KR102419979B1 - 표시장치, 전자기기 및 토글링 회로 - Google Patents

표시장치, 전자기기 및 토글링 회로 Download PDF

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Abstract

본 실시예들은 표시장치, 전자기기 및 토글링 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 구동 전압의 토글링하여 구동 전압 라인들을 개별적으로 구동함으로써, 인터페이스, 컨트롤러, 소스 구동 회로 등의 성능 등을 크게 변화시키지 않고도, 모션 블러(Motion Blur) 현상을 줄여주거나 방지할 수 있는 표시장치, 전자기기 및 토글링 회로에 관한 것이다.

Description

표시장치, 전자기기 및 토글링 회로{DISPLAY DEVICE, ELECTRONIC DEVICE, AND TOGGLING CIRCUIT}
본 발명은 표시장치, 전자기기 및 토글링 회로에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치, 플라즈마 표시장치, 유기발광표시장치 등과 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.
한편, 이전 프레임 화면의 전체 또는 일부분이 현재 프레임 화면에서 보이는 현상이 발생할 수 있다. 예를 들어, 영상 내 고속으로 운동하고 있는 물체가 표현될 때, 물체가 뭉개지면서 보일 수 있다. 이러한 현상을 "모션 블러(Motion Blur)"라고 한다.
이러한 모션 블러를 제거하기 위해서는, 프레임 레이트(Frame Rate)를 높여주고, 이미지 유지율(Persistence)을 낮게 해주는 것이 필요하다.
하지만, 인터페이스 속도, 컨트롤러의 동작 속도, 소스 구동 회로 의 동작 속도 등의 여러 제약 사항으로 인해, 프레임 레이트를 높여주거나, 이미지 유지율을 낮게 해주는 데 한계가 있다. 따라서, 모선 블러를 줄여주거나 제거하는 데에도 한계가 있다.
이러한 배경에서, 실시예들의 목적은, 인터페이스, 컨트롤러, 소스 구동 회로 등의 성능 등을 크게 변화시키지 않고도, 모션 블러(Motion Blur) 현상을 줄여주거나 방지할 수 있는 표시장치, 전자기기 및 토글링 회로를 제공하는 데 있다.
실시예들의 다른 목적은, 인터페이스, 컨트롤러, 소스 구동 회로 등의 성능 등을 크게 변화시키지 않고도, 높은 프레임 레이트, 빠른 응답 속도 및 낮은 이미지 유지율을 갖는 표시장치, 전자기기 및 토글링 회로를 제공하는 데 있다.
실시예들의 또 다른 목적은, 복수의 구동 전압 라인들을 개별적으로 구동하는 표시장치, 전자기기 및 토글링 회로를 제공하는 데 있다.
실시예들의 또 다른 목적은, 토글링 된 구동 전압을 이용하여 복수의 구동 전압 라인들을 개별적으로 구동하는 표시장치, 전자기기 및 토글링 회로를 제공하는 데 있다.
실시예들의 또 다른 목적은, 모션 블러 현상을 줄여주거나 방지할 수 있는 롤링 셔터 구동 방식의 표시장치, 전자기기 및 토글링 회로를 제공하는 데 있다.
실시예들의 또 다른 목적은, 모션 블러 현상을 줄여주거나 방지할 수 있는 글로벌 셔터 구동 방식의 표시장치, 전자기기 및 토글링 회로를 제공하는 데 있다.
실시예들은, 다수의 데이터 라인들과 다수의 게이트 라인들에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이와, 다수의 데이터 라인들을 구동하는 소스 구동 회로와, 다수의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 구동 회로와, 소스 구동 회로 및 게이트 구동 회로를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 표시장치를 제공할 수 잇다.
이러한 표시장치에서, 픽셀 어레이가 있는 픽셀 어레이 영역에는 다수의 서브픽셀들로 개별적인 구동 전압을 전달하기 위한 복수의 구동 전압 라인들이 배치될 수 있다.
복수의 구동 전압 라인들에 개별적으로 인가된 구동 전압은 토글링 되어 있을 수 있다.
복수의 구동 전압 라인들 각각은 1개의 서브픽셀 라인과 대응되어 배치되거나, 2개 이상의 서브픽셀 라인과 대응되어 배치될 수 있다.
복수의 구동 전압 라인들 각각에 인가된 토글링 된 구동 전압은, 토글링 타이밍이 서로 다를 수 있다.
복수의 구동 전압 라인들 각각에 인가된 토글링 된 구동 전압은, 한 프레임 기간 내에서, 온-전압에서 오프-전압 레벨 상태 또는 플로팅 상태로 순차적으로 토글링 될 수 있다.
복수의 구동 전압 라인들 각각에 인가된 토글링 된 구동 전압은, 토글링 타이밍은 서로 동일할 수 있다.
복수의 구동 전압 라인들 각각에 인가된 토글링 된 구동 전압은, 한 프레임 기간 내에서, 오프-전압 레벨 상태 또는 플로팅 상태에서 온-전압으로 동시에 토글링 될 수 있다.
적어도 하나의 프레임 기간 내 일정 기간 동안 영상 이미지가 비 표시되거나 영상 이미지와 다른 페이크 이미지(Fake Image)가 표시될 수 있다.
영상 이미지가 비 표시되거나 영상 이미지와 다른 페이크 이미지(Fake Image)가 표시되는 일정 기간은 구동 전압의 토글링 타이밍에 동기화 될 수 있다.
일정 기간 동안 영상 이미지가 비 표시되거나 페이크 이미지(Fake Image)가 표시되는 영역은 블랙으로 보일 수 있다.
표시장치는, DC 전압의 구동 전압을 토글링 하고, 토글링 된 구동 전압을 출력하는 토글링 회로를 더 포함할 수 있다.
토글링 회로는, 일정 전압 값을 갖는 구동 전압이 입력되는 입력 단과, 복수의 구동 전압 라인들과 대응되어 연결된 복수의 토글 스위치와, 복수의 토글 스위치의 온-오프를 제어하는 복수의 토글 제어 신호를 출력하는 복수의 시프트 레지스터를 포함할 수 있다.
복수의 토글 스위치 각각은, 토글 제어 신호에 따라 온-오프 됨으로써, 입력 단으로 입력된 DC 전압의 구동 전압을 토글링 하여 토글링 된 구동 전압을 해당 구동 전압 라인으로 출력할 수 있다.
토글링 회로는 픽셀 어레이 영역의 외곽 영역에 배치될 수 있다.
픽셀 어레이, 소스 구동 회로, 게이트 구동 회로 및 컨트롤러는 실리콘 기판 상에 배치될 수 있다.
실시예들에 따른 표시장치에서, 적어도 하나의 프레임 기간 내 일정 기간 동안 영상 이미지가 비 표시되거나 영상 이미지와 다른 페이크 이미지(Fake Image)가 표시될 수 있다.
픽셀 어레이가 있는 픽셀 어레이 영역에는 다수의 서브픽셀들로 개별적인 구동 전압을 전달하기 위한 복수의 구동 전압 라인들이 배치될 수 있다.
복수의 구동 전압 라인들에 개별적으로 인가된 구동 전압은 토글링 되어 있을 수 있다.
이미지가 비 표시되거나 영상 이미지와 다른 페이크 이미지(Fake Image)가 표시되는 일정 기간은 구동 전압의 토글링 타이밍에 동기화될 수 있다.
실시예들은, 영상 신호가 입력되는 영상 신호 입력부와, 영상 신호에 근거한 제1 영상이 표시되는 제1 디스플레이 유닛과, 영상 신호에 근거한 제2 영상이 표시되는 제2 디스플레이 유닛과, 영상 신호 입력부, 제1 디스플레이 유닛 및 제2 디스플레이 유닛을 수납하는 케이스를 포함하는 전자기기를 제공할 수 있다.
제1 디스플레이 유닛 및 제2 디스플레이 유닛 각각은, 실리콘 기판과, 실리콘 기판 상에 배열된 다수의 서브픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이와, 실리콘 기판 상에 배치된 구동 회로들을 포함할 수 있다.
구동 회로들은 픽셀 어레이의 주변에 위치할 수 있다.
제1 디스플레이 유닛 및 제2 디스플레이 유닛 각각에서, 픽셀 어레이가 배치된 영역에는 다수의 서브픽셀들로 개별적인 구동 전압을 공급하는 복수의 구동 전압 라인들이 배치될 수 있다.
복수의 구동 전압 라인들에 인가되는 개별적인 구동 전압은 토글링 되어 있을 수 있다.
실시예들은, 일정 전압 값을 갖는 구동 전압이 입력되는 입력 단과, 복수의 구동 전압 라인들과 대응되어 연결된 복수의 토글 스위치와, 복수의 토글 스위치의 온-오프를 제어하는 복수의 토글 제어 신호를 출력하는 복수의 시프트 레지스터를 포함하는 토글링 회로를 포함할 수 있다.
복수의 토글 스위치 각각은, 토글 제어 신호에 따라 온-오프 되어 입력 단으로 입력된 구동 전압을 토글링 하여 해당 구동 전압 라인으로 출력할 수 있다.
실시예들은, 다수의 데이터 라인들과 다수의 게이트 라인들에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이와, 다수의 데이터 라인들을 구동하는 소스 구동 회로와, 다수의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 구동 회로와, 소스 구동 회로 및 게이트 구동 회로를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.
표시장치에서, 다수의 서브픽셀들은 다수의 서브픽셀 그룹들로 그룹화되어 배치되고, 다수의 서브픽셀 그룹들은 픽셀 어레이 영역에 배치된 복수의 구동 전압 라인들과 각각 연결될 수 있다.
표시장치에서, 복수의 구동 전압 라인들에 인가되는 구동 전압은 상기 다수의 서브픽셀 그룹 별로 각각 제어될 수 있다.
표시장치는, 복수의 구동 전압 라인들에 인가되는 구동 전압을 제어하는 구동 전압 제어 회로를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예들에 의하면, 인터페이스, 컨트롤러, 소스 구동 회로 등의 성능 등을 크게 변화시키지 않고도, 모션 블러 현상을 줄여주거나 방지할 수 있는 표시장치, 전자기기 및 토글링 회로를 제공할 수 있다.
실시예들에 의하면, 인터페이스, 컨트롤러, 소스 구동 회로 등의 성능 등을 크게 변화시키지 않고도, 높은 프레임 레이트, 빠른 응답 속도 및 낮은 이미지 유지율을 갖는 표시장치, 전자기기 및 토글링 회로를 제공할 수 있다.
실시예들에 의하면, 복수의 구동 전압 라인들을 개별적으로 구동하는 표시장치, 전자기기 및 토글링 회로를 제공할 수 있다.
실시예들에 의하면, 토글링 된 구동 전압을 이용하여 복수의 구동 전압 라인들을 개별적으로 구동하는 표시장치, 전자기기 및 토글링 회로를 제공할 수 있다.
실시예들에 의하면, 모션 블러 현상을 줄여주거나 방지할 수 있는 롤링 셔터 구동 방식의 표시장치, 전자기기 및 토글링 회로를 제공할 수 있다.
실시예들에 의하면, 모션 블러 현상을 줄여주거나 방지할 수 있는 글로벌 셔터 구동 방식의 표시장치, 전자기기 및 토글링 회로를 제공할 수 있다.
도 1은 실시예들에 따른 표시장치의 시스템 구성도이다.
도 2는 실시예들에 따른 표시장치의 서브픽셀 구조이다.
도 3은 실시예들에 따른 표시장치의 다른 서브픽셀 구조이다.
도 4는 실시예들에 따른 표시장치의 또 다른 서브픽셀 구조이다.
도 5는 실시예들에 따른 표시장치에서, 구동 전압 라인의 배치도이다.
도 6은 실시예들에 따른 표시장치에서, 구동 전압 라인의 다른 배치도이다.
도 7은 실시예들에 따른 표시장치에서, 파워 공급 회로에 의해, 복수의 구동 전압 라인들로 DC 전압에 해당하는 구동 전압이 공통으로 인가되는 것으로 나타낸 도면이다.
도 8은 실시예들에 따른 표시장치에서, 복수의 구동 전압 라인들로 DC 전압에 해당하는 구동 전압이 공통으로 인가된 경우, 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 9는 실시예들에 따른 표시장치에서, 복수의 구동 전압 라인들로 DC 전압에 해당하는 구동 전압이 공통으로 인가된 경우, 제1 프레임 및 제2 프레임을 나타낸 도면이다.
도 10은 실시예들에 따른 표시장치에서, 토글링 회로에 의해, 복수의 구동 전압 라인들 각각으로 토글링 된 구동 전압이 개별적으로 인가되는 것을 나타낸 도면이다.
도 11은 실시예들에 따른 표시장치의 토글링 회로를 나타낸 도면이다.
도 12는 실시예들에 따른 표시장치에서, 복수의 구동 전압 라인들 각각으로 토글링 된 구동 전압이 개별적으로 인가되는 경우, 롤링 셔터 구동 방식에 따른 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 13은 실시예들에 따른 표시장치에서, 복수의 구동 전압 라인들 각각으로 토글링 된 구동 전압이 개별적으로 인가되는 경우, 롤링 셔터 구동 방식에 따른 제1 프레임 및 제2 프레임을 나타낸 도면이다.
도 14는 실시예들에 따른 표시장치에서, 복수의 구동 전압 라인들 각각으로 토글링 된 구동 전압이 개별적으로 인가되는 경우, 글로벌 셔터 구동 방식에 따른 구동 타이밍 다이어그램이다.
도 15는 실시예들에 따른 표시장치에서, 복수의 구동 전압 라인들 각각으로 토글링 된 구동 전압이 개별적으로 인가되는 경우, 글로벌 셔터 구동 방식에 따른 제1 프레임 및 제2 프레임을 나타낸 도면이다.
도 16은 실시예들에 따른 표시장치를 이용한 전자기기를 나타낸 도면이다.
도 17은 실시들에 따른 전자기기의 제1 디스플레이 유닛 및 제2 디스플레이 유닛 각각의 구현 예시도이다.
도 18은 실시들에 따른 전자기기의 제1 디스플레이 유닛 및 제2 디스플레이 유닛 각각에서 서브픽셀의 평면도를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 19는 실시들에 따른 전자기기의 제1 디스플레이 유닛 및 제2 디스플레이 유닛 각각에서, 구동 회로들의 4가지 배치 예시들(Case 1, 2, 3, 4)이다.
도 20은 도 19의 Case 1에 따른 게이트 구동 회로와 토글링 회로에서 출력되는 신호들을 나타낸 도면이다.
도 21은 도 19의 Case 2에 따른 게이트 구동 회로와 토글링 회로에서 출력되는 신호들을 나타낸 도면이다.
도 22는 도 19의 Case 3에 따른 2개의 게이트 구동 회로와 2개의 토글링 회로에서 출력되는 신호들을 나타낸 도면이다.
도 23은 도 19의 Case 4에 따른 2개의 게이트 구동 회로와 2개의 토글링 회로에서 출력되는 신호들을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
실시예들은, 모션 블러(Motion Blur)와 이로 인해 사용자가 어지러움을 느끼는 현상을 방지할 수 있는 구동 방법을 제공하는 회로와 표시장치를 개시하고, 이러한 표시장치를 활용하여, 불편함이 없이, 실감나는 가상 현실 또는 증강 현실을 사용자에게 제공하는 전자기기를 개시한다.
또한, 실시예들은, 다수의 데이터 라인들과 다수의 게이트 라인들에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이와, 다수의 데이터 라인들을 구동하는 소스 구동 회로와, 다수의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 구동 회로와, 소스 구동 회로 및 게이트 구동 회로를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.
표시장치에서, 다수의 서브픽셀들은 다수의 서브픽셀 그룹들로 그룹화되어 배치되고, 다수의 서브픽셀 그룹들은 픽셀 어레이 영역에 배치된 복수의 구동 전압 라인들과 각각 연결될 수 있다.
각 서브픽셀 그룹은 1개의 구동 전압 라인으로부터 구동 전압을 공급 받을 수 있는 서브픽셀들의 집합이다. 예를 들어, 1번째 행에 배치된 서브픽셀들과 2번째 행에 배치된 서브픽셀들이 1개의 구동 전압 라인으로부터 구동 전압을 공통으로 공급받는다면, 1번째 행에 배치된 서브픽셀들과 2번째 행에 배치된 서브픽셀들은 하나의 서브픽셀 그룹에 속한다고 볼 수 있다.
표시장치에서, 복수의 구동 전압 라인들에 인가되는 구동 전압은 다수의 서브픽셀 그룹 별로 각각 제어될 수 있다.
표시장치는, 복수의 구동 전압 라인들에 인가되는 구동 전압을 제어하는 구동 전압 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 여기서, 구동 전압 제어 회로는, 후술하게 될 토글링 회로(TOG)이거나 이를 포함할 수 있으며, 파워 공급 회로(PSC)를 더 포함할 수도 있다.
아래에서, 이상에서 간략하게 설명한 표시장치 및 구동 전압 제어 회로, 그리고, 이들을 활용한 전자기기에 대하여, 예시적으로 상세하게 설명한다.
한편, 실시예들에 따른 표시장치는 액정표시장치, 플라즈마 표시장치, 유기발광표시장치 등의 다양한 타입의 디스플레이일 수 있다. 다만, 아래에서는, 유기발광표시장치로 예를 들어 설명한다.
도 1은 본 실시예들에 따른 표시장치(100)의 시스템 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 다수의 데이터 라인들(DL) 및 다수의 게이트 라인들(GL)이 배치되고, 다수의 데이터 라인들(DL) 및 다수의 게이트 라인들(GL)에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀들(SP)을 포함하는 픽셀 어레이(PXL)과, 다수의 데이터 라인들(DL)을 구동하는 소스 구동 회로(SDC)와, 다수의 게이트 라인들(GL)을 구동하는 게이트 구동 회로(GDC)와, 소스 구동 회로(SDC) 및 게이트 구동 회로(GDC)를 제어하는 컨트롤러(CONT) 등을 포함한다.
컨트롤러(CONT)는, 소스 구동 회로(SDC) 및 게이트 구동 회로(GDC)로 각종 제어신호(DCS, GCS)를 공급하여, 소스 구동 회로(SDC) 및 게이트 구동 회로(GDC)를 제어한다.
이러한 컨트롤러(CONT)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 소스 구동 회로(SDC)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터(Data)를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.
이러한 컨트롤러(CONT)는, 통상의 디스플레이 기술에서 이용되는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)이거나, 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)를 포함하여 다른 제어 기능도 더 수행하는 제어장치일 수 있다.
이러한 컨트롤러(CONT)는, 소스 구동 회로(SDC)와 별도의 부품으로 구현될 수도 있고, 소스 구동 회로(SDC)와 함께 통합되어 집적회로로 구현될 수 있다.
소스 구동 회로(SDC)는, 컨트롤러(CONT)로부터 영상 데이터(Data)를 입력 받아 다수의 데이터 라인들(DL)로 데이터 전압을 공급함으로써, 다수의 데이터 라인들(DL)을 구동한다. 여기서, 소스 구동 회로(SDC)는 소스 구동회로라고도 한다.
이러한 소스 구동 회로(SDC)는, 적어도 하나의 소스 드라이버 집적회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit)를 포함하여 구현될 수 있다.
각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 시프트 레지스터(Shift Register), 래치 회로(Latch Circuit), 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital to Analog Converter), 출력 버퍼(Output Buffer) 등을 포함할 수 있다.
각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 경우에 따라서, 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter)를 더 포함할 수 있다.
게이트 구동 회로(GDC)는, 다수의 게이트 라인들(GL)로 스캔 신호를 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인들(GL)을 순차적으로 구동한다. 여기서, 게이트 구동 회로(GDC)는 스캔 구동회로라고도 한다.
이러한 게이트 구동 회로(GDC)는, 적어도 하나의 게이트 구동회로 집적회로(GDIC: Gate Driver Integrated Circuit)를 포함하여 구현될 수 있다.
각 게이트 구동회로 집적회로(GDIC)는 시프트 레지스터(Shift Register), 레벨 시프터(Level Shifter) 등을 포함할 수 있다.
게이트 구동 회로(GDC)는, 컨트롤러(CONT)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 스캔 신호를 다수의 게이트 라인들(GL)로 순차적으로 공급한다.
소스 구동 회로(SDC)는, 게이트 구동 회로(GDC)에 의해 특정 게이트 라인이 열리면, 컨트롤러(CONT)로부터 수신한 영상 데이터(DATA)를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인들(DL)로 공급한다.
소스 구동 회로(SDC)는, 픽셀 어레이(PXL)의 일측(예: 상측 또는 하측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 픽셀 어레이(PXL)의 양측(예: 상측과 하측)에 모두 위치할 수도 있다.
게이트 구동 회로(GDC)는, 픽셀 어레이(PXL)의 일 측(예: 좌측 또는 우측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 픽셀 어레이(PXL)의 양측(예: 좌측과 우측)에 모두 위치할 수도 있다.
각 서브픽셀(SP)을 구성하는 회로 소자의 종류 및 개수는, 제공 기능 및 설계 방식 등에 따라 다양하게 정해질 수 있다.
한편, 픽셀 어레이(PXL)는 유리 기판 등을 사용한 표시패널에 존재할 수 있으며, 소스 구동 회로(SDC) 및 게이트 구동 회로(GDC) 등은 다양한 방식으로 표시패널과 전기적으로 연결될 수 있다.
즉, 표시장치(100)에서, 유리 기판 상에 트랜지스터들, 각종 전극 및 각종 신호 배선들 등이 형성되어 픽셀 어레이(PXL)을 형성하고, 구동 회로들에 해당하는 집적회로들은 인쇄회로에 실장 되고, 인쇄회로를 통해 표시 패널과 전기적으로 연결된다. 이러한 기존 구조는, 중대형 표시 장치에서는 적합하다.
한편, 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 가상 현실 기기, 증강 현실 기기 등의 전자기기들에 적용되기에 적합한 구조나 우수한 디스플레이 성능을 갖는 소형 표시 장치일 수도 있다.
이 경우, 일 예로, 픽셀 어레이(PXL), 소스 구동 회로(SDC), 게이트 구동 회로(GDC) 및 컨트롤러(CONT)는 실리콘 기판(실리콘 반도체 기판) 상에 함께 배치될 수도 있다.
이 경우, 표시장치(100)는 매우 작게 제작될 수 있고, 가상 현실 (VR: Virtual Reality) 기기 또는 증강 현실 (AR: Augmented Reality) 기기 등의 전자기기에 활용될 수 있다.
도 2는 실시예들에 따른 표시장치(100)의 서브픽셀 구조이고, 도 3은 실시예들에 따른 표시장치(100)의 다른 서브픽셀 구조다.
도 2를 참조하면, 실시예들에 따른 표시장치(100)에서, 각 서브픽셀(SP)은, 유기발광다이오드(OLED)와, 유기발광다이오드(OLED)를 구동하는 구동 트랜지스터(DRT)와, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 데이터 라인(DL) 사이에 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터(T1)와, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 전기적으로 연결된 캐패시터(Cst) 등을 포함하여 구현될 수 있다.
유기발광다이오드(OLED)는 제1전극(E1, 예: 애노드 전극 또는 캐소드 전극), 유기 발광층(OEL) 및 제2전극(E2, 예: 캐소드 전극 또는 애노드 전극) 등으로 이루어질 수 있다.
유기발광다이오드(OLED)의 제1전극(E1)은 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)와 전기적으로 연결될 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)의 제2전극(E2)에는 기저 전압(EVSS)이 인가될 수 있다.
여기서, 기저 전압(EVSS)은 모든 서브픽셀들(SP)에 인가되는 일종의 공통 전압일 수 있다.
구동 트랜지스터(DRT)는 유기발광다이오드(OLED)로 구동 전류(Ioled)를 공급해줌으로써 유기발광다이오드(OLED)를 구동해준다.
구동 트랜지스터(DRT)는 제1 노드(N1), 제2 노드(N2) 및 제3노드(N3)를 갖는다.
구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)는 게이트 노드에 해당하는 노드로서, 제1 트랜지스터(T1)의 소스 노드 또는 드레인 노드와 전기적으로 연결될 수 있다.
구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)는 유기발광다이오드(OLED)의 제1 전극과 전기적으로 연결될 수 있으며, 소스 노드 또는 드레인 노드일 수 있다.
구동 트랜지스터(DRT)의 제3 노드(N3)는 구동 전압(EVDD)이 인가되는 노드로서, 구동 전압(EVDD)을 공급하는 구동 전압 라인(DVL)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 드레인 노드 또는 소스 노드일 수 있다.
여기서, 구동 전압(EVDD)은 모든 서브픽셀들(SP)에 인가되는 일종의 공통 전압일 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 게이트 라인을 통해 제1 스캔 신호(SCAN1)를 게이트 노드로 인가 받아 온-오프가 제어될 수 있다.
이러한 제1 트랜지스터(T1)는 제1 스캔 신호(SCAN1)에 의해 턴-온 되어 데이터 라인(DL)으로부터 공급된 데이터 전압(Vdata)을 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)로 전달해줄 수 있다.
이러한 제1 트랜지스터(T1)은 스위칭 트랜지스터라고도 한다.
캐패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 전기적으로 연결되어, 영상 신호 전압에 해당하는 데이터 전압(Vdata) 또는 이에 대응되는 전압을 한 프레임 시간 동안 유지해줄 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 2에 예시된 하나의 서브픽셀(SP)은 유기발광다이오드(OLED)를 구동하기 위하여, 2개의 트랜지스터(DRT, T1)와 1개의 캐패시터(Cst)를 포함하는 2T(Transistor)1C(Capacitor) 구조를 가질 수 있다.
도 2에 예시된 서브픽셀 구조 (2T1C 구조)는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐, 기능, 패널 구조 등에 따라, 하나의 서브픽셀(SP)은 1개 이상의 트랜지스터를 더 포함하거나, 1개 이상의 캐패시터를 더 포함할 수도 있다.
도 3은 하나의 서브픽셀(SP)이 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)와 기준 전압 라인(RVL) 사이에 전기적으로 연결된 제2 트랜지스터(T2)를 더 포함하는 3T(Transistor)1C(Capacitor) 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 제2 트랜지스터(T2)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)와 기준 전압 라인(RVL) 사이에 전기적으로 연결되어, 게이트 노드로 제2 스캔 신호(SCAN2)를 인가 받아 온-오프가 제어될 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)의 드레인 노드 또는 소스 노드는 기준 전압 라인(RVL)에 전기적으로 연결되고, 제2 트랜지스터(T2)의 소스 노드 또는 드레인 노드는 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는, 일 예로, 디스플레이 구동 시 구간에서 턴-온 될 수 있고, 구동 트랜지스터(DRT)의 특성치 또는 유기발광다이오드(OLED)의 특성치를 센싱하기 위한 센싱 구동 시 구간에서 턴-온 될 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 해당 구동 타이밍에 맞추어, 제2 스캔 신호(SCAN2)에 의해 턴-온 되어, 기준 전압 라인(RVL)에 공급된 기준 전압(Vref)을 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)에 전달해줄 수 있다.
또한, 제2 트랜지스터(T2)는 다른 구동 타이밍에 맞추어, 제2 스캔 신호(SCAN2)에 의해 턴-온 되어, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압을 기준 전압 라인(RVL)으로 전달해줄 수 있다.
이 경우, 기준 전압 라인(RVL)과 전기적으로 연결될 수 있는 센싱부(예: 아날로그 디지털 컨버터 등)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압을 기준 전압 라인(RVL)을 통해 측정할 수 있다.
다시 말해, 제2 트랜지스터(T2)는, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압 상태를 제어하거나, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)의 전압을 기준 전압 라인(RVL)에 전달해줄 수 있다.
한편, 캐패시터(Cst)는, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 존재하는 내부 캐패시터(Internal Capacitor)인 기생 캐패시터(예: Cgs, Cgd)가 아니라, 구동 트랜지스터(DRT)의 외부에 의도적으로 설계한 외부 캐패시터(External Capacitor)일 수 있다.
구동 트랜지스터(DRT), 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2) 각각은 n 타입 트랜지스터이거나 p 타입 트랜지스터일 수 있다.
한편, 제1 스캔 신호(SCAN1) 및 제2 스캔 신호(SCAN2)는 별개의 게이트 신호일 수 있다. 이 경우, 제1 스캔 신호(SCAN1) 및 제2 스캔 신호(SCAN2)는 서로 다른 게이트 라인을 통해, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 노드 및 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 노드로 각각 인가될 수도 있다.
경우에 따라서는, 제1 스캔 신호(SCAN1) 및 제2 스캔 신호(SCAN2)는 동일한 게이트 신호일 수도 있다. 이 경우, 제1 스캔 신호(SCAN1) 및 제2 스캔 신호(SCAN2)는 동일한 게이트 라인을 통해 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 노드 및 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 노드에 공통으로 인가될 수도 있다.
도 2 및 도 3에 예시된 각 서브픽셀 구조는 설명을 위한 예시일 뿐, 1개 이상의 트랜지스터를 더 포함하거나, 경우에 따라서는, 1개 이상의 캐패시터를 더 포함할 수도 있다.
또는, 다수의 서브픽셀들 각각이 동일한 구조로 되어 있을 수도 있고, 다수의 서브픽셀들 중 일부는 다른 구조로 되어 있을 수도 있다.
도 4는 실시예들에 따른 표시장치(100)의 또 다른 서브픽셀 구조다.
도 4의 서브픽셀 구조는, 도 3의 3T1C 구조의 변형이다.
도 4의 서브픽셀 구조의 경우, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 노드 및 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 노드는 동일한 게이트 라인(GL)에 연결되어, 스캔 신호(SCAN)를 동일하게 공급받는다.
도 5는 실시예들에 따른 표시장치(100)에서, 구동 전압 라인(DVL)의 배치도이다. 도 6은 실시예들에 따른 표시장치(100)에서, 구동 전압 라인(DVL)의 다른 배치도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 픽셀 어레이 영역(PXL)에는 다수의 서브픽셀들(SP)이 매트릭스 형태로 배열된다.
따라서, 픽셀 어레이 영역(PXL)에는 m(m는 2 이상의 자연수)개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])이 존재한다.
m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m]) 각각은 동일한 행에 배치된 서브픽셀들(SP)의 그룹이거나 동일한 열에 배치된 서브픽셀들(SP)의 그룹일 수 있다.
각 서브픽셀의 구조가 도 4와 같은 경우, m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])에는 m개의 게이트 라인(GL[1] ~ GL[m])이 배치된다.
m개의 게이트 라인(GL[1] ~ GL[m])은 m개의 스캔 신호(SCAN[1] ~ SCAN[m])를 m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])로 전달한다.
한편, 각 서브픽셀 내 구동 트랜지스터(DRT) 의 드레인 노드 또는 소스 노드에 해당하는 제3 노드(N3)로 구동 전압(EVDD)을 공급하기 위하여, 픽셀 어레이(PXL)가 있는 픽셀 어레이 영역에는, 복수의 구동 전압 라인들이 배치될 수 있다.
일 예로, 복수의 구동 전압 라인들은 게이트 라인들과 평행하게 배치될 수 있다.
복수의 구동 전압 라인들 각각은 1개의 서브픽셀 라인과 대응되어 배치될 수 있다. 도 5의 예시를 참조하면, 1개의 구동 전압 라인(예: DVL[1])은 1개의 서브픽셀 라인들(예: SPL[1])과 대응되어 배치될 수 있다. 즉, m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])은 m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])과 일대일로 대응되어 배치될 수 있다.
전술한 바와 같이, 1개의 서브픽셀 라인 마다 1개의 구동 전압 라인을 배치시키는 구조에 따르면, m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m]) 각각을 개별적으로 제어할 수 있다.
복수의 구동 전압 라인들 각각은 2개 이상의 서브픽셀 라인과 대응되어 배치될 수 있다. 도 6의 예시를 참조하면, 1개의 구동 전압 라인(예: DVL[1])은 2개의 서브픽셀 라인들(예: SPL[1], SPL[2])과 대응되어 배치될 수 있다. 즉, m/2개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m/2], m은 2의 배수임)은 m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])과 대응되어 배치될 수 있다.
전술한 바와 같이, 2개 이상의 서브픽셀 라인 마다 1개의 구동 전압 라인을 배치시키는 구조에 따르면, m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])을 그룹화하여 효율적으로 제어할 수 있으며, 픽셀 어레이(PXL)의 개구율을 높여줄 수도 있다.
한편, 픽셀 어레이 영역에 1개의 구동 전압 라인만이 존재하면, 즉, 1개의 구동 전압 라인이 모든 서브픽셀 라인들과 대응되는 구조가 되면, 실시예들에 따른 표시장치(100)는 후술하게 될 글로벌 셔터 구동 방식으로 동작하게 된다.
아래에서는, 도 5에서와 같이, m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])이 m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])과 일대일로 대응되어 배치된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 7 내지 도 9는 실시예들에 따른 표시장치(100)에서, 파워 공급 회로(PSC)에 의해, 복수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])로 DC 전압에 해당하는 구동 전압(EVDD)이 공통으로 인가되는 공통 구동 방식과, 이에 따른 구동 타이밍 다이어그램과, 제1 프레임 및 제2 프레임을 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 디스플레이 구동 시, m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])은 순차적으로 구동된다.
이를 위해, 게이트 구동 회로(GDC)는 m개의 스캔 신호(SCAN[1] ~ SCAN[m])를 m개의 게이트 라인(GL[1] ~ GL[m])으로 순차적으로 공급한다.
따라서, m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])에서의 각 서브픽셀 내 제1, 제2 트랜지스터(T1, T2)는 m개의 스캔 신호(SCAN[1] ~ SCAN[m])를 순차적으로 공급받는다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 실시예들에 따른 실시예들에 따른 표시장치(100)에서, 파워 공급 회로(PSC)는 픽셀 어레이 영역에 배치된 복수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])로 DC 전압에 해당하는 구동 전압(EVDD)을 공급할 수 있다.
픽셀 어레이 영역에 배치된 복수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])을 통해, DC 전압에 해당하는 구동 전압(EVDD)이 픽셀 어레이 영역에서의 각 서브픽셀 내 구동 트랜지스터(DRT)의 드레인 노드 또는 소스 노드에 해당하는 제3 노드(N3)로 공통으로 전달될 수 있다.
한편, 이전 프레임 화면의 전체 또는 일부분이 현재 프레임 화면에서 보이는 현상이 발생할 수 있다. 예를 들어, 영상 내 고속으로 운동하고 있는 물체가 표현될 때, 물체가 뭉개지면서 보일 수 있다. 이러한 현상을 "모션 블러(Motion Blur)"라고 한다.
이러한 모션 블러를 제거하기 위해서는, 프레임 레이트(Frame Rate)를 높여주고, 이미지 유지율(Persistence)을 낮게 해주는 것이 필요하다.
하지만, 인터페이스 속도, 컨트롤러(CONT)의 동작 속도, 소스 구동 회로(SDC)의 동작 속도 등의 여러 제약 사항으로 인해, 프레임 레이트를 높여주거나, 이미지 유지율을 낮게 해주는 데 한계가 있다. 따라서, 모선 블러를 줄여주거나 제거하는 데에도 한계가 있다. 여기서, 본 명세서에서 높은 프레임 레이트는, 낮은 이미지 유지율, 빠른 응답 속도 등과 동일한 의미로 사용된다.
한편, 모션 블러의 개선을 위해, 프레임 레이트를 높여주거나, 이미지 유지율을 낮게 해주게 되면, 구동 회로들(예: 인터페이스, 컨트롤러(CONT), 소스 구동 회로(SDC) 등)의 동작속도가 증가되어, 이러한 구동 회로들을 구현한 집적회로(IC)의 소비전류가 증가하고, 회로 면적도 증가할 수 있으며, 회로 비용도 증가할 수 있다.
이에, 본 실시예들은, 합리적인 수준의 성능 및 가격과 작은 회로 면적을 갖는 구동 회로들(예: 인터페이스, 컨트롤러(CONT), 소스 구동 회로(SDC) 등)을 이용하고서도, 높은 프레임 레이트, 빠른 응답 속도 및 낮은 이미지 유지율의 디스플레이 구동을 가능하게 하여 모션 블러를 줄여주거나 제거해줄 수 있는 구동 방법을 제공한다.
아래에서는, 모션 블러를 효과적으로 방지할 수 있는 구동 방법을 설명한다. 단, 아래에서는, 도 5에서와 같이, m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])이 m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])과 일대일로 대응되어 배치된 경우를 예로 들어 구동방법을 설명한다.
아래에서 설명하게 될 모션 블러 방지를 위한 구동 방법은, 복수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m]) 각각을 개별적으로 구동하고 복수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m]) 각각으로 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])을 인가하는 구동 방법으로서, "개별적인 구동 전압 토글링 구동 방법"이라고 한다.
도 10은 실시예들에 따른 표시장치(100)에서, 토글링 회로(TOG)에 의해, 복수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m]) 각각으로 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])이 개별적으로 인가되는 것을 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 픽셀 어레이(PXL)가 있는 픽셀 어레이 영역에는 다수의 서브픽셀들(SP)로 개별적인 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])을 전달하기 위한 m(m은 2 이상의 자연수)개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])이 배치될 수 있다.
m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])은 m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])과 일대일로 대응될 수 있다.
m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])에 개별적으로 인가된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])은 토글링 (Toggling) 되어 있다.
이에 따라, 다수의 서브픽셀들(SP) 각각에서, 구동 트랜지스터(DRT)의 드레인 노드 또는 소스 노드에 해당하는 제3 노드(N3)에는, 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])이 인가될 수 있다.
토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])은, 온-전압(Von) 상태에 해당하는 제1 상태와, 오프-전압(Voff) 또는 플로팅(Floating) 상태에 해당하는 제2 상태가 반복될 수 있다.
토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])에서의 제1 상태에 해당하는 온-전압(Von)은, DC 전압에 해당하는 구동 전압(EVDD)과 동일할 수 있다.
m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])로의 DC 전압에 해당하는 구동 전압(EVDD)의 입력과 미 입력이 반복됨으로써, 구동 전압(EVDD)이 토글링 되는 것일 수 있다.
전술한 바와 같이, m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])을 개별적으로 독립적으로 구동함으로써, m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])을 개별적으로 독립적으로 구동할 수 있다.
또한, m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])로 개별적으로 인가된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])의 상태가 제1 상태(Von)와 제2 상태(Voff 또는 Floating)로 토글링 되기 때문에, m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])의 상태를 온 상태와 오프 상태로 토글링 시킬 수 있다.
한편, 적어도 하나의 프레임 기간 동안, m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])을 통해, 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])이 공급되는 서브픽셀들은 온(On) 상태에서 오프(Off) 상태로 토글링 되거나, 오프(Off) 상태에서 온(On) 상태로 토글링 될 수 있다.
서브픽셀이 "온 상태"라는 것은 서브픽셀이 발광한다는 것을 의미하거나 서브픽셀이 구동된다는 것을 의미할 수 있다. 서브픽셀이 "오프 상태"라는 것은 서브픽셀이 발광하지 않는다는 것을 의미하거나 서브픽셀이 구동되지 않는 것을 의미할 수 있다.
따라서, 도 10을 참조하면, 적어도 하나의 프레임 기간 내에서 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])이 제2 상태(Voff 또는 Floating)인 기간 동안에는, 해당 서브픽셀들이 "오프 상태"가 될 수 있다.
이에 따라, 적어도 하나의 프레임 기간 내 일정 기간 동안 영상 이미지가 비 표시되거나 영상 이미지와 다른 페이크 이미지(Fake Image)가 표시될 수 있다.
영상 이미지가 비 표시되거나 영상 이미지와 다른 페이크 이미지(Fake Image)가 표시되는 일정 기간은, 구동 전압(EVDD)의 토글링 타이밍(Toggling Timing)에 동기화 되는 기간일 수 있다.
즉, 영상 이미지가 비 표시되거나 영상 이미지와 다른 페이크 이미지(Fake Image)가 표시되는 일정 기간은, 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])이 제2 상태(Voff 또는 Floating)인 기간에 해당할 수 있다.
적어도 하나의 프레임 기간 내 일정 기간 동안 영상 이미지가 비 표시되거나 페이크 이미지(Fake Image)가 표시되는 영역은 블랙(Black) 또는 블랙과 유사한 휘도를 갖는 영상으로 보일 수 있다.
전술한 바와 같이, 적어도 하나의 프레임 기간 내 일정 기간 동안 영상 이미지가 비 표시되거나 영상 이미지와 다른 페이크 이미지(Fake Image)가 표시됨으로써, 사용자는 실제의 프레임 레이트보다 높은 프레임 레이트로 인지하게 된다. 이에 따라, 모션 블러가 저감되거나 제거될 수 있다.
도 11은 실시예들에 따른 표시장치(100)의 토글링 회로(TOG)를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 실시예들에 따른 표시장치(100)는, m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])을 개별적으로 또는 독립적으로 구동하는 토글링 회로(TOG)를 포함할 수 있다.
토글링 회로(TOG)는, 구동 전압(EVDD)의 토글링을 위한 회로이다.
토글링 회로(TOG)는, DC 전압에 해당하는 구동 전압(EVDD)을 토글링 하고, 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])을 m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])로 출력할 수 있다.
도 11을 참조하면, 토글링 회로(TOG)는, 일정 전압 값(예: Von)을 갖는 구동 전압(EVDD)이 입력되는 입력 단(Nin)과, 복수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])과 대응되어 연결된 복수의 토글 스위치(TSW[1] ~ TSW[m])와, 복수의 토글 스위치(TSW[1] ~ TSW[m])의 온-오프를 제어하는 복수의 토글 제어 신호(TC[1] ~ TC[m])를 출력하는 복수의 시프트 레지스터(SR[1] ~ SR[m])를 포함할 수 있다.
복수의 토글 스위치(TSW[1] ~ TSW[m]) 각각은, 해당 토글 제어 신호(TC[1] ~ TC[m] 중 하나)에 따라 온-오프 되어 입력 단(Nin)으로 입력된 구동 전압(EVDD)을 토글링 하고, 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m] 중 하나)을 해당 구동 전압 라인(DVL[1] ~ DVL[m] 중 하나)으로 출력할 수 있다.
전술한 토글링 회로(TOG)를 이용하면, 복수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m]) 별로 구동 전압(EVDD)을 토글링 하고, 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m] 중 하나)을 이용하여 모션 블러 방지를 위한 구동 제어를 수행할 수 있다.
도 11을 참조하면, 복수의 시프트 레지스터(SR[1] ~ SR[m])는, 복수의 토글 제어 신호(TC[1] ~ TC[m]) 또는 첫 번째 토글 제어 신호(TC[1])의 기준이 되는 기준 신호(REF)와, 토글 제어 기간의 끝 또는 시작을 지시하는 리셋 신호(RST)와, 신호 타이밍을 위한 클럭 신호(CLK)에 기초하여, 복수의 토글 제어 신호(TC[1] ~ TC[m])를 생성하여 출력할 수 있다.
전술한 3가지 제어 신호(CLK, RST, REF)를 이용하여, 복수의 토글 제어 신호(TC[1] ~ TC[m])를 원하는 형태로 생성할 수 있다.
한편, 도 11에 예시된 토글링 회로(TOG)는 픽셀 어레이 영역 내에 배치될 수도 있다.
또 다르게는, 토글링 회로(TOG)는 픽셀 어레이 영역의 외곽 영역에 배치될 수 있다.
이 경우, 픽셀 어레이 영역에서, 영상 표시를 위한 영역의 크기를 최대한 크게 해주고, 영상 표시와 직접적으로 관련되지 않은 부분의 크기를 작게 해줄 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 바와 같이, 모션 블러를 방지하기 위하여, 본 실시예들은, 복수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m]) 각각을 개별적으로 구동하고, 복수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m]) 각각으로 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])을 인가하는 구동 방법(개별적인 구동 전압 토글링 구동 방법)을 이용하여 영상 구동을 수행할 수 있다.
여기서, 영상 구동 방식으로는, m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])을 순차적으로 발광시키는 롤링 셔터(Rolling Shutter) 구동 방식과, m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])을 동시에 발광시키는 글로벌 셔터(Global Shutter) 구동 방식을 포함할 수 있다.
아래에서는, 롤링 셔터(Rolling Shutter) 구동 방식 하에서 개별적인 구동 전압 토글링 구동 방법과, 글로벌 셔터(Global Shutter) 구동 방식 하에서 개별적인 구동 전압 토글링 구동 방법을 차례대로 설명한다.
도 12 내지 도 13은 실시예들에 따른 표시장치(100)에서, m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m]) 각각으로 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])이 개별적으로 인가되는 경우, 롤링 셔터 구동 방식에 따른 구동 타이밍 다이어그램과, 제1 프레임 및 제2 프레임을 나타낸 도면이다.
복수의 토글 제어 신호(TC[1] ~ TC[m]) 또는 첫 번째 토글 제어 신호(TC[1])의 기준이 되는 기준 신호(REF)는, 로우 레벨(또는 하이 레벨)과 하이 레벨(또는 로우 레벨)을 갖는다.
기준 신호(REF)에서 하이 레벨 기간(또는 로우 레벨 기간)의 길이(W)는, 복수의 토글 제어 신호(TC[1] ~ TC[m]) 각각에 대한 온-전압(Von) 상태 기간의 길이에 대응된다.
리셋 신호(RST)는, 토글 제어 기간 (예: 1개의 프레임)의 끝 또는 시작을 지시해줄 수 있다.
또한, 클럭 신호(CLK)는 스캔 신호들(SCAN[1] ~ SCAN[m]), 토글 제어 신호들(TC[1] ~ TC[m]) 등의 라이징 및 폴링 타이밍을 가이드 해줄 수 있다.
제1 프레임 기간 동안, m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])에 대응되는 m개의 게이트 라인들(GL[1] ~ GL[m])로 m개의 스캔 신호들(SCAN[1] ~ SCAN[m])이 순차적으로 공급된다. 여기서, m개의 스캔 신호들(SCAN[1] ~ SCAN[m])은 1H 길이만큼의 하이 레벨 구간(또는 로우 레벨 구간)을 갖는다.
그리고, 롤링 셔터(Rolling Shutter) 구동 방식 하에서 개별적인 구동 전압 토글링 구동 방법을 위하여, m개의 토글 제어 신호들(TC[1] ~ TC[m])은, 1H만큼의 시간 차이를 두고, 순차적으로 오프-전압(Voff)에서 온-전압(Von)으로 라이징 된다.
그리고, m개의 토글 제어 신호들(TC[1] ~ TC[m]) 각각은, 기준 신호(REF)의 하이 레벨 기간의 길이(W)만큼, 온-전압(Von)을 유지하다가 오프-전압(Voff)으로 상태가 변경된다.
m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m]) 각각으로 인가되는 m개의 구동 전압들(EVDD[1] ~ EVDD[m])은, m개의 토글 제어 신호들(TC[1] ~ TC[m])의 토글 타이밍에 동기화 되어 토글링 된다.
m개의 토글링된 구동 전압들(EVDD[1] ~ EVDD[m]) 각각은, 1H만큼의 시간 차이를 두고, 순차적으로 오프-전압(Voff) 또는 플로팅 상태에서 온-전압(Von)으로 상태가 변경된다.
그리고, m개의 토글링된 구동 전압들(EVDD[1] ~ EVDD[m]) 각각은, 기준 신호(REF)의 하이 레벨 기간의 길이(W)만큼, 온-전압(Von)을 유지하다가 오프-전압(Voff) 또는 플로팅 상태로 상태가 변경된다.
이상에서 설명한 제1 프레임 기간 동안에서와 마찬가지로, 제2 프레임 기간 동안, m개의 스캔 신호들(SCAN[1] ~ SCAN[m])은 m개의 게이트 라인들(GL[1] ~ GL[m])로 순차적으로 공급되고, m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])에 대응되는 m개의 토글 제어 신호들(TC[1] ~ TC[m]) 및 m개의 구동 전압들(EVDD[1] ~ EVDD[m])은 순차적으로 토글링 된다.
다시 말해, 롤링 셔터(Rolling Shutter) 구동 방식 하에서 개별적인 구동 전압 토글링 구동 방법을 적용하게 되면, 복수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m]) 각각에 인가된 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])은 토글링 타이밍(즉, 상태 변경 타이밍)이 서로 다를 수 있다.
즉, 복수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m]) 각각에 인가된 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])은, 한 프레임 기간 내에서, 온-전압(Von)에서 오프-전압(Voff) 또는 플로팅(Floating) 상태로 순차적으로 토글링 될 수 있다.
그리고, 복수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m]) 각각에 인가된 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])은, 한 프레임 기간 내에서, 오프-전압(Voff) 또는 플로팅(Floating) 상태에서 온-전압(Von)으로 순차적으로 토글링 될 수 있다.
전술한 바에 따르면, m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])을 순차적으로 발광시키는 롤링 셔터(Rolling Shutter) 구동 방식에 따라 구동되는 표시장치(100)에서 모션 블러를 방지할 수 있다.
도 12 및 도 13을 참조하면, m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])에 대응되는 m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m]) 별로 토글링 된 m개의 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])이 오프-전압(Voff) 또는 플로팅(Floating) 상태를 유지하는 기간인 일정 기간(Tb)의 시작 시점이 시프트 (시프트 크기= 1H) 될 수 있다.
여기서, 위에서 언급한 일정 기간(Tb)은, 토글링 된 m개의 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])이 오프-전압(Voff) 또는 플로팅(Floating) 상태를 유지하는 기간으로서, 토글링 된 m개의 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])을 공급받는 m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])이 비 발광하는 비 발광 기간을 의미할 수 있다.
일정 기간(Tb)의 시작 시점은, 온-전압(Von) 상태에서 오프-전압(Voff) 또는 플로팅(Floating) 상태로 바뀌는 시점을 의미한다.
토글링 된 m개의 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])이 온-전압(Von) 상태인 기간(Te)은 m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])이 순차적으로 발광할 수 있는 발광 기간이다.
발광 기간(Te)의 길이는, m개의 토글링된 구동 전압들(EVDD[1] ~ EVDD[m]) 각각의 온-전압(Von) 상태 기간의 길이와 대응되고, m개의 토글 제어 신호들(TC[1] ~ TC[m]) 각각의 온-전압(Von) 상태 기간의 길이와 대응되고, 기준 신호(REF)의 하이 레벨 기간의 길이(W)와 대응된다.
토글링 된 m개의 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])이 오프-전압(Voff) 또는 플로팅(Floating) 상태인 기간(Tb)은 m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])이 순차적으로 비 발광하는 비 발광 기간이다.
m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])에 대응되는 m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])에서는, 일정 기간(Tb, 비 발광 기간) 동안 영상 이미지가 순차적으로 비 표시되거나 영상 이미지와 다른 페이크 이미지(Fake Image)가 순차적으로 표시될 수 있다.
전술한 바와 같이, 롤링 셔터(Rolling Shutter) 구동 방식 하에서, 개별적인 구동 전압 토글링 제어를 수행하게 되면, 도 13에 도시된 바와 같이, 실질적으로는 2개의 프레임 (제1 프레임과 제2 프레임)이지만, 사용자는 비 발광 기간(Tb)도 별도의 프레임으로 인지하게 되어, 총 4개의 프레임(2개의 Te, 2개의 Tb)으로 인지할 수 있다. 따라서, 사용자 인지 측면에서, 보다 높은 프레임 레이트가 구현될 수 있고, 보다 낮은 이미지 유지율(Persistence)을 보일 수 있다. 이를 통해, 모션 블러가 저감되거나 방지될 수 있다.
도 14는 실시예들에 따른 표시장치(100)에서, 복수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m]) 각각으로 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])이 개별적으로 인가되는 경우, 글로벌 셔터(Global Shutter) 구동 방식에 따른 구동 타이밍 다이어그램과, 제1 프레임 및 제2 프레임을 나타낸 도면이다.
글로벌 셔터(Global Shutter) 구동 방식 하에서, 개별적인 구동 전압 토글링 구동 방법을 위하여, m개의 토글 제어 신호들(TC[1] ~ TC[m])은, 오프-전압(Voff)에서 온-전압(Von)으로 동시에 라이징 된다.
그리고, m개의 토글 제어 신호들(TC[1] ~ TC[m])은, 기준 신호(REF)의 하이 레벨 기간의 길이(W)만큼, 온-전압(Von)을 동일한 기간(Te) 동안 유지하다가 오프-전압(Voff)으로 상태가 동시에 변경된다.
m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m]) 각각으로 인가되는 m개의 구동 전압들(EVDD[1] ~ EVDD[m])은, m개의 토글 제어 신호들(TC[1] ~ TC[m])의 토글 타이밍에 동기화 되어 토글링 된다.
따라서, m개의 토글링된 구동 전압들(EVDD[1] ~ EVDD[m])은, 오프-전압(Voff) 또는 플로팅 상태에서 온-전압(Von)으로 상태가 동시에 변경된다.
그리고, m개의 토글링된 구동 전압들(EVDD[1] ~ EVDD[m])은 기준 신호(REF)의 하이 레벨 기간의 길이(W)만큼, 온-전압(Von)을 유지하다가, 오프-전압(Voff) 또는 플로팅 상태로 상태가 동시에 변경된다.
이상에서 설명한 제1 프레임 기간 동안에서와 마찬가지로, 제2 프레임 기간 동안, m개의 스캔 신호들(SCAN[1] ~ SCAN[m])은 m개의 게이트 라인들(GL[1] ~ GL[m])로 순차적으로 공급되고, m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])에 대응되는 m개의 토글 제어 신호들(TC[1] ~ TC[m]) 및 m개의 구동 전압들(EVDD[1] ~ EVDD[m])은 동시에 토글링 된다.
다시 말해, 글로벌 셔터(Global Shutter) 구동 방식 하에서 개별적인 구동 전압 토글링 구동 방법을 적용하게 되면, 복수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m]) 각각에 인가된 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])은 토글링 타이밍(즉, 상태 변경 타이밍)이 서로 동일할 수 있다.
즉, 복수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m]) 각각에 인가된 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])은, 한 프레임 기간 내에서, 오프-전압(Voff) 또는 플로팅(Floating) 상태에서 온-전압(Von) 상태로 동시에 토글링 될 수 있다.
그리고, 복수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m]) 각각에 인가된 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])은, 한 프레임 기간 내에서, 온-전압(Von) 상태에서 오프-전압(Voff) 또는 플로팅(Floating) 상태로 동시에 토글링 될 수 있다.
즉, m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m]) 각각에 인가된 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])은 토글링 타이밍이 서로 동일할 수 있다.
m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m]) 각각에 인가된 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])은, 한 프레임 기간 내에서, 오프-전압(Voff) 또는 플로팅(Floating) 상태에서 온-전압(Von)으로 동시에 토글링 될 수 있다.
전술한 바에 따르면, m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])을 동시에 발광시키는 글로벌 셔터(Global Shutter) 구동 방식에 따라 구동되는 표시장치(100)에서 모션 블러를 방지할 수 있다.
도 14 및 도 15를 참조하면, m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])에 대응되는 m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m]) 별로 토글링 된 m개의 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])이 오프-전압(Voff) 또는 플로팅(Floating) 상태를 유지하는 기간인 일정 기간(Tb)의 시작 시점이 동일할 수 있다.
여기서, 위에서 언급한 일정 기간(Tb)은, 토글링 된 m개의 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])이 오프-전압(Voff) 또는 플로팅(Floating) 상태를 유지하는 기간으로서, 토글링 된 m개의 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])을 공급받는 m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])이 비 발광하는 비 발광 기간을 의미할 수 있다.
일정 기간(Tb)의 시작 시점은, 온-전압(Von) 상태에서 오프-전압(Voff) 또는 플로팅(Floating) 상태로 바뀌는 시점을 의미한다.
토글링 된 m개의 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])이 온-전압(Von) 상태인 기간(Te)은 m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])이 동시에 발광할 수 있는 발광 기간이다.
발광 기간(Te)의 길이는, m개의 토글링된 구동 전압들(EVDD[1] ~ EVDD[m]) 각각의 온-전압(Von) 상태 기간의 길이와 대응되고, m개의 토글 제어 신호들(TC[1] ~ TC[m]) 각각의 온-전압(Von) 상태 기간의 길이와 대응되고, 기준 신호(REF)의 하이 레벨 기간의 길이(W)와 대응된다.
토글링 된 m개의 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])이 오프-전압(Voff) 또는 플로팅(Floating) 상태인 기간(Tb)은, m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])이 동시에 비 발광하는 비 발광 기간이다.
m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])에 대응되는 m개의 서브픽셀 라인들(SPL[1] ~ SPL[m])에서는, 일정 기간(Tb, 비 발광 기간) 동안 영상 이미지가 동시에 비 표시되거나 영상 이미지와 다른 페이크 이미지(Fake Image)가 동시에 표시될 수 있다.
전술한 바와 같이, 글로벌 셔터(Global Shutter) 구동 방식 하에서, 개별적인 구동 전압 토글링 제어를 수행하게 되면, 도 15에 도시된 바와 같이, 실질적으로는 2개의 프레임 (제1 프레임과 제2 프레임)이지만, 사용자는 비 발광 기간(Tb)도 별도의 프레임으로 인지하게 되어, 총 4개의 프레임(2개의 Te, 2개의 Tb)으로 인지할 수 있다. 따라서, 사용자 인지 측면에서, 보다 높은 프레임 레이트가 구현될 수 있고, 보다 낮은 이미지 유지율(Persistence)을 보일 수 있다. 이를 통해, 모션 블러가 저감되거나 방지될 수 있다.
이상에서 전술한 표시장치(100)는 픽셀 어레이(PXL)이 유리 기판 등을 사용한 표시패널에 존재하고, 소스 구동 회로(SDC) 및 게이트 구동 회로(GDC) 등은 다양한 방식으로 표시패널과 전기적으로 연결되는 일반적인 디스플레이일 수 있다.
이와는 다르게, 표시장치(100)는 매우 작게 제작되어 가상 현실 기기 또는 증강 현실 기기 등의 전자기기에 활용되는 마이크로 디스플레이일 수 있다.
아래에서는, 마이크로 디스플레이 타입의 표시장치(100)를 활용한 전자기기에 대하여 설명한다.
도 16은 실시예들에 따른 표시장치(100)를 이용한 전자기기를 나타낸 도면이고, 도 17은 실시들에 따른 전자기기(1600)의 제1 디스플레이 유닛 및 제2 디스플레이 유닛 각각의 구현 예시도이다.
도 13은 실시예들에 따른 표시장치(100)를 이용한 전자기기(1600)를 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 실시예들에 따른 전자기기(1600)는 증강 현실 또는 가상 현실 영상을 표시해주는 헤드셋 타입의 기기이다.
실시예들에 따른 전자기기(1600)는 영상 신호가 입력되는 영상 신호 입력부(1610)와, 영상 신호에 근거한 제1 영상(예: 좌안 영상)이 표시되는 제1 디스플레이 유닛(1620L)와, 영상 신호에 근거한 제2 영상(예: 우안 영상)이 표시되는 제2 디스플레이 유닛(1620R)와, 영상 신호 입력부(1610), 제1 디스플레이 유닛(1620L) 및 제2 디스플레이 유닛(1620R)를 수납하는 케이스(1630) 등을 포함할 수 있다.
영상 신호 입력부(1610)는 영상 데이터를 출력하는 단말(예: 스마트 폰 등)과 연결되는 유선 케이블 또는 무선 통신 모듈 등을 포함할 수 있다.
제1 디스플레이 유닛(1620L) 및 제2 디스플레이 유닛(1620R)는 사용자의 왼쪽 눈과 오른쪽 눈과 대응되는 위치에 있는 표시 구성이다.
제1 디스플레이 유닛(1620L) 및 제2 디스플레이 유닛(1620R) 각각은 표시장치(100)의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다.
도 17을 실시들에 따른 전자기기(1600)의 제1 디스플레이 유닛(1620L) 및 제2 디스플레이 유닛(1620R) 각각의 구현 예시도이다.
도 17을 참조하면, 실시들에 따른 전자기기(1600)의 제1 디스플레이 유닛(1620L) 및 제2 디스플레이 유닛(1620R) 각각은, 실리콘 기판(1700)과, 실리콘 기판(1700)의 픽셀 어레이 구역 상에 배열된 다수의 서브픽셀들(SP)을 포함하는 픽셀 어레이(PXL)와, 실리콘 기판(1700)의 회로 구역 상에 배치된 구동 회로들(SDC, GDC, CONT 등)을 포함할 수 있다.
실시들에 따른 전자기기(1600)의 제1 디스플레이 유닛(1620L) 및 제2 디스플레이 유닛(1620R)은, 반도체 공정을 통해, 동일한 실리콘 웨이퍼(Silicon Wafer) 또는 서로 다른 실리콘 웨이퍼(Silicon Wafer)에서 제작될 수 있다.
전술한 바와 같이, 실시예들에 따른 전자기기(1600)는 증강 현실 기기 또는 가상 현실 기기일 수 있다.
따라서, 실시예들에 따른 전자기기(1600)를 이용하면, 사용자는 보다 실감나는 증강 현실 또는 가상 현실을 만끽할 수 있다.
실시들에 따른 전자기기(1600)의 제1 디스플레이 유닛(1620L) 및 제2 디스플레이 유닛(1620R) 각각에 필요한 각종 전원을 공급하는 파워 공급 회로(PSC)는 제1 디스플레이 유닛(1620L) 및 제2 디스플레이 유닛(1620R) 각각에 대응되어 존재할 수 있다. 이와 다르게, 제1 디스플레이 유닛(1620L) 및 제2 디스플레이 유닛(1620R)는 파워 공급 회로(PSC)를 공유할 수 있다.
즉, 파워 공급 회로(PSC)는 1개일 수도 있고 2개일 수도 있다.
파워 공급 회로(PSC)는 제1 디스플레이 유닛(1620L) 및/또는 제2 디스플레이 유닛(1620R)에 포함될 수 있다. 즉, 파워 공급 회로(PSC)는 제1 디스플레이 유닛(1620L) 및/또는 제2 디스플레이 유닛(1620R)의 실리콘 기판(1700) 상에 위치할 수 있다.
한편, 파워 공급 회로(PSC)는 하나 이상의 파워 관련 회로로 구성될 수 있다. 이 경우, 파워 공급 회로(PSC)의 일부는 제1 디스플레이 유닛(1620L) 및/또는 제2 디스플레이 유닛(1620R)의 외부에 존재할 수 있다.
한편, 실시들에 따른 전자기기(1600)는, 제1 디스플레이 유닛(1620L) 및 제2 디스플레이 유닛(1620R) 각각의 픽셀 어레이 영역에 배치된 다수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])로 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])을 개별적으로 공급하기 위한 토글링 회로(TOG)를 더 포함할 수 있다.
이러한 토글링 회로(TOG)는, 제1 디스플레이 유닛(1620L) 및 제2 디스플레이 유닛(1620R) 각각에 대응되어 존재할 수도 있다.
이 경우, 도 17에 도시된 바와 같이, 토글링 회로(TOG)는, 제1 디스플레이 유닛(1620L) 및 제2 디스플레이 유닛(1620R) 각각에서 픽셀 어레이 영역의 외부 영역(즉, 실리콘 기판(1700) 상에서, 픽셀 어레이(PXL)의 주변에 위치하는 구동 회로들(SDC, GDC, CONT 등)이 배치되는 영역)에 존재할 수 있다.
제1 디스플레이 유닛(1620L) 및 제2 디스플레이 유닛(1620R) 각각에서, 픽셀 어레이(PXL)가 배치된 영역에는 다수의 서브픽셀들(SP)로 개별적인 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])을 공급하는 복수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])이 배치될 수 있다.
복수의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])에 인가된 개별적인 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])은 토글링 될 수 있다.
전술한 바와 같이, m개의 구동 전압 라인들(DVL[1] ~ DVL[m])을 개별적으로 독립적으로 구동하되, 토글링 된 구동 전압(EVDD[1] ~ EVDD[m])을 이용하여 구동함으로써, 가상 현실 기기 또는 증강 현실 기기 등의 전자기기(1600)에서 모션 블러가 발생하는 것을 방지하거나 줄여줄 수 있다.
또한, 블랙 영상 데이터를 이용해서, 하나 이상의 프레임 기간 내에 블랙으로 표현되는 기간(Tb)을 삽입할 수 있다(도 13, 도 15). 이 경우, 메모리가 추가로 필요로 하게 되고, 트랜지스터의 크기도 커질 수 밖에 없다.
하지만, 전술한 바와 같이, 구동 전압 토글링 방식으로 하나 이상의 프레임 기간 내에 블랙으로 표현되는 기간(Tb)을 삽입할 수 있다(도 13, 도 15). 이 경우, 추가적인 메모리가 필요 없고, 트랜지스터의 크기를 크게 할 필요가 없기 때문에, 저 소비 전력 및 작은 면적 회로를 구현할 수 있다.
도 18은 실시들에 따른 전자기기(1600)의 제1 디스플레이 유닛(1620L) 및 제2 디스플레이 유닛(1620R) 각각에서 서브픽셀의 평면도를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 18을 참조하면, 서브픽셀 구조가 도 3 또는 도 4와 같이 되어 있는 경우, 3개의 트랜지스터(DRT, T1, T2)는 실리콘 기판(1700) 상의 픽셀 어레이 영역 내 각 서브픽셀 영역에 배치될 수 있다.
도 3 또는 도 4의 연결 구조가 만족되기만 하면, 각 서브픽셀 영역에서 3개의 트랜지스터(DRT, T1, T2)는 다양한 위치에 다양한 크기로 설계될 수 있다.
전자기기(1600)에서 제1 디스플레이 유닛(1620L) 및 제2 디스플레이 유닛(1620R) 각각은 소형 디스플레이이기 때문에, 픽셀 어레이 영역에서, 서브픽셀 구조를 복잡하게 하기가 어렵다.
전자기기(1600)에서, 제1 디스플레이 유닛(1620L) 및 제2 디스플레이 유닛(1620R) 각각은 소형 디스플레이이기 때문에, 픽셀 어레이 영역에 토글링 회로(TOG)를 배치하기가 어렵다.
따라서, 전자기기(1600)에서의 제1 디스플레이 유닛(1620L) 및 제2 디스플레이 유닛(1620R) 각각에서, 토글링 회로(TOG)는, 도 19에서와 같이, 픽셀 어레이 영역의 주변에 배치되는 것이 좋을 수 있다.
도 19는 실시들에 따른 전자기기(1600)에서의 제1 디스플레이 유닛(1620L) 및 제2 디스플레이 유닛(1620R) 각각에서, 구동 회로들의 4가지 배치 예시들(Case 1, 2, 3, 4)이다. 도 20은 도 19의 Case 1에 따른 게이트 구동 회로(GDC)와 토글링 회로(TOG)에서 출력되는 신호들을 나타낸 도면이고, 도 21은 도 19의 Case 2에 따른 게이트 구동 회로(GDC)와 토글링 회로(TOG)에서 출력되는 신호들을 나타낸 도면이며, 도 22는 도 19의 Case 3에 따른 2개의 게이트 구동 회로(GDC)와 2개의 토글링 회로(TOG)에서 출력되는 신호들을 나타낸 도면이고, 도 23은 도 19의 Case 4에 따른 2개의 게이트 구동 회로(GDC)와 2개의 토글링 회로(TOG)에서 출력되는 신호들을 나타낸 도면이다.
도 19를 참조하면, 소스 구동 회로(SDC)는 홀수 번째 채널의 데이터 라인들을 구동하는 제1 소스 구동 회로(SDC1)와, 짝수 번째 채널의 데이터 라인들을 구동하는 제2 소스 구동 회로(SDC2)를 포함할 수 있다.
이러한 구분 없이, 소스 구동 회로(SDC)는 하나로 되어 있을 수도 있다.
도 19 및 도 20을 참조하면, Case 1의 경우, 모든 게이트 라인들을 구동하는 게이트 구동 회로(GDC)와 모든 구동 전압 라인들을 구동하는 토글링 회로(TOG)는, 실리콘 기판(1700) 상에서, 픽셀 어레이 영역의 일측(예: 좌측 또는 우측)에만 존재할 수 있다.
필요한 경우, 실제로 동작은 하지 않는 더미 회로인 게이트 구동 회로(GDC) 및 토글링 회로(TOG)가, 실리콘 기판(1700) 상에서, 픽셀 어레이 영역의 타측(예: 우측 또는 좌측)에 존재할 수도 있다.
도 19 및 도 21을 참조하면, Case 2의 경우, 모든 게이트 라인들을 구동하는 게이트 구동 회로(GDC)는, 실리콘 기판(1700) 상에서, 픽셀 어레이 영역의 일측(예: 좌측 또는 우측)에 존재할 수 있다.
모든 구동 전압 라인들을 구동하는 토글링 회로(TOG)는, 실리콘 기판(1700) 상에서, 픽셀 어레이 영역의 타측(예: 우측 또는 좌측)에 존재할 수도 있다.
도 19 및 도 22를 참조하면, Case 3의 경우, 모든 게이트 라인들을 구동하는 게이트 구동 회로(GDC)와 모든 구동 전압 라인들을 구동하는 토글링 회로(TOG)는, 실리콘 기판(1700) 상에서, 픽셀 어레이 영역의 일측(예: 좌측 또는 우측)과 타측(예: 우측 또는 좌측)에 중복되게 존재할 수 있다.
도 19 및 도 23을 참조하면, Case 4의 경우, 홀수 번째 게이트 라인들을 구동하는 게이트 구동 회로(GDC)와 홀수 번째 구동 전압 라인들을 구동하는 토글링 회로(TOG)는, 실리콘 기판(1700) 상에서, 픽셀 어레이 영역의 일측(예: 좌측 또는 우측)에 존재할 수 있다.
짝수 번째 게이트 라인들을 구동하는 게이트 구동 회로(GDC)와 홀수 번째 구동 전압 라인들을 구동하는 토글링 회로(TOG)는, 실리콘 기판(1700) 상에서, 픽셀 어레이 영역의 일측(예: 좌측 또는 우측)에 존재할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예들에 의하면, 인터페이스, 컨트롤러, 소스 구동 회로 등의 성능 등을 크게 변화시키지 않고도, 모션 블러 현상을 줄여주거나 방지할 수 있는 표시장치(100), 전자기기(1600) 및 토글링 회로(TOG)를 제공할 수 있다.
실시예들에 의하면, 인터페이스, 컨트롤러, 소스 구동 회로 등의 성능 등을 크게 변화시키지 않고도, 높은 프레임 레이트, 빠른 응답 속도 및 낮은 이미지 유지율을 갖는 표시장치(100), 전자기기(1600) 및 토글링 회로(TOG)를 제공할 수 있다.
실시예들에 의하면, 복수의 구동 전압 라인들을 개별적으로 구동하는 표시장치(100), 전자기기(1600) 및 토글링 회로(TOG)를 제공할 수 있다.
실시예들에 의하면, 토글링 된 구동 전압을 이용하여 복수의 구동 전압 라인들을 개별적으로 구동하는 표시장치(100), 전자기기(1600) 및 토글링 회로(TOG)를 제공할 수 있다.
실시예들에 의하면, 모션 블러 현상을 줄여주거나 방지할 수 있는 롤링 셔터 구동 방식의 표시장치(100), 전자기기(1600) 및 토글링 회로(TOG)를 제공할 수 있다.
실시예들에 의하면, 모션 블러 현상을 줄여주거나 방지할 수 있는 글로벌 셔터 구동 방식의 표시장치(100), 전자기기(1600) 및 토글링 회로(TOG)를 제공할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시장치
1600: 전자기기
1700: 실리콘 기판

Claims (22)

  1. 다수의 데이터 라인들과 다수의 게이트 라인들에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이;
    상기 다수의 데이터 라인들을 구동하는 소스 구동 회로;
    상기 다수의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 구동 회로;
    상기 소스 구동 회로 및 상기 게이트 구동 회로를 제어하는 컨트롤러;
    상기 픽셀 어레이가 있는 픽셀 어레이 영역에 배치되어, 상기 다수의 서브픽셀들로 개별적인 구동 전압을 전달하기 위한 복수의 구동 전압 라인들; 및
    DC 전압의 상기 구동 전압을 토글링 하고, 토글링 된 구동 전압을 출력하는 토글링 회로를 포함하고,
    상기 복수의 구동 전압 라인들에 상기 토글링 된 구동 전압이 개별적으로 인가되며,
    상기 다수의 서브픽셀들의 각 구동 트랜지스터의 드레인 노드 또는 소스 노드에 해당하는 제3 노드에는, 상기 토글링 된 구동 전압이 인가되며,
    상기 토글링 된 구동 전압은 상기 복수의 구동 전압 라인들로 상기 DC 전압에 해당하는 구동 전압의 입력과 미 입력이 반복됨으로써 구현되는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 구동 전압 라인들 각각은 1개의 서브픽셀 라인과 대응되어 배치되는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 구동 전압 라인들 각각은 2개 이상의 서브픽셀 라인과 대응되어 배치되는 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 구동 전압 라인들 각각에 인가된 토글링 된 구동 전압은, 토글링 타이밍이 서로 다르고,
    상기 복수의 구동 전압 라인들 각각에 인가된 토글링 된 구동 전압은, 한 프레임 기간 내에서, 온-전압에서 오프-전압 레벨 상태 또는 플로팅 상태로 순차적으로 토글링 되는 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 구동 전압 라인들 각각에 인가된 토글링 된 구동 전압은, 토글링 타이밍은 서로 동일하고,
    상기 복수의 구동 전압 라인들 각각에 인가된 토글링 된 구동 전압은, 한 프레임 기간 내에서, 오프-전압 레벨 상태 또는 플로팅 상태에서 온-전압으로 동시에 토글링 되는 표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 프레임 기간 내 일정 기간 동안,
    영상 이미지가 비 표시되거나,
    상기 영상 이미지와 다른 페이크 이미지(Fake Image)가 표시되고,
    상기 일정 기간은 상기 구동 전압의 토글링 타이밍에 동기화되는 표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 구동 전압 라인들에 대응되는 복수의 서브픽셀 라인들 별로 상기 일정 기간의 시작 시점이 시프트 되고,
    상기 복수의 구동 전압 라인들에 대응되는 복수의 서브픽셀 라인에서는,
    상기 일정 기간 동안, 영상 이미지가 순차적으로 비 표시되거나, 상기 영상 이미지와 다른 페이크 이미지가 순차적으로 표시되는 표시장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 구동 전압 라인들에 대응되는 복수의 서브픽셀 라인들 별로 상기 일정 기간의 시작 시점이 동일하고,
    상기 복수의 구동 전압 라인들에 대응되는 복수의 서브픽셀 라인에서는,
    상기 일정 기간 동안, 영상 이미지가 동시에 비 표시되거나, 상기 영상 이미지와 다른 페이크 이미지가 동시에 표시되는 표시장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 일정 기간 동안 상기 영상 이미지가 비 표시되거나 상기 페이크 이미지가 표시되는 영역은 블랙으로 보이는 표시장치.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 토글링 회로는,
    일정 전압 값을 갖는 구동 전압이 입력되는 입력 단;
    복수의 구동 전압 라인들과 대응되어 연결된 복수의 토글 스위치; 및
    상기 복수의 토글 스위치의 온-오프를 제어하는 복수의 토글 제어 신호를 출력하는 복수의 시프트 레지스터를 포함하고,
    상기 복수의 토글 스위치 각각은,
    상기 토글 제어 신호에 따라 온-오프 됨으로써, 상기 입력 단으로 입력된 구동 전압을 토글링 하여 해당 구동 전압 라인으로 출력하는 표시장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 토글링 회로는 상기 픽셀 어레이 영역의 외곽 영역에 배치되는 표시장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 픽셀 어레이, 상기 소스 구동 회로, 상기 게이트 구동 회로 및 컨트롤러는 실리콘 기판 상에 배치되는 표시장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 서브픽셀들 각각은,
    유기발광다이오드와, 상기 유기발광다이오드를 구동하기 위한 상기 구동 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 노드로 데이터 전압을 전달하기 위한 스위칭 트랜지스터를 포함하는 표시장치.
  15. 다수의 데이터 라인들과 다수의 게이트 라인들에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이;
    상기 다수의 데이터 라인들을 구동하는 소스 구동 회로;
    상기 다수의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 구동 회로;
    상기 소스 구동 회로 및 상기 게이트 구동 회로를 제어하는 컨트롤러;
    상기 픽셀 어레이가 있는 픽셀 어레이 영역에 배치되어, 상기 다수의 서브픽셀들로 개별적인 구동 전압을 전달하기 위한 복수의 구동 전압 라인들; 및
    DC 전압의 상기 구동 전압을 토글링 하고, 토글링 된 구동 전압을 출력하는 토글링 회로를 포함하고,
    상기 복수의 구동 전압 라인들에 상기 토글링 된 구동 전압이 개별적으로 인가되며,
    상기 다수의 서브픽셀들의 각 구동 트랜지스터의 드레인 노드 또는 소스 노드에 해당하는 제3 노드에는, 상기 토글링 된 구동 전압이 인가되며,
    상기 토글링 된 구동 전압은 상기 복수의 구동 전압 라인들로 상기 DC 전압에 해당하는 구동 전압의 입력과 미 입력이 반복됨으로써 구현되며,
    적어도 하나의 프레임 기간 내 일정 기간 동안,
    영상 이미지가 비 표시되거나, 상기 영상 이미지와 다른 페이크 이미지(Fake Image)가 표시되는 표시장치.
  16. 삭제
  17. 제15항에 있어서,
    상기 일정 기간은 상기 구동 전압의 토글링 타이밍에 동기화되는 표시장치.
  18. 영상 신호가 입력되는 영상 신호 입력부;
    상기 영상 신호에 근거한 제1 영상이 표시되는 제1 디스플레이 유닛;
    상기 영상 신호에 근거한 제2 영상이 표시되는 제2 디스플레이 유닛; 및
    상기 영상 신호 입력부, 상기 제1 디스플레이 유닛 및 상기 제2 디스플레이 유닛을 수납하는 케이스를 포함하고,
    상기 제1 디스플레이 유닛 및 상기 제2 디스플레이 유닛 각각은,
    실리콘 기판과, 상기 실리콘 기판 상에 배열된 다수의 서브픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이와, 상기 실리콘 기판 상에 배치된 구동 회로들을 포함하고,
    상기 구동 회로들은 상기 픽셀 어레이의 주변에 위치하고,
    상기 제1 디스플레이 유닛 및 상기 제2 디스플레이 유닛 각각에서, 상기 픽셀 어레이가 배치된 영역에는, 상기 다수의 서브픽셀들로 개별적인 구동 전압을 공급하는 복수의 구동 전압 라인들이 배치되고,
    DC 전압의 상기 구동 전압을 토글링 하고, 토글링 된 구동 전압을 출력하는 토글링 회로가 포함되고,
    상기 복수의 구동 전압 라인들에 상기 토글링 된 구동 전압이 개별적으로 인가되며,
    상기 다수의 서브픽셀들의 각 구동 트랜지스터의 드레인 노드 또는 소스 노드에 해당하는 제3 노드에는, 상기 토글링 된 구동 전압이 인가되며,
    상기 토글링 된 구동 전압은 상기 복수의 구동 전압 라인들로 상기 DC 전압에 해당하는 구동 전압의 입력과 미 입력이 반복됨으로써 구현되는 전자기기.
  19. 다수의 데이터 라인들과 다수의 게이트 라인들에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이;
    상기 다수의 데이터 라인들을 구동하는 소스 구동 회로;
    상기 다수의 게이트 라인들을 구동하는 게이트 구동 회로;
    상기 소스 구동 회로 및 상기 게이트 구동 회로를 제어하는 컨트롤러; 및
    DC 전압의 구동 전압을 토글링 하고, 토글링 된 구동 전압을 출력하는 토글링 회로를 포함하고,
    상기 다수의 서브픽셀들은 다수의 서브픽셀 그룹들로 그룹화되고,
    상기 다수의 서브픽셀 그룹들은 상기 픽셀 어레이 영역에 배치된 복수의 구동 전압 라인들과 각각 연결되고,
    상기 복수의 구동 전압 라인들에 인가되는 구동 전압은 상기 다수의 서브픽셀 그룹 별로 각각 제어되며,
    상기 복수의 구동 전압 라인들에 상기 토글링 된 구동 전압이 인가되며,
    상기 다수의 서브픽셀들의 각 구동 트랜지스터의 드레인 노드 또는 소스 노드에 해당하는 제3 노드에는, 상기 토글링 된 구동 전압이 인가되며,
    상기 토글링 된 구동 전압은 상기 복수의 구동 전압 라인들로 상기 DC 전압에 해당하는 구동 전압의 입력과 미 입력이 반복됨으로써 구현되는 표시장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 복수의 구동 전압 라인들에 인가되는 구동 전압을 제어하는 구동 전압 제어 회로를 더 포함하는 표시장치.
  21. DC 전압 값을 갖는 구동 전압이 입력되는 입력 단;
    복수의 구동 전압 라인들과 대응되어 연결된 복수의 토글 스위치; 및
    상기 복수의 토글 스위치의 온-오프를 제어하는 복수의 토글 제어 신호를 출력하는 복수의 시프트 레지스터를 포함하고,
    상기 복수의 토글 스위치 각각은,
    상기 토글 제어 신호에 따라 온-오프 되어 상기 입력 단으로 입력된 구동 전압을 토글링 하여 해당 구동 전압 라인으로 출력하며,
    다수의 서브픽셀들의 각 구동 트랜지스터의 드레인 노드 또는 소스 노드에 해당하는 제3 노드에는, 상기 토글링 된 구동 전압이 인가되며,
    상기 토글링 된 구동 전압은 상기 복수의 구동 전압 라인들로 상기 DC 전압에 해당하는 구동 전압의 입력과 미 입력이 반복됨으로써 구현되는 토글링 회로.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 복수의 시프트 레지스터는,
    상기 토글 제어 신호의 기준이 되는 기준 신호와, 토글 제어 기간의 끝 또는 시작을 지시하는 리셋 신호와, 신호 타이밍을 위한 클럭 신호에 기초하여, 상기 토글 제어 신호를 생성하여 출력하는 토글링 회로.
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