KR102684077B1

KR102684077B1 - 디스플레이 장치, 구동 회로 및 구동 방법

Info

Publication number: KR102684077B1
Application number: KR1020190174903A
Authority: KR
Inventors: 김범진; 장경진
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2024-07-12

Abstract

본 발명의 실시예들은 디스플레이 장치, 구동 회로 및 구동 방법에 관한 것으로서, 디스플레이 장치의 구동 주파수를 감소시키는 경우에 모니터링 서브픽셀에 흐르는 픽셀 전류의 변화에 따라 데이터 전압을 업데이트 함으로써, 구동 주파수 저감에 따른 플리커를 개선할 수 있는 디스플레이 장치, 구동 회로 및 구동 방법을 제공한다.

Description

디스플레이 장치, 구동 회로 및 구동 방법{DISPLAY DEVICE, DRIVING CIRCUIT AND DRIVING METHOD}

본 발명의 실시예들은 디스플레이 장치, 구동 회로 및 구동 방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하는 디스플레이 장치에 대한 요구가 증가하고 있으며, 액정 디스플레이 장치, 유기 발광 디스플레이 장치 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치가 활용되고 있다.

이러한 디스플레이 장치 중 유기 발광 디스플레이 장치는, 스스로 발광하는 유기발광다이오드를 이용함으로써, 응답 속도, 명암비, 발광 효율, 휘도 및 시야각 등에서 장점을 제공한다.

이러한 유기 발광 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널의 각각의 서브픽셀에 배치된 유기 발광 다이오드에 흐르는 전류 제어를 통해 유기 발광 다이오드를 발광시켜서, 각각의 서브픽셀이 나타내는 휘도를 제어하며 이미지를 표시할 수 있다.

이 때, 유기 발광 다이오드가 발광하는 기간 동안 유기 발광 다이오드에 흐르는 전류는 서브픽셀 내에서 누설 커런트(Leakage Current) 등으로 인해 감소할 수 있으며, 유기 발광 다이오드를 구동하는 전류량의 감소로 인해 유기 발광 다이오드가 나타내는 휘도가 감소할 수 있다.

특히, 정지 영상을 장시간 디스플레이 하는 경우에 소비 전력의 저감 등을 위해 낮은 구동 주파수로 디스플레이 장치를 구동하게 되는데, 누설 전류에 의해서 발광 기간 동안 감소되는 구동 전류로 인해 휘도가 감소하는 정도가 증가할 수 있으며, 이러한 휘도 저하가 플리커(Flicker)로 인식될 수 있는 문제점이 존재한다.

본 발명의 실시예들은 디스플레이 장치의 구동 주파수를 감소시켜서 소비 전력을 저감시키는 동시에, 구동 주파수 저감에 따른 플리커를 개선할 수 있는 디스플레이 장치, 구동 회로 및 구동 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 디스플레이 장치의 구동 주파수를 감소시키는 경우에 모니터링 서브픽셀에 흐르는 픽셀 전류의 변화에 따라 데이터 전압을 업데이트 함으로써, 구동 주파수 저감에 따른 플리커를 개선할 수 있는 디스플레이 장치, 구동 회로 및 구동 방법을 제공할 수 있다.

일 측면에서, 본 발명의 실시예들은 다수의 게이트 라인들, 다수의 데이터 라인들 및 다수의 서브픽셀들이 배치된 디스플레이 패널과, 다수의 게이트 라인들을 통해 다수의 서브픽셀들을 구동하는 게이트 구동 회로와, 다수의 데이터 라인들을 통해 다수의 서브픽셀들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동 회로와, 다수의 서브픽셀들 중 모니터링 서브픽셀에 흐르는 픽셀 전류를 센싱하여, 데이터 전압을 업데이트 하기 위한 플래그 신호를 생성하는 데이터 전압 제어 회로와, 플래그 신호에 따라 데이터 전압을 업데이트하도록 데이터 구동 회로를 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.

일 측면에서, 모니터링 서브픽셀은 영상이 디스플레이 되는 표시 영역에 배치되는 서브픽셀의 전부 또는 일부인 디스플레이 장치를 제공한다.

일 측면에서, 표시 영역에 배치되는 서브픽셀은 발광 소자와, 발광 소자를 구동하는 구동 트랜지스터와, 구동 트랜지스터의 게이트 노드와 데이터 라인 사이에 전기적으로 연결된 스위칭 트랜지스터와, 구동 트랜지스터의 게이트 노드, 및 소스 노드 또는 드레인 노드 사이에 전기적으로 연결되는 스토리지 커패시터와, 구동 트랜지스터의 소스 노드 또는 드레인 노드와 발광 소자의 애노드 전극 사이에 전기적으로 연결되어, 구동 트랜지스터를 통해 흐르는 픽셀 전류를 센싱하기 위한 센싱 트랜지스터를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.

일 측면에서, 모니터링 서브픽셀은 영상이 디스플레이 되지 않는 더미 영역에 배치되는 서브픽셀의 전부 또는 일부인 디스플레이 장치를 제공한다.

일 측면에서, 더미 영역에 배치되는 서브픽셀은 구동 트랜지스터와, 구동 트랜지스터의 게이트 노드와 데이터 라인 사이에 전기적으로 연결된 스위칭 트랜지스터와, 구동 트랜지스터의 게이트 노드, 및 소스 노드 또는 드레인 노드 사이에 전기적으로 연결되는 스토리지 커패시터와, 구동 트랜지스터의 소스 노드 또는 드레인 노드에 전기적으로 연결되어, 구동 트랜지스터를 통해 흐르는 픽셀 전류를 센싱하기 위한 센싱 트랜지스터와, 구동 트랜지스터와 전기적으로 단락된 발광 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.

일 측면에서, 데이터 전압 제어 회로는 디스플레이 패널이 저전력 모드로 구동되는 구간에서 동작되는 디스플레이 장치를 제공한다.

일 측면에서, 데이터 전압 제어 회로는 픽셀 전류의 기준값을 저장하는 룩업 테이블과, 센싱된 픽셀 전류를 전압으로 변환하는 전류-전압 변환 회로와, 전류-전압 변환 회로의 출력 전압을 디지털 전압으로 변환하는 아날로그-디지털 변환 회로와, 디지털 전압을 상기 룩업 테이블에 저장된 기준값과 비교하고, 비교 결과에 따라 플래그 신호를 출력하는 비교 회로를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.

일 측면에서, 기준값은 동작 온도 또는 설정 휘도에 따라 변경되는 디스플레이 장치를 제공한다.

일 측면에서, 데이터 구동 회로와 데이터 전압 제어 회로는 하나의 집적 회로로 구성되는 디스플레이 장치를 제공한다.

다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 디스플레이 패널에 연결되는 다수의 게이트 라인들을 통해 다수의 서브픽셀들을 구동하는 게이트 구동 회로와, 디스플레이 패널에 연결되는 다수의 데이터 라인들을 통해 다수의 서브픽셀들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동 회로와, 다수의 서브픽셀들 중 모니터링 서브픽셀에 흐르는 픽셀 전류를 센싱하고, 센싱된 픽셀 전류가 기준값 이하인 서브픽셀에 대하여 데이터 전압을 업데이트 하도록 제어하는 데이터 전압 제어 회로를 포함하는 구동 회로를 제공한다.

다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치되고, 다수의 데이터 라인 및 상기 게이트 라인이 교차되는 영역에 배열되어 구동 트랜지스터를 통해 발광 소자를 발광시키는 다수의 서브픽셀이 배치되는 디스플레이 패널과, 다수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동 회로와, 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 구동회로를 포함하는 디스플레이 장치를 구동하는 방법에 있어서, 게이트 라인을 통해 스캔 신호를 인가하여, 상기 서브픽셀을 구성하는 스위칭 트랜지스터를 턴-온시키는 단계와, 턴-온된 스위칭 트랜지스터를 통해 서브픽셀을 구성하는 구동 트랜지스터에 데이터 전압(Vdata)을 공급하여 구동 트랜지스터를 턴-온시키는 단계와, 구동 트랜지스터에 연결된 센싱 트랜지스터를 턴-온시켜서, 턴-온된 구동 트랜지스터에 흐르는 픽셀 전류를 센싱하는 단계와, 센싱된 픽셀 전류를 기준값과 비교하고, 비교 결과에 따라 데이터 전압을 업데이트 하도록 제어하는 단계를 포함하는 구동 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 장치의 구동 주파수를 감소시켜서 소비 전력을 저감시키는 동시에, 구동 주파수 저감에 따른 플리커를 개선할 수 있는 디스플레이 장치, 구동 회로 및 구동 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 디스플레이 장치의 구동 주파수를 감소시키는 경우에 모니터링 서브픽셀에 흐르는 픽셀 전류의 변화에 따라 데이터 전압을 업데이트 함으로써, 구동 주파수 저감에 따른 플리커를 개선할 수 있는 디스플레이 장치, 구동 회로 및 구동 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 디스플레이 장치에 배열된 서브픽셀(SP)의 회로 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 디스플레이 장치의 저전력 모드에서 서브픽셀에 흐르는 픽셀 전류와 픽셀 휘도의 변화를 예시로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에 배열된 서브픽셀(SP)의 회로 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 센싱 전류를 이용해서 서브픽셀에 인가되는 데이터 전압을 업데이트하도록 제어하는 데이터 전압 제어 회로의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 센싱 전류를 이용해서 서브픽셀에 인가되는 데이터 전압을 업데이트 하는 과정을 나타낸 신호 흐름도이다.
도 7a 내지 7c는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 표시 영역 내에서 픽셀 전류를 센싱하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 구동 방법에서, 표시 영역에 위치하는 서브픽셀에서 픽셀 전류를 센싱하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 구동 방법에서, 표시 영역에 위치하는 서브픽셀에서 픽셀 전류를 센싱하는 과정의 신호 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 구동 방법에서, 표시 영역 중 일부의 서브픽셀에서 픽셀 전류를 센싱하는 과정의 신호 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 디스플레이 패널의 더미 영역 내에서 픽셀 전류를 센싱하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서 더미 영역의 서브픽셀을 통해 픽셀 전류를 센싱하는 구성을 나타낸 블록도이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 구동 방법에서, 더미 영역에 배치되는 서브픽셀에서 픽셀 전류를 센싱하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 구동 방법에서, 더미 영역에 배치되는 서브픽셀에서 픽셀 전류를 센싱하는 과정의 신호 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서 데이터 전압 제어 회로가 구동 회로의 외부에 위치하는 구성을 나타낸 블록도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 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. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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.

구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.

구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130), 및 타이밍 컨트롤러(T-CON, 140)를 포함할 수 있다.

디스플레이 패널(110)은 게이트 라인(GL)을 통해 게이트 구동 회로(120)에서 전달되는 스캔 신호(SCAN)와 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 구동 회로(130)에서 전달되는 데이터 전압(Vdata)을 기반으로 영상을 표시한다.

디스플레이 패널(110)은 두 장의 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하며, TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 모드로도 동작될 수 있을 것이다.

디스플레이 패널(110)을 구성하는 다수의 서브픽셀(SP)은 다수의 데이터 라인(DL)과 다수의 게이트 라인(GL)에 의해 정의될 수 있다. 하나의 서브픽셀(SP)은 하나의 데이터 라인(DL)과 하나의 게이트 라인(GL)이 교차하는 영역에 형성된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT), 데이터 전압(Vdata)을 충전하는 유기 발광 다이오드(OLED)와 같은 발광 소자, 발광 소자에 전기적으로 연결되어 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst) 등을 포함할 수 있다.

예를 들어, 2,160 X 3,840 의 해상도를 가지는 디스플레이 장치(100)의 경우, 2,160 개의 게이트 라인(GL)과 3,840 개의 데이터 라인(DL)이 구비될 수 있으며, 이들 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차되는 지점에 각각 서브픽셀(SP)이 배치될 것이다.

타이밍 컨트롤러(140)는 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)를 제어한다. 타이밍 컨트롤러(140)는 호스트 시스템(화면에 도시하지 않음)으로부터 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍 신호와 영상 신호의 데이터 전압(Vdata)을 공급받는다.

타이밍 컨트롤러(140)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock) 및 게이트 출력 인에이블 신호(Gate Output Enable, GOE) 등의 스캔 타이밍 제어 신호를 기반으로 게이트 구동 회로(120)를 제어한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(140)는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성 제어 신호(Polarity, POL), 및 소스 출력 인에이블 신호(Source Output Enable, SOE) 등의 데이터 타이밍 제어 신호를 기반으로 데이터 구동 회로(130)를 제어한다.

게이트 구동 회로(120)는 다수의 게이트 라인(GL)을 통해 스캔 신호(SCAN)를 디스플레이 패널(110)에 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다. 여기서, 게이트 구동 회로(120)는 스캔 구동 회로 또는 게이트 구동 집적 회로(GDIC: Gate Driver IC)라고도 한다.

게이트 구동 회로(120)는 하나 이상의 게이트 구동 집적 회로(Gate Driver Integrated Circuit; GDIC)를 포함할 수 있는데, 구동 방식에 따라 디스플레이 패널(110)의 일 측에만 위치할 수도 있고 양 측에 위치할 수도 있다. 또는, 게이트 구동 회로(120)가 디스플레이 패널(110)의 베젤(Bezel) 영역에 내장되어 GIP(Gate In Panel) 형태로 구현될 수도 있다.

게이트 구동 회로(120)는 타이밍 컨트롤러(140)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 스캔 신호(SCAN)를 다수의 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급한다. 이를 위해, 게이트 구동 회로(120)는 시프트 레지스터(Shift Register), 또는 레벨 시프터(Level Shifter) 등을 포함할 수 있다.

데이터 구동 회로(130)는 타이밍 컨트롤러(140)로부터 데이터 전압(Vdata)을 입력 받아 다수의 데이터 라인(DL)으로 이를 공급함으로써, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다. 여기서, 데이터 구동 회로(130)는 소스 구동 회로 또는 소스 구동 집적 회로(Source Driver Integrated Circuit; SDIC)라고도 한다.

데이터 구동 회로(130)는 하나 이상의 소스 구동 집적 회로(SDIC)를 포함할 수 있는데, 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 TAB (Tape Automated Bonding) 방식 또는 COG (Chip On Glass) 방식으로 디스플레이 패널(110)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나 디스플레이 패널(110) 상에 직접 배치될 수도 있다. 경우에 따라서, 각 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 디스플레이 패널(110)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 COF (Chip On Film) 방식으로 구현될 수 있는데, 이 경우에, 각 소스 구동 집적 회로(SDIC)는 회로 필름 상에 실장 되어, 회로 필름을 통해 디스플레이 패널(110)의 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결될 수 있다.

데이터 구동 회로(130)는 게이트 구동 회로(120)에 의해 특정 게이트 라인(GL)이 턴-온되면, 타이밍 컨트롤러(140)로부터 수신한 데이터 전압(Vdata)을 아날로그 형태의 영상 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)으로 공급한다.

데이터 구동 회로(130)는 디스플레이 패널(110)의 상부 또는 하부에만 위치할 수도 있고, 구동 방식이나 설계 방식 등에 따라 디스플레이 패널(110)의 상부와 하부 모두에 위치할 수도 있다.

데이터 구동 회로(130)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. 여기서 디지털 아날로그 컨버터(DAC)는 타이밍 컨트롤러(140)에서 수신된 데이터 전압(Vdata)를 데이터 라인(DL)으로 공급하기 위하여 아날로그 형태의 영상 데이터 전압으로 변환하기 위한 구성이다.

한편, 디스플레이 장치(100)는 메모리(MEM)를 더 포함할 수 있다. 메모리(MEM)는 타이밍 컨트롤러(140)에서 출력되는 데이터 전압(Vdata)을 임시로 저장하고, 지정된 타이밍에 데이터 전압(Vdata)을 데이터 구동 회로(130)로 출력할 수 있다. 메모리(MEM)는 데이터 구동 회로(130)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있으며, 데이터 구동 회로(130)의 외부에 배치되는 경우에는 타이밍 컨트롤러(140)와 데이터 구동 회로(130)의 사이에 배치될 수 있다. 또한 메모리(MEM)는 외부에서 수신된 데이터 전압(Vdata)을 저장하고, 저장된 데이터 전압(Vdata)을 타이밍 컨트롤러(140)로 공급하는 버퍼 메모리를 더 포함할 수 있다.

그 밖에, 디스플레이 장치(100)는 외부의 다른 전자 장치 또는 전자 부품과의 신호 입출력, 또는 통신을 위한 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는 예를 들어, LVDS (Low-Voltage Differential Signaling) 인터페이스, MIPI (Mobile Industry Processor Interface), 시리얼 인터페이스 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

이러한 디스플레이 장치(100)는 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display Device), 유기 발광 디스플레이 장치(Organic Light Emitting Display Device), 플라즈마 디스플레이 장치(Plasma Display Device) 등의 다양한 타입의 장치일 수 있다.

도 2는 디스플레이 장치에 배열된 서브픽셀(SP)의 회로 구조를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 디스플레이 장치(100)에 배치된 서브픽셀(SP)은 하나 이상의 트랜지스터와 커패시터를 포함할 수 있으며, 발광 소자로서 유기 발광 다이오드(OLED)가 배치될 수 있다.

예를 들어, 서브픽셀(SP)은 구동 트랜지스터(DRT), 스위칭 트랜지스터(SWT), 스토리지 커패시터(Cst), 및 발광 소자(OLED)를 포함할 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT)는 제 1 노드(N1), 제 2 노드(N2), 및 제 3 노드(N3)를 가진다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1)는 스위칭 트랜지스터(SWT)가 턴-온 되면 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 게이트 노드일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)는 발광 소자(OLED)의 애노드(Anode) 전극과 전기적으로 연결될 수 있으며, 소스 노드 또는 드레인 노드일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제 3 노드(N3)는 구동 전압(VDD)이 인가되는 구동 전압 라인과 전기적으로 연결되며, 드레인 노드 또는 소스 노드일 수 있다.

여기에서, 디스플레이 구동 기간에는 구동 전압 라인으로 디스플레이 구동에 필요한 구동 전압(VDD)이 공급될 수 있는데, 예를 들어, 디스플레이 구동에 필요한 구동 전압(VDD)은 27V일 수 있다.

스위칭 트랜지스터(SWT)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1)와 데이터 라인(DL) 사이에 전기적으로 연결되며, 게이트 라인(GL)이 게이트 노드에 연결되어 게이트 라인(GL)을 통해 공급되는 스캔 신호(SCAN)에 따라 동작한다. 또한, 스위칭 트랜지스터(SWT)가 턴-온되는 경우에는 데이터 라인(DL)을 통해 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드에 전달함으로써, 구동 트랜지스터(DRT)의 동작을 제어하게 된다.

즉, 스위칭 트랜지스터(SWT)를 제어함으로써, 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1)와 제 2 노드(N2)의 전압을 제어하게 되고, 이로 인해 발광 소자(OLED)를 구동하기 위한 픽셀 전류(Ipxl)가 공급될 수 있도록 한다.

한편, 서브픽셀(SP)에 배치되는 트랜지스터는 p-타입 트랜지스터뿐만 아니라 n-타입 트랜지스터로 이루어질 수 있는데, 여기에서는 p-타입 트랜지스터로 구성된 경우를 예시로 나타내고 있다.

스토리지 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1)와 제 3 노드(N3) 사이에 전기적으로 연결되며, 한 프레임 동안 데이터 전압(Vdata)을 유지시켜준다.

이러한 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DRT)의 유형에 따라 구동 트랜지스터(DRT)의 제 1 노드(N1)와 제 2 노드(N2) 사이에 연결될 수도 있다.

발광 소자(OLED)의 애노드 전극은 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 발광 소자(OLED)의 캐소드(Cathode) 전극으로 기저 전압(VSS)이 인가될 수 있다. 여기에서, 기저 전압(VSS)은 그라운드 전압이거나 그라운드 전압보다 높거나 낮은 전압일 수 있다. 또한, 기저 전압(VSS)은 구동 상태에 따라 가변될 수 있다.

도 3은 디스플레이 장치의 저전력 모드에서 서브픽셀에 흐르는 픽셀 전류와 픽셀 휘도의 변화를 예시로 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 디스플레이 장치(100)의 데이터 구동 회로(130)는 수직 동기 신호(Vsync)가 인가된 후부터, 1 프레임 동안 지정된 서브픽셀(SP)로 일정한 주파수의 데이터 전압(Vdata)을 인가함으로써 디스플레이 패널(110)에 영상을 표시하게 된다.

예를 들어, 구동 주파수가 60 Hz인 경우, 데이터 구동 회로(130)는 1/60 초에 한 번씩 데이터 전압(Vdata)을 디스플레이 패널(110)의 서브픽셀(SP)로 인가하게 된다.

이 때, 디스플레이 패널(110)을 통해 표시되는 영상이 정지 영상인 경우에는 서브픽셀(SP)에 인가되는 데이터 전압(Vdata)이 동일하기 때문에, 소비 전력을 저감시키기 위해서 구동 주파수를 감소시켜서, 1 프레임 동안 서브픽셀(SP)에 데이터 전압(Vdata)을 인가하는 횟수를 줄이게 된다.

만약, 장시간 동안 정지 영상이 디스플레이 되는 경우에, 구동 주파수를 1 Hz 까지 감소시키면 1 프레임 동안 1 번만 데이터 전압(Vdata)이 서브픽셀(SP)에 인가될 것이다.

이 경우, 1 프레임 내에서 데이터 전압(Vdata)이 인가된 이후에는 나머지 시간 동안 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 의해 서브픽셀(SP)에 흐르는 픽셀 전류(Ipxl)이 유지되는데, 누설 전류에 의해서 픽셀 전류(Ipxl)가 감소하게 되고, 그에 따라 서브픽셀(SP)의 픽셀 휘도(Lpxl)도 감소하게 된다.

이 때, 픽셀 전류(Ipxl)가 일정한 기준값(threshold) 이하로 떨어지는 경우에는 서브픽셀(SP)의 휘도 편차에 의해 디스플레이 패널(110)에 플리커가 발생하게 된다.

본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 저전력 구동을 위해서 구동 주파수를 감소시키는 경우에, 모니터링 대상이 되는 서브픽셀(SP)에 대한 픽셀 전류(Ipxl)의 크기를 모니터링하여 픽셀 전류(Ipxl)가 기준값 이하로 떨어지는 경우에 해당 서브픽셀(SP)에 데이터 전압(Vdata)을 업데이트함으로써 플리커를 개선할 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에 배열된 서브픽셀(SP)의 회로 구조를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에 배치된 서브픽셀(SP)은 구동 트랜지스터(DRT), 스위칭 트랜지스터(SWT), 스토리지 커패시터(Cst), 및 발광 소자(OLED)와 함께, 구동 트랜지스터(DRT)에 흐르는 픽셀 전류(Ipxl)의 크기를 검출하기 위한 센싱 트랜지스터(SENT)를 더 포함할 수 있다.

구동 트랜지스터(DRT), 스위칭 트랜지스터(SWT), 스토리지 커패시터(Cst), 및 발광 소자(OLED)의 구성은 앞에서 설명한 바와 동일하므로, 추가적인 설명을 생략하기로 한다.

센싱 트랜지스터(SENT)의 소스 노드 또는 드레인 노드는 구동 트랜지스터(DRT)의 제 2 노드(N2)에 전기적으로 연결되며, 게이트 노드에 공급되는 리드 신호(READ)에 따라 동작한다.

따라서, 센싱 트랜지스터(SENT)가 턴-오프된 상태에서는 구동 트랜지스터(DRT)를 통해 흐르는 픽셀 전류(Ipxl)가 모두 발광 소자(OLED)를 통해 흐르게 되지만, 임의의 시점에 센싱 트랜지스터(SENT)가 리드 신호(READ)에 의해 턴-온되면, 구동 트랜지스터(DRT)를 통해 흐르는 픽셀 전류(Ipxl)가 센싱 트랜지스터(SENT)를 통해 흐르게 되므로, 이 때 센싱 트랜지스터(SENT)를 통해 흐르는 센싱 전류(Isen)를 검출함으로써 픽셀 전류(Ipxl)의 크기를 결정할 수 있다.

본 발명의 디스플레이 장치(100)는 센싱 트랜지스터(SENT)를 통해 검출된 센싱 전류(Isen)의 크기와 기준값을 비교한 후, 센싱 전류(Isen)이 기준값 이하인 경우에 해당하는 서브픽셀(SP)에 인가된 데이터 전압(Vdata)을 다시 업데이트할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 센싱 전류를 이용해서 서브픽셀에 인가되는 데이터 전압을 업데이트하도록 제어하는 데이터 전압 제어 회로의 구성을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)에서 데이터 전압 제어 회로(200)는 센싱 트랜지스터(SENT)를 통해 검출된 센싱 전류(Isen)를 전압으로 변환하는 전류-전압 변환 회로(I2V, 210), 아날로그 전압을 디지털 전압으로 변환하는 아날로그-디지털 변환 회로(ADC, 220), 디지털 전압을 룩업 테이블(LUT, 240)에 저장된 기준값과 비교하고, 비교 결과에 따라 데이터 전압(Vdata)을 업데이트하기 위한 플래그 신호(Fout)를 타이밍 컨트롤러(140)에 전달하는 비교 회로(230)를 포함할 수 있다.

룩업 테이블(240)에는 서브픽셀(SP)에 인가되는 데이터 전압(Vdata)을 업데이트 하기 위한 픽셀 전류(Ipxl) 또는 센싱 전류(Isen)의 기준값이 저장되는데, 이 때 룩업 테이블(240)에 저장되는 기준값은 디스플레이 장치(100)가 동작하는 온도와 같은 환경에 따라 변경될 수도 있고, 사용자가 설정한 휘도 값과 같이 동작 조건에 따라 변경될 수도 있을 것이다.

도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 센싱 전류를 이용해서 서브픽셀에 인가되는 데이터 전압을 업데이트 하는 과정을 나타낸 신호 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 정지 영상과 같이 변동이 거의 없는 영상에 대해서, 1 프레임 내에서 서브픽셀(SP)에 인가되는 데이터 전압(Vdata)의 주기(주파수)를 감소시킴으로써 소비 전력을 저감시킬 수 있다.

즉, 일정한 시간 동안 정지 영상이 디스플레이 되는 경우에, 디스플레이 장치(100)는 1 프레임 동안 서브픽셀(SP)에 데이터 전압(Vdata)을 인가하는 횟수를 감소시킬 수 있는데, 예를 들어 계속적으로 정지 영상이 유지되는 경우에는 구동 주파수를 1 Hz 로 감소시킴으로써, 1 프레임 동안 서브픽셀(SP)에 데이터 전압(Vdata)을 1번만 인가할 수도 있을 것이다.

이 때, 1 프레임 내에서 서브픽셀(SP)에 데이터 전압(Vdata)이 인가되고 나서, 1 프레임 내의 나머지 시간 동안에는 데이터 전압(Vdata)이 인가되지 않기 때문에 때문에 소비 전력이 저감되지만, 누설 전류에 의해서 서브픽셀(SP) 내의 구동 트랜지스터(DRT)에 흐르는 픽셀 전류(Ipxl)가 점차 감소하고 픽셀 휘도(Lpxl)도 낮아지게 된다.

본 발명의 디스플레이 장치(100)는 서브픽셀(SP) 내에서 구동 트랜지스터(DRT)와 연결되는 센싱 트랜지스터(SENT)를 일정한 시간에 턴-온시킴으로써, 센싱 트랜지스터(SENT)의 턴-온 시점에 대응되는 픽셀 전류(Ipxl)를 센싱 전류(Isen)로서 검출할 수 있다.

이 때, 센싱 트랜지스터(SENT)를 통해 검출된 센싱 전류(Isen)는 룩업 테이블(240)에 저장된 기준값과 비교되며, 센싱 전류(Isen)가 기준값 이하로 떨어지는 경우에는 플래그 신호(Fout)를 발생시켜서, 타이밍 컨트롤러(140)로 하여금 서브픽셀(SP)에 데이터 전압(Vdata)을 업데이트 하도록 제어할 수 있다.

그 결과, 디스플레이 장치(100)의 구동 주파수를 감소시켜서 소비 전력이 저감되더라도 모니터링 서브픽셀(SP)에 흐르는 픽셀 전류(Ipxl)가 기준값 이하로 떨어지지 않도록 함으로써 플리커에 의한 화질 저하를 개선할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 디스플레이 장치(100)를 구성하는 디스플레이 패널(110)은 영상을 디스플레이하는 표시 영역(AA)과 영상을 디스플레이하지 않는 비표시 영역으로 구분할 수 있다.

표시 영역(AA)에 위치하는 서브픽셀(SP)에서는 구동 트랜지스터(DRT)와 발광 소자(OLED)가 전기적으로 연결되기 때문에, 구동 트랜지스터(DRT)를 통해 흐르는 픽셀 전류(Ipxl)에 의해 발광 소자(OLED)가 발광하게 된다.

반면, 비표시 영역에 위치하는 서브픽셀(SP)은 구동 트랜지스터(DRT)와 발광 소자(OLED)가 전기적으로 단락되어 있기 때문에, 구동 트랜지스터(DRT)를 통해 흐르는 픽셀 전류(Ipxl)가 발광 소자(OLED)로 전달되지 않아 영상을 디스플레이 하지 않게 된다.

이러한 표시 영역(AA)과 비표시 영역 모두 구동 트랜지스터(DRT)를 통해 픽셀 전류(Ipxl)가 흐르기 때문에, 본 발명의 구동 방법은 표시 영역(AA) 또는 비표시 영역에 대해서도 모두 적용이 가능하다.

도 7a 내지 7c는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 표시 영역 내에서 픽셀 전류를 센싱하는 경우를 나타낸 도면이다.

도 7a는 표시 영역(AA)에 속하는 전체 서브픽셀(SP)을 대상으로 픽셀 전류(Ipxl)을 센싱함으로써, 표시 영역(AA)에 디스플레이되는 영상을 업데이트 하도록 제어하는 경우를 나타내며, 도 7b는 표시 영역(AA)에서 일부의 게이트 라인(GL)을 대상으로 여기에 연결되는 서브픽셀(SP)을 모니터링 서브픽셀(SP)로 선택하여 픽셀 전류(Ipxl)를 센싱함으로써, 일부의 게이트 라인(GL)에 연결되는 서브픽셀(SP)에 대해서만 영상을 업데이트 하도록 제어하는 경우를 나타낸다. 또한, 도 7c는 표시 영역(AA) 내에서 특정 게이트 라인(GL)과 특정 데이터 라인(DL)이 교차하는 특정 서브픽셀(SP)에 대해서만 픽셀 전류(Ipxl)를 센싱함으로써, 특정 서브픽셀(SP)에 대해서만 영상을 업데이트 하도록 제어하는 경우를 나타내고 있다.

이와 같이, 픽셀 전류(Ipxl)을 센싱하는 영역은 표시 영역(AA)의 전체를 대상으로 할 수 있을 뿐만 아니라 임의의 영역으로 한정할 수 있으며, 이는 디스플레이 장치(100)의 용도 및 디스플레이 장치(100)가 디스플레이하는 영상의 종류에 따라 달라질 수 있을 것이다.

도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130), 및 타이밍 컨트롤러(T-CON, 140)를 포함할 수 있다.

이 때, 게이트 구동 회로(120)에는 스캔 신호(SCAN) 신호를 디스플레이 패널(110)에 공급하는 게이트 라인(GL) 이외의 모니터링 서브픽셀(SP)을 대상으로 서브픽셀(SP)의 픽셀 전류(Ipxl)를 센싱하기 위하여 센싱 트랜지스터(SENT)에 리드 신호(READ)를 공급하는 신호 라인이 추가로 배치될 수 있다.

또한, 데이터 구동 회로(130)는 픽셀 전류(Ipxl)의 크기에 따라 데이터 전압(Vdata)의 업데이트 여부를 제어하기 위한 플래그 신호(Fout)를 발생하는 데이터 전압 제어 회로(200)를 내부에 포함할 수 있으며, 이 경우 데이터 구동 회로(130)와 데이터 전압 제어 회로(200)는 하나의 집적 회로로 구성될 수 있다.

즉, 데이터 전압(Vdata)이 공급되는 데이터 라인(DL)과 평행하게 센싱 전류(Isen)를 수신하기 위한 신호 라인을 서브픽셀(SP)에 배치하고, 이를 데이터 구동 회로(130)의 내부에 위치하는 데이터 전압 제어 회로(200)에 연결함으로써 디스플레이 패널(110)에 배치되는 임의의 서브픽셀(SP)을 모니터링 서브픽셀(SP)로 선택하여 픽셀 전류(Ipxl)을 센싱할 수 있다.

타이밍 컨트롤러(140)는 데이터 전압 제어 회로(200)에서 출력되는 플래그 신호(Fout)에 따라 디스플레이 패널(110)의 서브픽셀(SP)에 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 업데이트 하도록 데이터 구동 회로(130)를 제어한다.

도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 구동 방법에서, 표시 영역에 위치하는 서브픽셀에서 픽셀 전류를 센싱하는 과정을 나타낸 도면이고, 도 10은 표시 영역에 위치하는 서브픽셀에서 픽셀 전류를 센싱하는 과정의 신호 흐름도를 나타낸 도면이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 구동 방법은 서브픽셀(SP)에 흐르는 픽셀 전류(Ipxl)를 센싱하기 위하여 프로그래밍 단계(도 9(a)), 발광 단계(도 9(b)), 및 센싱 단계(도 9(c))를 포함할 수 있다.

프로그래밍 단계는 스캔 신호(SCAN)에 의하여 스위칭 트랜지스터(SWT)가 턴-온되고, 데이터 라인(DL)을 통해 제공되는 데이터 전압(Vdata)이 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드인 제 1 노드(N1)에 인가되는 과정이다.

프로그래밍 단계에서는 아직 구동 트랜지스터(DRT)가 턴-온되지 않았기 때문에, 구동 트랜지스터(DRT)를 통해서 픽셀 전류(Ipxl)가 흐르지 않고, 그 결과 센싱 트랜지스터(SENT)를 통해 데이터 전압 제어 회로(200)에 전달되는 센싱 전류(Isen)도 아직 발생하지 않는다.

프로그래밍 단계에서 센싱 트랜지스터(SENT)의 게이트 노드에 인가되는 리드 신호(READ)는 로우 레벨 신호일 수도 있고, 하이 레벨 신호일 수도 있을 것이다.

발광 단계는 프로그래밍 단계에서 스위칭 트랜지스터(SWT)를 통해 제공된 데이터 전압(Vdata)에 의해 구동 트랜지스터(DRT)가 턴-온되어, 발광 소자(OLED)에 픽셀 전류(Ipxl)가 공급되는 과정이다.

발광 단계에서 센싱 트랜지스터(SENT)는 턴-오프 상태이기 때문에, 구동 트랜지스터(DRT)를 통해 흐르는 픽셀 전류(Ipxl)는 모두 발광 소자(OLED)로 공급되고, 센싱 트랜지스터(SENT)를 통해 데이터 전압 제어 회로(200)에 인가되는 센싱 전류(Isen)는 0의 값을 나타낼 것이다.

센싱 단계는 구동 트랜지스터(DRT)를 통해 픽셀 전류(Ipxl)가 공급되는 상태에서, 센싱 트랜지스터(SENT)를 턴-온시킴으로써, 픽셀 전류(Ipxl)가 센싱 트랜지스터(SENT)를 통해 데이터 전압 회로(200)에 공급되도록 하는 과정이다.

따라서, 센싱 단계에서 픽셀 전류(Ipxl)는 센싱 트랜지스터(SENT)를 통해 데이터 전압 제어 회로(200)에 공급되기 때문에, 센싱 전류(Isen)는 픽셀 전류(Ipxl)와 동일한 값을 나타내게 된다.

따라서, 센싱 단계에서 센싱 트랜지스터(SENT)를 통해 데이터 전압 제어 회로(200)에 공급되는 센싱 전류(Isen)의 값을 측정함으로써, 구동 트랜지스터(DRT)를 통해 서브픽셀(SP)에 흐르는 픽셀 전류(Ipxl)의 크기를 검출할 수 있다.

센싱 단계는 서브픽셀(SP)이 영상을 디스플레이하는 발광 단계의 중간에 임의의 횟수로 반복될 수 있을 것이다.

이와 같이, 1 프레임 구간 중에서 영상을 디스플레이 패널(110)에 디스플레이하는 발광 단계 내에서 임의의 횟수로 픽셀 전류(Ipxl)를 센싱함으로써, 픽셀 전류(Ipxl)가 기준값 이하로 감소되는지 여부를 확인할 수 있게 된다.

따라서, 디스플레이 장치(100)가 정지 영상과 같은 변화가 적은 영상을 디스플레이하는 과정에서, 소비 전력을 저감시키기 위해서 구동 주파수를 감소시키는 경우에 누설 전류에 의해서 픽셀 전류(Ipxl)가 기준값 이하로 떨어지는 경우에는 데이터 전압 제어 회로(200)에서 이를 검출하여 해당 서브픽셀(SP)에 데이터 전압(Vdata)을 업데이트 하도록 함으로써, 픽셀 전류(Ipxl)의 감소에 의한 플리커 현상을 방지할 수 있게 된다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 디스플레이 장치(100)는 표시 영역(AA)에 속하는 전체 서브픽셀(SP)을 대상으로 픽셀 전류(Ipxl)을 센싱할 수도 있고, 표시 영역(AA) 내의 일부 서브픽셀(SP)을 모니터링 서브픽셀(SP)로서 픽셀 전류(Ipxl)를 센싱할 수도 있다.

도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 구동 방법에서, 표시 영역 중 일부의 서브픽셀에서 픽셀 전류를 센싱하는 과정의 신호 흐름도를 나타낸 도면이다.

도 11을 참조하면, n 개의 게이트 라인(GL)으로 구성되는 디스플레이 장치(100)에서 임의의 행에 위치하는 서브픽셀(SP)에 대해서만 리드 신호(READ)를 인가함으로써, 리드 신호(READ)가 공급되는 행의 서브픽셀(SP)을 모니터링 서브픽셀(SP)로서 픽셀 전류(Ipxl)를 센싱할 수 있다. 여기에서는, 10 개의 행에 대해서 10개의 리드 신호(READ[1], ?? , READ[10])를 인가하는 경우를 나타내었다.

예를 들어, 표시 영역(AA)의 상부 10개의 라인에 대해서만 리드 신호(READ)를 인가하는 방법은 나머지 영역의 영상이 계속적으로 변경되지만, 표시 영역(AA)의 상부 영상이 정지 영상을 디스플레이 하는 경우가 많은 경우에 효과적일 것이다.

따라서, 10개의 리드 신호(READ[1], ?? , READ[10])가 인가되는 센싱 트랜지스터(SENT)가 센싱 단계에서 픽셀 전류(Ipxl)를 검출함으로써 전달하는 센싱 전류(Isen)를 데이터 구동 회로(130)의 내부에 위치하는 데이터 전압 제어 회로(200)에서 수신한다. 데이터 전압 제어 회로(200)는 센싱 전류(Isen)의 크기를 기준값(threshold)과 비교하여, 센싱 전류(Isen)의 크기가 기준값 이하로 떨어지는 경우에는 플래그 신호(Fout)를 발생함으로써, 타이밍 컨트롤러(140)에 의해 해당하는 서브픽셀(SP)의 데이터 전압(Vdata)을 업데이트 하도록 스캔 신호(SCAN)를 생성할 수 있도록 한다.

도 12a 및 도 12b는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 디스플레이 패널의 더미 영역 내에서 픽셀 전류를 센싱하는 경우를 나타낸 도면이다.

도 12a는 표시 영역(AA)의 외곽에 위치하는 더미 영역 중에서 상부의 더미 영역에 위치하는 더미 서브픽셀(SP)을 모니터링 서브픽셀(SP)로 선택하여 픽셀 전류(Ipxl)을 센싱하고, 이를 기준으로 표시 영역(AA)에 디스플레이되는 영상을 업데이트 하도록 제어하는 경우를 나타내며, 도 12b는 하부의 더미 영역 중에서 표시 영역(AA)과 이격된 에지 부분의 더미 서브픽셀(SP)을 모니터링 서브픽셀(SP)로 선택하여 픽셀 전류(Ipxl)를 센싱하고, 이를 기준으로 표시 영역(AA)에 디스플레이 되는 영상을 업데이트 하도록 제어하는 경우를 나타낸다.

이와 같이, 디스플레이 패널(110)에서 영상이 표시되는 표시 영역(AA)은 구동 트랜지스터(DRT)와 발광 소자(OLED)가 전기적으로 연결되어 있지만, 표시 영역(AA)의 외곽에 위치하는 더미 영역은 구동 트랜지스터(DRT)와 발광 소자(OLED)가 전기적으로 차단되어 있기 때문에, 구동 트랜지스터(DRT)를 흐르는 픽셀 전류(Ipxl)는 발광 소자(OLED)에 공급되지 않아서 발광이 이루어지지 않는다.

이 때, 픽셀 전류(Ipxl)가 발광 소자(OLED)에는 공급되지 않지만 센싱 트랜지스터(SENT)를 통해서 픽셀 전류(Ipxl)가 흐르기 때문에, 더미 영역에 배치되는 더미 서브픽셀(SP)을 대상으로 픽셀 전류(Ipxl)를 센싱할 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서 더미 영역의 서브픽셀을 통해 픽셀 전류를 센싱하는 구성을 나타낸 블록도이다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130), 및 타이밍 컨트롤러(140)를 포함할 수 있다.

이 때, 게이트 구동 회로(120)에는 디스플레이 패널(110)의 표시 영역(AA)에 스캔 신호(SCAN_A) 신호를 공급하는 게이트 라인(GL) 이외에, 더미 영역에 위치하는 서브픽셀(SP)을 모니터링 서브픽셀(SP)로 선택하여 픽셀 전류(Ipxl)를 센싱하기 위하여 더미 영역의 서브픽셀(SP)에 스캔 신호(SCAN_D)를 공급하는 더미 게이트 라인과 센싱 트랜지스터(SENT)에 리드 신호(READ_D)를 공급하는 신호 라인이 추가로 배치될 수 있다.

또한, 데이터 구동 회로(130)는 픽셀 전류(Ipxl)의 크기에 따라 데이터 전압(Vdata)의 업데이트 여부를 제어하기 위한 플래그 신호(Fout)를 발생하는 데이터 전압 제어 회로(200)를 데이터 구동 회로(130)의 내부에 포함할 수 있다.

이 때, 데이터 구동 회로(130)는 표시 영역(AA)에 데이터 전압(Vdata_A)을 공급하기 위한 데이터 라인(DL) 이외에, 더미 영역에 데이터 전압(Vdata_D)을 공급하기 위한 더미 데이터 라인 및 더미 영역의 서브픽셀(SP)로부터 센싱 전류(Isen_D)을 수신하기 위한 신호 라인을 추가로 포함할 수 있다.

이 때, 더미 영역에 공급되는 데이터 전압(Vdata_D)은 고정된 값을 가질 수도 있고, 표시 영역(AA)에 공급되는 데이터 전압(Vdata_A)의 값 중에서 임의의 값, 예를 들어 최대값, 최소값, 또는 평균값 등을 가질 수 있다.

이에 따라, 데이터 구동 회로(130)의 내부에 위치하는 데이터 전압 제어 회로(200)는 디스플레이 패널(110)의 더미 영역에 배치되는 임의의 서브픽셀(SP)을 모니터링 서브픽셀(SP)로 선택하여 픽셀 전류(Ipxl)을 센싱할 수 있다.

또한, 타이밍 컨트롤러(140)는 데이터 전압 제어 회로(200)에서 출력되는 플래그 신호(Fout)에 따라 디스플레이 패널(110)의 서브픽셀(SP)에 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 업데이트 하도록 데이터 구동 회로(130)를 제어할 수 있다.

이 때, 더미 영역에 연결되는 더미 데이터 라인과 센싱 전류(Isen)을 수신하는 신호 라인은 더미 영역에 배치되는 각각의 서브픽셀(SP)을 분리하여 개별적으로 연결될 수도 있고, 더미 영역 내의 모든 서브픽셀(SP)을 하나의 라인으로 연결할 수도 있을 것이다.

도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 구동 방법에서, 더미 영역에 배치되는 서브픽셀에서 픽셀 전류를 센싱하는 과정을 나타낸 도면이고, 도 15는 더미 영역에 배치되는 서브픽셀에서 픽셀 전류를 센싱하는 과정의 신호 흐름도를 나타낸 도면이다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 구동 방법은 표시 영역(AA)의 모니터링 서브픽셀(SP)에 대해서 픽셀 전류(Ipxl)를 센싱하는 경우와 마찬가지로, 더미 영역에 배치되는 모니터링 서브픽셀(SP)에 흐르는 픽셀 전류(Ipxl)를 센싱하기 위하여 프로그래밍 단계(도 9(a)), 발광 단계(도 9(b)), 및 센싱 단계(도 9(c))를 포함할 수 있다.

더미 영역에 배치되는 서브픽셀(SP)은 구동 트랜지스터(DRT)와 발광 소자(OLED)가 전기적으로 차단되어 있기 때문에, 구동 트랜지스터(DRT)를 흐르는 픽셀 전류(Ipxl)가 발광 소자(OLED)에 공급되지 않아서 발광이 이루어지지 않는다.

프로그래밍 단계는 스캔 신호(SCAN_D)에 의하여 스위칭 트랜지스터(SWT)가 턴-온되고, 데이터 라인(DL)을 통해 더미 영역의 서브픽셀(SP)에 공급되는 데이터 전압(Vdata_D)이 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드인 제 1 노드(N1)에 인가되는 과정이다.

프로그래밍 단계에서 센싱 트랜지스터(SENT)의 게이트 노드에 인가되는 리드 신호(READ_D)는 로우 레벨 신호일 수도 있고, 하이 레벨 신호일 수도 있을 것이다.

발광 단계는 프로그래밍 단계에서 스위칭 트랜지스터(SWT)를 통해 제공된 데이터 전압(Vdata_D)에 의해 구동 트랜지스터(DRT)가 턴-온되어, 구동 트랜지스터(DRT)의 소스 노드와 드레인 노드를 통해 픽셀 전류(Ipxl)가 흐르게 된다.

이 때, 센싱 트랜지스터(SENT)는 턴-오프 상태이고, 구동 트랜지스터(DRT)와 발광 소자(OLED)는 차단되어 있기 때문에, 구동 트랜지스터(DRT)를 통해 흐르는 픽셀 전류(Ipxl)는 짧은 시간에 소멸되어 버리며, 센싱 트랜지스터(SENT)를 통해 데이터 전압 제어 회로(200)에 인가되는 센싱 전류(Isen)는 0의 값을 나타낼 것이다.

센싱 단계는 서브픽셀(SP)이 영상을 디스플레이하는 1 프레임 내에서 임의의 횟수로 반복될 수 있을 것이다.

이와 같이, 1 프레임 구간 중에서 영상을 디스플레이 패널(110)에 디스플레이하는 중간에 임의의 횟수로 픽셀 전류(Ipxl)를 센싱함으로써, 픽셀 전류(Ipxl)가 기준값 이하로 감소되는지 여부를 확인할 수 있게 된다.

따라서, 디스플레이 장치(100)가 정지 영상을 디스플레이하는 과정에서, 소비 전력을 저감시키기 위해서 구동 주파수를 감소시키는 경우에 누설 전류에 의해서 픽셀 전류(Ipxl)가 기준값 이하로 떨어지는 경우에는 데이터 전압 제어 회로(200)에서 이를 검출하여 해당 서브픽셀(SP)에 데이터 전압(Vdata_D)을 업데이트 하도록 함으로써, 픽셀 전류(Ipxl)의 감소에 의한 플리커 현상을 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 디스플레이 장치(100)에서 픽셀 전류(Ipxl)를 센싱하고, 이를 기준값과 비교하여 데이터 전압(Vdata)의 업데이트 여부를 판단하는 데이터 전압 제어 회로(200)는 게이트 구동 회로(120) 또는 데이터 구동 회로(130)의 내부에 배치될 수도 있지만, 구동 회로의 외부에 별도로 위치할 수도 있다.

도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서 데이터 전압 제어 회로가 구동 회로의 외부에 위치하는 구성을 나타낸 블록도이다.

도 16을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130), 타이밍 컨트롤러(T-CON, 140), 및 데이터 전압 제어 회로(200)를 포함할 수 있다.

게이트 구동 회로(120)는 스캔 신호(SCAN) 신호를 디스플레이 패널(110)에 공급하는 게이트 라인(GL) 이외의 모니터링 서브픽셀(SP)을 대상으로 픽셀 전류(Ipxl)를 센싱하기 위하여 센싱 트랜지스터(SENT)에 리드 신호(READ)를 공급하는 신호 라인이 추가로 배치될 수 있다.

데이터 전압 제어 회로(200)는 디스플레이 패널(110)의 표시 영역(AA) 또는 더미 영역에 배치되는 서브픽셀(SP)을 대상으로, 서브픽셀(SP)에 포함된 센싱 트랜지스터(SENT)를 통해 픽셀 전류(Ipxl)에 해당하는 센싱 전류(Isen)를 수신하고, 센싱 전류(Isen)의 크기에 따라 데이터 전압(Vdata)의 업데이트 여부를 제어하기 위한 플래그 신호(Fout)를 발생하여 타이밍 컨트롤러(140)에 전달한다.

데이터 전압 제어 회로(200)가 구동 회로의 외부에 별도로 배치되는 경우에, 픽셀 전류(Ipxl)를 센싱하기 위한 서브픽셀(SP)은 표시 영역(AA)에 배치되는 서브픽셀(SP)을 대상으로 할 수도 있고, 더미 영역에 배치되는 서브픽셀(SP)을 대상으로 할 수도 있을 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 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 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 디스플레이 장치 110: 디스플레이 패널
120: 게이트 구동 회로 130: 데이터 구동 회로
140: 타이밍 컨트롤러 200: 데이터 전압 제어 회로
210: 전류-전압 변환 회로 220: 아날로그-디지털 변환 회로
230: 비교 회로 240: 룩업 테이블

Claims

다수의 게이트 라인들, 다수의 데이터 라인들 및 다수의 서브픽셀들이 배치된 디스플레이 패널;
상기 다수의 게이트 라인들을 통해 상기 다수의 서브픽셀들을 구동하는 게이트 구동 회로;
제 1 영상이 입력되는 경우에 제 1 구동 주파수에 따라 상기 다수의 데이터 라인들을 통해 상기 다수의 서브픽셀들에 데이터 전압을 공급하고, 제 2 영상이 입력되는 경우에 상기 제 1 구동 주파수보다 낮은 제 2 구동 주파수에 따라 상기 다수의 데이터 라인들을 통해 상기 다수의 서브픽셀들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동 회로;
상기 제 2 구동 주파수로 동작하는 경우에, 상기 다수의 서브픽셀들 중에서 표시 영역 또는 더미 영역에서 선택된 모니터링 서브픽셀에 흐르는 픽셀 전류를 센싱하여, 상기 데이터 전압을 업데이트 하기 위한 플래그 신호를 생성하는 데이터 전압 제어 회로; 및
상기 플래그 신호에 따라 상기 데이터 전압을 업데이트하도록 상기 데이터 구동 회로를 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 디스플레이 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 표시 영역에 배치되는 서브픽셀은
발광 소자;
상기 발광 소자를 구동하는 구동 트랜지스터;
상기 구동 트랜지스터의 게이트 노드와 상기 데이터 라인 사이에 전기적으로 연결된 스위칭 트랜지스터;
상기 구동 트랜지스터의 게이트 노드, 및 소스 노드 또는 드레인 노드 사이에 전기적으로 연결되는 스토리지 커패시터; 및
상기 구동 트랜지스터의 소스 노드 또는 드레인 노드와 상기 발광 소자의 애노드 전극 사이에 전기적으로 연결되어, 상기 구동 트랜지스터를 통해 흐르는 픽셀 전류를 센싱하기 위한 센싱 트랜지스터를 포함하는 디스플레이 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 더미 영역에 배치되는 서브픽셀은
구동 트랜지스터;
상기 구동 트랜지스터의 게이트 노드와 상기 데이터 라인 사이에 전기적으로 연결된 스위칭 트랜지스터;
상기 구동 트랜지스터의 게이트 노드, 및 소스 노드 또는 드레인 노드 사이에 전기적으로 연결되는 스토리지 커패시터;
상기 구동 트랜지스터의 소스 노드 또는 드레인 노드에 전기적으로 연결되어, 상기 구동 트랜지스터를 통해 흐르는 픽셀 전류를 센싱하기 위한 센싱 트랜지스터; 및
상기 구동 트랜지스터와 전기적으로 단락된 발광 소자를 포함하는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 제 1 영상은 동영상이고,
상기 제 2 영상은 정지 영상이며,
상기 제 2 구동 주파수는 1Hz인 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 데이터 전압 제어 회로는
상기 픽셀 전류의 기준값을 저장하는 룩업 테이블;
상기 센싱된 픽셀 전류를 전압으로 변환하는 전류-전압 변환 회로;
상기 전류-전압 변환 회로의 출력 전압을 디지털 전압으로 변환하는 아날로그-디지털 변환 회로; 및
상기 디지털 전압을 상기 룩업 테이블에 저장된 기준값과 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 플래그 신호를 출력하는 비교 회로를 포함하는 디스플레이 장치.
제7항에 있어서,
상기 기준값은 동작 온도 또는 설정 휘도에 따라 변경되는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 데이터 구동 회로와 상기 데이터 전압 제어 회로는 하나의 집적 회로로 구성되는 디스플레이 장치.
디스플레이 패널에 연결되는 다수의 게이트 라인들을 통해 다수의 서브픽셀들을 구동하는 게이트 구동 회로;
제 1 영상이 입력되는 경우에 제 1 구동 주파수에 따라 상기 다수의 데이터 라인들을 통해 상기 다수의 서브픽셀들에 데이터 전압을 공급하고, 제 2 영상이 입력되는 경우에 상기 제 1 구동 주파수보다 낮은 제 2 구동 주파수에 따라 상기 다수의 데이터 라인들을 통해 상기 다수의 서브픽셀들에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동 회로; 및
상기 제 2 구동 주파수로 동작하는 경우에, 상기 다수의 서브픽셀들 중에서 표시 영역 또는 더미 영역에서 선택된 모니터링 서브픽셀에 흐르는 픽셀 전류를 센싱하고, 상기 센싱된 픽셀 전류가 기준값 이하인 서브픽셀에 대하여 상기 데이터 전압을 업데이트 하도록 제어하는 데이터 전압 제어 회로를 포함하는 구동 회로.
제10항에 있어서,
상기 제 1 영상은 동영상이고,
상기 제 2 영상은 정지 영상이며,
상기 제 2 구동 주파수는 1Hz인 구동 회로.
제10항에 있어서,
상기 데이터 전압 제어 회로는
상기 픽셀 전류의 기준값을 저장하는 룩업 테이블;
상기 센싱된 픽셀 전류를 전압으로 변환하는 전류-전압 변환 회로;
상기 전류-전압 변환 회로의 출력 전압을 디지털 전압으로 변환하는 아날로그-디지털 변환 회로; 및
상기 디지털 전압을 상기 룩업 테이블에 저장된 기준값과 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 데이터 전압을 업데이트 하기 위한 플래그 신호를 출력하는 비교 회로를 포함하는 구동 회로.
다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인이 배치되고, 상기 다수의 데이터 라인 및 상기 게이트 라인이 교차되는 영역에 배열되어 구동 트랜지스터를 통해 발광 소자를 발광시키는 다수의 서브픽셀이 배치되는 디스플레이 패널과, 상기 다수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동 회로와, 상기 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 구동회로를 포함하는 디스플레이 장치를 구동하는 방법에 있어서,
상기 게이트 라인을 통해 스캔 신호를 인가하여, 상기 서브픽셀을 구성하는 스위칭 트랜지스터를 턴-온시키는 단계;
제 1 영상이 입력되는 경우에 제 1 구동 주파수에 따라, 상기 턴-온된 스위칭 트랜지스터를 통해 상기 서브픽셀을 구성하는 구동 트랜지스터에 데이터 전압(Vdata)을 공급하고, 제 2 영상이 입력되는 경우에 제 2 구동 주파수에 따라, 상기 턴-온된 스위칭 트랜지스터를 통해 상기 서브픽셀을 구성하는 구동 트랜지스터에 데이터 전압(Vdata)을 공급하여 상기 구동 트랜지스터를 턴-온시키는 단계;
상기 제 2 구동 주파수로 동작하는 경우에, 상기 다수의 서브픽셀들 중에서 표시 영역 또는 더미 영역에서 선택된 모니터링 서브픽셀을 대상으로, 상기 구동 트랜지스터에 연결된 센싱 트랜지스터를 턴-온시켜서, 상기 턴-온된 구동 트랜지스터에 흐르는 픽셀 전류를 센싱하는 단계; 및
상기 센싱된 픽셀 전류를 기준값과 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 데이터 전압을 업데이트 하도록 제어하는 단계를 포함하는 구동 방법.
제13항에 있어서,
상기 제 1 영상은 동영상이고,
상기 제 2 영상은 정지 영상이며,
상기 제 2 구동 주파수는 1Hz인 구동 방법.