KR20180035978A - 표시장치와 이를 이용한 aod 제어 방법 및 모바일 단말기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시장치와 이를 이용하여 AOD 제어 방법 및 모바일 단말기에 관한 것으로, 제1 화면 모드에서 상기 표시패널의 화면 전체를 이용하여 이벤트 화면을 표시하고, 제2 화면 모드에서 상기 표시패널의 화면 일부에 미리 설정된 정보를 표시한다. 상기 제2 화면 모드의 정보 표시 위치는 상기 제1 화면 모드 후 상기 제2 화면 모드가 재개될 때 변경된다.

Description

표시장치와 이를 이용한 AOD 제어 방법 및 모바일 단말기{DISPLAY DEVICE, ALWAYS-ON-DISPLAY CONTROL METHOD AND MOBILE TERMINAL USING THE SAME}
본 발명은 화면의 일부에 정보가 항상 표시될 수 있는 표시장치와 이를 이용한 AOD(Always-on-display) 제어 방법 및 모바일 단말기에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD), 유기 발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display : OLED 표시장치) 등 각종 평판 표시장치가 개발되고 있다. 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 표시장치에는 픽셀 마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)가 형성되어 있다.
모바일 단말기는 휴대폰, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 웨어리블(wearable) 기기 등을 포함한다. 모바일 단말기는 대기 모드에서 소비 전력을 줄이기 위하여, 표시장치의 구동을 멈추고 있다.
사용자는 시계와 같이 단순한 정보를 볼 때 모바일 단말기를 재가동(restart)하기 때문에 모바일 단말기의 온/오프를 빈번하게 반복하고 있다. 이러한 사용자의 불편함을 줄이기 위하여, 시계, 달력 등 사용자가 지정한 정보를 화면에 항상 표시해 주는 AOD 기능이 모바일 단말기에 추가되고 있다. 모바일 단말기는 AOD 기능이 활성화될 때 화면 전체를 구동하지 않고 일부만 구동하여 시계, 메시지, 그림과 같은 간단한 AOD 정보를 항상 표시한다. AOD 정보가 항상 같은 위치의 픽셀들에 표시되면 픽셀들의 열화가 심하게 된다. OLED 표시장치의 경우에, AOD 정보가 표시되는 픽셀들의 위치가 고정되면, 그 픽셀들에서 번인(burn-in) 현상이 발생할 수 있다. 번인 현상은 OLED 표시장치에서 고정 패턴(문자, 이미지 등)을 장시간 표시하는 픽셀들의 OLED가 열화되어 그 픽셀들에 다른 이미지를 표시하더라도 이전 고정 패턴이 보이는 비복원 잔상을 의미한다. 따라서, 번인 현상은 화면 전체를 이용하는 일상적인 영상에서도 잔상을 보이게 한다.
AOD 정보 표시 시간을 카운트하여 미리 설정된 시간 주기로 AOD 정보의 표시 위치를 변경하는 방법이 고려될 수 있다. 그런데 이 방법은 사용자가 AOD 정보의 표시 위치가 이동하는 현상을 볼 수 있으므로 화면을 자주 보게 되는 불편함을 초래한다.
본 발명은 AOD 정보 표시로 인한 잔상을 방지하고, AOD 표시 위치의 시프트로 인하여 사용자의 불편함을 줄일 수 있는 표시장치와 이를 이용한 AOD 제어 방법 및 모바일 단말기를 제공한다.
본 발명의 표시장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차 구조에 의해 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된 픽셀 어레이를 포함한 표시 패널, 및 상기 표시패널에 데이터를 기입하는 구동 회로를 구비한다. 상기 구동 회로는 제1 화면 모드에서 상기 표시패널의 화면 전체를 이용하여 이벤트 화면을 표시하고, 제2 화면 모드에서 상기 표시패널의 화면 일부에 미리 설정된 정보를 표시한다. 상기 제2 화면 모드의 정보 표시 위치는 상기 제1 화면 모드 후 상기 제2 화면 모드가 재개될 때 변경된다.
상기 표시장치의 AOD 제어 방법은 제1 화면 모드에서 표시패널의 화면 전체를 이용하여 이벤트 화면을 표시하는 단계, 제2 화면 모드에서 상기 표시패널의 화면 일부에 미리 설정된 정보를 표시하는 단계, 및 상기 제1 화면 모드 후 상기 제2 화면 모드가 재개될 때 상기 제2 화면 모드의 정보 표시 위치를 변경한다.
본 발명의 모바일 단말기는 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차 구조에 의해 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된 픽셀 어레이를 포함한 표시 패널, 상기 표시패널에 데이터를 기입하는 구동 회로, 및 제1 화면 모드와 제2 화면 모드를 제어하는 제어부를 구비한다. 상기 구동 회로는 상기 제1 화면 모드에서 상기 표시패널의 화면 전체를 이용하여 이벤트 화면을 표시하고, 상기 제2 화면 모드에서 상기 표시패널의 화면 일부에 미리 설정된 정보를 표시한다. 상기 제2 화면 모드의 정보 표시 위치는 상기 제1 화면 모드 후 상기 제2 화면 모드가 재개될 때 변경된다.
상기 제2 화면 모드의 정보는 시계, 문자, 이미지, 어플리케이션과 연계된 아이콘 이미지 중 하나 이상을 포함하며 사용자의 선택에 따라 지정 가능한 AOD(Always-on-display) 정보를 포함한다.
상기 제어부는 AP(Application Processor)를 포함한다.
본 발명은 사용자가 AOD 정보의 표시 위치 시프트를 인지하지 않도록 이벤트 실행(제1 화면 모드) 후에 AOD 사용 환경(제2 화면 모드)이 재개될 때 AOD 정보의 표시 위치를 시프트하여 AOD 정보 표시로 인한 잔상을 방지하고, AOD 정보의 표시 위치 시프트로 인한 사용자의 불편함을 개선할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모바일 단말기를 개략적으로 보여 주는 도면들이다.
도 3은 OLED 표시장치의 픽셀 일부를 보여 주는 도면들이다.
도 4는 픽셀의 일 예를 보여 주는 회로도이다.
도 5는 도 4에 도시된 픽셀에 입력되는 신호들을 보여 주는 파형도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 AOD 제어 방법을 보여 주는 도면이다.
도 7은 AOD 정보의 위치가 이벤트 표시 후에 시프트되는 예를 보여 주는 도면이다.
본 발명의 실시예에 앞서 실시예에서 사용되는 용어들을 아래와 같이 정의한다.
이벤트(event)는 AOD 정보가 표시되지 않고 표시장치의 화면 전체를 이용하는 모든 사용 환경을 의미한다. 예를 들어, 이벤트는 전화가 오거나 받을 때, 문자나 SNS 메시지를 보내거나 받을 때, 방송 신호나 멀티 미디어 콘텐츠를 표시장치에 표시할 때, 또는 사용자가 인위적으로 화면을 재가동할 때와 같이 AOD 정보가 표시되는 사용 환경 이외의 다른 사용 환경이다.
본 발명의 AOD 정보는 이벤트가 발생하지 않는 사용 환경 예를 들어, 대기 모드에서 화면의 일부에 표시될 수 있다. AOD 정보는 시계, 문자, 이미지, 어플리케이션과 연계된 아이콘 이미지 등 사용자의 선택에 따라 지정 가능하다.
본 발명은 비복원 잔상을 방지하기 위하여, AOD 정보 표시 영역의 위치를 이벤트 실행 후 AOD 정보가 다시 표시될 때 변경한다. 특히, 본 발명은 AOD 정보가 표시되는 상황 내에서 AOD 표시 영역을 이동시키는 것이 아니라 적어도 하나의 이벤트 실행 후에 다시 AOD 정보 표시 환경으로 돌아올 때 AOD 정보 표시 영역의 위치를 변경한다. 그 결과, 본 발명은 사용자가 AOD 정보 표시 환경 내에서 AOD 정보의 이동을 인식하지 못한 상황에서 AOD 정보의 표시 위치를 이동하기 때문에 AOD 정보의 이동으로 인한 사용자의 불편함을 방지하고 잔상을 방지할 수 있다.
한편, AOD 정보가 표시되는 상황 내에서 AOD 정보의 표시 시간을 카운트하여 미리 설정된 특정 시간 예를 들어, 1 분에 도달할 때 AOD 정보를 다른 위치로 변경하는 방법을 고려할 수 있다. 그러나 이 방법은 이벤트와 무관하게 AOD 정보가 표시되기 때문에 AOD 정보가 특정 시간마다 이동하여 사용자가 AOD 정보의 이동을 빈번하게 인식할 수 있다. 이렇게 AOD 정보가 표시되는 상황에서 AOD 정보 표시 영역이 특정 시간 단위로 변경되면, 사용자가 AOD 정보 표시 영역이 이동하는 과정을 인식하게 되어 불편함을 느낄 수 있다. 본 발명은 전술한 바와 같이 AOD 정보 표시 환경 내에서 AOD 정보의 표시 위치를 변경하지 않고 이벤트 실행 후에 AOD 정보 표시 위치를 변경함으로써 사용자가 AOD 정보의 실시간 이동을 인지하지 않는 상황에서 AOD 정보 표시 위치를 이벤트 실행 상태를 사이에 두고 불연속적으로 변경한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모바일 단말기를 개략적으로 보여 준다. 도 1 및 도 2에서 풀 터치 스크린(Full touch screen) 구조의 모바일 단말기를 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 모바일 단말기는 표시장치, 프론트 커버(front cover, 101), 백 커버(back cover, 103), 미드 프레임(mid frame), 메인 보드(104), 배터리(105) 등을 포함한다. 여기서, "커버"는 케이스(case), 하우징(housing)으로 표현될 수 있다.
본 발명의 표사장치는 액정표시장치(LCD), 유기 발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display, OLED Display) 등 평판 표시장치로 구현될 수 있다. 표시장치는 이러한 평판 표시장치의 표시패널(100)과, 표시패널 구동회로를 포함한다. 표시패널(100)에는 터치 센서들이 화면 전체에 배치될 수 있다. 표시패널 구동회로는 드라이브 IC(DIC)와, 드라이브 IC(DIC)를 메인 보드(104)에 연결하는 연성 회로 기판을 포함한다. 드라이브 IC(DIC)는 메인 보드(104)를 통해 입력되는 영상 데이터를 표시패널(100)의 픽셀들에 기입한다. 연성 회로 기판은 FPC(Flexible Printed Circuit board)으로 사용될 수 있다.
프론트 커버(101)는 표시패널(100)을 덮는 강화 유리를 포함한다. 프론트 커버(101)는 모바일 단말기의 전면을 덮는다. 모바일 단말기의 전면에는 표시패널(100)의 화면이 노출된다. 모바일 단말기의 전면에 전면 카메라와 각종 센서들이 배치될 수 있다. 모바일 단말기의 배면에는 후방 카메라와 각종 센서들이 배치될 수 있다. 센서들은 모바일 단말기에 적용 가능한 센서들 예를 들어, 근접 센서, 자이로 센서, 지자기 센서, 모션 센서, 조도 센서, RGB 센서, 홀 센서(Hall sensor), 온도/습도 센서, 심장 박동 센서, 지문 인식 센서 등 다양한 센서들을 포함한다.
프론트 커버(101)와 백 커버(103) 사이의 공간에 표시장치, 미드 프레임(102), 메인 보드(104), 배터리(105) 등이 배치된다. 미드 프레임(102)은 표시패널(100)을 지지하고, 표시패널(100)과 메인 보드(104)를 공간적으로 분리한다. 표시장치의 연성 회로 기판(FPC)은 메인 보드(104)에 연결된다. 프론트 커버(101)와 백 커버(103)에는 A/V(Audio/Video) 입력부, 사용자 입력부, 스피커, 마이크 등이 설치된다. A/U 입력부, 사용자 입력부, 스피커, 및 마이크는 메인 보드(104)에 연결된다. 사용자 입력부는 터치 키 패드(touch key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드, 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.
메인 보드(104)는 표시장치, 무선 통신 모듈, 근거리 통신 모듈, 이동 통신 모듈, 방송 수신 모듈, A/U 입력부, GPS(Global Position System) 모듈, 전원 회로 등을 포함한다. 메인 보드(104)에 사용자 입력부, 스피커, 마이크, 배터리(105) 등이 연결된다. 전원 회로는 배터리(105)의 전압에서 노이즈를 제거하여 메인 보드(104)의 회로와 표시패널 구동회로의 모듈 전원부에 공급한다. 모바일 기기의 메인 보드(104)는 AP(Application Processor)를 포함할 수 있다. AP는 MIPI(Mobile industry processor interface)를 통해 표시장치의 드라이브 IC(DIC)와 영상 데이터를 송수신한다.
메인 보드(104)는 폰 시스템(Phone system), TV(Television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템 등의 메인 보드일 수 있다.
도 3 및 도 4는 OLED 표시장치의 픽셀 일부를 보여 주는 도면들이다. 도 5는 도 4에 도시된 픽셀에 입력되는 신호들을 보여 주는 파형도이다. 본 발명의 표시장치는 도 3 내지 도 5 에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 표시패널(100)은 다수의 데이터 라인들(11), 데이터 라인들(11)과 교차되는 게이트 라인들(12a, 12b, 12c), 및 매트릭스 형태로 픽셀들(10)이 픽셀 어레이(Pixel array)를 배치된다. 픽셀 어레이(Pixel array)에 입력 영상의 데이터가 표시된다. 표시패널(100)은 이웃한 픽셀들(10)에 공통으로 연결되는 Ref 라인(16), 고전위 구동 전압(VDD)을 픽셀들(10)에 공급하는 VDD 라인 등을 더 포함한다. REF 라인(16)을 통해 픽셀들(10)에 소정의 초기화 전압( Vini)이 공급될 수 있다.
게이트 라인들(12a, 12b, 12c)은 제1 스캔 펄스가 공급되는 다수의 제1 스캔 라인들(12a)과, 제2 스캔 펄스가 공급되는 다수의 제2 스캔 라인들(12b)과, EM 신호가 공급되는 다수의 EM 신호 라인들(12c)을 포함한다. 도 3 및 도 4에서, “SCAN1”은 제1 스캔 펄스이고, “SCAN2”는 제2 스캔 펄스이다. “EM”은 EM 신호를 나타낸다.
픽셀들(10) 각각은 컬러 구현을 위하여 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀 및 청색 서브 픽셀로 나뉘어진다. 픽셀들(10) 각각은 백색 서브 픽셀을 더 포함할 수 있다. 픽셀들 각각에 데이터 라인(11), 게이트 라인들(12a, 12b, 12c), REF 라인(16), VDD 라인 등의 배선이 연결된다.
표시패널(PNL)에는 인셀 터치 센서(In-cell touch sensor)를 이용한 터치 스크린이 구현될 수 있다. 터치 센서들은 온-셀(On-cell type) 또는 애드 온 타입(Add on type)으로 표시패널(PNL)에 배치될 수도 있다. 드라이브 IC(DIC)에 터치 센서 구동부가 집적될 수 있다. 터치 센서 구동부는 터치 센서를 이용하여 터치 입력 위치의 좌표를 출력한다.
표시장치의 1 프레임 기간은 픽셀들에 데이터가 어드레싱되어 픽셀들 각각에 입력 영상의 데이터가 기입되는 스캐닝 기간과, 스캐닝 기간 이후 교류 EM 신호(EM)에 따라 픽셀들이 점등 및 소등을 반복하는 듀티 구동 기간으로 나뉘어질 수 있다. 스캐닝 기간은 대략 1 수평 기간에 불과하므로 1 프레임 기간의 대부분이 듀티 구동 기간이다. 픽셀들(10)은 스캐닝 기간에 데이터 전압을 충전한다. 픽셀들(10)은 스캐닝 기간 이후 듀티 구동 기간 동안 추가로 데이터 전압을 공급 받지 않고 교류 EM 신호(EM)에 따라 점등과 소등을 반복하면서 스캐닝 기간에 충전하였던 데이터 전압으로 1 프레임 기간 동안 동일한 휘도로 데이터를 표시한다.
표시패널 구동 회로는 데이터 라인들을 구동하는 데이터 구동부, 게이트 라인들(12a, 12b, 12c)을 구동하는 게이트 구동부, 및 데이터 구동부와 게이트 구동부를 제어하는 타이밍 콘트롤러 등을 포함한다. 데이터 구동부와 타이밍 콘트롤러는 드라이브 IC(DIC) 내에 집적될 수 있다. 게이트 구동부는 픽셀 어레이와 함께 표시패널(100)의 기판 상에 직접 형성될 수 있다.
표시패널 구동 회로는 제1 화면 모드에서 표시패널(100)의 화면 전체를 이용하여 이벤트 화면을 표시하고, 제2 화면 모드에서 표시패널(100)의 화면 일부에 미리 설정된 AOD 정보를 표시한다. AOD 정보는 제1 화면 모드 후 제2 화면 모드가 재개될 때 변경된다. 제1 화면 모드와 제2 화면 모드는 메인 보드(104) 또는 드라이브 IC(DIC)에 내장된 제어부로부터 발생되는 명령 코드에 따라 스위칭된다.
데이터 구동부는 타이밍 콘트롤러의 제어 하에 입력 영상의 데이터를 감마 보상 전압으로 변환하여 데이터 전압을 발생하고, 그 데이터 전압을 데이터 라인들(11)로 출력한다. 데이터 구동부는 픽셀들(10)의 구동 소자를 초기화하기 위하여 초기화 기간(ti) 동안 소정의 기준 전압(Vref)를 데이터 라인들(11)로 출력할 수 있다.
게이트 구동부는 타이밍 콘트롤러의 제어 하에 스캔 펄스(SCAN1, SCAN2)를 스캔 라인들(12a, 12b)에 공급한다. 제1 및 제2 스캔 펄스(SCAN1, SCAN2)는 데이터 전압에 동기된다. 제1 스캔 펄스(SCAN1)는 데이터 전압이 픽셀들에 공급될 때 온 레벨을 유지하여 도 4에서 스위치 소자(T3)을 턴-온시킴으로써 데이터 전압이 충전될 픽셀들(10)을 선택한다. 제2 스캔 펄스(SCAN2)는 제1 스캔 펄스(SCAN1)와 동시에 라이징되고 제1 스캔 펄스(SCAN1) 보다 앞서 폴링되어 도 5에서 초기화 기간(ti) 동안 픽셀들(10)을 초기화한다. 게이트 구동부는 타이밍 콘트롤러의 제어 하에 EM 신호(EM)를 출력하여 EM 신호 라인들(12c)에 공급한다. 게이트 구동부(104)는 시프트 레지스터(Shift register)를 이용하여 스캔 펄스들(SCAN1, SCAN2)과 EM 신호(EM)를 각각 시프트하여 스캔 라인들(12a, 12b)과 EM 신호 라인들(12c)에 인가되는 신호를 시프트시킨다.
타이밍 콘트롤러는 메인 보드(104)로부터 입력 영상의 데이터와, 그 데이터와 동기되는 타이밍 신호를 수신한다. 타이밍 신호는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 클럭 신호(CLK) 및 데이터 인에이블신호(DE) 등을 포함한다. 타이밍 콘트롤러는 호스트 시스템으로부터 수신된 타이밍 신호를 바탕으로 데이터 구동부의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어 신호, 게이트 구동부의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어 신호, 그리고 터치 센서 구동부의 동작 타이밍을 제어하기 위한 신호를 발생한다.
픽셀들(10)의 서브 픽셀들 각각은 도 4와 같이 OLED, 다수의 TFT들(Thin Film Transistor)(T1~T4), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. 커패시터(C)가 제2 TFT(T2)의 드레인과 제2 노드(B) 사이에 연결될 수 있다. 도 4에서 “Coled”는 OLED의 기생 용량을 나타낸다.
OLED는 데이터 전압(Vdata)에 따라 제1 TFT(T1)에서 조절되는 전류량으로 발생한다. OLED의 전류패스는 제2 TFT(T2)에 의해 스위칭된다. OLED의 애노드와 캐소드 사이에 형성된 유기 화합물층을 포함한다. 유기 화합물층은 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL)을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. OLED의 애노드는 제2 노드(B)에 연결되고, 캐소드는 기저 전압(VSS)이 인가되는 VSS 라인에 연결된다.
TFT들(T1~T4)은 n 타입 MOSFET로 예시되었으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, TFT들(T1~T4)은 p 타입 MOSFET로 구현될 수도 있다. 이 경우, 스캔 신호들(SCAN1, SCAN2)과 EM 신호(EM)의 위상이 반전된다. TFT들은 비정질 실리콘(a-Si) TFT, 폴리 실리콘 TFT, 산화물 반도체 TFT 중 어느 하나 또는 그 조합으로 구현될 수 있다.
OLED의 애노드는 제2 노드(B)를 경유하여 제1 TFT(T1)에 연결된다. OLED의 캐소드는 기저 전압원에 연결되어 기저 전압(VSS)이 공급된다. 기저 전압은 부극성의 저전위 직류 전압일 수 있다.
제1 TFT(T1)는 게이트-소스 간 전압(Vgs)에 따라 OLED에 흐르는 전류(Ioled)를 조절하는 구동 소자이다. 제1 TFT(T1)는 제1 노드(A)에 연결된 게이트, 제2 TFT(T2)의 소스에 연결되는 드레인, 및 제2 노드(B)에 접속된 소스를 포함한다. 스토리지 커패시터(C)는 제1 노드(A)와 제2 노드(B) 사이에 접속되어 TFT(T1)의 게이트-소스간 전압(Vgs)을 유지한다.
제2 TFT(T2)는 EM 신호(EM)에 응답하여 OLED에 흐르는 전류를 스위칭하는 스위치 소자이다. EM 신호(EM)의 듀티비에 따라 OLED의 점등 시간과 소등 시간이 조절되어 듀티 구동 방법이 구현된다. 제2 TFT(T2)의 드레인은 고전위 구동 전압(VDD)이 공급되는 VDD 라인에 연결된다. 제2 TFT(T2)의 소스는 제1 TFT(T1)의 드레인에 연결된다. 제2 TFT(T2)의 게이트는 EM 신호 라인(12c)에 연결되어 EM 신호를 공급 받는다. EM 신호(EM)는 샘플링 기간(ts) 내에서 온 레벨로 발생되어 제2 TFT(T2)를 턴-온(turn-on)시키고, 초기화 기간(ti)과 프로그래밍 기간(tw) 동안 오프 레벨로 반전되어 제2 TFT(T2)를 턴-오프(turn-off)시킨다. 그리고, EM 신호(EM)는 발광 기간(tem) 동안 PWM 듀티비에 따라 온 레벨과 오프 레벨 사이에서 스윙하는 교류 신호로 발생되어 OLED의 전류 패스를 스위칭한다.
제3 TFT(T3)는 제1 스캔 펄스(SCAN1)에 응답하여 데이터 전압(Vdata)을 제1 노드(A)에 공급하는 스위치 소자이다. 제3 TFT(T3)는 제1 스캔 라인(12a)에 연결된 게이트, 데이터 라인(11)에 연결된 드레인, 및 제1 노드(A)에 연결된 소스를 포함한다. 제1 스캔 펄스(SCAN1)는 제1 스캔 라인(12a)을 통해 픽셀들(10)에 공급된다. 제1 스캔 신호(SCAN1)는 대략 1 수평 기간(1H) 동안 온 레벨로 발생되어 제3 TFT(T3)를 턴-온시키고, 발광 기간(tem) 동안 오프 레벨로 반전되어 제3 TFT(T3)를 턴-오프시킨다.
제4 TFT(T4)는 제2 스캔 펄스(SCAN2)에 응답하여 기준 전압(Vref)을 제2 노드(B)에 공급하는 스위치 소자이다. 제4 TFT(T4)는 제2 스캔 라인(12b)에 연결된 게이트, REF 라인(16)에 연결된 드레인, 및 제2 노드(B)에 연결된 소스를 포함한다. 제2 스캔 펄스(SCAN2)는 제2 스캔 라인(12b)을 통해 픽셀들(10)에 공급된다. 제2 스캔 신호(SCAN2)는 초기화 기간(ti) 내에서 온 레벨로 발생되어 제4 TFT(T4)를 턴-온시키고, 나머지 기간 동안 오프 레벨을 유지하여 제4 TFT(T4)를 오프 상태로 제어한다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(A)와 제2 노드(B) 사이에 접속되어 양단 간의 차 전압을 저장한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 소스 팔로워(source-follower) 방식으로 구동 소자인 제1 TFT(T1)의 문턱 전압(Vth)을 샘플링한다. 커패시터(C)는 VDD 라인과 제2 노드(B) 사이에 접속된다. 커패시터들(Cst, C)은 프로그래밍 기간(tw) 동안 데이터 전압(Vdata)에 따라 제1 노드(A)의 전위가 변할 때, 그 변화분을 전압 분배하여 제2 노드(B)에 반영한다.
픽셀(10)의 스캐닝 기간은 초기화 기간(ti), 샘플링 기간(ts), 프로그래밍 기간(tw), 및 에미션 기간(tw)으로 나뉘어 진다. 이 스캐닝 기간은 대략 1 수평 기간(1H)으로 설정되어 픽셀 어레이의 1 수평 라인에 배열된 픽셀들에 데이터를 기입한다. 스캐닝 기간 동안, 픽셀(10)의 구동 소자인 제1 TFT(T1)의 문턱 전압이 샘플링되고 그 문턱 전압이 데이터 전압에 더해진다. 따라서, 1 수평 기간(1H) 동안, 입력 영상의 데이터(DATA)가 구동 소자의 문턱 전압만큼 보상되어 픽셀(10)에 기입된다.
초기화 기간(ti)이 시작될 때, 제1 및 제2 스캔 펄스(SCAN1, SCAN2)가 라이징되어 온 레벨로 발생된다. 이와 동시에, EM 신호(EM)는 폴링되어 오프 레벨로 변한다. 초기화 기간(ti) 동안, 제2 TFT(T2)는 턴-오프되어 OLED의 전류 패스를 차단한다. 제3 및 제4 TFT들(T3, T4)은 초기화 기간(ti) 동안 턴-온된다. 초기화 기간(ti) 동안, 데이터 라인(11)에 소정의 기준 전압(Vref)이 공급된다. 초기화 기간(ti) 동안 제1 노드(A)의 전압은 기준 전압(Vref)으로 초기화되고, 제2 노드(B)의 전압은 소정의 초기화 전압(Vini)으로 초기화된다. 초기화 기간(t1) 후에 제2 스캔 펄스(SCAN2)는 오프 레벨로 변하여 제4 TFT(T4)를 턴-오프시킨다. 온 레벨은 픽셀의 스위치 소자들(T2~T4)이 턴-온(turn-on)되는 TFT의 게이트 전압 레벨이다. 오프 레벨은 픽셀의 스위치 소자들(T2~T4)을 턴-오프(turn-off)되는 게이트 전압 레벨이다.
샘플링 기간(ts) 동안, 제1 스캔 펄스(SCAN1)는 온 레벨을 유지하고, 제2 스캔 펄스(SCAN2)는 오프 레벨을 유지한다. EM 신호(EM)는 샘플링 기간(ts)이 시작될 때 라이징되어 온 레벨로 변한다. 샘플링 기간(ts) 동안, 제2 및 제3 TFT들(T2, T3)이 턴-온된다. 샘플링 기간(ts) 동안, 제2 TFT(T2)가 온 레벨의 EM 신호(EM)에 응답하여 턴-온된다. 샘플링 기간(ts) 동안, 제3 TFT(T3)는 온 레벨의 제1 스캔 신호(SCAN1)에 의해 온 상태를 유지한다. 샘플링 기간(ts) 동안, 데이터 라인(11)에는 기준 전압(Vref)이 공급된다. 샘플링 기간(ts) 동안, 제1 노드(A)의 전위는 기준전압(Vref)으로 유지되는데 반해, 제2 노드(B)의 전위는 드레인-소스 간 전류(Ids)에 의해 상승한다. 이러한 소스 팔로워(source-follower) 방식에 따라 제1 TFT(T1)의 게이트-소스 간 전압(Vgs)은 제1 TFT(T1)의 문턱 전압(Vth)으로서 샘플링되며, 이렇게 샘플링된 문턱전압(Vth)은 스토리지 커패시터 (Cst)에 저장된다. 샘플링 기간(ts) 동안 제1 노드(A)의 전압은 기준 전압(Vref)이고, 제2 노드(B)의 전압은 Vref-Vth 이다.
프로그래밍 기간(tw) 동안 제3 TFT(T3)는 온 레벨의 제1 스캔 신호(SCAN1)에 따라 온 상태를 유지하고 나머지 TFT(T1, T2, T4)는 턴-오프된다. 프로그래밍 기간(tw) 동안 데이터 라인(11)에 입력 영상의 데이터 전압(Vdata)이 공급된다. 데이터 전압(Vdata)이 제1 노드(A)에 인가되고, 제1 노드(A)의 전압 변화분(Vdata-Vref)에 대한 커패시터들(Cst,C) 간의 전압 분배 결과가 제2 노드(B)에 반영됨으로써 제1 TFT(T1)의 게이트-소스 간 전압(Vgs)이 프로그래밍된다. 프로그래밍 기간(tw) 동안, 제1 노드(A)의 전압은 데이터 전압(Vdata)이고, 제2 노드(B)의 전압은 샘플링 기간(ts)을 통해 설정된 "Vref-Vth"에 커패시터들(Cst,C) 간의 전압 분배 결과(C'*(Vdata-Vref))가 더해져 "Vref-Vth+C'*(Vdata-Vref)"가 된다. 결국, 제1 TFT(T1)의 게이트-소스 간 전압(Vgs)은 프로그래밍 기간(tw)을 통해 "Vdata-Vref+Vth-C'*(Vdata-Vref)"으로 프로그래밍된다. 여기서, C'는 Cst/(Cst+C)이다.
발광 기간(tem)이 시작될 때, EM 신호(EM)는 라이징되어 다시 온 레벨로 변하는 반면, 제1 스캔 펄스(SCAN1)는 폴링되어 오프 레벨로 변한다. 발광 기간(tem) 동안, 제2 TFT(T2)는 온 상태를 유지하여 OLED의 전류 패스를 형성한다. 제1 TFT(T1)는 발광 기간(tem) 동안 데이터 전압에 따라 OLED에 흐르는 전류량을 조절한다.
발광 기간(tem)은 프로그래밍 기간(tw) 이후부터 그 다음 프레임의 초기화 기간(ti)까지 연속된다. 본 발명은 이 발광 기간(tem) 동안 픽셀들을 연속적으로 발광시키지 않고 입력 영상의 데이터에 따라 변조되는 PWM 듀티비로 EM 신호(EM)를 스위칭함으로써 픽셀들의 점등 및 소등 듀티비를 조절한다. EM 신호(EM)가 온 레벨로 발생될 때 제2 TFT(T2)는 턴-온되어 OLED의 전류 패스를 형성한다. 발광 기간(tem) 동안, 제1 TFT(T1)의 게이트-소스 간 전압(Vgs)에 따라 조절되는 전류(Ioled)가 OLED에 흘러 OLED가 발광된다. 발광 기간(tem) 동안, 제1 및 제2 스캔신호(SCAN1, SCAN2)는 오프 레벨을 유지하므로 제3 및 제4 TFT(T3, T4)는 오프된다.
발광 기간(tem) 동안 OLED에 흐르는 전류(Ioled)는 수학식 1과 같다. OLED는 이 전류에 의해 발광되어 입력 영상의 밝기를 표현한다.
Figure pat00001
수학식 1에서, k는 제1 TFT(T1)의 이동도, 기생 커패시턴스 및 채널 용량 등에 의해 결정되는 비례 상수이다.
프로그래밍 기간(tw)을 통해 프로그래밍 된 Vgs에 Vth가 포함되어 있으므로, 수학식1의 Ioled 에서 Vth가 소거된다. 따라서, 구동 소자 즉, 제1 TFT(T1)의 문턱전압(Vth)이 OLED의 전류(Ioled)에 미치는 영향이 제거된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 AOD 제어 방법을 보여 주는 도면이다. 도 7은 AOD 정보의 위치가 이벤트 표시 후에 시프트되는 예를 보여 주는 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제어부 예를 들면, AP(Application Processor)는 이벤트가 발생되면, 이벤트 실행 명령과 함께 이벤트 실행과 연계된 이벤트 영상 신호를 표시장치로 전송한다. 이벤트 실행 프로세서(도시하지 않음)는 이벤트 실행 명령에 응답하여 이벤트를 실행한다. 표시장치의 드라이브 IC(DIC)는 이벤트 실행 명령에 응답하여 이벤트 영상 신호를 표시패널(100)에 표시한다. 이벤트가 실행되면, 표시장치의 화면 전체를 이용하여 이벤트 영상이 표시된다(S1 및 S2).
제어부는 이벤트가 발생되지 않는 사용 환경(S3)에서 AOD 명령을 발생한다. AOD 명령이 발생되면, 메인 보드(104) 또는 표시장치의 드라이브 IC(DIC)의 메모리 또는 레지스터(Register)에 미리 저장된 AOD 정보가 표시패널(100)의 일부 픽셀들에 표시된다(S4). AOD 정보는 입력 영상과 무관하게 사용자에 의해 지정된 정보이다. AOD 정보는 전술한 바와 같이 시계, 문자, 이미지, 어플리케이션과 연계된 아이콘 이미지 등일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
제어부는 다시 이벤트가 실행되면, S1 및 S2 단계를 실행한다. 이벤트 실행 후(S5) AOD 표시 화면이 재개되기 시작할 때, 제어부는 AOD 명령을 발생한다. 드라이브 IC(DIC)는 AOD 정보의 표시 위치를 시프트하여 AOD 정보를 화면의 일부에 표시한다. 따라서, AOD 정보는 도 7과 같이 이벤트 실행 후에 그 표시 위치((x1, y1), (x2, y2))가 시프트된다. 사용자는 AOD 정보가 연속적으로 이동하는 현상을 보지 못하고, 이벤트 화면이 사라진 후에 새로운 위치(x2, y2)에 표시되는 AOD 정보를 보게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100 : 표시패널 DIC : 드라이브 IC
104 : 메인 보드

Claims (6)

  1. 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차 구조에 의해 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된 픽셀 어레이를 포함한 표시 패널; 및
    상기 표시패널에 데이터를 기입하는 구동 회로를 구비하고,
    상기 구동 회로는 제1 화면 모드에서 상기 표시패널의 화면 전체를 이용하여 이벤트 화면을 표시하고, 제2 화면 모드에서 상기 표시패널의 화면 일부에 미리 설정된 정보를 표시하고,
    상기 제2 화면 모드의 정보 표시 위치는 상기 제1 화면 모드 후 상기 제2 화면 모드가 재개될 때 변경되는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 화면 모드의 정보는
    시계, 문자, 이미지, 어플리케이션과 연계된 아이콘 이미지 중 하나 이상을 포함하며 사용자의 선택에 따라 지정 가능한 AOD(Always-on-display) 정보를 포함하는 표시장치.
  3. 제1 화면 모드에서 표시패널의 화면 전체를 이용하여 이벤트 화면을 표시하는 단계;
    제2 화면 모드에서 상기 표시패널의 화면 일부에 미리 설정된 정보를 표시하는 단계; 및
    상기 제1 화면 모드 후 상기 제2 화면 모드가 재개될 때 상기 제2 화면 모드의 정보 표시 위치를 변경하는 표시장치의 AOD 제어 방법.
  4. 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차 구조에 의해 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된 픽셀 어레이를 포함한 표시 패널;
    상기 표시패널에 데이터를 기입하는 구동 회로; 및
    제1 화면 모드와 제2 화면 모드를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 구동 회로는 상기 제1 화면 모드에서 상기 표시패널의 화면 전체를 이용하여 이벤트 화면을 표시하고, 상기 제2 화면 모드에서 상기 표시패널의 화면 일부에 미리 설정된 정보를 표시하고,
    상기 제2 화면 모드의 정보 표시 위치는 상기 제1 화면 모드 후 상기 제2 화면 모드가 재개될 때 변경되는 모바일 단말기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 화면 모드의 정보는
    시계, 문자, 이미지, 어플리케이션과 연계된 아이콘 이미지 중 하나 이상을 포함하며 사용자의 선택에 따라 지정 가능한 AOD(Always-on-display) 정보를 포함하는 모바일 단말기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는
    AP(Application Processor)를 포함하는 모바일 단말기.
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