KR20130066752A - 발광다이오드표시장치 및 이의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소비전력을 줄일 수 있는 발광다이오드표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것으로, 발광다이오드를 구비한 다수의 화소들을 포함하며, 상기 다수의 화소들을 나누어 갖는 적어도 2개의 표시영역들로 구분된 표시패널; 및, 상기 각 표시영역으로 서로 다른 크기의 구동전압들을 공급하는 전원 공급부를 포함함을 특징으로 한다.

Description

발광다이오드표시장치 및 이의 구동방법{LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 발광다이오드표시장치에 관한 것으로, 특히 소비전력을 줄일 수 있는 발광다이오드표시장치에 대한 것이다.
발광다이오드표시장치는 정전류소자인 구동스위칭소자에 의해 제어된 구동전류를 이용하여 발광다이오드를 발광시킴으로써 화상을 표시한다. 이를 위해 발광다이오드와 구동스위칭소자의 양단에 구동전압이 인가되는 바, 종래의 발광다이오드표시장치의 모든 화소들은 동일한 구동전압을 공급받는다. 특히 이 구동전압은 상당히 높은 전압을 갖는 바, 표시장치가 대면적화될수록 화소들의 수가 증가하여 결국 이 화소들로 공급되는 구동전압에 의해 소비전력이 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 표시패널을 다수의 표시영역으로 구분하고, 각 표시영역으로 서로 다른 값을 갖는 구동전압을 공급함으로써 소비전력을 줄일 수 있는 발광다이오드표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술된 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광다이오드표시장치는, 발광다이오드를 구비한 다수의 화소들을 포함하며, 상기 다수의 화소들을 나누어 갖는 적어도 2개의 표시영역들로 구분된 표시패널; 및, 상기 각 표시영역으로 서로 다른 크기의 구동전압들을 공급하는 전원 공급부를 포함함을 특징으로 한다.
각 화소는, 스캔 라인으로부터의 스캔신호에 따라 데이터 라인으로부터의 데이터 전압을 스위칭하는 데이터스위칭소자; 및, 상기 구동전압들 중 어느 하나와 상기 데이터스위칭소자로부터 스위칭된 데이터 전압에 따라 구동전류의 크기를 조절하는 구동스위칭소자; 상기 구동스위칭소자의 게이트전극과 소스전극 사이에 접속된 스토리지 커패시터를 포함하며; 그리고, 상기 화소에 구비된 발광다이오드는 상기 구동스위칭소자로부터의 구동전류에 따라 발광함을 특징으로 한다.
상기 데이터스위칭소자 및 구동스위칭소자는 P타입의 트랜지스터이며; 상기 구동스위칭소자의 드레인전극이 상기 발광다이오드의 애노드전극에 접속되고; 상기 구동스위칭소자의 소스전극이 상기 구동전압들을 전송하는 다수의 구동라인들 중 어느 하나에 접속되며; 그리고, 상기 발광다이오드의 캐소드전극이 기저전압을 전송하는 기저라인에 접속된 것을 특징으로 한다.
상기 데이터스위칭소자 및 구동스위칭소자는 N타입의 트랜지스터이며; 상기 구동스위칭소자의 드레인전극이 상기 발광다이오드의 캐소드전극에 접속되고; 상기 구동스위칭소자의 소스전극이 기저전압을 전송하는 기저라인에 접속되며; 그리고, 상기 발광다이오드의 애노드전극이 상기 구동전압들을 전송하는 다수의 구동라인들 중 어느 하나에 접속된 것을 특징으로 한다.
동일 표시영역에 위치한 화소들은 동일한 구동전압을 공급받으며; 그리고, 서로 다른 표시영역에 위치한 화소들은 서로 다른 구동전압들을 공급받는 것을 특징으로 한다.
각 표시영역의 면적이 동일하며; 그리고, 각 표시영역에 포함된 화소들의 수가 동일한 것을 특징으로 한다.
각 표시영역의 면적이 서로 다르며; 상기 표시영역들 중 상대적으로 큰 면적의 표시영역이 더 많은 수의 화소들을 포함하며; 그리고, 상기 전원 공급부는, 상기 표시영역들 중 상대적으로 큰 면적의 표시영역내의 화소들로 상대적으로 더 작은 크기의 구동전압을 공급함을 특징으로 한다.
상기 다수의 화소들로 데이터 전압들을 공급하는 데이터 드라이버를 더 포함하며; 그리고, 상기 데이터 드라이버는, 상기 각 표시영역으로 서로 다른 크기의 데이터 전압들을 공급함을 특징으로 한다.
상기 데이터 드라이버는, 상대적으로 더 작은 구동전압을 공급받는 표시영역으로 상대적으로 더 큰 데이터 전압들을 공급함을 특징으로 한다.
상기 데이터 드라이버로 다수의 감마전압 세트들을 공급하는 감마전압원을 더 포함하며; 상기 데이터 드라이버는 외부로부터 공급되는 디지털 영상 데이터들을 상기 감마전압원으로부터 제공되는 다수의 감마전압 세트들을 이용하여 변경함으로써 상기 데이터 전압들을 생성하며; 그리고, 상기 감마전압원은 각 표시영역으로 공급되는 구동전압의 크기별로 서로 다른 값을 갖도록 미리 설정된 다수의 감마전압 세트들을 생성함을 특징으로 한다.
상대적으로 낮은 크기의 구동전압에 대응되는 감마전압 세트가 상대적으로 큰 크기의 계조전압들을 포함함을 특징으로 한다.
또한 상술된 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광다이오드표시장치의 구동방법은, 발광다이오드를 구비한 다수의 화소들을 포함하는 표시패널을, 상기 다수의 화소들을 나누어 갖는 적어도 2개의 표시영역들로 구획하는 A단계; 및, 상기 각 표시영역으로 서로 다른 크기의 구동전압들을 공급하는 B단계를 포함함을 특징으로 한다.
각 화소는, 스캔 라인으로부터의 스캔신호에 따라 데이터 라인으로부터의 데이터 전압을 스위칭하는 데이터스위칭소자; 및, 상기 구동전압들 중 어느 하나와 상기 데이터스위칭소자로부터 스위칭된 데이터 전압에 따라 구동전류의 크기를 조절하는 구동스위칭소자; 상기 구동스위칭소자의 게이트전극과 소스전극 사이에 접속된 스토리지 커패시터를 포함하며; 그리고, 상기 화소에 구비된 발광다이오드는 상기 구동스위칭소자로부터의 구동전류에 따라 발광함을 특징으로 한다.
동일 표시영역에 위치한 화소들은 동일한 구동전압을 공급받으며; 그리고, 서로 다른 표시영역에 위치한 화소들은 서로 다른 구동전압들을 공급받는 것을 특징으로 한다.
각 표시영역에 포함된 화소들의 수가 동일한 것을 특징으로 한다.
각 표시영역의 면적이 서로 다르며; 상기 표시영역들 중 상대적으로 큰 면적의 표시영역이 더 많은 수의 화소들을 포함하며; 그리고, 상기 전원 공급부는, 상기 표시영역들 중 상대적으로 큰 면적의 표시영역내의 화소들로 상대적으로 더 작은 크기의 구동전압을 공급함을 특징으로 한다.
상기 다수의 화소들로 데이터 전압들을 공급하는 C단계를 더 포함하며; 그리고, 상기 C단계에서, 각 표시영역으로 서로 다른 크기의 데이터 전압들이 공급됨을 특징으로 한다.
상기 C단계에서, 상대적으로 더 작은 구동전압을 공급받는 표시영역으로 상대적으로 더 큰 데이터 전압들이 공급됨을 특징으로 한다.
상기 C단계에서의 데이터 전압들을 생성하는데 필요한 위한 다수의 감마전압 세트들을 생성하는 D단계를 더 포함하며; 그리고, 상기 다수의 감마전압 세트들은 각 표시영역으로 공급되는 구동전압의 크기별로 서로 다른 값을 갖도록 미리 설정된 것을 특징으로 한다.
상대적으로 낮은 크기의 구동전압에 대응되는 감마전압 세트가 상대적으로 큰 크기의 계조전압들을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 발광다이오드표시장치에는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명에서는 표시패널의 제 1 표시영역에 위치한 화소들로 20[V]의 최대 전압을 갖는 구동전압을 인가하고 이 표시패널 제 2 표시영역에 위치한 화소들로 이보다 작은 전압을 인가함으로써 소비전력을 줄일 수 있다. 또한, 기존의 최대 전압을 부분적으로 사용함으로써 전체적인 휘도저하를 최소화할 수 있다. 다시 말하여, 본 발명에서는 제 1 구동전압을 최대 전압으로 설정하고, 그리고 제 2 구동전압을 이보다 작은 값으로 설정함으로써 휘도 저하를 최소화면서도 소비전력을 크게 줄일 수 있다.
둘째, 본 발명에서는 각 표시영역별로 서로 다른 크기의 데이터 전압을 공급하여 표시영역별간 휘도차를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드표시장치를 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 표시패널의 상세 구성도.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 어느 하나의 화소에 구비된 회로 구성을 나타낸 도면.
도 4는 도 1의 데이터 드라이버의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 5는 동일 계조의 영상 데이터들을 제 1 표시영역과 제 2 표시영역에 표시할 때 두 표시영역에 공급되는 데이터 전압의 크기를 비교하기 위한 감마커브의 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표시패널의 또 다른 구성을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 표시패널의 또 다른 구성을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 표시패널의 또 다른 구성을 나타낸 도면.
도 9는 종래의 발광다이오드표시장치와 본 발명의 발광다이오드표시장치간의 소비전력을 비교 설명하기 위한 도면.
도 10은 종래의 발광다이오드표시장치와 본 발명의 발광다이오드표시장치간의 구동전류의 크기를 비교 설명하기 위한 도면.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드표시장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 표시패널의 상세 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 발광표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 표시부(DSP), 시스템(SYS), 스캔 드라이버(SD), 데이터 드라이버(DD), 타이밍 컨트롤러(TC) 및 전원 공급부(PS)를 포함한다.
표시패널(DSP)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 화소(PXL)들을 포함한다. 화소(PXL)들은 매트릭스 형태로 표시패널에 배열되어 있다. 이 화소(PXL)들은, 도 2에 도시된 바와 같이, 적색을 표시하는 적색 화소(R), 녹색을 표시하는 녹색 화소(R) 및 청색을 표시하는 청색 화소(B)로 구분된다. 이 화소(PXL)들 각각에는 발광다이오드가 구비되는 바, 적색 화소에는 적색광을 출사하는 적색 발광다이오드가 형성되며, 녹색 화소에는 녹색광을 출사하는 녹색 발광다이오드가 형성되며, 그리고 청색 화소에는 청색광을 출사하는 청색 발광다이오드가 형성된다. 한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 표시패널은 전체 화소들을 나누어 갖는 적어도 2개의 표시영역들로 구분된다. 도 1 및 도 2에는 표시패널(DSP)이 2개의 표시영역들(D1, D2)로 구분된 하나의 예가 나타나 있다. 이 표시영역들의 수는 2개 이상이 될 수도 있다.
또한, 이 표시패널(DSP)에는 화소(PXL)들이 화상을 표시하는데 필요한 각종 신호들을 전송하기 위한 다수의 스캔 라인들(SL1 내지 SLm) 및 다수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLn)이 형성된다.
시스템(SYS)은 그래픽 콘트롤러의 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 송신기를 통하여 수직동기신호, 수평 동기신호, 클럭신호 및 영상 데이터들을 인터페이스회로를 통해 출력한다. 이 시스템(SYS)으로부터 출력된 수직/수평 동기신호 및 클럭신호는 타이밍 컨트롤러(TC)에 공급된다. 또한, 이 시스템(SYS)으로부터 순차적으로 출력된 디지털 영상 데이터들은 타이밍 컨트롤러(TC)에 공급된다.
타이밍 컨트롤러(TC)는 자신에게 입력되는 수평동기신호, 수직동기신호, 및 클럭신호를 이용하여 데이터 제어신호, 스캔 제어신호, 발광 제어신호를 발생시켜 데이터 드라이버(DD) 및 스캔 드라이버(SD)로 공급한다. 데이터 제어신호는 도트클럭, 소스쉬프트클럭, 소스인에이블신호, 극성반전신호 등을 포함한다. 스캔 제어신호는 스캔 스타트 펄스, 스캔쉬프트클럭, 스캔출력인에이블 등을 포함한다.
데이터 드라이버(DD)는 타이밍 컨트롤러(TC)로부터의 데이터 제어신호에 따라 디지털 영상 데이터(DRGB)들을 샘플링한 후에, 매 수평기간(Horizontal Time : 1H, 2H, ...)마다 한 수평라인의 샘플링 영상 데이터들을 래치하고 래치된 영상 데이터들을 데이터 라인들(DL1 내지 DLn)에 공급한다. 즉, 데이터 드라이버(DD)는 타이밍 컨트롤러(TC)로부터의 디지털 영상 데이터를 전원 공급부로부터 입력되는 다수의 감마전압들을 이용하여 아날로그 화소 신호(데이터 전압)로 변환하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLn)에 공급한다.
스캔 드라이버(SD)는 타이밍 컨트롤러(TC)로부터의 스캔 스타트 펄스에 응답하여 스캔신호들을 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터와, 이 스캔신호들을 화소(PXL)의 구동에 알맞은 전압레벨로 쉬프트시키기 위한 레벨 쉬프터를 포함한다. 스캔 드라이버(SD)는 타이밍 컨트롤러(TC)로부터의 스캔 제어신호에 응답하여 스캔 라인들(SL1 내지 SLm)로 순차적으로 스캔펄스를 공급한다.
전원 공급부(PS)는 화소(PXL)의 구동에 필요한 감마전압들, 다수의 구동전압들(VDD1, VDD2) 및 기저전압(VSS)을 생성한다. 이를 위해, 이 전원 공급부(PS)의 내부에는 상기 감마전압들을 생성하기 위한 감마전압원, 구동전압들(VDD1, VDD2)을 생성하기 위한 구동전압원, 기저전압(VSS)을 생성하기 위한 기저전압원을 포함한다.
전원 공급부(PS)로부터 출력된 제 1 및 제 2 구동전압(VDD1, VDD2)은 모두 기저전압(VSS)보다 큰 정전압으로서, 제 1 구동전압(VDD1)과 제 2 구동전압(VDD2)은 서로 다른 크기의 전압을 갖는다. 예를 들어, 제 2 구동전압(VDD2)이 제 1 구동전압(VDD1)보다 더 작은 전압값을 가질 수 있다. 한편, 기저전압(VSS)은 0[V]가 될 수 있다.
이 제 1 및 제 2 구동전압(VDD1, VDD2)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 각 표시영역(D1, D2)으로 나누어 입력된다. 예를 들어, 제 1 구동전압(VDD1)은 제 1 구동라인(VDL1)을 통해 제 1 표시영역(D1)으로 공급되고, 제 2 구동전압(VDD2)은 제 2 구동라인(VDL2)을 통해 제 2 표시영역(D2)으로 공급된다. 이때 제 1 표시영역(D1)으로 공급된 제 1 구동전압(VDD1)은 이 제 1 표시영역(D1)에 포함된 전체 화소(PXL)들로 공급되며, 제 2 표시영역(D2)으로 공급된 제 1 구동전압(VDD1)은 이 제 2 표시영역(D2)에 포함된 전체 화소(PXL)들을 공급된다. 다시 말하여, 동일 표시영역에 위치한 화소(PXL)들은 동일한 구동전압을 공급받으며, 서로 다른 표시영역에 위치한 화소(PXL)들은 서로 다른 구동전압들을 공급받는다.
이때 각 표시영역(D1, D@)의 면적이 서로 동일하고, 그리고 각 표시영역(D1, D2)에 포함된 화소(PXL)들의 수가 동일할 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 제 1 표시영역(D1) 및 제 2 표시영역(D2)의 면적이 동일하고, 그리고 제 1 표시영역(D1)에 포함된 화소(PXL)들의 수와 제 2 표시영역(D2)에 포함된 화소(PXL)들의 수가 동일할 수 있다.
각 표시영역의 화소(PXL)들은 모두 동일한 구성을 갖는 바, 이를 도 3a 및 도 3b를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 간다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 어느 하나의 화소(PXL)에 구비된 회로 구성을 나타낸 도면으로서, 도 3a는 데이터스위칭소자(Tr_DS) 및 구동스위칭소자(Tr_DR)가 P타입의 트랜지스터로 구성될 때의 화소(PXL)의 회로 구성을 나타낸 도면이고, 그리고 도 3b는 데이터스위칭소자(Tr_DS) 및 구동스위칭소자(Tr_DR)가 N타입의 트랜지스터로 구성될 때의 화소(PXL)의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
먼저 도 3a에 도시된 바와 같이, 하나의 화소(PXL)는 P타입의 데이터스위칭소자(Tr_DS), P타입의 구동스위칭소자(Tr_DR), 스토리지 커패시터(Cst) 및 발광다이오드(OLED)를 포함한다.
P타입의 데이터스위칭소자(Tr_DS)는 스캔 라인(SL)으로부터의 스캔신호에 따라 데이터 라인(DL)으로부터의 데이터 전압을 스위칭한다. 이를 위해 이 데이터스위칭소자(Tr_DS)의 게이트전극은 스캔 라인(SL)에 접속되며, 소스전극은 데이터 라인(DL)에 접속되며, 그리고 드레인전극은 구동스위칭소자(Tr_DR)의 게이트전극에 접속된다.
P타입의 구동스위칭소자(Tr_DR)는 제 1 구동전압(VDD1)과 데이터스위칭소자(Tr_DS)로부터 스위칭된 데이터 전압에 따라 구동전류의 크기를 조절한다. 이를 위해, 이 구동스위칭소자(Tr_DR)의 게이트전극은 데이터스위칭소자(Tr_DS)의 드레인전극에 접속되며, 소스전극은 제 1 구동라인(VDL1)에 접속되며, 그리고 드레인전극은 발광다이오드(OLED)의 애노드전극에 접속된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 구동스위칭소자(Tr_DR)의 게이트전극과 소스전극 사이에 접속된다.
발광다이오드(OLED)는 구동스위칭소자(Tr_DR)의 소스전극과 기저라인 사이에 접속된다. 즉, 발광다이오드(OLED)의 애노드전극은 구동스위칭소자(Tr_DR)의 소스전극에 접속되고, 캐소드전극은 기저라인에 접속된다. 이 발광다이오드(OLED)는 구동스위칭소자(Tr_DR)로부터의 구동전류에 따라 발광한다.
한편, 도 3a에 도시된 화소(PXL)는 제 1 표시영역(D1)에 포함된 화소(PXL)들 중 어느 하나로서, 제 2 표시영역(D2)에 포함된 화소(PXL)의 구동스위칭소자(Tr_DR)의 소스전극에는 제 1 구동라인(VDL1) 대신 제 2 구동라인(VDL2)이 연결된다.
또한 도 3b에 도시된 바와 같이, 하나의 화소(PXL)는 N타입의 데이터스위칭소자(Tr_DS), N타입의 구동스위칭소자(Tr_DR), 스토리지 커패시터(Cst) 및 발광다이오드(OLED)를 포함할 수 있다.
N타입의 데이터스위칭소자(Tr_DS)는 스캔 라인(SL)으로부터의 스캔신호에 따라 데이터 라인(DL)으로부터의 데이터 전압을 스위칭한다. 이를 위해 이 데이터스위칭소자(Tr_DS)의 게이트전극은 스캔 라인(SL)에 접속되며, 소스전극은 데이터 라인(DL)에 접속되며, 그리고 드레인전극은 구동스위칭소자(Tr_DR)의 게이트전극에 접속된다.
N타입의 구동스위칭소자(Tr_DR)는 제 1 구동전압(VDD1)과 데이터스위칭소자(Tr_DS)로부터 스위칭된 데이터 전압에 따라 구동전류의 크기를 조절한다. 이를 위해, 이 구동스위칭소자(Tr_DR)의 게이트전극은 데이터스위칭소자(Tr_DS)의 드레인전극에 접속되며, 소스전극은 기저라인에 접속되며, 드레인전극은 발광다이오드(OLED)의 캐소드전극에 접속된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 구동스위칭소자(Tr_DR)의 게이트전극과 소스전극 사이에 접속된다.
발광다이오드(OLED)는 구동스위칭소자(Tr_DR)의 드레인전극과 제 1 구동라인(VDL1) 사이에 접속된다. 즉, 발광다이오드(OLED)의 캐소드전극은 구동스위칭소자(Tr_DR)의 드레인전극에 접속되고, 애노드전극은 제 1 구동라인(VDL1)에 접속된다. 이 발광다이오드(OLED)는 구동스위칭소자(Tr_DR)로부터의 구동전류에 따라 발광한다.
한편, 도 3b에 도시된 화소(PXL)는 제 1 표시영역(D1)에 포함된 화소(PXL)들 중 어느 하나로서, 제 2 표시영역(D2)에 포함된 화소(PXL)의 발광다이오드(OLED)의 애노드전극에는 제 1 구동라인(VDL1) 대신 제 2 구동라인(VDL2)이 연결된다.
이와 같이 본 발명에서는 표시패널(DSP)을 다수의 표시영역으로 구획하고, 각 표시영역으로 서로 다른 크기의 구동전압을 인가함으로써 종래에 비하여 소비전력의 크기를 줄일 수 있다. 즉, 종래에는 구동전압으로서 20[V]의 최대 전압을 표시패널(DSP)내의 모든 화소(PXL)들로 공급하였으나, 본 발명에서는, 예를 들어, 표시패널(DSP)의 제 1 표시영역(D1)에 위치한 화소(PXL)들로 20[V]의 최대 전압을 갖는 구동전압을 인가하고 이 표시패널(DSP) 제 2 표시영역(D2)에 위치한 화소(PXL)들로 이보다 작은 전압을 인가함으로써 소비전력을 줄일 수 있다. 또한 기존의 최대 전압을 부분적으로 사용함으로써 전체적인 휘도저하를 최소화할 수 있다. 다시 말하여, 본 발명에서는 제 1 구동전압(VDD1)을 최대 전압으로 설정하고, 그리고 제 2 구동전압(VDD2)을 이보다 작은 값으로 설정함으로써 휘도 저하를 최소화면서도 소비전력을 크게 줄일 수 있다.
한편, 이와 같이 표시영역별로 서로 다른 크기의 구동전압이 인가될 경우 각 표시영역간 휘도차에 의해 표시영역들간의 경계부가 두드러지는 현상이 나타날 수 있다. 이러한 현상을 방지하기 위해 본 발명의 데이터 드라이버는 각 표시영역별로 서로 다른 크기의 데이터 전압을 공급할 수 있는 바, 도 4를 참조하여 이를 구체적으로 설명한다.
도 4는 도 1의 데이터 드라이버(DD)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 드라이버(DD)는 각 표시영역으로 서로 다른 크기의 데이터 전압들을 공급한다. 즉, 제 1 표시영역(D1)과 제 2 표시영역(D2)에 모두 동일한 영상을 표시하려면 제 1 표시영역(D1)으로 공급되는 데이터 전압들과 제 2 표시영역(D2)으로 공급되는 데이터 전압들의 크기는 동일해야 하지만, 본 발명에서는 제 1 표시영역(D1)에 비하여 상대적으로 더 작은 구동전압을 공급받는 제 2 표시영역(D2)으로 상대적으로 더 큰 데이터 전압들을 공급함으로써 구동전압의 크기 차에 따른 제 1 표시영역(D1)과 제 2 표시영역(D2)간의 휘도차를 제거한다.
예를 들어, 이 데이터 드라이버(DD)가 4개의 데이터드라이브 집적회로들(D-IC1 내지 D-IC4)로 구성된다면, 좌측에 위치한 제 1 및 제 2 데이터드라이브 집적회로들(D-IC1, D-IC2)은 제 1 표시영역(D1)으로 데이터 전압들(DV1~DV(n/4), DV(n/4)+1~DV(n/2))을 공급하며, 그리고 우측에 위치한 제 3 및 제 4 데이터드라이브 집적회로들(D-IC3, D-IC4)은 제 2 표시영역(D2)으로 데이터 전압들(DV(n/2)+1~DV(3n/4), DV(3n/4)+1~DVn)을 공급한다. 이때 제 3 및 제 4 데이터드라이브 집적회로들(D-IC3, D-IC4)로부터 제공되는 데이터 전압들(DV(n/2)+1~DV(3n/4), DV(3n/4)+1~DVn)은 제 1 및 제 2 데이터집적회로들(D-IC1, D-IC2)로부터 제공되는 데이터 전압들(DV1~DV(n/4), DV(n/4)+1~DV(n/2))보다 더 큰 전압 크기를 갖는다. 더욱 구체적인 예로, 제 1 및 제 2 표시영역(D1, D2)에 모두 100의 중간계조에 해당하는 단색 영상을 표시할 때, 제 1 및 제 2 데이터드라이브 집적회로들(D-IC1, D-IC2)로부터 출력되는 데이터 전압들(DV1~DV(n/4), DV(n/4)+1~DV(n/2))은 모두 100의 중간계조에 해당하는 전압을 가지는 반면, 제 3 및 제 4 데이터드라이브 집적회로들(D3, D4)로부터 출력되는 데이터 전압들(DV(n/2)+1~DV(3n/4), DV(3n/4)+1~DVn)은 모두 105의 중간계조에 해당하는 전압을 가질 수 있다.
한편, 이러한 데이터 드라이버(DD)의 동작을 위해 전원 공급부(PS)의 내부에 포함된 감마전압원(GS)은 데이터 드라이버(DD)로 다수의 감마전압 세트들(GV1, GV2)을 공급한다.
즉, 데이터 드라이버(DD)는 외부로부터 공급되는 디지털 영상 데이터들(DRGB)을 감마전압원(GS)으로부터 제공되는 다수의 감마전압 세트들(GV1, GV2)을 이용하여 변경함으로써 데이터 전압들(DV1 내지 DVn)을 생성하는 바, 이 감마전압원(GS)은 각 표시영역(D1, D2)으로 공급되는 구동전압(VDD1, VDD2)의 크기별로 서로 다른 값을 갖도록 미리 설정된 다수의 감마전압 세트들(GV1, GV2)을 생성한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 감마전압원(GS)은 제 1 감마전압 세트(GV1)와 제 2 감마전압 세트(GV2)를 출력한다. 제 1 및 제 2 감마전압 세트(GV1, GV2)는 각각 다수의 계조전압들로 구성되어 있는 바, 예를 들어 디지털 영상 데이터(DRGB)가 8비트라면 이 제 1 및 제 2 감마전압 세트(GV1, GV2)는 서로 다른 크기를 갖는 256개의 계조전압들(0계조 내지 255계조)로 구성된다. 이때, 제 2 감마전압 세트(GV2)에 포함된 256개의 계조전압들 각각은 이에 대응되는 제 1 감마세트에 포함된 256개의 계조전압들 각각보다 더 큰 전압을 갖는다. 즉, 제 2 감마전압 세트(GV2)에 포함된 k계조전압(k는 0 또는, 1-255 중 어느 하나의 값을 갖는 자연수)의 크기가 제 1 감마전압 세트(GV1)에 포함된 k계조전압보다 더 큰 값으로 설정된다. 예를 들어, 제 1 감마전압 세트(GV1)에 포함된 1계조전압의 크기가 0.2[V]라고 가정하면, 이에 대응되는 제 2 감마전압 세트(GV2)에 포함된 1계조전압의 크기는 이보다 큰 0.3[V]가 될 수 있다.
데이터 드라이버(DD)는 제 1 감마전압 세트(GV1)에 포함된 계조전압들을 이용하여 제 1 표시영역(D1)의 화소(PXL)들로 공급될 디지털 영상 데이터(DRGB)들을 아날로그로 신호(데이터 전압)로 변환하는 반면, 제 2 감마전압 세트(GV2)에 포함된 계조전압들을 이용하여 제 2 표시영역(D2)의 화소(PXL)들로 공급될 디지털 영상 데이터(DRGB)들을 아날로그 신호(데이터 전압)로 변환한다. 따라서, 제 2 표시영역(D2)의 화소(PXL)들이 제 2 표시영역(D2)의 화소(PXL)들보다 상대적으로 더 큰 데이터 전압들을 공급받을 수 있다.
도 5는 동일 계조의 영상 데이터들을 제 1 표시영역(D1)과 제 2 표시영역(D2)에 표시할 때 두 표시영역에 공급되는 데이터 전압의 크기를 비교하기 위한 감마커브의 도면이다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 데이터 드라이버(DD)가 제 1 표시영역(D1)에 특정 계조의 영상을 표시하기 위해서 제 1 감마커브(GC1)에 의해 정의된 제 1 계조전압(V1)을 선택한다면, 이 데이터 드라이버(DD)는 제 2 표시영역(D2)에 상기 특정 계조의 영상을 표시하기 위해서 제 2 감마커브(GC2)에 의해 정의된 제 1 계조전압(V1')을 선택한다. 도 5에서 알 수 있듯이, 제 2 감마커브(GC2)의 제 1 계조전압(V1')이 제 1 감마커브(GC1)의 제 1 계조전압(V1)보다 V만큼 더 크게 설정된다. 여기서 이 V는 계조별로 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 감마전압 세트(GV1)의 1계조전압과 이에 대응되는 제 2 감마전압 세트(GV2)의 1계조전압간의 차이(델타V)는, 제 1 감마전압 세트(GV1)의 2계조전압과 이에 대응되는 제 2 감마전압 세트(GV2)의 2계조전압간의 차이( V)와 다른 크기로 설정될 수 있다. 이때, 계조의 크기에 비례하여 이 V의 크기를 증가시킬 수도 있다.
한편, 감마전압원(GS)은 전원 공급부(PS)의 내부가 아닌 외부에 따로 설치될 수도 있다.
한편, 또 다른 실시예로서, 감마전압 세트는 하나로 설정하고, 디지털 영상 데이터(DRGB)의 크기를 각 표시영역별로 다르게 설정할 수 있다. 예를 들어, 계조전압들은 하나의 감마전압 세트로부터 제공된 것들만을 사용하고, 그리고 타이밍 컨트롤러(TC)는 입력받은 한 수평라인의 디지털 영상 데이터(DRGB)들이 속하는 표시영역을 매 수평라인 기간마다 확인하고, 이 확인 결과를 근거로 하여 해당 표시영역(예를 들어, 제 2 표시영역(D2)에 속하는 디지털 영상 데이터(DRGB)들의 계조가 원래의 계조레벨보다 더 크게 되도록 비트수를 증가시킬 수도 있다. 이때, 하나의 감마전압 세트에 포함된 계조수는 원래의 계조수(예를 들어, 256개)보다 더 많게 설정될 수 있다. 즉, 높은 계조의 전압들이 더 많아지도록 그 수가 변경될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표시패널(DSP)의 또 다른 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드(OLED)표시장치의 표시패널(DSP)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 3개의 표시영역들(D1 내지 D3)로 구분될 수도 있다. 이와 같은 경우, 전원 공급부(PS)는 서로 다른 크기를 갖는 제 1 내지 제 3 구동전압들(VDD1 내지 VDD3)을 생성한다. 그리고, 제 1 구동전압(VDD1)을 제 1 표시영역(D1)의 화소(PXL)들로 공급하고, 제 2 구동전압(VDD2)을 제 2 표시영역(D2)의 화소(PXL)들로 공급하고, 그리고 제 3 구동전압(VDD3)을 제 3 표시영역의 화소(PXL)들로 공급한다. 여기서, 제 1 구동전압(VDD1)이 최대의 전압으로서 가장 크고, 제 3 구동전압(VDD3)이 가장 작다. 그리고 제 2 구동전압(VDD2)은 제 1 구동전압(VDD1)과 제 2 구동전압(VDD2) 사이의 값을 갖는다. 이때, 감마전압 세트 역시 서로 다른 크기를 갖는 3개의 감마전압 세트들로 구성되며, 이들의 크기는 제 1 내지 제 3 구동전압(VDD1 내지 VDD3)의 크기 순서에 반비례한다. 또한 데이터 드라이버(DD)는 각 표시영역(D1 내지 D3)에 해당하는 감마전압 세트를 이용하여 데이터 전압들을 생성한다.
여기서, 제 1 내지 제 3 표시영역(D1 내지 D3)에 포함된 화소(PXL)들은 상술된 도 3a 또는 도 3b와 같은 구조를 가질 수 있다. 한편, 제 1 내지 제 3 표시영역들(D1 내지 D3)은 동일한 면적을 갖는다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 표시패널(DSP)의 또 다른 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드(OLED)표시장치의 표시패널(DSP)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 8개의 표시영역들(D1 내지 D8)로 구분될 수도 있다. 이와 같은 경우, 전원 공급부(PS)는 서로 다른 크기를 갖는 제 1 내지 제 8 구동전압들(VDD1 내지 VDD8)을 생성한다. 그리고, 제 1 구동전압(VDD1)을 제 1 표시영역(D1)의 화소(PXL)들로 공급하고, 제 2 구동전압(VDD2)을 제 2 표시영역(D2)의 화소(PXL)들로 공급하고, 제 3 구동전압(VDD3)을 제 3 표시영역의 화소(PXL)들로 공급하고, 제 4 구동전압(VDD4)을 제 4 표시영역(D4)의 화소(PXL)들로 공급하고, 제 5 구동전압(VDD5)을 제 5 표시영역(D5)의 화소(PXL)들로 공급하고, 제 6 구동전압을 제 6 표시영역의 화소(PXL)들로 공급하고, 제 7 구동전압(VDD7)을 제 7 표시영역(D7)의 화소(PXL)들로 공급하고, 그리고 제 8 구동전압(VDD8)을 제 8 표시영역(D8)의 화소(PXL)들로 공급한다. 각 구동전압들(VDD1 내지 VDD8)은 제 1 구동전압(VDD1)>제 2 구동전압(VDD2)>제 3 구동전압(VDD3)>제 4 구동전압(VDD4)>제 5 구동전압(VDD5)>제 6 구동전압(VDD6)>제 7 구동전압(VDD7)>제 8 구동전압(VDD8)의 크기 순서를 가질 수 있다. 이때, 감마전압 세트 역시 서로 다른 크기를 갖는 8개의 감마전압 세트들로 구성되며, 이들의 크기는 제 1 내지 제 8 구동전압(VDD1 내지 VDD8)의 크기 순서에 반비례한다. 또한 데이터 드라이버(DD)는 각 표시영역(D1 내지 D8)에 해당하는 감마전압 세트를 이용하여 데이터 전압들을 생성한다.
여기서, 제 1 내지 제 8 표시영역(D1 내지 D8)에 포함된 화소(PXL)들은 상술된 도 3a 또는 도 3b와 같은 구조를 가질 수 있다. 한편, 제 1 내지 제 8 표시영역들(D1 내지 D8)은 동일한 면적을 갖는다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 표시패널(DSP)의 또 다른 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드(OLED)표시장치의 표시패널(DSP)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 서로 다른 크기의 면적을 갖는 2개의 표시영역들(D1, D2)로 구분될 수도 있다. 이때, 제 1 및 제 2 표시영역(D1, D2)들 중 상대적으로 큰 면적의 제 2 표시영역(D2)이 더 많은 수의 화소(PXL)들을 포함한다. 소비전력을 더욱 최소화하기 위해 전원 공급부(PS)는 제 1 및 제 2 표시영역(D1, D2)들 중 상대적으로 더 큰 면적을 갖는 제 2 표시영역(D2)내의 화소(PXL)들로 상대적으로 더 작은 크기의 제 2 구동전압(VDD2)을 공급한다. 즉, 제 2 구동전압(VDD2)을 제 1 구동전압(VDD1)보다 더 작게 설정할 수 있다. 한편, 표시영역간 휘도차를 더욱 줄이기 위해 제 1 및 제 2 표시영역(D1, D2)들 중 상대적으로 더 큰 면적을 갖는 제 2 표시영역(D2)내의 화소(PXL)들로 상대적으로 더 큰 크기의 제 2 구동전압(VDD2)을 공급할 수도 있다. 즉, 제 2 구동전압(VDD2)을 제 1 구동전압(VDD1)보다 더 크게 설정할 수 있다.
도 9는 종래의 발광다이오드(OLED)표시장치와 본 발명의 발광다이오드(OLED)표시장치간의 소비전력을 비교 설명하기 위한 도면이다.
도 9의 (a)에 도시된 종래의 발광다이오드(OLED)표시장치와 같이, 구동전압을 20[V]로 고정할 경우 각 화소(PXL)별로 필요한 구동전류의 크기가 서로 다름에도 불구하고 필요 이상의 큰 구동전압이 화소(PXL)로 인가되어 소비전력이 증가함을 알 수 있다. 즉, 세 개의 화소(PXL)들 중 5[A] 및 10[A]의 작은 구동전류를 필요로 하는 화소(PXL)들로 20[V]의 높은 구동전압이 인가됨으로 인해 700[W]의 큰 소비전력이 발생된다.
그러나, 도 9의 (b)에 본 발명에 따른 발광다이오드(OLED)표시장치와 같이, 세 개의 화소(PXL)들 중 5[A] 및 10[A]의 작은 구동전류를 필요로 하는 화소(PXL)들로 상대적으로 작은 구동전압이 인가됨으로 인해 600[W]의 작은 소비전력이 발생된다.
한편, 도 9에서 Ids는 구동스위칭소자(Tr_DR)의 드레인전극과 소스전극간을 흐르는 구동전류를 의미하며, Vds는 구동스위칭소자(Tr_DR)의 드레인전극과 소스전극간의 전압을 의미한다.
도 10은 종래의 발광다이오드(OLED)표시장치와 본 발명의 발광다이오드(OLED)표시장치간의 구동전류의 크기를 비교 설명하기 위한 도면이다.
도 10의 (a)에 도시된 종래의 발광다이오드(OLED)표시장치에서의 저전류, 중전류 및 최대전류에서 전류값은, 도 10의 (b)에 도시된 본 발명의 발광다이오드(OLED)표시장치에서의 저전류, 중전류 및 최대전류에서 전류값과 거의 차이가 없다. 따라서 본 발명에서와 같이 특정 표시영역의 구동전압을 최대 구동전압보다 낮추어도 휘도에는 큰 차이가 없음을 알 수 있다.
도 10에서 TFT Vds는 구동스위칭소자(Tr_DR)의 드레인전극과 소스전극간의 전압을 의미하며, Voled는 발광다이오드(OLED)의 애노드전극과 캐소드전극간의 전압을 의미한다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
TC: 타이밍 컨트롤러 SD: 스캔 드라이버
DD: 데이터 드라이버 SYS: 시스템
PS: 전원 공급부 DSP: 표시패널
D#: 제 # 표시영역 DL#: 제 # 데이터 라인
SL#: 제 # 스캔 라인

Claims (20)

  1. 발광다이오드를 구비한 다수의 화소들을 포함하며, 상기 다수의 화소들을 나누어 갖는 적어도 2개의 표시영역들로 구분된 표시패널; 및,
    상기 각 표시영역으로 서로 다른 크기의 구동전압들을 공급하는 전원 공급부를 포함함을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각 화소는,
    스캔 라인으로부터의 스캔신호에 따라 데이터 라인으로부터의 데이터 전압을 스위칭하는 데이터스위칭소자; 및,
    상기 구동전압들 중 어느 하나와 상기 데이터스위칭소자로부터 스위칭된 데이터 전압에 따라 구동전류의 크기를 조절하는 구동스위칭소자;
    상기 구동스위칭소자의 게이트전극과 소스전극 사이에 접속된 스토리지 커패시터를 포함하며; 그리고,
    상기 화소에 구비된 발광다이오드는 상기 구동스위칭소자로부터의 구동전류에 따라 발광함을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 데이터스위칭소자 및 구동스위칭소자는 P타입의 트랜지스터이며;
    상기 구동스위칭소자의 드레인전극이 상기 발광다이오드의 애노드전극에 접속되고;
    상기 구동스위칭소자의 소스전극이 상기 구동전압들을 전송하는 다수의 구동라인들 중 어느 하나에 접속되며; 그리고,
    상기 발광다이오드의 캐소드전극이 기저전압을 전송하는 기저라인에 접속된 것을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 데이터스위칭소자 및 구동스위칭소자는 N타입의 트랜지스터이며;
    상기 구동스위칭소자의 드레인전극이 상기 발광다이오드의 캐소드전극에 접속되고;
    상기 구동스위칭소자의 소스전극이 기저전압을 전송하는 기저라인에 접속되며; 그리고,
    상기 발광다이오드의 애노드전극이 상기 구동전압들을 전송하는 다수의 구동라인들 중 어느 하나에 접속된 것을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    동일 표시영역에 위치한 화소들은 동일한 구동전압을 공급받으며; 그리고,
    서로 다른 표시영역에 위치한 화소들은 서로 다른 구동전압들을 공급받는 것을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    각 표시영역의 면적이 동일하며; 그리고,
    각 표시영역에 포함된 화소들의 수가 동일한 것을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    각 표시영역의 면적이 서로 다르며;
    상기 표시영역들 중 상대적으로 큰 면적의 표시영역이 더 많은 수의 화소들을 포함하며; 그리고,
    상기 전원 공급부는, 상기 표시영역들 중 상대적으로 큰 면적의 표시영역내의 화소들로 상대적으로 더 작은 크기의 구동전압을 공급함을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 화소들로 데이터 전압들을 공급하는 데이터 드라이버를 더 포함하며; 그리고,
    상기 데이터 드라이버는, 상기 각 표시영역으로 서로 다른 크기의 데이터 전압들을 공급함을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는, 상대적으로 더 작은 구동전압을 공급받는 표시영역으로 상대적으로 더 큰 데이터 전압들을 공급함을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 데이터 드라이버로 다수의 감마전압 세트들을 공급하는 감마전압원을 더 포함하며;
    상기 데이터 드라이버는 외부로부터 공급되는 디지털 영상 데이터들을 상기 감마전압원으로부터 제공되는 다수의 감마전압 세트들을 이용하여 변경함으로써 상기 데이터 전압들을 생성하며; 그리고,
    상기 감마전압원은 각 표시영역으로 공급되는 구동전압의 크기별로 서로 다른 값을 갖도록 미리 설정된 다수의 감마전압 세트들을 생성함을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상대적으로 낮은 크기의 구동전압에 대응되는 감마전압 세트가 상대적으로 큰 크기의 계조전압들을 포함함을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치.
  12. 발광다이오드를 구비한 다수의 화소들을 포함하는 표시패널을, 상기 다수의 화소들을 나누어 갖는 적어도 2개의 표시영역들로 구획하는 A단계; 및,
    상기 각 표시영역으로 서로 다른 크기의 구동전압들을 공급하는 B단계를 포함함을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치의 구동방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    각 화소는,
    스캔 라인으로부터의 스캔신호에 따라 데이터 라인으로부터의 데이터 전압을 스위칭하는 데이터스위칭소자; 및,
    상기 구동전압들 중 어느 하나와 상기 데이터스위칭소자로부터 스위칭된 데이터 전압에 따라 구동전류의 크기를 조절하는 구동스위칭소자;
    상기 구동스위칭소자의 게이트전극과 소스전극 사이에 접속된 스토리지 커패시터를 포함하며; 그리고,
    상기 화소에 구비된 발광다이오드는 상기 구동스위칭소자로부터의 구동전류에 따라 발광함을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치의 구동방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    동일 표시영역에 위치한 화소들은 동일한 구동전압을 공급받으며; 그리고,
    서로 다른 표시영역에 위치한 화소들은 서로 다른 구동전압들을 공급받는 것을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치의 구동방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    각 표시영역에 포함된 화소들의 수가 동일한 것을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치의 구동방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    각 표시영역의 면적이 서로 다르며;
    상기 표시영역들 중 상대적으로 큰 면적의 표시영역이 더 많은 수의 화소들을 포함하며; 그리고,
    상기 전원 공급부는, 상기 표시영역들 중 상대적으로 큰 면적의 표시영역내의 화소들로 상대적으로 더 작은 크기의 구동전압을 공급함을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치의 구동방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 화소들로 데이터 전압들을 공급하는 C단계를 더 포함하며; 그리고,
    상기 C단계에서, 각 표시영역으로 서로 다른 크기의 데이터 전압들이 공급됨을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치의 구동방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 C단계에서, 상대적으로 더 작은 구동전압을 공급받는 표시영역으로 상대적으로 더 큰 데이터 전압들이 공급됨을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치의 구동방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 C단계에서의 데이터 전압들을 생성하는데 필요한 위한 다수의 감마전압 세트들을 생성하는 D단계를 더 포함하며; 그리고,
    상기 다수의 감마전압 세트들은 각 표시영역으로 공급되는 구동전압의 크기별로 서로 다른 값을 갖도록 미리 설정된 것을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치의 구동방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상대적으로 낮은 크기의 구동전압에 대응되는 감마전압 세트가 상대적으로 큰 크기의 계조전압들을 포함함을 특징으로 하는 발광다이오드표시장치의 구동방법.
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