KR20150086820A - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

Abstract

표시 장치는 복수의 화소, 상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 주사선에 주사 신호를 인가하는 주사 구동부, 상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 데이터선에 계조 전압을 인가하는 데이터 구동부, 상기 주사 구동부의 동작을 제어하는 주사 제어신호를 상기 주사 구동부에 전달하고, 상기 데이터 구동부의 동작을 제어하는 데이터 제어신호를 상기 데이터 구동부에 전달하는 신호 제어부, 상기 주사 신호의 생성을 위한 전원 전압을 상기 주사 구동부에 제공하는 전원 공급부, 및 상기 전원 전압의 전압 레벨을 검출하여 인에이블 신호를 생성하는 쇼트 검출부를 포함한다.

Description

표시 장치 및 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배선의 쇼트(short)에 의한 고장을 방지하는 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display) 등의 표시 장치는 일반적으로 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 주사 라인 및 복수의 데이터 라인을 포함한다. 복수의 화소는 주사 라인과 데이터 라인의 교차점에 형성된다.

복수의 주사 라인에 게이트 온 전압의 주사 신호가 순차적으로 인가될 때, 게이트 온 전압의 주사 신호에 대응하여 복수의 데이터 라인에 데이터 신호가 인가되어 복수의 화소에 영상 데이터가 기입된다.

주사 신호는 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어진다. 주사 신호를 생성하기 위해서는 적어도 하나의 클록 신호와 전원 전압이 필요하다. 적어도 하나의 클록 신호와 전원 전압은 각각의 배선을 통해 주사 신호를 생성하는 주사 회로에 인가된다.

이러한 배선들은 불필요한 영역을 최소화하기 위해서 가능한 인접하여 설계되는데, 표시 장치의 생산 과정이나 사용 중에 배선 간에 쇼트가 발생할 수 있다. 배선 간에 쇼트가 발생하게 되면 배선에 과도한 전류가 흐르게 되고, 과도한 전류에 의한 발열로 회로가 파괴될 수 있다.

특히, 전원 전압과 클록 신호의 배선 간에 쇼트가 발생하게 되면 전원 전압의 배선에 5배 이상의 전류가 흐르게 되고, 결국 전원 전압과 클록 신호의 배선이 과도한 전류에 의해 발화될 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 배선의 쇼트에 의한 고장을 방지할 수 있는 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소, 상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 주사선에 주사 신호를 인가하는 주사 구동부, 상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 데이터선에 계조 전압을 인가하는 데이터 구동부, 상기 주사 구동부의 동작을 제어하는 주사 제어신호를 상기 주사 구동부에 전달하고, 상기 데이터 구동부의 동작을 제어하는 데이터 제어신호를 상기 데이터 구동부에 전달하는 신호 제어부, 상기 주사 신호의 생성을 위한 전원 전압을 상기 주사 구동부에 제공하는 전원 공급부, 및 상기 전원 전압의 전압 레벨을 검출하여 인에이블 신호를 생성하는 쇼트 검출부를 포함한다.

상기 인에이블 신호는 상기 신호 제어부에 전달되는 제1 인에이블 신호를 포함하고, 상기 제1 인에이블 신호는 상기 신호 제어부를 활성화시키는 제1 레벨 전압 및 상기 신호 제어부를 비활성화시키는 제2 레벨 전압을 포함할 수 있다.

상기 인에이블 신호는 상기 전원 공급부에 전달되는 제2 인에이블 신호를 포함하고, 상기 제2 인에이블 신호는 상기 신호 제어부를 활성화시키는 제1 레벨 전압 및 상기 신호 제어부를 비활성화시키는 제2 레벨 전압을 포함할 수 있다.

상기 인에이블 신호는 상기 신호 제어부에 전달되는 제1 인에이블 신호 및 상기 전원 공급부에 전달되는 제2 인에이블 신호를 포함할 수 있다.

상기 제1 인에이블 신호는 상기 신호 제어부를 활성화시키는 제1 레벨 전압 및 상기 신호 제어부를 비활성화시키는 제2 레벨 전압을 포함할 수 있다.

상기 제2 인에이블 신호는 상기 전원 공급부를 활성화시키는 제1 레벨 전압 및 상기 전원 공급부를 비활성화시키는 제2 레벨 전압을 포함할 수 있다.

상기 쇼트 검출부는, 상기 전원 전압과 기준 전압의 차이에 대응하는 출력 전압을 출력하는 차동 증폭기, 인에이블 전압과 제1 노드 사이에 연결되어 있는 제1 저항, 접지 전압에 연결되어 있는 제2 저항, 및 상기 출력 전압이 인가되는 게이트 전극, 상기 제1 노드에 연결되어 있는 일 전극 및 상기 제2 저항에 연결되어 있는 타 전극을 포함하는 스위칭 트랜지스터를 포함할 수 있다.

상기 기준 전압은 상기 전원 전압이 정상일 때의 전압과 소정의 전압차를 가지는 미리 정해진 전압일 수 있다.

상기 전원 전압이 정상적인 레벨로 상기 차동 증폭기에 입력되면, 상기 출력 전압은 상기 스위칭 트랜지스터를 턴 오프시키는 게이트 오프 전압으로 출력될 수 있다.

상기 스위칭 트랜지스터가 턴 오프됨에 따라 상기 제1 노드의 전압이 상기 신호 제어부 및 상기 전원 공급부 중 적어도 어느 하나를 활성화시키는 제1 레벨 전압의 인에이블 신호로서 출력될 수 있다.

상기 전원 전압이 미리 정해진 범위를 벗어나는 전압으로 상기 차동 증폭기에 입력되면, 상기 출력 전압은 상기 스위칭 트랜지스터를 턴 온시키는 게이트 온 전압으로 출력될 수 있다.

상기 스위칭 트랜지스터가 턴 온됨에 따라 상기 제1 노드의 전압이 상기 신호 제어부 및 상기 전원 공급부 중 적어도 어느 하나를 비활성화시키는 제2 레벨 전압의 인에이블 신호로서 출력될 수 있다.

상기 주사 제어신호는 적어도 하나의 클록 신호를 포함하고, 상기 전원 전압의 배선과 상기 클록 신호의 배선 간의 쇼트에 의해 상기 전원 전압이 미리 정해진 범위를 벗어나는 전압으로 상기 차동 증폭기에 입력될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 주사선에 인가되는 주사 신호를 생성하기 위한 전원 전압이 입력되는 단계, 상기 전원 전압과 기준 전압의 차이에 대응하는 출력 전압이 출력되는 단계, 상기 출력 전압에 의해 스위칭 트랜지시터가 턴 온 또는 턴 오프되는 단계, 및 상기 스위칭 트랜지스터와 인에이블 전압 사이의 제1 노드의 전압이 상기 전원 전압을 생성하는 전원 공급부 및 상기 주사 구동부의 동작을 제어하는 신호 제어부 중 적어도 어느 하나에 인에이블 신호로서 출력되는 단계를 포함한다.

상기 기준 전압은 상기 전원 전압이 정상일 때의 전압과 소정의 전압차를 가지는 미리 정해진 전압일 수 있다.

상기 전원 전압과 기준 전압의 차이에 대응하는 출력 전압이 출력되는 단계는, 상기 전원 전압이 정상적인 레벨로 입력되면, 상기 출력 전압은 상기 스위칭 트랜지스터를 턴 오프시키는 게이트 오프 전압으로 출력되는 단계를 포함할 수 있다.

상기 스위칭 트랜지스터가 턴 오프됨에 따라 상기 제1 노드의 전압이 상기 신호 제어부 및 상기 전원 공급부 중 적어도 어느 하나를 활성화시키는 제1 레벨 전압의 인에이블 신호로서 출력될 수 있다.

상기 전원 전압과 기준 전압의 차이에 대응하는 출력 전압이 출력되는 단계는, 상기 전원 전압이 미리 정해진 범위를 벗어나는 전압으로 입력되면, 상기 출력 전압은 상기 스위칭 트랜지스터를 턴 온시키는 게이트 온 전압으로 출력되는 단계를 포함할 수 있다.

상기 스위칭 트랜지스터가 턴 온됨에 따라 상기 제1 노드의 전압이 상기 신호 제어부 및 상기 전원 공급부 중 적어도 어느 하나를 비활성화시키는 제2 레벨 전압의 인에이블 신호로서 출력될 수 있다.

상기 제2 레벨 전압의 인에이블 신호에 의해 상기 신호 제어부 및 상기 전원 공급부 중 적어도 어느 하나의 동작이 중지되는 단계를 더 포함할 수 있다.

전원 전압과 클록 신호의 배선 간에 쇼트에 의해 전원 전압과 클록 신호의 배선이 발화되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 VSS 전원 전압을 생성하는 전원 생성부를 나타내는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 쇼트 검출부를 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 타이밍도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 표시 장치는 신호 제어부(100), 주사 구동부(200), 데이터 구동부(300), 계조 전압 생성부(350), 표시부(400), 전원 공급부(500) 및 쇼트 검출부(600)를 포함한다.

표시부(400)는 복수의 주사선(S1~Sn), 복수의 데이터선(D1~Dm) 및 복수의 화소(PX)를 포함한다. 화소(PX)는 복수의 신호선들(S1~Sn, D1~Dm)에 연결되어 대략 행렬의 형태로 배열된다. 복수의 주사선(S1~Sn)은 대략 행 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행하다. 복수의 데이터선(D1~Dm)은 대략 열 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행하다.

표시부(400)는 액정 표시판 조립체일 수 있으며, 액정 표시판 조립체는 박막 트랜지스터 표시판(도 2의 10 참조)과 이에 대향하는 공통 전극 표시판(도 2의 20 참조), 두 표시판(10, 20) 사이에 충진되는 액정층(도 2의 15 참조)을 포함한다. 표시부(400)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(미도시)가 부착될 수 있다.

신호 제어부(100)는 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 제어 신호는 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync) 및 메인 클록 신호(MCLK)를 포함한다.

신호 제어부(100)는 영상 데이터 신호(DAT) 및 데이터 제어신호(CONT2)를 데이터 구동부(300)에 전달한다. 데이터 제어신호(CONT2)는 데이터 구동부(300)의 동작을 제어하는 신호로써, 영상 데이터 신호(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH), 복수의 데이터선(D1~Dm)에 계조 전압의 출력을 지시하는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어신호(CONT2)는 공통 전압(Vcom)에 대한 영상 데이터 신호(DAT)의 전압 극성을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.

신호 제어부(100)는 주사 제어신호(CONT1)를 주사 구동부(200)에 전달한다. 주사 제어신호(CONT1)는 주사 구동부(200)의 동작을 제어하는 신호로써, 주사 구동부(200)에서의 주사 시작 신호(STV) 및 게이트 온 전압의 출력을 제어하는 적어도 하나의 클록 신호(CKV)를 포함할 수 있다. 주사 제어신호(CONT1)는 게이트 온 전압의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.

데이터 구동부(300)는 표시부(400)에 배치된 복수의 데이터선(D1~Dm)에 연결되며, 계조 전압 생성부(350)로부터의 영상 데이터 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택한다. 데이터 구동부(300)는 선택한 계조 전압을 데이터선(D1~Dm)에 인가한다.

계조 전압 생성부(350)는 모든 계조에 대한 전압을 제공하지 않고 정해진 수의 기준 계조 전압만을 데이터 구동부(300)에 제공할 수 있다. 이때 데이터 구동부(300)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 영상 데이터 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택할 수 있다.

여기서는 계조 전압 생성부(350)가 데이터 구동부(300)와 별도로 마련되는 것으로 설명하였으나, 계조 전압 생성부(350)는 데이터 구동부(300) 내부에 포함될 수 있다.

주사 구동부(200)는 표시부(400)에 배치된 복수의 주사선(S1~Sn)에 연결되고, 스위칭 소자(도 2의 Q 참조)를 턴 온(turn on)시키는 게이트 온 전압과 턴 오프(turn off)시키는 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어진 주사 신호를 복수의 주사선(S1~Sn)에 인가한다. 주사 구동부(200)는 게이트 온 전압의 주사 신호를 복수의 주사선(S1~Sn)에 순차적으로 인가할 수 있다.

전원 공급부(500)는 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압의 주사 신호의 생성에 필요한 전원 전압(VSS)을 주사 구동부(200)에 제공한다. 전원 전압(VSS)은 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압의 주사 신호를 생성하기 위한 기준 전압일 수 있다. 또한, 전원 공급부(500)는 신호 제어부(100) 및 데이터 구동부(300)의 구동을 위한 전원을 제공할 수도 있다.

쇼트 검출부(600)는 전원 전압(VSS)의 전압 레벨을 검출하여 인에이블 신호(EN1, EN2)를 생성한다. 인에이블 신호(EN1, EN2)는 신호 제어부(100)에 전달되는 제1 인에이블 신호(EN1) 및 전원 공급부(500)에 전달되는 제2 인에이블 신호(EN2) 중 적어도 어느 하나를 포함한다.

쇼트 검출부(600)는 전원 전압(VSS)이 미리 정해진 범위 내의 전압으로 검출되면 인에이블 신호(EN1, EN2)를 제1 레벨 전압으로 출력하고, 전원 전압(VSS)이 미리 정해진 범위를 벗어나는 전압으로 검출되면 인에이블 신호(EN1, EN2)를 제2 레벨 전압으로 출력할 수 있다.

제1 레벨 전압의 제1 인에이블 신호(EN1)는 신호 제어부(100)를 활성화시키는 신호이고, 제2 레벨 전압의 제1 인에이블 신호(EN1)는 신호 제어부(100)를 비활성화시키는 신호를 의미한다. 즉, 신호 제어부(100)는 제1 인에이블 신호(EN1)가 제1 레벨 전압으로 수신되면 활성화되어 동작하는 반면, 제1 인에이블 신호(EN1)가 제2 레벨 전압으로 수신되면 비활성화되어 동작을 중지한다.

제1 레벨 전압의 제2 인에이블 신호(EN2)는 전원 공급부(500)를 활성화시키는 신호이고, 제2 레벨 전압의 제2 인에이블 신호(EN2)는 전원 공급부(500)를 비활성화시키는 신호를 의미한다. 즉, 전원 공급부(500)는 제2 인에이블 신호(EN2)가 제1 레벨 전압으로 수신되면 활성화되어 동작하는 반면, 제2 인에이블 신호(EN2)가 제2 레벨 전압으로 수신되면 비활성화되어 동작을 중지한다.

상술한 신호 제어부(100), 주사 구동부(200), 데이터 구동부(300), 계조 전압 생성부(350), 전원 공급부(500) 및 쇼트 검출부(600) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 표시부(400) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film) 위에 장착되거나 TCP(tape carrier package)의 형태로 표시부(400)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board) 위에 장착될 수 있다. 또는 신호 제어부(100), 주사 구동부(200), 데이터 구동부(300), 계조 전압 생성부(350), 전원 공급부(500) 및 쇼트 검출부(600)는 복수의 주사선(S1~Sn) 및 복수의 데이터선(D1~Dm)과 함께 표시부(400)에 집적될 수 있다.

예를 들어, 비정질 실리콘 게이트(Amorphous Silicon Gate, ASG)에 의해 주사 구동부(200)의 기능이 표시부(400)에 실장될 수 있다. 또한, 데이터 구동부(300)는 신호 제어부(100)의 기능이 내장된 구동 IC(integrated circuit) 로 마련될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 2를 참조하면, 표시부(400)의 하나의 화소(PX)에 대하여 설명한다. i번째 주사선(Si), 및 j번째 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PX)를 예로 들어 설명한다(1<i≤n, 1≤j≤m). 화소(PX)는 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 커패시터(Clc) 및 유지 커패시터(Cst)를 포함한다.

스위칭 소자(Q)는 박막 트랜지스터 표시판(10)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자이다. 스위칭 소자(Q)는 주사선(S1~Sn)에 연결되어 있는 게이터 단자, 데이터선(D1~Dm)에 연결되어 있는 입력 단자, 액정 커패시터(Clc) 및 유지 커패시터(Cst)에 연결되는 출력 단자를 포함한다. 박막 트랜지스터는 비정질 규소(amorphous silicon) 또는 다결정 규소(poly crystalline silicon)를 포함한다.

한편, 박막 트랜지스터는 반도체층이 산화물 반도체로 이루어진 산화물 박막 트랜지스터(Oxide TFT)일 수 있다.

산화물 반도체는 티타늄(Ti), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 게르마늄(Ge), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 인듐(In)을 기본으로 하는 산화물, 이들의 복합 산화물인 산화아연(ZnO), 인듐-갈륨-아연 산화물(InGaZnO4), 인듐-아연 산화물(Zn-In-O), 아연-주석 산화물(Zn-Sn-O) 인듐-갈륨 산화물 (In-Ga-O), 인듐-주석 산화물(In-Sn-O), 인듐-지르코늄 산화물(In-Zr-O), 인듐-지르코늄-아연 산화물(In-Zr-Zn-O), 인듐-지르코늄-주석 산화물(In-Zr-Sn-O), 인듐-지르코늄-갈륨 산화물(In-Zr-Ga-O), 인듐-알루미늄 산화물(In-Al-O), 인듐-아연-알루미늄 산화물(In-Zn-Al-O), 인듐-주석-알루미늄 산화물(In-Sn-Al-O), 인듐-알루미늄-갈륨 산화물(In-Al-Ga-O), 인듐-탄탈륨 산화물(In-Ta-O), 인듐-탄탈륨-아연 산화물(In-Ta-Zn-O), 인듐-탄탈륨-주석 산화물(In-Ta-Sn-O), 인듐-탄탈륨-갈륨 산화물(In-Ta-Ga-O), 인듐-게르마늄 산화물(In-Ge-O), 인듐-게르마늄-아연 산화물(In-Ge-Zn-O), 인듐-게르마늄-주석 산화물(In-Ge-Sn-O), 인듐-게르마늄-갈륨 산화물(In-Ge-Ga-O), 티타늄-인듐-아연 산화물(Ti-In-Zn-O), 하프늄-인듐-아연 산화물(Hf-In-Zn-O) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

반도체층은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역과, 채널 영역의 양 옆으로 불순물이 도핑되어 형성된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함한다. 여기서, 이러한 불순물은 박막 트랜지스터의 종류에 따라 달라지며, N형 불순물 또는 P형 불순물이 가능하다.

반도체층이 산화물 반도체로 이루어지는 경우에는 고온에 노출되는 등의 외부 환경에 취약한 산화물 반도체를 보호하기 위해 별도의 보호층이 추가될 수 있다.

액정 커패시터(Clc)는 박막 트랜지스터 표시판(10)의 화소 전극(PE)과 공통 전극 표시판(20)의 공통 전극(CE)을 두 단자로 하며, 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이의 액정층(15)은 유전체로서 기능한다. 액정층(15)은 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는다.

화소 전극(PE)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(CE)은 공통 전극 표시판(20)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(CE)이 박막 트랜지스터 표시판(10)에 구비되는 경우도 있으며, 이때에는 두 전극(PE, CE) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.

액정 커패시터(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 커패시터(Cst)는 박막 트랜지스터 표시판(10)에 구비된 별개의 신호선(미도시)과 화소 전극(PE)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며, 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가될 수 있다.

공통 전극 표시판(20)의 공통 전극(CE)의 일부 영역에 색 필터(CF)가 형성될 수 있다. 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하고 기본색의 공간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 할 수 있다. 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하고 기본색의 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 할 수 있다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등의 삼원색을 들 수 있다.

여기서는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(PE)에 대응하는 공통 전극 표시판(20)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(CF)를 구비함을 보여주고 있다. 이와 달리 색 필터(CF)는 박막 트랜지스터 표시판(10)의 화소 전극(PE) 위 또는 아래에 형성될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 VSS 전원 전압을 생성하는 전원 생성부를 나타내는 회로도이다.

도 3을 참조하면, 전원 공급부(500)는 주사 구동부(200)에 제공되는 전원 전압(VSS)을 생성하는 전원 생성부(510)를 포함한다.

전원 생성부(510)는 스위칭 제어부(511), 제1 트랜지스터(M1) 및 제2 트랜지스터(M2)를 포함한다.

제1 트랜지스터(M1)는 스위칭 제어부(511)에 연결되어 있는 게이트 전극, 기저 전압(Vneg)에 연결되어 있는 일 전극 및 제2 트랜지스터(M2)에 연결되어 있는 타 전극을 포함한다. 기저 전압(Vneg)은 접지 전압(GND)보다 낮은 레벨의 전압일 수 있다. 즉, 기저 전압(Vneg)은 음의 전압일 수 있다.

제2 트랜지스터(M2)는 스위칭 제어부(511)에 연결되어 있는 게이트 전극, 제1 트랜지스터(M1)에 연결되어 있는 일 전극 및 접지 전압(GND)에 연결되어 있는 타 전극을 포함한다.

제1 트랜지스터(M1)와 제2 트랜지스터(M2) 사이에 출력단이 연결되고, 제1 트랜지스터(M1)와 제2 트랜지스터(M2) 사이의 전압이 전원 전압(VSS)으로서 출력단으로 출력된다.

제1 트랜지스터(M1)와 제2 트랜지스터(M2)는 서로 다른 채널의 트랜지스터이다. 제1 트랜지스터(M1)는 n-채널 전계 효과 트랜지스터이고, 제2 트랜지스터(M2)는 p-채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. n-채널 전계 효과 트랜지스터를 턴 온시키는 게이트 온 전압은 하이 레벨 전압이고 턴 오프시키는 게이트 오프 전압은 로우 레벨 전압이다. 그리고 p-채널 전계 효과 트랜지스터를 턴 온시키는 게이트 온 전압은 로우 레벨 전압이고 턴 오프시키는 게이트 오프 전압은 하이 레벨 전압이다.

스위칭 제어부(511)는 제1 트랜지스터(M1) 및 제2 트랜지스터(M2)의 턴 온 및 턴 오프를 제어한다. 스위칭 제어부(511)는 제1 트랜지스터(M1) 및 제2 트랜지스터(M2)의 게이트 전극에 하이 레벨 전압 및 로우 레벨 전압을 교대로 인가하여 제1 트랜지스터(M1) 및 제2 트랜지스터(M2)가 교대로 턴 온되도록 하여 출력단으로 출력되는 전원 전압(VSS)의 레벨을 제어할 수 있다. 제1 트랜지스터(M1)가 턴 온되면 기저 전압(Vneg)이 출력단에 연결되고, 제2 트랜지스터(M2)가 턴 온되면 접지 전압(GND)이 출력단에 연결된다. 이에 따라, 전원 전압(VSS)은 기저 전압(Vneg)과 접지 전압(GND) 사이 레벨의 전압으로 출력될 수 있다. 스위칭 제어부(511)는 하이 레벨 전압 및 로우 레벨 전압이 인가되는 시간을 적절히 조절하여 전원 전압(VSS)의 레벨을 조절할 수 있다. 예를 들어, 전원 전압(VSS)은 -7V 내지 -11V의 범위 내에서 미리 정해진 전압으로 출력될 수 있으며, 이때 기저 전압(Vneg)은 -11V 보다 낮은 전압이 된다.

이상에서, 제1 트랜지스터(M1)가 n-채널 전계 효과 트랜지스터이고, 제2 트랜지스터(M2)가 p-채널 전계 효과 트랜지스터인 것으로 예시하였으나, 제1 트랜지스터(M1)가 p-채널 전계 효과 트랜지스터이고, 제2 트랜지스터(M2)가 n-채널 전계 효과 트랜지스터일 수도 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 쇼트 검출부를 나타내는 회로도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 타이밍도이다.

도 4 및 5를 참조하면, 쇼트 검출부(600)는 차동 증폭기(DA), 스위칭 트랜지스터(M11), 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 포함한다.

차동 증폭기(DA)는 제1 입력단(+), 제2 입력단(-) 및 출력단을 포함한다. 제1 입력단(+)에는 전원 생성부(510)에서 출력되는 전원 전압(VSS)이 입력되고, 제2 입력단(-)에는 기준 전압(Vref)이 입력되고, 출력단으로 전원 전압(VSS)과 기준 전압(Vref)의 차이에 대응하는 출력 전압이 출력된다.

기준 전압(Vref)은 정상적인 전원 전압(VSS)과 소정의 전압차를 가지는 미리 정해진 전압일 수 있다. 또는 기준 전압(Vref)은 정상적인 전원 전압(VSS)과 동일한 전압일 수 있다. 예를 들어, 정상적인 전원 전압(VSS)이 -7V일 때, 기준 전압(Vref)은 전원 전압(VSS)보다 0.5V 정도 높은 전압으로 정해질 수 있다. 이러한 경우, 차동 증폭기(DA)에서 출력되는 출력 전압은 음 전압으로 출력된다.

스위칭 트랜지스터(M11)는 차동 증폭기(DA)의 출력단에 연결되어 있는 게이트 전극, 제1 노드(N)에 연결되어 있는 일 전극 및 제2 저항(R2)에 연결되어 있는 타 전극을 포함한다. 스위칭 트랜지스터(M11)는 게이트 전극에 인가되는 차동 증폭기(DA)의 출력 전압에 의해 턴 온되어 제1 노드(N)를 접지 전압(GND)에 전기적으로 연결시킨다.

여기서, 스위칭 트랜지스터(M11)는 n-채널 전계 효과 트랜지스터인 것으로 가정한다. 물론, 스위칭 트랜지스터(M11)는 p-채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있으며, 이때 스위칭 트랜지스터(M11)는 n-채널 전계 효과 트랜지스터와 반대 극성의 전압에 의해 구동될 것이다.

제1 저항(R1)은 인에이블 전압(Ven)과 제1 노드(N) 사이에 연결된다. 인에이블 전압(Ven)은 접지 전압(GND)보다 높은 하이 레벨 전압일 수 있다.

제2 저항(R2)은 스위칭 트랜지스터(M11)와 접지 전압(GND) 사이에 연결된다. 접지 전압(GND)은 대략 0V 일 수 있다.

제1 노드(N)에는 인에이블 출력단이 연결되고, 제1 노드(N)의 전압이 인에이블 신호(EN)로서 인에이블 출력단으로 출력된다. 스위칭 트랜지스터(M11)의 온-오프 상태에 따라 제1 노드(N)의 전압은 변동된다. 스위칭 트랜지스터(M11)의 온-오프 상태는 차동 증폭기(DA)에 입력되는 전원 전압(VSS)에 의해 결정된다.

전원 전압(VSS)이 정상적인 레벨로 차동 증폭기(DA)에 입력되면, 차동 증폭기(DA)의 출력 전압은 음 전압, 즉 스위칭 트랜지스터(M11)를 턴 오프시키는 게이트 오프 전압으로 출력된다. 게이트 오프 전압의 출력 전압에 의해 스위칭 트랜지스터(M11)가 턴 오프되면, 제1 노드(N)의 전압은 하이 레벨 전압인 인에이블 전압(Ven)에 의해 하이 레벨 전압이 된다. 즉, 인에이블 출력단으로 하이 레벨 전압의 인에이블 신호(EN)가 출력된다.

도 5에 도시한 바와 같이, 정상적인 전원 전압(VSS)은 로우 레벨 전압으로 출력되고, 이때 클록 신호(CKV)는 하이 레벨 전압 및 로우 레벨 전압으로 반복하여 변동되는 파형으로 출력되며, 인에이블 전압(EN)은 하이 레벨 전압으로 출력된다.

만일, 전원 전압(VSS)의 배선과 클록 신호(CKV)의 배선 간에 쇼트가 발생하게 되면, 전원 전압(VSS)은 원래의 전압 레벨보다 상승하게 되고 클록 신호(CKV)의 파형에 따라 흔들리게 된다. 또한, 클록 신호(CKV)도 정상적인 파형으로 출력되지 못하게 된다. 전원 전압(VSS)이 원래의 전압 레벨보다 상승하여 차동 증폭기(DA)에 입력되면, 차동 증폭기(DA)의 출력 전압은 양 전압, 즉 스위칭 트랜지스터(M11)를 턴 온시키는 게이트 온 전압으로 출력된다. 게이트 온 전압의 출력 전압에 의해 스위칭 트랜지스터(M11)가 턴 온되면, 접지 전압(GND) 측으로 전류가 흐르게 되고 제1 노드(N)의 전압은 로우 레벨 전압이 된다. 즉, 인에이블 출력단으로 로우 레벨 전압의 인에이블 신호(EN)가 출력된다.

인에이블 신호(EN)는 신호 제어부(100)에 전달되는 제1 인에이블 신호(EN1) 및 전원 공급부(500)에 전달되는 제2 인에이블 신호(EN2) 중 적어도 어느 하나를 포함한다.

제1 인에이블 신호(EN1)가 하이 레벨 전압에서 로우 레벨 전압으로 변동하게 되면, 신호 제어부(100)는 동작을 중지하게 된다. 제2 인에이블 신호(EN2)가 하이 레벨 전압에서 로우 레벨 전압으로 변동하게 되면, 전원 공급부(500)는 동작을 중지하게 된다. 신호 제어부(100) 및 전원 공급부(500) 중 어느 하나만이라도 동작을 중지하게 되면, 표시 장치의 동작이 중지되므로 전원 전압(VSS)의 배선과 클록 신호(CKV)의 배선 간에 쇼트로 인하여 과도한 전류가 흐르게 되고 배선이 발화되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서, 표시 장치가 액정 표시 장치인 경우를 가정하여 전원 전압(VSS)의 배선이 클록 신호(CKV)의 배선과 쇼트되는 것을 검출하여 표시 장치의 고장을 방지하는 실시예에 대하여 설명하였다. 제안하는 기술은 액정 표시 장치뿐만 아니라 유기 발광 표시 장치 등과 같은 다른 방식의 표시 장치에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 배선이 구비되는 다양한 전자 기기에서 배선 간의 쇼트를 검출하고 쇼트된 배선이 과도한 전류에 의해 발화되는 문제를 방지하기 위하여 적용될 수 있을 것이다.

지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100 : 신호 제어부
200 : 주사 구동부
300 : 데이터 구동부
350 : 계조 전압 생성부
400 : 표시부
500 : 전원 공급부
510 : 전원 생성부
511 : 스위칭 제어부
600 : 쇼트 검출부

Claims (20)

1. 복수의 화소;
   상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 주사선에 주사 신호를 인가하는 주사 구동부;
   상기 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 데이터선에 계조 전압을 인가하는 데이터 구동부;
   상기 주사 구동부의 동작을 제어하는 주사 제어신호를 상기 주사 구동부에 전달하고, 상기 데이터 구동부의 동작을 제어하는 데이터 제어신호를 상기 데이터 구동부에 전달하는 신호 제어부;
   상기 주사 신호의 생성을 위한 전원 전압을 상기 주사 구동부에 제공하는 전원 공급부; 및
   상기 전원 전압의 전압 레벨을 검출하여 인에이블 신호를 생성하는 쇼트 검출부를 포함하는 표시 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 인에이블 신호는 상기 신호 제어부에 전달되는 제1 인에이블 신호를 포함하고, 상기 제1 인에이블 신호는 상기 신호 제어부를 활성화시키는 제1 레벨 전압 및 상기 신호 제어부를 비활성화시키는 제2 레벨 전압을 포함하는 표시 장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 인에이블 신호는 상기 전원 공급부에 전달되는 제2 인에이블 신호를 포함하고, 상기 제2 인에이블 신호는 상기 신호 제어부를 활성화시키는 제1 레벨 전압 및 상기 신호 제어부를 비활성화시키는 제2 레벨 전압을 포함하는 표시 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 인에이블 신호는 상기 신호 제어부에 전달되는 제1 인에이블 신호 및 상기 전원 공급부에 전달되는 제2 인에이블 신호를 포함하는 표시 장치.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 제1 인에이블 신호는 상기 신호 제어부를 활성화시키는 제1 레벨 전압 및 상기 신호 제어부를 비활성화시키는 제2 레벨 전압을 포함하는 표시 장치.
6. 제4 항에 있어서,
   상기 제2 인에이블 신호는 상기 전원 공급부를 활성화시키는 제1 레벨 전압 및 상기 전원 공급부를 비활성화시키는 제2 레벨 전압을 포함하는 표시 장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 쇼트 검출부는,
   상기 전원 전압과 기준 전압의 차이에 대응하는 출력 전압을 출력하는 차동 증폭기;
   인에이블 전압과 제1 노드 사이에 연결되어 있는 제1 저항;
   접지 전압에 연결되어 있는 제2 저항; 및
   상기 출력 전압이 인가되는 게이트 전극, 상기 제1 노드에 연결되어 있는 일 전극 및 상기 제2 저항에 연결되어 있는 타 전극을 포함하는 스위칭 트랜지스터를 포함하는 표시 장치.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 기준 전압은 상기 전원 전압이 정상일 때의 전압과 소정의 전압차를 가지는 미리 정해진 전압인 표시 장치.
9. 제7 항에 있어서,
   상기 전원 전압이 정상적인 레벨로 상기 차동 증폭기에 입력되면, 상기 출력 전압은 상기 스위칭 트랜지스터를 턴 오프시키는 게이트 오프 전압으로 출력되는 표시 장치.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 스위칭 트랜지스터가 턴 오프됨에 따라 상기 제1 노드의 전압이 상기 신호 제어부 및 상기 전원 공급부 중 적어도 어느 하나를 활성화시키는 제1 레벨 전압의 인에이블 신호로서 출력되는 표시 장치.
11. 제7 항에 있어서,
    상기 전원 전압이 미리 정해진 범위를 벗어나는 전압으로 상기 차동 증폭기에 입력되면, 상기 출력 전압은 상기 스위칭 트랜지스터를 턴 온시키는 게이트 온 전압으로 출력되는 표시 장치.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 스위칭 트랜지스터가 턴 온됨에 따라 상기 제1 노드의 전압이 상기 신호 제어부 및 상기 전원 공급부 중 적어도 어느 하나를 비활성화시키는 제2 레벨 전압의 인에이블 신호로서 출력되는 표시 장치.
13. 제11 항에 있어서,
    상기 주사 제어신호는 적어도 하나의 클록 신호를 포함하고, 상기 전원 전압의 배선과 상기 클록 신호의 배선 간의 쇼트에 의해 상기 전원 전압이 미리 정해진 범위를 벗어나는 전압으로 상기 차동 증폭기에 입력되는 표시 장치.
14. 복수의 화소에 연결되어 있는 복수의 주사선에 인가되는 주사 신호를 생성하기 위한 전원 전압이 입력되는 단계;
    상기 전원 전압과 기준 전압의 차이에 대응하는 출력 전압이 출력되는 단계;
    상기 출력 전압에 의해 스위칭 트랜지시터가 턴 온 또는 턴 오프되는 단계; 및
    상기 스위칭 트랜지스터와 인에이블 전압 사이의 제1 노드의 전압이 상기 전원 전압을 생성하는 전원 공급부 및 상기 주사 구동부의 동작을 제어하는 신호 제어부 중 적어도 어느 하나에 인에이블 신호로서 출력되는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
15. 제14 항에 있어서,
    상기 기준 전압은 상기 전원 전압이 정상일 때의 전압과 소정의 전압차를 가지는 미리 정해진 전압인 표시 장치의 구동 방법.
16. 제14 항에 있어서,
    상기 전원 전압과 기준 전압의 차이에 대응하는 출력 전압이 출력되는 단계는,
    상기 전원 전압이 정상적인 레벨로 입력되면, 상기 출력 전압은 상기 스위칭 트랜지스터를 턴 오프시키는 게이트 오프 전압으로 출력되는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
17. 제16 항에 있어서,
    상기 스위칭 트랜지스터가 턴 오프됨에 따라 상기 제1 노드의 전압이 상기 신호 제어부 및 상기 전원 공급부 중 적어도 어느 하나를 활성화시키는 제1 레벨 전압의 인에이블 신호로서 출력되는 표시 장치의 구동 방법.
18. 제14 항에 있어서,
    상기 전원 전압과 기준 전압의 차이에 대응하는 출력 전압이 출력되는 단계는,
    상기 전원 전압이 미리 정해진 범위를 벗어나는 전압으로 입력되면, 상기 출력 전압은 상기 스위칭 트랜지스터를 턴 온시키는 게이트 온 전압으로 출력되는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
19. 제18 항에 있어서,
    상기 스위칭 트랜지스터가 턴 온됨에 따라 상기 제1 노드의 전압이 상기 신호 제어부 및 상기 전원 공급부 중 적어도 어느 하나를 비활성화시키는 제2 레벨 전압의 인에이블 신호로서 출력되는 표시 장치의 구동 방법.
20. 제19 항에 있어서,
    상기 제2 레벨 전압의 인에이블 신호에 의해 상기 신호 제어부 및 상기 전원 공급부 중 적어도 어느 하나의 동작이 중지되는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 구동 방법.

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