KR102652718B1 - 디스플레이 모듈 및 디스플레이 모듈의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

디스플레이 모듈이 개시된다. 본 디스플레이 모듈은, 무기 발광 소자, 적어도 하나의 입력 핀과 연결된 스윕 전극 및 PWM(Pulse Width Modulation) 화소 회로를 포함하는 디스플레이 패널, 및 적어도 하나의 입력 핀을 통해 스윕 전극에 스윕 신호를 제공하는 구동부를 포함하며, PWM 화소 회로는, 구동 트랜지스터를 포함하며, 스윕 전극을 통해 스윕 신호가 인가되면, 스윕 신호에 따라 구동 트랜지스터의 게이트 단자 전압을 변화시켜 데이터 전압에 대응되는 펄스 폭의 구동 전류를 무기 발광 소자로 제공하고, 입력 핀의 개수는, 디스플레이 패널의 사이즈에 따라 상이하다.

Description

디스플레이 모듈 및 디스플레이 모듈의 구동 방법{DISPLAY MODULE AND DRIVING METHOD OF THE DISPLAY MODULE}
본 개시는 디스플레이 모듈 및 디스플레이 모듈의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 발광 소자가 픽셀을 구성하는 디스플레이 모듈 및 디스플레이 모듈의 구동 방법에 관한 것이다.
종래, 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED와 같은 무기 발광 소자(inorganic Light Emitting Device)가 서브 픽셀을 구성하는 디스플레이 패널에서는, AM(Active Matrix) 구동 방식 중 PAM(Pulse Amplitude Modulatio) 구동 방식을 통해 서브 픽셀의 계조를 표현하였다.
이때, AM 구동 방식은 트랜지스터 및/또는 커패시터로 구성된 픽셀 회로를 이용하여 무기 발광 소자를 구동하는 방식을 말하고, PAM 구동 방식은 구동 전류의 진폭(또는 크기)를 통해 계조를 표현하는 방식을 말한다.
그러나, PAM 구동 방식의 경우, 구동 전류의 진폭에 따라 무기 발광 소자가 발광하는 빛의 계조뿐만 아니라 파장도 함께 변화하게 되어 영상의 색 재현성이 감소되는 문제가 있다. 도 1은 청색 LED, 녹색LED 및 적색 LED를 흐르는 구동 전류의 크기(또는 진폭)에 따른 파장 변화를 도시하고 있다.
따라서, 무기 발광 소자가 직접 서브 픽셀을 구성하는 디스플레이 패널의 구동에는, 구동 전류의 펄스 폭으로 계조를 표현하는 PWM(Pulse Width Modulation) 구동이 필요하다.
한편, PWM 구동 방식에는 디지털 PWM 구동 방식과 아날로그 PWM 구동 방식이 있다. 그러나, 디지털 PWM 구동 방식의 경우, 서브 필드 방식으로 계조를 표현하므로 의사 윤곽 노이즈 문제가 있으며, 의사 윤곽 문제를 줄이기 위해 서브 필드의 개수를 늘리면, 발광 듀티비가 낮아지는 문제가 있다.
따라서, 무기 발광 소자가 서브 픽셀을 구성하는 디스플레이 패널의 구동에는 아날로그 PWM 구동이 적합하다. 아날로그 PWM 방식은, 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 설정된(또는 프로그래밍된) 데이터 전압을 외부의 스윕 신호(예를 들어, 삼각파)를 통해 상,하로 이동시켜 구동 트랜지스터의 온/오프를 제어하고, 이에 따라, 구동 전류의 구동 시간(즉, 발광 소자의 발광 시간)을 제어하는 방식이다.
이러한 아날로그 PWM 구동 방식에서는, 디스플레이 패널의 정해진 영역에 스윕 신호가 균일하게 인가되는 것이 중요하다. 스윕 신호가 균일하게 인가되지 않는 경우, 데이터 전압이 동일하더라도 스윕 신호에 따라 휘도 차이가 발생하기 때문이다. 그러나, 종래 디스플레이 패널의 경우, 스윕 전극 내 RC 로드(load) 편차로 인해 각 구동 트랜지스터에 스윕 신호가 균일하게 인가되지 않았으며, 이로 인해, 동일한 데이터 전압에 대해서도 휘도의 편차가 발생하는 문제가 있었다.
본 개시는 상술한 문제점에 따른 것으로, 본 개시의 목적은, 균일하게 스윕 신호를 제공할 수 있는 스윕 전극 구조를 포함하는 디스플레이 모듈 및 디스플레이 모듈의 구동 방법을 제공함에 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈은, 무기 발광 소자, 적어도 하나의 입력 핀과 연결된 스윕 전극 및 PWM(Pulse Width Modulation) 화소 회로를 포함하는 디스플레이 패널 및 상기 적어도 하나의 입력 핀을 통해 상기 스윕 전극에 스윕 신호를 제공하는 구동부를 포함하며, 상기 PWM 화소 회로는, 구동 트랜지스터를 포함하며, 상기 스윕 전극을 통해 상기 스윕 신호가 인가되면, 상기 스윕 신호에 따라 상기 구동 트랜지스터의 게이트 단자 전압을 변화시켜 데이터 전압에 대응되는 펄스 폭의 구동 전류를 상기 무기 발광 소자로 제공하고, 상기 입력 핀의 개수는, 상기 디스플레이 패널의 사이즈에 따라 상이하다.
또한, 상기 입력 핀은, 상기 디스플레이 패널이 제 1 사이즈를 갖는 경우, 제 1 개수만큼 마련되고, 상기 디스플레이 패널이 상기 제 1 사이즈보다 큰 제 2 사이즈를 갖는 경우, 상기 제 1 개수보다 많은 제 2 개수만큼 마련될 수 있다.
또한, 상기 구동부는, 상기 스윕 전극과 연결된 입력 핀이 복수 개인 경우, 서로 일정한 간격만큼 이격된 상기 복수의 입력 핀 각각을 통해 동일한 스윕 신호를 제공할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널은, 제 1 내지 제 4 메탈 레이어를 포함하는 스택 구조를 갖고, 상기 제 1 메탈 레이어는, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 단자를 포함하고, 상기 제 2 메탈 레이어는, 상기 구동 트랜지스터의 소스 및 드레인 단자를 포함하고, 상기 제 3 메탈 레이어는, 상기 PWM 픽셀 회로에 구동 전압을 공급하기 위한 전극을 포함하고, 상기 제 4 메탈 레이어는, 상기 PWM 픽셀 회로와 상기 무기 발광 소자를 연결하기 위한 전극을 포함할 수 있다.
또한, 상기 스윕 전극은, 상기 제 1 메탈 레이어에 배치된 복수의 제 1 메탈 라인 및 상기 제 2 메탈 레이어에 배치되며, 상기 복수의 제 1 메탈 라인을 서로 연결하기 위한 복수의 제 2 메탈 라인을 포함하고, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 단자는, 상기 복수의 제 1 메탈 라인 중 어느 하나의 메탈 라인에 연결될 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 입력 핀은, 상기 복수의 제 1 메탈 라인 및 상기 복수의 제 2 메탈 라인 중 가장자리 영역에 마련된 적어도 하나의 메탈 라인에 연결될 수 있다.
또한, 상기 스윕 전극은, 상기 제 3 메탈 레이어 및 상기 제 4 메탈 레이어 중 적어도 하나에 배치되며, 적어도 하나의 비아 홀을 통해 상기 복수의 제 1 메탈 라인 중 적어도 하나의 메탈 라인에 연결되는 쇼팅 바(shorting bar)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 쇼팅 바는, 상기 제 3 메탈 레이어 및 상기 제 4 메탈 레이어 중 적어도 하나의 메탈 레이어에서 가장자리 영역에 마련되고, 상기 복수의 제 1 메탈 라인 중 가장자리 영역에 마련된 메탈 라인에 상기 비아 홀을 통해 연결되며, 상기 적어도 하나의 입력 핀은, 상기 가장자리 영역에 마련된 쇼팅 바에 연결될 수 있다.
또한, 상기 쇼팅 바는, 상기 복수의 제 1 메탈 라인 각각보다 넓은 면적을 가질 수 있다.
또한, 상기 스윕 전극은, 복수의 블록 단위로 마련되며, 상기 입력 핀은 복수 개이며, 상기 복수의 입력 핀은 상기 복수의 스윕 전극 블록마다 서로 대칭적으로 연결되며, 상기 구동부는, 상기 블록마다 연결된 입력 핀을 통해 상기 스윕 전극 블록 단위로 서로 다른 시간에 상기 스윕 신호를 제공할 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 구동 방법에 있어서, 상기 디스플레이 모듈은, 무기 발광 소자, 적어도 하나의 입력 핀과 연결된 스윕 전극 및 PWM(Pulse Width Modulation) 화소 회로를 포함하는 디스플레이 패널을 포함하며, 상기 구동 방법은, 상기 PWM 화소 회로에 포함된 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 데이터 전압을 설정하는 단계, 상기 적어도 하나의 입력 핀을 통해 상기 스윕 전극에 스윕 신호를 제공하는 단계 및 상기 스윕 신호가 상기 스윕 전극을 통해 상기 PWM 화소 회로에 인가되면, 상기 스윕 신호에 따라 상기 구동 트랜지스터의 게이트 단자 전압을 변화시켜 상기 설정된 데이터 전압에 대응되는 펄스 폭의 구동 전류를 상기 무기 발광 소자로 제공하는 단계를 포함하고, 상기 입력 핀의 개수는, 상기 디스플레이 패널의 사이즈에 따라 상이하다.
또한, 상기 입력 핀은, 상기 디스플레이 패널이 제 1 사이즈를 갖는 경우, 제 1 개수만큼 마련되고, 상기 디스플레이 패널이 상기 제 1 사이즈보다 큰 제 2 사이즈를 갖는 경우, 상기 제 1 개수보다 많은 제 2 개수만큼 마련될 수 있다.
또한, 상기 스윕 신호를 제공하는 단계는, 상기 스윕 전극과 연결된 입력 핀이 복수 개인 경우, 서로 일정한 간격만큼 이격된 상기 복수의 입력 핀 각각을 통해 동일한 스윕 신호를 제공할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널은, 제 1 내지 제 4 메탈 레이어를 포함하는 스택 구조를 갖고, 상기 제 1 메탈 레이어는, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 단자를 포함하고, 상기 제 2 메탈 레이어는, 상기 구동 트랜지스터의 소스 및 드레인 단자를 포함하고, 상기 제 3 메탈 레이어는, 상기 PWM 픽셀 회로에 구동 전압을 공급하기 위한 전극을 포함하고, 상기 제 4 메탈 레이어는, 상기 PWM 픽셀 회로와 상기 무기 발광 소자를 연결하기 위한 전극을 포함할 수 있다. ]
또한, 상기 스윕 전극은, 상기 제 1 메탈 레이어에 배치된 복수의 제 1 메탈 라인 및 상기 제 2 메탈 레이어에 배치되며, 상기 복수의 제 1 메탈 라인을 서로 연결하기 위한 복수의 제 2 메탈 라인을 포함하고, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 단자는, 상기 복수의 제 1 메탈 라인 중 어느 하나의 메탈 라인에 연결될 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 입력 핀은, 상기 복수의 제 1 메탈 라인 및 상기 복수의 제 2 메탈 라인 중 가장자리 영역에 마련된 적어도 하나의 메탈 라인에 연결될 수 있다.
또한, 상기 스윕 전극은, 상기 제 3 메탈 레이어 및 상기 제 4 메탈 레이어 중 적어도 하나에 배치되며, 적어도 하나의 비아 홀을 통해 상기 복수의 제 1 메탈 라인 중 적어도 하나의 메탈 라인에 연결되는 쇼팅 바(shorting bar)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 쇼팅 바는, 상기 제 3 메탈 레이어 및 상기 제 4 메탈 레이어 중 적어도 하나의 메탈 레이어에서 가장자리 영역에 마련되고, 상기 복수의 제 1 메탈 라인 중 가장자리 영역에 마련된 메탈 라인에 상기 비아 홀을 통해 연결되며, 상기 적어도 하나의 입력 핀은, 상기 가장자리 영역에 마련된 쇼팅 바에 연결될 수 있다.
또한, 상기 쇼팅 바는, 상기 복수의 제 1 메탈 라인 각각보다 넓은 면적을 가질 수 있다.
또한, 상기 스윕 전극은, 복수의 블록 단위로 마련되며, 상기 입력 핀은 복수 개이며, 상기 복수의 입력 핀은 상기 복수의 스윕 전극 블록마다 서로 대칭적으로 연결되며, 상기 스윕 신호를 제공하는 단계는, 상기 블록마다 연결된 입력 핀을 통해 상기 스윕 전극 블록 단위로 서로 다른 시간에 상기 스윕 신호를 제공할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 균일하게 스윕 신호를 제공할 수 있는 스윕 전극 구조가 제공될 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 모듈 내 스윕 전극의 RC 로드(load) 편차로 인한 휘도 편차 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 청색 LED, 녹색 LED 및 적색 LED를 흐르는 구동 전류의 크기에 따른 파장 변화를 나타내는 그래프,
도 2a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 픽셀 구조를 설명하기 위한 도면,
도 2b는 본 개시의 다른 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 블럭도,
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 단면도,
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 PWM 화소 회로의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 6은 종래 스윕 전극 내 RC 로드 편차로 인한 문제점을 설명하기 위한 도면,
도 7a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 메탈 레이어의 구조도,
도 7b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 메탈 레이어의 상세도,
도 8a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 스윕 전극의 예시도,
도 8b는 본 개시의 다른 일 실시 예에 따른 스윕 전극의 예시도,
도 8c는 본 개시의 또 다른 일 실시 예에 따른 스윕 전극의 예시도,
도 9a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 쇼팅 바를 도시한 예시도,
도 9b는 본 개시의 또 다른 일 실시 예에 따른 스윕 전극의 예시도,
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 스윕 전극 블록을 도시한 예시도,
도 11a는 일반적인 PWM 구동 방식을 도시한 도면,
도 11b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 스윕 전극 블록의 분할 구동을 도시한 도면,
도 11c는 본 개시의 다른 일 실시 예에 따른 스윕 전극 블록의 분할 구동을 도시한 도면,
도 11d는 본 개시의 또 다른 일 실시 예에 따른 스윕 전극 블록의 분할 구동을 도시한 도면,
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성도, 및
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 동일한 구성의 중복 설명은 되도록 생략하기로 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 개시에서 사용한 용어는 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 개시에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 개시의 실시 예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 다양한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 2a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널(100)의 픽셀 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(100)은 매트릭스 형태로 배열된 복수의 픽셀(10)을 포함할 수 있다.
이때, 각 픽셀(10)은 복수의 서브 픽셀(10-1 내지 10-3)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(100)에 포함된 하나의 픽셀(10)은 적색(R) 서브 픽셀(10-1), 녹색(G) 서브 픽셀(10-2) 및 청색(B) 서브 픽셀(10-3)과 같은 3종류의 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 즉, R, G, B 서브 픽셀 한 세트가 디스플레이 패널(100)의 하나의 단위 픽셀을 구성할 수 있다.
한편, 도 2a를 참조하면, 디스플레이 패널(100)에서 하나의 픽셀 영역(20)은, 픽셀이 차지하는 영역(10)과 주변의 나머지 영역(11)을 포함하는 것을 볼 수 있다.
픽셀이 차지하는 영역(10)에는 도시된 바와 같이, R, G, B 서브 픽셀들(10-1 내지 10-3)이 포함될 수 있다. 구체적으로, R 서브 픽셀(10-1)은 R 발광 소자 및 R 발광 소자를 구동하기 위한 화소 회로를, G 서브 픽셀(10-2)은 G 발광 소자 및 G 발광 소자를 구동하기 위한 화소 회로를, 그리고, B 서브 픽셀(10-3)은 B 발광 소자 및 B 발광 소자를 구동하기 위한 화소 회로를 각각 포함할 수 있다. 이때, 화소 회로는 연결된 무기 발광 소자를 PWM 구동하기 위한 PWM 화소 회로를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 픽셀(10) 주변의 나머지 영역(11)에는, 화소 회로를 구동하기 위한 각종 회로들이 실시 예에 따라 다양하게 포함될 수 있다. 또한, 디스플레이 패널(100)에는 PWM 화소 회로에 스윕 신호를 인가하기 위한 스윕 전극이 포함될 수 있다. 이에 관한 자세한 내용은 후술한다.
도 2b는 본 개시의 다른 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 구조를 도시한 도면이다. 도 2a를 참조하면, 하나의 픽셀(10) 내에서 서브 픽셀들(10-1 내지 10-3)은 좌우가 뒤바뀐 L자 모양으로 배열된 것을 볼 수 있다. 그러나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니며, 도 2b에 도시된 바와 같이, R, G, B 서브 픽셀(10-1 내지 10-3)이 픽셀(10') 내부에서 일렬로 배치될 수도 있다. 다만, 이와 같은 서브 픽셀의 배치 형태는 일 예일 뿐이고, 복수의 서브 픽셀은 각 픽셀 내에서 실시 예에 따라 다양한 형태로 배치될 수 있다.
한편, 상술한 예에서는 픽셀이 3종류의 서브 픽셀로 구성되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다. 가령, 픽셀은 R, G, B, W(white)와 같이 4종류의 서브 픽셀로 구현될 수도 있고, 실시 예에 따라 얼마든지 다른 개수의 서브 픽셀이 하나의 픽셀을 구성할 수도 있음은 물론이다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 픽셀(10)이 R, G, B와 같은 세 종류의 서브 픽셀로 구성된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(1000)의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 3에 따르면, 디스플레이 모듈(1000)은 디스플레이 패널(100) 및 구동부(200)를 포함한다.
디스플레이 패널(100)은 무기 발광 소자(110), PWM 화소 회로(120) 및 스윕 전극(130)를 포함할 수 있다. 이때, 디스플레이 패널(100)은, 후술할 바와 같이, 기판(30)상에 PWM 화소 회로(120)가 형성되고, PWM 화소 회로(120) 상에 무기 발광 소자(110)가 배치되는 구조를 가질 수 있다. 한편, 도 3에서는 설명의 편의를 위해 디스플레이 패널(100)에 포함된 하나의 서브 픽셀 관련 구성만을 도시하였다.
무기 발광 소자(110)는 디스플레이 패널(100)의 서브 픽셀(10-1 내지 10-3)을 구성하며, 발광하는 빛의 색상에 따라 복수의 종류가 있을 수 있다. 예를 들어, 무기 발광 소자(110)는 적색 색상의 빛을 발광하는 적색(R) 무기 발광 소자, 녹색 색상의 빛을 발광하는 녹색(G) 무기 발광 소자 및 청색 색상의 빛을 발광하는 청색(B) 무기 발광 소자가 있을 수 있다.
따라서, 서브 픽셀의 종류는 무기 발광 소자(110)의 종류에 따라 결정될 수 있다. 즉, R 무기 발광 소자는 R 서브 픽셀(10-1)을, G 무기 발광 소자는 G 서브 픽셀(10-2)을, 그리고, B 무기 발광 소자는 B 서브 픽셀(10-3)을 구성할 수 있다.
여기서, 무기 발광 소자(110)는, 유기 재료를 이용하여 제작되는 OLED(Organic Light Emitting Diode)와는 다른, 무기 재료를 이용하여 제작되는 발광 소자를 말한다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 무기 발광 소자(110)는, 마이크로 LED(Light Emitting Diode)(u-LED)일 수 있다. 마이크로 LED는 백라이트나 컬러 필터 없이 스스로 빛을 내는 100 마이크로미터(μm) 이하 크기의 초소형 무기 발광 소자를 말한다.
무기 발광 소자(110)는, 제공되는 구동 전류의 진폭(Amplitude) 또는 펄스 폭(Pulse Width)에 따라 상이한 휘도로 발광할 수 있다. 여기서, 구동 전류의 펄스 폭은 구동 전류의 듀티비(Duty Ratio) 또는 구동 전류의 구동 시간(Duration)으로 표현될 수도 있다. 예를 들어, 발광 소자(110)는 구동 전류의 진폭이 클수록 높은 휘도로 발광할 수 있고, 펄스 폭이 길수록(즉, 듀티비가 높을수록 또는 구동 시간이 길수록) 높은 휘도로 발광할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
특히, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 무기 발광 소자(110)는 PWM 화소 회로(120)에 의해 제어된 펄스 폭을 갖는 구동 전류에 기초하여 빛을 발광할 수 있다. 즉, 무기 발광 소자(110)는 PWM 구동될 수 있다.
PWM 화소 회로(120)는 무기 발광 소자(110)를 PWM 구동한다. PWM 구동 방식은 무기 발광 소자(110)의 발광 시간에 의해 계조를 표현하는 방식이다. 따라서, PWM 방식으로 무기 발광 소자(110)를 구동하는 경우 구동 전류의 진폭이 동일하더라도 펄스 폭을 달리하여 다양한 계조를 표현할 수 있게 된다. 이에 따라, PAM 방식만으로 LED를 구동하여 LED(특히, 마이크로 LED)가 발광하는 빛의 파장이 계조에 따라 변화하는 문제를 해결할 수 있게 된다.
PWM 화소 회로(120)는 전류원(미도시)이 제공하는 구동 전류의 펄스 폭을, 인가된 PWM 데이터 전압에 기초하여 제어할 수 있다. 이때, 전류원은, 실시 예에 따라, PAM 화소 회로(도 5의 150)를 포함하여 구성될 수 있다.
특히, PWM 화소 회로(120)는 구동 트랜지스터(미도시)를 포함하며, 인가되는 각종 신호(또는 전압)에 따라 구동 트랜지스터의 게이트 단자 전압을 제어하여 구동 전류의 펄스 폭을 제어할 수 있다.
구체적으로, PWM 화소 회로(120)는 특정 계조에 대응되는 PWM 데이터 전압이 인가되면, 인가된 PWM 데이터 전압을 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 설정(내지 프로그래밍)할 수 있다.
이후, 스윕 전극(130)을 통해 스윕 신호가 인가되면, PWM 화소 회로(120)는 스윕 신호에 따라 구동 트랜지스터의 게이트 단자 전압을 변화시킴으로써, 상기 설정된 PWM 데이터 전압에 대응되는 펄스 폭의 구동 전류를 무기 발광 소자(110)로 제공할 수 있다.
여기서, 스윕 신호는 구동 트랜지스터의 게이트 단자 전압을 선형 변화시키기 위해 외부에서 인가되는 전압으로, 삼각파 등과 같이 선형적으로 변화하는 신호일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 스윕 전극(130)은 적어도 하나의 입력 핀(미도시)과 연결되며, 스윕 신호는 입력 핀을 통해 디스플레이 패널(100)의 외부로부터 입력될 수 있다. 이에 따라, 스윕 신호는 스윕 전극(130)을 통해 디스플레이 패널(100)에 포함된 복수의 PWM 화소 회로(120)로 각각 인가될 수 있다. 이때, 입력 핀의 개수는 디스플레이 패널(100)의 사이즈에 따라 달라질 수 있는데, 이에 관한 자세한 내용은 후술한다.
한편, 전술한 바와 같이 디스플레이 패널(100)은 무기 발광 소자(110) 단위로 서브 픽셀이 구성되므로, 동일한 단일 색으로 발광하는 복수의 LED를 백라이트로 사용하는 LCD(Liquid Crystal Display) 패널과 달리, PWM 화소 회로(120)는 무기 발광 소자(110)를 구동하여 서브 픽셀 단위로 계조를 표현하게 된다.
이를 위해, 디스플레이 패널(100)에 포함된 각 서브 픽셀은, 무기 발광 소자(110) 및 해당 무기 발광 소자(110)를 구동하기 위한 PWM 화소 회로(120)를 포함할 수 있다. 즉, 각 무기 발광 소자(110)를 구동하기 위한 PWM 화소 회로(120)가 각 서브 픽셀별로 존재할 수 있다.
한편, 디스플레이 패널(100)은, 실시 예에 따라, 픽셀(10)을 구성하는 복수의 서브 픽셀(10-1 내지 10-3) 중 어느 하나를 선택하기 위한 먹스(MUX) 회로, 디스플레이 패널(100)에서 발생하는 정전기를 방지하기 위한 ESD(Electro Static Discharge) 보호 회로, 화소 회로(120, 150)에 전원을 공급하기 위한 전원 회로, 화소 회로(120, 150)를 구동하는 클럭을 제공하기 위한 클럭 제공 회로 등을 더 포함할 수도 있다.
구동부(130)는 디스플레이 패널(200)을 구동한다. 구체적으로, 구동부(130)는 각종 제어 신호 및 데이터 신호를 디스플레이 패널(100)로 제공하여 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.
특히, 구동부(130)는 입력 핀을 통해 스윕 전극(130)에 스윕 신호를 제공할 수 있다. 이를 위해, 구동부(130)는 스윕 신호 제공 회로(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 구동부(130)는, 매트릭스 형태로 배치된 디스플레이 패널(100)의 픽셀들을 가로 라인 단위(또는 행 단위)로 구동하기 위한 적어도 하나의 게이트 드라이버, 각각의 픽셀 또는 각각의 서브 픽셀에 데이터 전압(예를 들어, PAM 데이터 전압 또는 PWM 데이터 전압 등)을 제공하기 위한 데이터 드라이버(또는 소스 드라이버) 등을 더 포함할 수 있다.
한편, 구동부(130)는 디스플레이 패널(100)의 외부에 별도의 구성으로 마련되어 별도의 배선을 통해 디스플레이 패널(100)과 연결될 수 있다. 또는 구동부(130)는 디스플레이 패널(100)의 내부에 화소 회로(120, 150)와 함께 구현될 수도 있다.
그러나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니며, 구동부(130)에 포함되는 각종 드라이버 및 회로 중 일부 구성은 디스플레이 패널(100) 내부에 구현되고, 나머지 구성은 디스플레이 패널(100)의 외부에 별도로 마련될 수도 있다. 예를 들어, 스윕 신호 제공 회로는 프로세서나 TCON(Timing Controller)과 함께 외부의 PCB(Printed Circuit Board) 실장되도록 구성하고, 게이트 드라이버는 디스플레이 패널(100)의 TFT 층에 포함되도록 구성될 수도 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널(100)의 단면도이다. 도 4에서는 설명의 편의를 위해, 디스플레이 패널(100)에 포함된 하나의 픽셀만을 도시하였다.
도 4에 따르면, 디스플레이 패널(100)은 기판(30), TFT 층(40) 및 무기 발광 소자 R, G, B(110-1 내지 110-3)를 포함한다. PWM 화소 회로(120)나 PAM 화소 회로(150)는 TFT(Thin Film Transistor)로 구현되어 기판(30) 상에 형성된 TFT 층(40)에 포함될 수 있다. 무기 발광 소자 R, G, B(110-1 내지 110-3) 각각은 TFT 층(40)상에 배치되어 디스플레이 패널(100)의 각 서브 픽셀(10-1 내지 10-3)을 구성한다. 이때, 기판(30)은 글래스(Glass) 재질일 수도 있고, 합성수지 등과 같은 재질일 수도 있다.
한편, 도면에 명확히 구분하여 도시하지는 않았지만, TFT 층(40)에는 무기 발광 소자(110-1 내지 110-3)를 구동하기 위한 PWM 화소 회로(120) 및/또는 PAM 화소 회로(150)가 무기 발광 소자(110-1 내지 110-3)별로 존재할 수 있다. 무기 발광 소자 R, G, B(110-1 내지 110-3) 각각은 대응되는 화소 회로(120, 150)와 전기적으로 연결되도록 TFT 층(40) 위에 각각 실장 내지 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, R 무기 발광 소자(110-1)는 R 무기 발광 소자(110-1)의 애노드 전극(3) 및 캐소드 전극(4)이 R 무기 발광 소자(110-1)를 구동하기 위한 화소 회로(120, 150)(미도시)상에 형성된 애노드 전극(1) 및 캐소드 전극(2)에 각각 연결되도록 실장 내지 배치될 수 있으며, 이는 G 무기 발광 소자(110-2) 및 B 무기 발광 소자(110-3)도 마찬가지다. 한편, 실시 예에 따라, 애노드 전극(1)과 캐소드 전극(2) 중 어느 하나가 공통 전극으로 구현될 수도 있다.
도 4에서는 무기 발광 소자(110-1 내지 110-3)가 플립 칩(flip chip) 타입의 마이크로 LED인 것을 예로 들어 도시하였다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 실시 예에 따라 무기 발광 소자(110-1 내지 110-3)는 수평(lateral) 타입이나 수직(vertical) 타입의 마이크로 LED가 될 수도 있다.
한편, TFT 층(40)은 TFT로 구현된 화소 회로(120, 150)를 포함하며, 기판(30)의 일면 상에 형성된다. 이때, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 화소 회로(120, 150)의 구동을 위한 전술한 각종 회로(예를 들어, 먹스(MUX) 회로, ESD 보호 회로, 전원 회로, 클럭 제공 회로 등) 및 구동부(130)에 포함되는 각종 드라이버 및 회로(예를 들어, 스윕 신호 제공 회로, 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버 등) 중 적어도 일부가 TFT 층(40)에 화소 회로(120, 150)와 함께 형성될 수 있다.
또는 실시 예에 따라, 전술한 각종 회로 중 적어도 일부가 기판(30)의 타면에 별도로 마련되어 내부 배선을 통해 TFT층(40)의 화소 회로(120, 150)와 연결될 수도 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 PWM 화소 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 5에서는 설명의 편의를 위해, 하나의 무기 발광 소자(110) 및 무기 발광 소자(110)를 구동하기 위한 하나의 화소 회로(120, 150)만을 도시하였다.
PAM 화소 회로(150)는 인가된 PAM 데이터 전압에 기초하여 무기 발광 소자(110)로 제공되는 구동 전류의 진폭을 제어하고, PWM 화소 회로(120)는 인가된 PWM 데이터 전압에 기초하여 발광 소자(110)로 제공되는 구동 전류의 펄스 폭을 제어할 수 있다.
구체적으로, PAM 화소 회로(150)는 PAM 데이터 전압에 대응되는 진폭을 갖는 구동 전류를 무기 발광 소자(110)로 제공한다. 이때, PWM 화소 회로(120)는 PAM 화소 회로(150)가 무기 발광 소자(110)로 제공하는 구동 전류(즉, PAM 데이터 전압에 대응되는 진폭을 갖는 구동 전류)의 유지 시간을, PWM 데이터 전압에 기초하여 제어함으로써 구동 전류의 펄스 폭을 제어하게 된다.
한편, 모든 서브 픽셀에 대해, PAM 화소 회로(150)에 동일한 PAM 데이터 전압을 인가할 수 있는데, 이 경우, PAM 화소 회로(150)는 트랜지스터(140)와 함께 정전류원의 역할을 하게 된다. 즉, 모든 서브 픽셀의 PAM 화소 회로(150)는 동일한 진폭의 구동 전류를 무기 발광 소자(110)로 제공하게 된다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, PAM 화소 회로(150)는, HDR(High Dynamic Range) 구동이 요구되는 특별한 경우를 제외하고는, 동일한 진폭의 구동 전류를 무기 발광 소자(110)로 제공할 수 있다. 이에 따라, PWM 화소 회로(120)를 통해서 영상의 계조를 표현할 수 있다.
무기 발광 소자(110)는 PWM 화소 회로(120)가 제공하는 구동 전류의 펄스 폭(Pulse Width)에 따라 상이한 휘도로 발광할 수 있다. 여기서, 구동 전류의 펄스 폭은 구동 전류의 듀티비(Duty Ratio) 또는 구동 전류의 구동 시간(Duration)으로 표현될 수도 있다.
구체적으로 도 5를 참조하면, PAM 화소 회로(150)에 PAM 데이터 전압이 입력 및 설정되고, PWM 화소 회로(120)의 구동 트랜지스터(121)의 게이트 단자에 PWM 데이터 전압이 입력 및 설정된 상태에서, 무기 발광 소자(110)에 구동 전압(VDD)이 인가되면, PAM 화소 회로(150)는 PAM 데이터 전압에 대응되는 진폭의 구동 전류를 무기 발광 소자(110)로 제공하고, 무기 발광 소자(110)는 발광을 시작한다.
이때, PWM 화소 회로(120)에는 스윕 신호(예를 들어, 선형 변화 전압)가 인가되기 시작한다. 스윕 신호가 인가되면, 구동 트랜지스터(121)의 게이트 단자 전압은, PWM 데이터 전압에 기초한 전압에서부터 스윕 신호에 따라 변화하게 된다. 한편, 오프 상태의 구동 트랜지스터(121)는, 게이트 단자 전압이 스윕 신호에 따라 변화하여 구동 트랜지스터(121)의 문턱 전압이 될 때까지 오프 상태를 유지하게 된다.
구동 트랜지스터(121)의 게이트 단자 전압이 구동 트랜지스터(121)의 문턱 전압에 도달하면, 구동 트랜지스터(121)는 온되며, 이에 따라, 구동 트랜지스터(121)의 소스 단자로 인가되는 구동 전압(VDD)이 드레인 단자를 통해 트랜지스터(140)의 게이트 단자에 인가되게 된다.
트랜지스터(140)의 소스 단자에는 구동 전압(VDD)이 인가되고 있으므로, 트랜지스터(140)의 게이트 단자에 구동 전압(VDD)이 인가되면, 트랜지스터(140)의 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전압은 트랜지스터(140)의 문턱 전압을 초과하게 되어 트랜지스터(140)는 오프된다.(참고로, PMOSFET의 경우 문턱 전압은 음의 값을 가지며, 게이트 단자와 소스 단자 사이에 문턱 전압 이하의 전압이 인가되면 온되고, 문턱 전압을 초과하는 전압이 전압이 인가되면 오프된다.) 트랜지스터(140)가 오프되면, 더 이상 구동 전류는 흐르지 못하고, 무기 발광 소자(110)는 발광을 멈춘다.
이때, 모든 PWM 화소 회로(120)에는 동일한 스윕 신호가 인가되므로, 구동 트랜지스터(121)들의 문턱 전압이 동일하다고 가정할 때(실제로는 구동 트랜지스터(121)들 간에도 문턱 전압 차이가 존재하나 보상될 수 있다), 이론적으로 구동 전류의 펄스 폭은 PWM 데이터 전압에만 종속되게 된다. 이와 같이, PWM 화소 회로(120)는 구동 트랜지스터(121)의 게이트 단자 전압을 제어하여 PWM 데이터 전압에 대응되는 펄스 폭의 구동 전류를 무기 발광 소자(110)로 제공할 수 있다.
도 6은 종래 스윕 전극 내 RC 로드(load) 편차로 인한 문제점을 설명하기 위한 도면이다. 전술한 바와 같이, PWM 화소 회로(120)가 PWM 데이터 전압에 따른 정확한 계조를 표현하기 위해서는, 스윕 신호가 디스플레이 패널(100)에 동일하게 인가되는 것이 중요하다. 그러나, 실제 스윕 신호는, 스윕 전극의 영역별 RC 로드 편차로 인해, 영역별로 차이가 발생할 수 있다.
도 6의 참조 부호 8은 종래 디스플레이 패널의 스윕 전극을 도시하고 있다. 구체적으로, 종래 스윕 전극은 디스플레이 패널 내에서 가로 메탈 라인(600-1 내지 600-n)과 세로 메탈 라인(610-1, 610-2)이 비아 홀을 통해 서로 연결된 구조를 가지고 있다. 또한, 하나의 스윕 신호 입력 핀이 스윕 전극과 연결된 것을 볼 수 있다.
한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 각 서브 픽셀에 대응되는 PWM 화소 회로들이 디스플레이 패널 내 각 서브 픽셀의 위치에서 스윕 전극과 연결되며, 스윕 전극을 통해 스윕 신호를 인가받을 수 있다. 따라서, 스윕 신호는 스윕 신호 입력 핀을 통해 입력되어 스윕 전극을 통해 디스플레이 패널에 포함된 전체 PWM 화소 회로로 제공되게 된다.
이와 같이, 스윕 신호가 스윕 전극을 통해 PWM 화소 회로에 전달될 때, 스윕 전극이 가지는 저항 성분과 기생 캐피시턴스 성분으로 인해 RC 지연(delay)이 발생하게 된다.
구체적으로, 도 6의 참조 부호 9에 도시된 바와 같이, 종래 디스플레이 패널의 경우, 스윕 신호 입력 핀과, A점 및 B점에서 스윕 신호가 차이가 나는 것을 볼 수 있다. 특히, 스윕 신호 입력 핀에서 먼 거리에 있는 B점에서 지연이 큰 것을 확인할 수 있는데, 이는 스윕 신호 입력 핀을 기준으로 B점까지의 저항 성분이 A점까지의 저항 성분보다 크기 때문이다.
이와 같은 스윕 신호의 디스플레이 패널의 영역 별 차이는, 동일한 PWM 데이터 전압에 대해 발광 소자의 휘도 차이를 발생시키게 되어 문제가 된다. 특히, 디스플레이 패널의 크기가 커질수록 패널 내 스윕 전극 영역 별 RC로드 편차는 더욱 커지게 된다. 따라서, 종래 기술과 같이, 디스플레이 패널의 크기를 고려하지 않고 획일적으로 하나의 입력 핀만을 사용하여 스윕 전극에 스윕 신호를 인가하는 구조는 문제가 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 패널의 사이즈에 따라 스윕 신호 입력 핀의 개수를 달리함으로써, 스윕 전극의 RC 로드 편차로 인한 디스플레이 패널 내 스윕 신호 편차를 줄일 수 있다.
구체적으로, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 스윕 신호가 인가되는 입력 핀은 디스플레이 패널(100)이 제 1 사이즈를 갖는 경우, 제 1 개수만큼 마련되고, 디스플레이 패널(100)이 제 1 사이즈보다 큰 제 2 사이즈를 갖는 경우, 제 1 개수보다 많은 제 2 개수만큼 마련될 수 있다.
예를 들어, 스마트 워치 등과 같은 작은 디스플레이 장치에 이용되는 디스플레이 패널(100)에서는 하나의 스윕 신호 입력 핀만을 사용하고, 태블릿, 노트북, 가정용 TV, 대형 TV 등과 같이 디스플레이 패널(100)의 사이즈가 커질수록 더 많은 개수의 스윕 신호 입력핀을 스윕 전극에 적절히 배치함으로써, 휘도 편차가 발생하지 않는 수준으로 스윕 전극의 영역별 RC 로드 편차가 적절히 조절될 수 있다.
이하에서는, 도 7a 내지 도 9b를 통해 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 스윕 전극의 구조를 설명한다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 패널(100)은 복수의 메탈 레이어를 포함하는 스택 구조를 가질 수 있다. 도 7a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널(100)에 포함된 메탈 레이어의 구조도이다.
도 7a를 참조하면, 제 1 메탈 레이어(M1) 및 제 2 메탈 레이어(M2)에는, 전술한 TFT 층(40)에 포함될 수 있는 모든 회로들에 포함된 트랜지스터들이 형성될 수 있다.
구체적으로, 제 1 메탈 레이어(M1)에는 트랜지스터들의 게이트 전극(즉, 게이트 단자)이 형성될 수 있고, 제 2 메탈 레이어(M2)에는 트랜지스터들의 데이터 전극(즉, 소스 단자 및 드레인 단자)이 형성될 수 있다.
한편, 제 3 메탈 레이어(M3) 및 제 4 메탈 레이어(M4)에는, 제 1 및 제 2 메탈 레이어(M1, M2)에 포함된 트랜지스터들이 구성하는 각종 회로들에 동작 전원을 공급하기 위한 전극들이 형성될 수 있다.
구체적으로, 제 3 메탈 레이어(M3)에는 구동 전압(VDD)을 공급하기 위한 전극이 포함될 수 있다. 특히, 제 3 메탈 레이어(M3)는 PWM 화소 회로(120)에 구동 전압(VDD)을 공급하기 위한 전극이 포함될 수 있다.
제 4 메탈 레이어(M4)에는, 그라운드 전압(VSS)를 공급하기 위한 전극이 포함될 수 있다. 또한, 제 4 메탈 레이어(M4)에는, PWM 화소 회로(120)와 무기 발광 소자(110)를 연결하기 위한 전극, 즉, 화소 전극(1, 2)이 형성될 수 있다.
한편, 제 1 내지 제 4 메탈 레이어(M1 내지 M4)를 이루는 물질은 전도성 메탈일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 적층 구조의 TFT를 만들 때 이용되는 어떤 메탈 물질도 제 1 내지 제 4 메탈 레이어(M1 내지 M4)를 이루는 물질에 해당될 수 있다. 이에 관한 구체적인 내용은 본 개시의 요지와 무관하므로 더 자세한 설명은 생략한다.
도 7b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널(100)의 TFT의 스택 구조를 상세히 도시한 도면이다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 기판(30)상에는 전술한 제 1 내지 제 4 메탈 레이어(M1 내지 M4)가 형성될 수 있다.
예를 들어, 글래스 기판(30) 상에는 반도체 채널층이 형성될 수 있다. 이때, 채널층은 a-Si(Amorphous Silicon), LTPS(Low Temperature Poly Silicon), 산화물 등과 같은 다양한 물질로 구성될 수 있다.
채널층 위에 트랜지스터의 게이트 전극을 포함하는 제 1 메탈 레이어(M1)가 형성되며, 게이트 전극에 인가된 전압에 따라 채널층이 열리거나 닫히게 된다. 이에 따라, 제 2 메탈 레이어(M2)에 형성된 소스 및 드레인 단자 사이에서 데이터(Data)의 흐름이 제어된다.
한편, 전술한 바와 같이, M3 층에는 구동 전압(VDD) 전극이, M4 층에는 화소 전극(3, 4)이 각각 형성되며, 화소 전극(3, 4) 위에 무기 발광 소자(110)가 실장되는 것을 볼 수 있다.
도 8a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 스윕 전극의 예시도이다. 도 8a에 따르면, 디스플레이 패널(100)의 스윕 전극(130)은 제 1 메탈 레이어(M1)에 배치된 복수의 제 1 메탈 라인(50-1 내지 50-n), 및 제 2 메탈 레이어(M2)에 배치되며 복수의 제 1 메탈 라인(50-1 내지 50-n)을 서로 연결하기 위한 복수의 제 2 메탈 라인(60-1 내지 60-3)을 포함할 수 있다.
이때, 복수의 제 1 메탈 라인(50-1 내지 50-n)과 복수의 제 2 메탈 라인(60-1 내지 60-3)은 비아 홀(Via Hole)을 통해 서로 연결될 수 있다.
한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 디스플레이 패널(100)에 포함된 각 서브 픽셀에 대응되는 PWM 화소 회로(120)들은 디스플레이 패널(100) 내 각 서브 픽셀의 위치에서 스윕 전극과 연결될 수 있다. 따라서, PWM 화소 회로(120)는 스윕 전극(130)을 통해 스윕 신호를 인가받을 수 있다.
구체적으로, PWM 화소 회로(121)에 포함된 구동 트랜지스터(121)의 게이트 단자가 복수의 제 1 메탈 라인(50-1 내지 50-n)과 연결될 수 있다. 따라서, 구동 트랜지스터(121)의 게이트 단자 전압은 스윕 전극(130)을 통해 인가되는 스윕 신호의 변화에 따라 변화될 수 있다.
이때, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 패널(100)의 사이즈에 따라 상이한 개수를 갖는 적어도 하나의 입력 핀(131)이 스윕 전극(130)에 연결될 수 있다. 전술한 바와 같이, 구동부(200)는 입력 핀(131)을 통해 스윕 전극(130)에 스윕 신호를 제공할 수 있다. 이를 위해, 구동부(200)는 입력 핀(131)마다 동일한 스윕 신호를 각각 제공한다.
도 8a는 4개의 입력 핀(131)이 복수의 제 1 메탈 라인(50-1 내지 50-n) 중 가장자리 영역에 마련된 제 1 메탈 라인(50-1)에 연결된 예를 도시하고 있다. 이와 같이, 복수의 입력 핀(131)이 스윕 전극(130)에 연결되는 경우, 입력 핀이 하나인 경우에 비해, 각 입력 핀(131)을 기준으로 한 스윕 전극(130) 각 지점의 저항 성분이 줄어들게 되므로, 스윕 전극(130)의 영역별 RC 편차가 줄어들게 된다. 따라서 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 스윕 신호의 스윕 전극 내 RC 편차로 인한 휘도 편차 문제를 해결할 수 있다.
바람직하게는, 도 8a에 도시된 바와 같이, 4개의 입력 핀(131)이 서로 일정한 간격만큼 이격되어 제 1 메탈 라인(50-1)에 연결될 수 있으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 입력 핀(131)의 개수가 4개에 한정되는 것도 아니다. 디스플레이 패널(100)의 사이즈에 따라 얼마든지 다른 개수의 입력 핀(131)이 스윕 전극(130)에 연결될 수 있다.
또한, 도 8a에서는 제 2 메탈 라인(60-1 내지 60-3)이 3개인 것을 예로 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 2 또는 4개 이상의 제 2 메탈 라인이 복수의 제 1 메탈 라인(50-1 내지 50-n)과 비아 홀을 통해 연결될 수 있으며, 이는 도 8b, 도 8c 및 도 9b에서도 마찬가지이다.
도 8b는 본 개시의 다른 일 실시 예에 따른 스윕 전극의 예시도이다. 도 8b에 따르면, 디스플레이 패널(100)은, 도 8a의 디스플레이 패널(100)과 비교할 때, 제 1 메탈 라인(50-1 내지 50-n) 중 가장자리 영역에 마련된 다른 제 1 메탈 라인(50-n)과 연결된 4개의 입력 핀(131)을 더 포함하는 것을 볼 수 있다.
이때, 가장자리 영역의 두 개의 제 1 메탈 라인(50-1, 50-n)에 연결되는 입력 핀(131)은, 도 8b에 도시된 바와 같이 서로 대칭적으로 연결될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이, 입력 핀의 개수가 더 많아지면, 각 입력 핀의 위치를 기준으로 한 스윕 전극(130) 각 지점의 저항 성분이 더욱 줄어들게 되므로, 스윕 전극(130)의 영역별 RC 편차를 더 줄일 수 있다.
도 8c는 본 개시의 또 다른 일 실시 예에 따른 스윕 전극의 예시도이다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 스윕 신호가 입력되는 입력 핀(131)은, 도 8c에 도시된 바와 같이, 복수의 제 2 메탈 라인 중(60-1 내지 60-3) 가장자리 영역에 마련된 적어도 하나의 메탈 라인(60-1, 60-3)에 연결될 수도 있다.
도 8c에 도시된 제 2 메탈 라인(60-1, 60-3)에 연결되는 입력 핀(131)의 개수나 입력 핀(131)의 상대적인 간격 역시 일 실시 예에 불과할 뿐, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8a 내지 도 8c에 도시된 실시 예들이 각각에 도시된 것으로 실시 예를 한정하는 것은 아니다. 가령, 실시 예에 따라, 도 8a나 도 8b에 도시된 제 2 메탈 라인(60-1, 60-3)에도, 도 8c에 도시된 바와 같은 입력 핀(131)이 추가적으로 연결될 수도 있음은 물론이다.
한편, 제 1 메탈 레이어(M1) 및 제 2 메탈 레이어(M2)에는 전술한 바와 같이 각종 회로를 구성하는 트랜지스터가 형성되고, 또한 각종 신호 라인이 배치된다. 따라서, 상대적으로 공간이 협소하며, 제 1 메탈 라인이나 제 2 메탈 라인의 두께가 얇게 형성될 수 밖에 없다.
따라서, 스윕 전극(130)의 영역별 RC 지연을 줄이기 위해 입력 핀(131)의 개수를 무한정 늘릴 수 없으며, 또한, 입력 핀(131)의 개수를 늘리더라도 제 1 및 제 2 메탈 라인의 두께가 얇아 스윕 전극(130)내 RC 편차를 줄이는 데 한계가 있을 수도 있다.
따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 제 3 또는 제 4 메탈 레이어(M3, M4)에, 상대적으로 넓은 면적의 쇼팅 바를 형성하여 비아 홀을 통해 제 1 또는 제 2 메탈 라인과 연결함으로써, 이러한 문제를 해결할 수 있다.
도 9a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 제 3 메탈 레이어(M3)을 도시한 예시도이다. 전술한 바와 같이, 제 3 메탈 레이어(M3)는 구동 전압(VDD)을 공급하기 위한 전극(80)이 형성된다. 이때, 제 3 메탈 레이어(M3)에는, 도 9a에 도시된 바와 같이, 쇼팅 바(70-1, 70-2)가 형성될 수 있다.
이때, 쇼팅 바(70-1, 70-2)는 제 3 메탈 레이어(M3)의 가장자리 영역에 마련될 수 있다. 도 9a는 제 3 메탈 레이어(M3)의 상, 하 가장자리 영역에 대칭적으로 하나씩 쇼팅 바(70-1, 70-2)가 마련된 것을 도시하였으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 쇼팅 바는, 실시 예에 따라, 제 3 메탈 레이어(M3)의 상, 하, 좌, 우 가장자리 영역에 어떤 조합으로든 마련될 수 있다.
가령, 상, 하, 좌, 우 중 어느 하나의 가장자리 영역에만 쇼팅 바가 마련될 수도 있고, 좌, 우 가장자리 영역에 2개의 쇼팅 바가 대칭적으로 마련될 수도 있으며, 상, 우 또는 좌, 우, 하 등과 같이 비대칭적으로 2개 또는 3개의 쇼팅바가 마련될 수도 있다.
한편, 쇼팅 바는, 전술한 제 1 메탈 레이어(M1)의 제 1 메탈 라인 또는 제 2 메탈 레이어(M2)의 제 2 메탈 라인보다 넓은 면적을 가질 수 있다.
도 9b는 본 개시의 또 다른 일 실시 예에 따른 스윕 전극(130)의 예시도이다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 스윕 전극(130)은 제 1 메탈 레이어(M1)에 형성된 복수의 제 1 메탈 라인, 및 제 2 메탈 레이어(M2)에 형성된 복수의 제 2 메탈 라인에 더하여, 제 3 메탈 레이어(M3)에 형성되는 쇼팅 바(70-1, 70-2)를 더 포함할 수 있다.
도 9b를 참조하면, 쇼팅 바(70-1, 70-2)는 2개의 제 1 메탈 라인에 대응되는 면적을 가지며, 비아 홀을 통해 복수의 제 1 메탈 라인에 연결되는 것을 볼 수 있다. 따라서, 복수의 입력 핀(131)을 통해 각각 입력된 동일한 스윕 신호는 상대적으로 넓은 면적(즉, 낮은 저항 성분)의 쇼팅 바(70-1, 70-2)를 거쳐 스윕 전극(130) 전체에 중첩적으로 전달되므로, 보다 효과적으로, 스윕 전극(130)의 영역 별 RC 편차를 줄일 수 있다.
또한, 쇼팅 바(70-1, 70-2)와 제 1 메탈 라인 사이에 형성된 비아 홀의 개수를 증가시킴으로써, 증가된 비아 홀의 개수만큼 스윕 전극(130)에 입력 핀을 추가하는 것과 같은 효과를 거둘 수 있게 된다.
한편, 도 9b에서는 입력 핀(131)이 제 1 메탈 레이어(M1)의 제 1 메탈 라인에 연결된 것을 예로 들었으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 적어도 하나의 입력 핀이 쇼팅 바(70-1, 70-2)에 연결되고, 쇼팅 바(70-1, 70-2)에 연결된 입력 핀을 통해 입력된 스윕 신호가 비아 홀을 통해 제 1 및 제 2 메탈 라인으로 전달되는 실시 예도 가능함은 물론이다.
즉, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 적어도 하나의 입력 핀은, 제 1 메탈 라인에 연결될 수도 있고, 제 2 메탈 라인에 연결될 수도 있으며, 쇼팅 바에 연결될 수도 있다. 또한, 실시 예에 따라, 적어도 하나의 입력 핀은, 제 1 메탈 라인 및 쇼팅 바에 연결될 수도 있고, 제 2 메탈 라인 및 쇼팅 바에 연결될 수도 있으며, 제 1 메탈 라인, 제 2 메탈 라인 및 쇼팅 바 모두에 연결될 수도 있다.
한편, 도 9a 및 도 9b에서는, 제 3 메탈 레이어(M3)에 쇼팅 바가 형성되는 것을 예로 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 그라운드 전압(VSS) 전극 및 화소 전극이 형성되는 제 4 메탈 레이어(M4)에도, 제 3 메탈 레이어(M3)에 관해 전술한 바와 같이, 쇼팅 바가 형성될 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 스윕 신호 입력 핀이 복수 개인 경우, 디스플레이 패널(100)을 복수의 스윕 블록으로 구분하여 분할 구동할 수 있다.
구체적으로, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 스윕 전극(130)은, 복수의 블록 단위로 마련될 수 있다. 이때, 입력 핀(131)은 복수 개이며, 복수의 입력 핀(131)은 복수의 스윕 전극 블록마다 서로 대칭적으로 연결될 수 있다.
도 10은 두 블록(A 블록, B 블록)으로 분할된 스윕 전극(130)의 일 예를 도시하고 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 스윕 전극(130)은 제 1 메탈 레이어(M)에 형성된 복수의 제 1 메탈 라인(50-1 내지 50-n)을 포함하고, 가장자리 영역의 제 1 메탈 라인(50-1, 50-n)에 복수의 입력 핀(131)이 서로 일정한 간격만큼 이격되어 각각 연결되어 있다. 이는 도 8b에 도시된 바와 같다.
그러나, 도 10에서는 제 2 메탈 레이어(M2)에 형성된 제 2 메탈 라인(60-1 내지 60-6)이 스윕 전극 블록 별로 구별된 것을 볼 수 있다. 즉, 도 10에서는 도 8b와 달리, A 블록에는 제 2 메탈 라인(60-1 내지 60-3)이 비아 홀을 통해 제 1 메탈 라인들과 연결되고, B 블록에는 제 2 메탈 라인(60-4 내지 60-6)이 비아 홀을 통해 제 1 메탈 라인들과 연결된 것을 볼 수 있다.
따라서, A 블록과 B 블록에 포함된 스윕 전극(130)들은 각각 전기적으로 서로 분리되며, A 블록에 포함된 제 1 메탈 라인(50-1)과 연결된 입력 핀(131)을 통해 인가된 스윕 신호는 B블록에 전달되지 않고, B 블록에 포함된 제 1 메탈 라인(50-n)과 연결된 입력 핀(131)을 통해 인가된 스윕 신호는 A블록에 전달되지 않다.
이에 따라, 구동부(200)는, 블록마다 연결된 입력 핀을 통해, 스윕 전극 블록 단위로 서로 다른 시간에 스윕 신호를 제공함으로써, 디스플레이 패널(100)을 분할 구동할 수 있다.
도 11a 내지 도 11d는 디스플레이 패널(100)의 분할 구동과 관련된 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11a는 일반적인 PWM 구동 방식을 도시한 도면이다. 일반적으로, PWM 구동 방식은 하나의 영상 프레임을 디스프레이할 때, PWM 데이터 전압을 각 라인에 설정하기 위한 스캔 구간과, 설정된 PWM 데이터 전압에 따라 발광 소자를 발광시키는 발광(Emssion) 구간으로 나뉘어 동작한다. 이때, 스윕 신호는, 발광 구간에 디스플레이 패널 전체 영역에 동시에 인가된다.
이와 같이, 스캔 구간과 발광 구간을 나누어 구동하는 경우, 충분한 스캔 시간의 확보가 어려워 진다. 따라서, PWM 데이터의 고속 전송이 PWM 화소 회로를 구동하기 위한 주변 회로(예를 들어, TCON, 데이터 드라이버 등)에 요구되게 되며, 이는 주변 회로의 구현 비용 증가로 이어지게 된다.
따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 패널(100)을 복수의 스윕 전극 블록 단위로 나누고, 블록 단위로 디스플레이 패널(100)을 분할 구동함으로써, 한 프레임 시간 전체를 스캔 구간으로 활용할 수 있다. 이에 따라, 상술한 문제를 해결할 수 있게 된다.
도 11b는 본 개시의 일 실시 예에 따라 스윕 전극(130)을 2개의 블록으로 나누고, 나뉘어진 스윕 전극 블록 단위로 디스플레이 패널(100)을 분할 구동하는 예를 도시하고 있다.
도 11b의 디스플레이 패널(100)에는 도 10과 같은 스윕 전극 구조가 이용될 수 있다. 도 11b에 도시된 바와 같이, A 블록이 스캔 구간에서 동작하는 동안 B 블록은 발광 구간에서 동작하도록 하고, A 블록이 발광 구간에서 동작하는 동안 B 블록은 스캔 구간에서 동작하게 함으로써, 한 영상 프레임 시간 전체를 스캔 구간으로 활용할 수 있게 된다.
한편, 도 11c는 본 개시의 다른 일 실시 예에 따라 스윕 전극(130)을 3개의 블록으로 나누고, 나뉘어진 스윕 전극 블록 단위로 디스플레이 패널(100)을 분할 구동하는 예를 도시하고 있다. 도 11c 역시 A, B, C 블록의 스캔 구간을 더하면, 한 영상 프레임 시간 전체가 되는 것을 볼 수 있다.
이와 같이, 스캔 구간이 길어지면, 예를 들어, TCON에서 데이터 드라이버 까지의 데이터 전송 속도를 늦출수 있으므로, 이에 따라, 회로 비용이 감소되게 된다.
한편, 도 11b 및 도 11c의 디스플레이 패널(100)을 보면 스윕 입력 핀(131)이 복수이고, 각각 서로 대칭적으로 배치되는 것을 볼 수 있다. 이때, 구동부(200)는 나뉘어진 블록마다 연결된 입력 핀(131)을 통해, 스윕 전극 블록 단위로 서로 다른 시간에 스윕 신호를 제공할 수 있다.
도 11d는 본 개시의 또 다른 일 실시 예에 따른 스윕 전극 블록의 분할 구동을 도시한 도면이다. 도 11b와 같은 2분할 구동시, 스캔 구간과 발광 구간의 듀티 비를 각각 50%로 하여 구동하는 경우, 플리커가 발생할 여지가 있다.
따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 도 11d에 도시된 바와 같이, 1 프레임 시간 내에서, 스캔 구간의 듀티비를 30%, 발광 구간의 듀티 비를 70%로 구동함으로써, 두 블록 간 발광 구간이 일정 부분 중첩되도록 할 수 있으며, 이를 통해 플리커의 발생 여지를 없앨 수 있다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성도이다. 도 12에 따르면, 디스플레이 장치(1200)는 디스플레이 패널(100), 패널 구동부(800) 및 프로세서(900)를 포함한다.
디스플레이 패널(100)은 복수의 서브 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자(110) 및 각 무기 발광 소자(110)들을 구동하기 위한 복수의 화소 회로(120, 150)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 디스플레이 패널(100)은 게이트 라인들(G1 내지 Gn)과 데이터 라인들(D1 내지 Dm)이 상호 교차하도록 형성되고, 그 교차로 마련되는 영역에 화소 회로(120, 150)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 화소 회로(120, 150) 각각은 인접한 R, G, B 서브 픽셀이 하나의 픽셀을 이루도록 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
특히, 디스플레이 패널(100)은 전술한 다양한 실시 예들에 따른 스윕 전극(130)를 포함할 수 있다. 이때, 스윕 전극(130)에는 적어도 하나의 입력 핀(131)이 연결될 수 있으며, 입력 핀(130)을 통해 입력된 스윕 신호는 스윕 전극(130)을 통해 복수의 PWM 화소 회로(120)로 전달된다.
이때, 입력 핀의 개수는 디스플레이 패널(100)의 사이즈에 따라 달라질 수 있다.
패널 구동부(800)는 프로세서(900)의 제어에 따라 디스플레이 패널(100)(보다 구체적으로는, 복수의 화소 회로(120, 150) 각각)을 구동하며, 타이밍 컨트롤러(810), 데이터 구동부(820), 게이트 구동부(830) 및 스윕 신호 제공 회로(미도시)를 포함할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(810)는 외부로부터 입력 신호(IS), 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync) 및 메인 클럭 신호(MCLK) 등을 입력받아 영상 데이터 신호, 주사 제어 신호, 데이터 제어 신호, 발광 제어 신호 등을 생성하여 디스플레이 패널(100), 데이터 구동부(820), 게이트 구동부(830), 스윕 신호 제공 회로(미도시) 등에 제공할 수 있다.
특히, 타이밍 컨트롤러(810)는, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라, 각종 제어 신호를 화소 회로(120, 150)에 인가할 수 있다. 또한, 실시 예에 따라, R, G, B 서브 픽셀 중 하나의 서브 픽셀을 선택하기 위한 제어 신호(MUX Sel R, G, B)를 디스플레이 패널(100)에 인가할 수도 있다.
데이터 구동부(820)(또는 소스 드라이버, 데이터 드라이버)는, 데이터 신호를 생성하는 수단으로, 프로세서(900)로부터 R/G/B 성분의 영상 데이터 등 전달받아 데이터 전압(예를 들어, PWM 데이터 전압, PAM 데이터 전압)를 생성한다. 또한, 데이터 구동부(820)는 생성된 데이터 신호를 디스플레이 패널(100)에 인가할 수 있다.
게이트 구동부(830)(또는, 게이트 드라이버)는 매트릭스 형태로 배치된 픽셀을 라인 별로 선택하기 위한 스캔 신호 등 각종 제어 신호를 생성하는 수단으로, 생성된 각종 제어 신호를 디스플레이 패널(100)의 특정한 행(또는, 특정한 가로 라인)에 전달하거나, 전체 라인에 전달한다.
또한, 게이트 구동부(830)는, 실시 예에 따라 화소 회로(120, 150)의 구동 전압 단자에 구동 전압(VDD)을 인가할 수 있다.
스윕 신호 제공 회로(미도시)는 디스플레이 패널(100)의 스윕 전극(130)에 연결된 적어도 하나의 입력 핀을 통해 스윕 전극(130)에 스윕 신호를 제공할 수 있다.
한편, 데이터 구동부(820), 게이트 구동부(830) 및 스윕 신호 제공 회로(미도시)는 전술한 바와 같이, 구동부(200)를 구성할 수 있다. 전술한 바와 같이, 데이터 구동부(820) 및 게이트 구동부(830)는 그 전/일부가 디스플레이 패널(100)의 기판(30) 일면에 형성된 TFT 층(40)에 포함되도록 구현되거나 별도의 반도체 IC로 구현되어 기판(30)의 타 면에 배치될 수 있다. 또한, 스윕 신호 제공 회로(미도시)는 별도의 IC로 타이밍 컨트롤러(810)나 프로세서(900)와 함께 메인 PCB에 배치될 수 있으나, 구현 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 디스플레이 패널(100) 및 구동부(200)를 포함하는 하나의 디스플레이 모듈(1000)은 하나의 디스플레이 장치(1200)를 구성할 수 있다. 또한, 실시 예에 따라, 복수의 디스플레이 모듈(1000)이 결합되어 하나의 디스플레이 장치(1200)를 구성할 수도 있다.
프로세서(900)는 디스플레이 장치(1200)의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서(900)는 패널 구동부(800)를 제어하여 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.
이를 위해, 프로세서(900)는 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), micro-controller, 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 이상으로 구현될 수 있다.
한편, 도 13에서는 프로세서(900)와 타이밍 컨트롤러(810)를 별도의 구성요소로 설명하였으나, 실시 예에 따라 프로세서(900) 없이, 타이밍 컨트롤러(810)가 프로세서(900)의 기능을 수행할 수도 있다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(1000)의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 13을 설명함에 있어, 전술한 것과 중복되는 내용은 상세한 설명을 생략한다.
이때, 디스플레이 모듈(1000)은, 무기 발광 소자(110), 적어도 하나의 입력 핀(131)과 연결된 스윕 전극(130) 및 PWM 화소 회로(120)를 포함하는 디스플레이 패널(100)을 포함할 수 있다. 이때, 입력 핀(131)의 개수는, 디스플레이 패널(100)의 사이즈에 따라 상이할 수 있다.
구체적으로, 디스플레이 패널(100)이 제 1 사이즈를 갖는 경우, 제 1 개수만큼 입력 핀(131)이 마련되고, 디스플레이 패널(100)이 제 1 사이즈보다 큰 제 2 사이즈를 갖는 경우, 제 1 개수보다 많은 제 2 개수만큼 입력 핀(131)이 마련될 수 있다.
도 13에 따르면, 디스플레이 모듈(1000)은, PWM 화소 회로(120)에 포함된 구동 트랜지스터(121)의 게이트 단자에 PWM 데이터 전압을 설정할 수 있다(S1310).
이후, 디스플레이 모듈(1000)은 적어도 하나의 입력 핀(131)을 통해 스윕 전극(130)에 스윕 신호를 제공할 수 있다(S1320).
이에 따라, 스윕 신호가 스윕 전극(130)을 통해 PWM 화소 회로(120)에 인가되면, 디스플레이 모듈(1000)은, 스윕 신호에 따라 구동 트랜지스터(121)의 게이트 단자 전압을 변화시켜 설정된 PWM 데이터 전압에 대응되는 펄스 폭의 구동 전류를 무기 발광 소자(110)로 제공할 수 있다(S1330).
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 스윕 전극(130)은, 복수의 블록 단위로될 수 있고, 복수의 입력 핀(131)이 스윕 전극 블록마다 서로 대칭적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 디스플레이 모듈(1000)은 블록마다 연결된 입력 핀(131)을 통해 스윕 전극 블록 단위로 서로 다른 시간에 스윕 신호를 제공할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 균일하게 스윕 신호를 제공할 수 있는 스윕 전극 구조가 제공될 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 모듈 내 스윕 전극의 RC 로드(load) 편차로 인한 휘도 편차 문제를 해결할 수 있다.
또한, 스캔 구간 즉, 데이터 설정 구간이 길어져서 주변 회로에 고속의 데이터 전송이 요구되지 않으므로, 주변 회로를 구성하는데 드는 비용이 절감될 수 있다.
한편, 본 개시의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 여기서, 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 상기 개시된 실시 예들에 따른 다양한 디스플레이 모듈(1000)들을 포함하는 디스플레이 장치(1200)를 포함할 수 있다.
상기 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 본 개시에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시 예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 개시에 따른 실시 예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000 : 디스플레이 모듈
100 : 디스플레이 패널 200 : 구동부
110 : 무기 발광 소자 120 : PWM 화소 회로
130 : 스윕 전극

Claims (20)

  1. 디스플레이 모듈에 있어서,
    무기 발광 소자, 적어도 하나의 입력 핀, 상기 적어도 하나의 입력 핀과 연결된 스윕 전극 및 PWM(Pulse Width Modulation) 화소 회로를 포함하는 디스플레이 패널; 및
    상기 적어도 하나의 입력 핀을 통해 상기 스윕 전극에 스윕 신호를 제공하는 구동부;를 포함하며,
    상기 PWM 화소 회로는,
    구동 트랜지스터를 포함하며, 상기 스윕 전극을 통해 상기 스윕 신호가 인가되면, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 단자 전압을 선형 변화시키기 위해 인가된 상기 스윕 신호에 따라 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트 단자 전압을 변화시켜 PWM 데이터 전압에 대응되도록 구동 전류의 펄스 폭을 제어하고,
    상기 펄스 폭이 제어된 상기 구동 전류를 상기 무기 발광 소자로 제공하고,
    상기 적어도 하나의 입력 핀의 개수는, 상기 디스플레이 패널의 사이즈에 대응되며,
    상기 디스플레이 패널은,
    제1 메탈 레이어 및 제2 메탈 레이어를 더 포함하며,
    상기 스윕 전극은,
    상기 제1 메탈 레이어에 배치된 복수의 제1 메탈 라인 및 상기 제2 메탈 레이어에 배치되며, 상기 복수의 제1 메탈 라인을 서로 연결하기 위한 복수의 제2 메탈 라인을 포함하고,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트 단자는, 상기 복수의 제1 메탈 라인 중 어느 하나의 메탈 라인에 연결되는, 디스플레이 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널에 포함된 상기 적어도 하나의 입력 핀의 개수는, 상기 디스플레이 패널의 크기에 비례하는, 디스플레이 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 스윕 전극과 연결된 상기 적어도 하나의 입력 핀이 복수 개인 경우, 서로 일정한 간격만큼 이격된 상기 복수 개의 입력 핀 각각을 통해 동일한 스윕 신호를 제공하는, 디스플레이 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은,
    제3 및 제4 메탈 레이어를 더 포함하며,
    상기 제1 메탈 레이어는, 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트 단자를 포함하고,
    상기 제2 메탈 레이어는, 상기 구동 트랜지스터의 소스 및 드레인 단자를 포함하고,
    상기 제3 메탈 레이어는, 상기 PWM 화소 회로에 구동 전압을 공급하기 위한 전극을 포함하고,
    상기 제4 메탈 레이어는, 상기 PWM 화소 회로와 상기 무기 발광 소자를 연결하여 상기 펄스 폭이 제어된 상기 구동 전류를 상기 무기 발광 소자로 제공하기 위한 전극을 포함하는, 디스플레이 모듈.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 입력 핀은,
    상기 복수의 제1 메탈 라인 중 상기 디스플레이 패널 내에 가장 바깥에 마련된 어느 하나의 제1 메탈 라인 또는 상기 복수의 제2 메탈 라인 중 상기 디스플레이 패널 내에 가장 바깥에 마련된 어느 하나의 제2 메탈 라인에 연결되는, 디스플레이 모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 스윕 전극은,
    상기 제3 메탈 레이어 및 상기 제4 메탈 레이어 중 적어도 하나에 배치되며, 적어도 하나의 비아 홀을 통해 상기 복수의 제1 메탈 라인 중 적어도 하나에 연결되는 쇼팅 바(shorting bar);를 더 포함하는, 디스플레이 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 쇼팅 바는,
    상기 디스플레이 패널 내에 가장 바깥에 마련된 상기 제3 메탈 레이어 또는 상기 디스플레이 패널 내에 가장 바깥에 마련된 상기 제4 메탈 레이어 중 어느 하나에 마련되며,
    상기 복수의 제1 메탈 라인 중 상기 디스플레이 패널 내에 가장 바깥에 마련된 어느 하나에 상기 비아 홀을 통해 연결되며,
    상기 적어도 하나의 입력 핀은,
    상기 디스플레이 패널 내에 가장 바깥에 마련된 상기 쇼팅 바에 연결되는, 디스플레이 모듈.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 쇼팅 바는,
    상기 복수의 제1 메탈 라인 각각보다 넓은 면적을 갖는, 디스플레이 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 스윕 전극은, 복수의 블록 단위로 마련되며,
    상기 입력 핀은 복수 개이며, 상기 복수의 입력 핀은 상기 복수의 스윕 전극 블록마다 서로 대칭적으로 연결되며,
    상기 구동부는,
    상기 블록마다 연결된 입력 핀을 통해 상기 스윕 전극 블록 단위로 서로 다른 시간에 상기 스윕 신호를 제공하는, 디스플레이 모듈.
  11. 디스플레이 모듈의 구동 방법에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은,
    무기 발광 소자, 적어도 하나의 입력 핀, 상기 적어도 하나의 입력 핀과 연결된 스윕 전극 및 PWM(Pulse Width Modulation) 화소 회로를 포함하는 디스플레이 패널;을 포함하며,
    상기 구동 방법은,
    상기 PWM 화소 회로에 포함된 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 데이터 전압을 설정하는 단계;
    상기 적어도 하나의 입력 핀을 통해 상기 스윕 전극에 스윕 신호를 제공하는 단계;
    상기 스윕 신호가 상기 스윕 전극을 통해 상기 PWM 화소 회로에 인가되면, 상기 구동 트랜지스터의 게이트 단자 전압을 선형 변화시키기 위해 인가된 상기 스윕 신호에 따라 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트 단자 전압을 변화시켜 상기 설정된 데이터 전압에 대응되는 펄스 폭의 구동 전류의 펄스 폭을 제어하는 단계; 및
    상기 펄스 폭이 제어된 상기 구동 전류를 상기 무기 발광 소자로 제공하는 단계;를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 입력 핀의 개수는, 상기 디스플레이 패널의 사이즈에 대응되며,
    상기 디스플레이 패널은,
    제1 메탈 레이어 및 제2 메탈 레이어를 더 포함하며,
    상기 스윕 전극은,
    상기 제1 메탈 레이어에 배치된 복수의 제1 메탈 라인 및 상기 제2 메탈 레이어에 배치되며, 상기 복수의 제1 메탈 라인을 서로 연결하기 위한 복수의 제2 메탈 라인을 포함하고,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트 단자는, 상기 복수의 제1 메탈 라인 중 어느 하나의 메탈 라인에 연결되는, 구동 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널에 포함된 상기 적어도 하나의 입력 핀의 개수는, 상기 디스플레이 패널의 크기에 비례하는, 구동 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 스윕 신호를 제공하는 단계는,
    상기 스윕 전극과 연결된 상기 적어도 하나의 입력 핀이 복수 개인 경우, 서로 일정한 간격만큼 이격된 상기 복수 개의 입력 핀 각각을 통해 동일한 스윕 신호를 제공하는, 구동 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은,
    제3 및 제4 메탈 레이어를 포함하고,
    상기 제1 메탈 레이어는, 상기 구동 트랜지스터의 상기 게이트 단자를 포함하고,
    상기 제2 메탈 레이어는, 상기 구동 트랜지스터의 소스 및 드레인 단자를 포함하고,
    상기 제3 메탈 레이어는, 상기 PWM 화소 회로에 구동 전압을 공급하기 위한 전극을 포함하고,
    상기 제4 메탈 레이어는, 상기 PWM 화소 회로와 상기 무기 발광 소자를 연결하여 상기 펄스 폭이 제어된 상기 구동 전류를 상기 무기 발광 소자로 제공하기 위한 전극을 포함하는, 구동 방법.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 입력 핀은,
    상기 복수의 제1 메탈 라인 중 상기 디스플레이 패널 내에 가장 바깥에 마련된 어느 하나의 제1 메탈 라인 또는 상기 복수의 제2 메탈 라인 중 상기 디스플레이 패널 내에 가장 바깥에 마련된 어느 하나의 제2 메탈 라인에 연결되는, 구동 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 스윕 전극은,
    상기 제3 메탈 레이어 및 상기 제4 메탈 레이어 중 적어도 하나에 배치되며, 적어도 하나의 비아 홀을 통해 상기 복수의 제1 메탈 라인 중 적어도 하나에 연결되는 쇼팅 바(shorting bar);를 더 포함하는, 구동 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널 내에 가장 바깥에 마련된 상기 제3 메탈 레이어 또는 상기 디스플레이 패널 내에 가장 바깥에 마련된 상기 제4 메탈 레이어 중 어느 하나에 마련되며,
    상기 복수의 제1 메탈 라인 중 상기 디스플레이 패널 내에 가장 바깥에 마련된 어느 하나에 상기 비아 홀을 통해 연결되며,
    상기 적어도 하나의 입력 핀은,
    상기 디스플레이 패널 내에 가장 바깥에 마련된 상기 쇼팅 바에 연결되는, 구동 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 쇼팅 바는,
    상기 복수의 제1 메탈 라인 각각보다 넓은 면적을 갖는, 구동 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 스윕 전극은, 복수의 블록 단위로 마련되며,
    상기 입력 핀은 복수 개이며, 상기 복수의 입력 핀은 상기 복수의 스윕 전극 블록마다 서로 대칭적으로 연결되며,
    상기 스윕 신호를 제공하는 단계는,
    상기 블록마다 연결된 입력 핀을 통해 상기 스윕 전극 블록 단위로 서로 다른 시간에 상기 스윕 신호를 제공하는, 구동 방법.
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