장치(10')는 상기 보조 전압 정보에 따라 상기 i 번째 및 i+1 번째 게이트선과 연결된 표시 화소들에 대응하는 상기 영상 신호의 계조를 변경하거나, i 번째 및 i+1 번째 게이트선과 연결된 표시 화소들에 공급되는 데이터 신호의 레벨을 변경하기 위해 구동 전압을 조절할 수있다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 표시 장치의 개략적인 블록도이고, 도 14는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 표시 화소들의 배열과 보조 화소들의 배열을 나타내는 도면이다.

도 13 및 도 14에서는 중복된 설명을 피하기 위해, 상술한 실시 예와 상이한 점을 중심으로 설명한다. 도 13 및 도 14에서 특별히 설명하지 않은 부분은 상술한 실시 예에 따르며 동일한 번호는 동일한 구성요소를, 유사한 번호는 유사한 구성 요소를 지칭한다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 표시 장치(10'')는 표시부(150), 타이밍 제어부(110), 제1 및 제2 게이트 구동부(120A 및 120B), 전압 생성부(130), 데이터 구동부(140), 및 센싱부(160)를 포함할 수 있다.

표시 화소들(PX)은 데이터선들(DL1 내지 DLm) 및 제1 게이트선들(SLA1 내지 SLAn)과 연결될 수 있고, 데이터선들(DL1 내지 DLm) 및 제1 게이트선들(SLA1 내지 SLAn)을 통해 데이터 신호 및 제1 게이트 신호를 공급받을 수 있다.

보조 화소들(SPX)은 보조 데이터선(SDL) 및 제2 게이트선들(SLB1 내지 SLBk)에 연결될 수 있다. 보조 화소들(SPX)은 보조 데이터선(SDL) 및 제2 게이트선들(SLB1 내지 SLBk)을 통해 보조 전압 및 제2 게이트 신호를 공급받을 수 있다.

제1 게이트 구동부(120A)는 게이트 제어신호(SCS)에 응답하여 제1 게이트선들(SLA1 내지 SLAn)에 제1 게이트 신호들을 공급할 수 있다. 예컨대, 게이트 구동부(120)는 제1 게이트선들(SLA1 내지 SLAn)에 제1 게이트 신호들을 순차적으로 공급할 수 있다.

또한, 제2 게이트 구동부(120B)는 게이트 제어신호(SCS)에 응답하여 제2 게이트선들(SLB1 내지 SLBn)에 제2 게이트 신호들을 공급할 수 있다. 예컨대, 제2 게이트 구동부(120B)는 제2 게이트선들(SLB1 내지 SLBn)에 제2 게이트 신호들을 순차적으로 공급할 수 있다.

제1 게이트 구동부(120A)가 제1 게이트 신호를 공급하는 기간과 제2 게이트 구동부(120B)가 제2 게이트 신호를 공급하는 기간은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.

도 14를 참조하면, 표시 화소들(PX11 내지 PXnm) 각각은 박막 트랜지스터(TFT), 액정 커패시터(Clc), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 표시 화소들(PX11 내지 PXnm) 각각은 매트릭스 형태로 배치되며, 제1 게이트선들(SLA1 내지 SLAn) 중 어느 하나로부터 제1 게이트 신호를 공급받을 수 있고, 데이터선들(DL1 내지 DLm) 중 어느 하나로부터 데이터 신호를 공급받을 수 있다.

보조 화소들(SPX1 내지 SPX(k/2))은 제1 트랜지스터(M1), 제2 트랜지스터(M2), 및 보조 커패시터(C1)를 포함하며, 제2 게이트선들(SLB1 내지 SLBn)과 보조 데이터선(SDL)에 연결될 수 있다.

예컨대, k/2(k는 2의 배수) 번째 보조 화소(SPX(k/2))의 제1 트랜지스터(M1)는 게이트 전극이 k-1번째 제2 게이트선(SLBk-1)과 연결되고, 제1 전극이 제1 노드(N1)에 연결되며, 제2 전극이 리드 아웃선(RL)을 통해 센싱부(160)와 전기적으로 연결된다.

제2 트랜지스터(M2)는 게이트 전극이 k번째 제2 게이트선(SLBk)과 연결되고, 제1 전극이 제1 노드(N1)에 연결되며, 제2 전극이 보조 데이터선(SDL)에 연결된다.

보조 커패시터(C1)는 제1 노드(N1)에 연결되며, 보조 전압을 저장할 수 있다. 보조 커패시터(C1)는 보조 화소들(SPX1 내지 SPX(k/2))에 공급된 보조 전압을 한 프레임 또는 한 수평 주기 동안 저장할 수 있다.

이와 같이, 표시 화소들(PX11 내지 PXnm)과 보조 화소들(SPX1 내지 SPX(k/2))은 서로 다른 제1 및 제2 게이트 구동부들(120A 및 120B) 각각으로부터 서로 다른 게이트 신호를 공급받을 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10: 표시 장치
110: 타이밍 제어부
120: 게이트 구동부
130: 전압 생성부
140: 데이터 구동부
150: 표시부
160: 센싱부

Claims

데이터 신호에 상응하는 휘도로 발광하는 표시 화소들;
보조 전압을 저장하는 적어도 하나의 보조 화소;
상기 표시 화소들 및 상기 보조 화소에 게이트신호를 공급하는 게이트 구동부;
기준 감마 전압을 이용하여 영상 데이터를 상기 데이터 신호로 변환하고, 보조 데이터선을 통해 기설정된 레벨의 보조 전압을 상기 보조 화소에 공급하는 데이터 구동부;
매 프레임마다 상기 보조 화소에 저장된 상기 보조 전압의 변화를 감지하여, 현재 프레임 동안 측정된 제1 보조 전압과 기준 보조 전압 사이의 차이값을 포함하는 보상 전압 정보를 생성하는 센싱부;
외부로부터 입력된 영상 신호를 상기 영상 데이터로 변환하고, 상기 차이값에 대응하여 구동 전압을 조절하기 위한 구동 전압 제어신호를 생성하는 타이밍 제어부; 및
상기 구동 전압 제어신호에 대응하는 구동 전압을 생성하고, 상기 구동 전압을 기초로 상기 기준 감마 전압을 생성하는 전압 생성부를 포함하되,
상기 차이값에 대응하는 상기 구동 전압의 보상값을 포함하는 룩-업 테이블을 더 포함하고,
상기 타이밍 제어부는, 상기 보상값에 대응하여 상기 구동 전압을 상승시키기 위한 상기 구동 전압 제어신호를 생성하는 표시 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는,
상기 보상 전압 정보에 상기 현재 프레임 동안 측정된 상기 제1 보조 전압과 이전 프레임 동안 측정된 제2 보조 전압 사이의 차이값이 포함되고, 상기 제1 보조 전압이 상기 제2 보조 전압보다 작은 경우, 상기 차이값에 대응하여 상기 구동 전압을 상승시키기 위한 상기 구동 전압 제어신호를 생성하는 표시 장치.
제3항에 있어서,
상기 전압 생성부는 다음 프레임부터 상승된 구동 전압을 생성하는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 보상 전압 정보에 상기 현재 프레임 동안 측정된 상기 제1 보조 전압과 이전 프레임 동안 측정된 제2 보조 전압 사이의 차이값이 포함되고, 상기 제1 보조 전압이 상기 제2 보조 전압보다 작으며, 상기 차이값이 임계 차이보다 큰 경우, 상기 차이값에 대응하여 상기 구동 전압을 상승시키기 위한 상기 구동 전압 제어신호를 생성하는 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 센싱부는,
상기 보조 화소로부터 출력된 누설전류를 이용하여 상기 보조 화소에 저장된 상기 보조 전압을 측정하는 출력 감지부; 및
측정된 보조 전압의 변화를 기초로 상기 보상 전압 정보를 생성하는 보상부를 포함하는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 보조 화소는,
게이트 전극이 i(i는 자연수)번째 게이트선과 연결되고, 제1 전극이 제1 노드에 연결되며, 제2 전극이 리드 아웃선을 통해 상기 센싱부에 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터;
게이트 전극이 (i+1)번째 게이트선과 연결되고, 제1 전극이 상기 제1 노드에 연결되며, 제2 전극이 상기 보조 데이터선에 연결된 제2 트랜지스터; 및
상기 제1 노드에 연결되며, 상기 보조 전압을 저장하는 보조 커패시터를 포함하는 표시 장치.
제7항에 있어서,
상기 보조 커패시터는 상기 제2 트랜지스터가 턴-온 되는 동안 상기 보조 데이터선으로부터 상기 제1 노드에 공급된 상기 보조 전압을 저장하는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 표시 화소들과 상기 보조 화소는 서로 상이한 수평 라인에 배치되는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 게이트 구동부는 제1 및 제2 게이트 구동부를 포함하고,
상기 제1 게이트 구동부는 제1 게이트선을 통해 상기 표시 화소들에 연결되며, 상기 제2 게이트 구동부는 상기 제1 게이트선과 상이한 제2 게이트선을 통해 상기 보조 화소에 연결되는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 표시 화소들은 영상이 표시되는 표시 영역에 배치되고, 상기 보조 화소는 영상이 표시되지 않는 비표시 영역에 배치되는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 표시 화소들에 상기 데이터 신호가 공급되는 기간과 상기 보조 화소에 상기 보조 전압이 공급되는 기간은 서로 중첩하지 않는 표시 장치.
데이터 신호에 상응하는 휘도로 발광하는 표시 화소들;
보조 전압을 저장하는 적어도 하나의 보조 화소;
상기 표시 화소들 및 상기 보조 화소에 게이트신호를 공급하는 게이트 구동부;
매 프레임마다 상기 보조 화소에 저장된 상기 보조 전압의 변화를 감지하여현재 프레임 동안 측정된 제1 보조 전압과 기준 보조 전압 사이의 차이값을 포함하는 보상 전압 정보를 생성하는 센싱부;
상기 차이값에 따라 외부로부터 입력된 영상 신호의 계조를 변경하여 영상 데이터를 생성하는 타이밍 제어부; 및
상기 영상 데이터를 상기 데이터 신호로 변환하고, 보조 데이터선을 통해 기설정된 레벨의 보조 전압을 상기 보조 화소에 공급하는 데이터 구동부를 포함하되,
상기 차이값에 대응하는 상기 영상 신호의 계조의 변경값을 포함하는 룩-업 테이블을 더 포함하고,
상기 타이밍 제어부는, 상기 변경값에 대응하여 상기 영상 신호의 계조보다 높은 계조의 영상 데이터를 생성하는 표시 장치.
삭제
제13항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는,
상기 보상 전압 정보에 상기 현재 프레임 동안 측정된 상기 제1 보조 전압과 이전 프레임 동안 측정된 제2 보조 전압 사이의 차이값이 포함되고, 상기 제1 보조 전압이 상기 제2 보조 전압보다 작은 경우, 상기 차이값에 대응하여 상기 영상 신호의 계조보다 높은 계조의 영상 데이터를 생성하는 표시 장치.
제13항에 있어서,
상기 보상 전압 정보에 상기 현재 프레임 동안 측정된 상기 제1 보조 전압과 이전 프레임 동안 측정된 제2 보조 전압 사이의 차이값이 포함되고, 상기 제1 보조 전압이 상기 제2 보조 전압보다 작으며, 상기 차이값이 임계 차이보다 큰 경우, 상기 차이값에 대응하여 상기 영상 신호의 계조보다 높은 계조의 영상 데이터를 생성하는 표시 장치.
제13항에 있어서,
상기 보조 화소는,
게이트 전극이 i 번째 게이트선과 연결되고, 제1 전극이 제1 노드에 연결되며, 제2 전극이 리드 아웃선을 통해 상기 센싱부에 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터;
게이트 전극이 i+1 번째 게이트선과 연결되고, 제1 전극이 상기 제1 노드에 연결되며, 제2 전극이 상기 보조 데이터선에 연결된 제2 트랜지스터; 및
상기 제1 노드에 연결되며, 상기 보조 전압을 저장하는 보조 커패시터를 포함하는 표시 장치.
제17항에 있어서,
첫 번째 내지 i-1 번째 게이트선들에는 상기 표시 화소들만 연결되고, 상기 i 번째 및 i+1 번째 게이트선들에는 상기 보조 화소만 연결되는 표시 장치.
제13항에 있어서,
상기 센싱부는 i 번째 및 i+1 번째 게이트선들과 연결된 보조 화소를 이용하여 제1 보조 전압 정보를 생성하고,
상기 타이밍 제어부는 상기 제1 보조 전압 정보에 따라 상기 i 번째 및 i+1 번째 게이트선과 연결된 표시 화소들에 대응하는 상기 영상 신호의 계조를 변경하여 상기 영상 데이터를 생성하는 표시 장치.
제13항에 있어서,
상기 게이트 구동부는 제1 및 제2 게이트 구동부를 포함하고,
상기 제1 게이트 구동부는 제1 게이트선을 통해 표시 화소들에 연결되며, 상기 제2 게이트 구동부는 상기 제1 게이트선과 상이한 제2 게이트선을 통해 상기 보조 화소에 연결되는 표시 장치.