KR20210007508A

KR20210007508A - 표시장치와 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20210007508A
Application number: KR1020190084105A
Authority: KR
Inventors: 권용철; 박동원; 고남곤; 박종민
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2021-01-20

Abstract

표시장치와 그 구동 방법이 개시된다. 이 표시장치는 외부로부터 입력되는 밝기값에 따라 데이터 전압과 저전위 전원 전압을 가변하는 구동 장치를 포함한다. 상기 구동 장치는 픽셀 데이터의 계조, 밝기값에 따라 가변되는 저전위 전원 전압, 구동 소자의 문턱 전압 중 하나 이상을 바탕으로 초기화 전압을 실시간 가변한다.

Description

표시장치와 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 픽셀들의 초기화 전압을 실시간 가변하는 표시장치와 그 구동 방법에 관한 것이다.

전계 발광 표시장치는 발광층의 재료에 따라 무기 발광 표시장치와 유기 발광 표시장치로 대별된다. 액티브 매트릭스 타입(active matrix type)의 유기 발광 표시장치는 스스로 발광하는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: 이하, "OLED"라 함)를 포함하며, 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 유기 발광 표시장치는 발광 다이오드 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED"라 함)가 픽셀들 각각에 형성된다. 유기 발광 표시장치는 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도, 시야각 등이 우수할 뿐 아니라, 블랙 계조를 완전한 블랙으로 표현할 수 있기 때문에 명암비(contrast ratio)와 색재현율이 우수하다.

유기 발광 표시장치는 백라이트 유닛(Backlight unit)이 필요 없고, 플렉시블(flexible) 소재인 플라스틱 기판, 박형 유리 기판, 금속 기판 상에 구현될 수 있다. 따라서, 플렉시블 디스플레이는 유기 발광 표시 장치로 구현될 수 있다.

유기 발광 표시장치의 픽셀들은 OLED와, 게이트-소스간 전압(Vgs)에 따라 OLED에 흐르는 전류를 조절하여 OLED를 구동하는 구동 소자, 구동 소자의 게이트 전압을 유지하는 스토리지 커패시터 등을 포함한다.

구동 소자는 트랜지스터(transistor)로 구현될 수 있다. 유기 발광 표시장치의 화면 전체의 화질을 균일하게 하기 위하여, 구동 소자는 모든 픽셀들 간에 그 전기적 특성이 균일하여야 한다. 그러나, 표시패널의 제조 공정에서 초래되는 공정 편차와 소자 특성 편차로 인하여 픽셀들 간에 구동 소자의 전기특 성에서 차이가 있을 수 있고 이러한 차이는 픽셀들의 구동 시간이 경과됨에 따라 더 커질 수 있다. 픽셀들 간에 구동 소자의 전기적 특성 편차를 보상하기 위해, 유기 발광 표시장치에 내부 보상 기술 및/또는 외부 보상 기술이 적용될 수 있다.

내부 보상 기술은 픽셀들 각각에 내장된 내부 보상 회로를 이용하여 서브 픽셀별로 구동 소자의 문턱 전압을 센싱하여 그 문턱 전압만큼 데이터 전압을 보상한다.

외부 보상 기술은 외부 보상 회로를 이용하여 구동 소자들의 전기적 특성에 따라 변하는 구동 소자의 전류 또는 전압을 실시간 센싱한다. 외부 보상 기술은 픽셀 별로 센싱된 구동 소자의 전기적 특성 편차(또는 변화) 만큼 입력 영상의 픽셀 데이터(디지털 데이터)를 변조함으로써 픽셀들 각각에서 구동 소자의 전기적 특성 편차(또는 변화)를 실시간 보상한다.

내부 보상 기술의 경우, 소정의 센싱 단계 내에 픽셀들 각각에서 구동 소자의 문턱 전압을 센싱하고, 센싱된 구동 소자의 문턱 전압만큼 데이터 전압을 보상한다.

내부 보상 기술에서, 픽셀 데이터의 계조에 따라 센싱 단계 내에 구동 소자의 문턱 전압을 센싱하기 위한 시간이 부족할 수 있다. 이 경우, 픽셀 데이터의 계조에 따라 구동 소자의 문턱 전압이 부정확하게 센싱되어 화질 저하가 초래될 수 있다. 예를 들어, 픽셀 회로에 따라 픽셀 데이터의 저계조에서 구동 소자의 문턱 전압을 센싱하는데 필요한 센싱 단계의 시간이 부족할 수 있다.

본 발명은 전술한 필요성 및/또는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 픽셀들에서 픽셀 데이터의 모든 계조에서 미리 설정된 센싱 단계 내에 구동 소자의 문턱 전압을 정확하게 센싱하도록 한 표시장치와 그 구동 방법을 제공한다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 표시장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차되고, 초기화 전압, 픽셀 구동 전압, 및 저전위 전원 전압을 공통으로 공급 받고 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함한 픽셀들이 배치된 픽셀 어레이; 및 상기 초기화 전압, 상기 픽셀 구동 전압, 및 상기 저전위 전원 전압을 출력하고, 상기 데이터 라인들에 픽셀 데이터의 데이터 전압을 공급하는 구동 장치를 포함한다.

상기 구동 장치는 외부로부터 입력되는 밝기값에 따라 상기 데이터 전압과 상기 저전위 전원 전압을 가변하고, 상기 픽셀 데이터의 계조, 상기 밝기값에 따라 가변되는 저전위 전원 전압, 상기 구동 소자의 문턱 전압 중 하나 이상을 바탕으로 상기 초기화 전압을 실시간 가변한다.

본 발명의 표시장치는 픽셀들의 초기화 전압을 실시간 가변함으로써 제한된 센싱 단계의 시간 내에서 픽셀 데이터의 모든 계조에서 구동 소자의 문턱 전압을 정확하게 센싱할 수 있다.

따라서, 본 발명은 모든 계조에서 픽셀들의 문턱 전압 보상 성능을 개선하여 화질을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도이다.
도 2는 펜타일 픽셀 배치의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 3은 리얼 픽셀 배치의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 드라이브 IC 구성을 보여 주는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 픽셀 회로를 개략적으로 보여 주는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 픽셀 회로의 일 예를 상세히 보여 주는 회로도들이다.
도 7a 내지 도 9b는 도 6에 도시된 픽셀 회로의 동작을 단계적으로 보여 주는 도면들이다.
도 10은 프로그레시브 스캔(progressive scan)되는 픽셀들에서 내부 보상 회로의 동작 시간을 보여 주는 도면이다.
도 11은 픽셀 데이터의 저계조에서 센싱 단계의 시간이 부족하게 되는 예를 보여 주는 도면이다.
도 12는 픽셀 데이터의 저계조와 고계조에서 상이한 전압 레벨로 인가되는 초기화 전압의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 13 내지 도 15b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 초기화 전압의 제어 방법을 보여 주는 도면들이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 초기화 전압의 제어 방법을 보여 주는 도면들이다.
도 18 내지 도 19b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 초기화 전압의 제어 방법을 보여 주는 도면들이다.
도 20 및 도 21은 본 발명의 제4 실시예에 따른 초기화 전압의 제어 방법을 보여 주는 도면들이다.
도 22 및 도 23은 본 발명의 제5 실시예에 따른 초기화 전압의 제어 방법을 보여 주는 도면들이다.
도 24는 본 발명의 효과를 검증하기 위한 시뮬레이션 결과를 보여 주는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 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 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ' ~ 상에', ' ~ 상부에', ' ~ 하부에', ' ~ 옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

실시예 설명에서, 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되지만, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

여러 실시예들의 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

본 발명의 표시장치에서 픽셀 회로와 게이트 구동부는 다수의 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 트랜지스터들은 산화물 반도체를 포함한 Oxide TFT(Thin Film Transistor), 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly Silicon, LTPS)을 포함한 LTPS TFT 등으로 구현될 수 있다. 트랜지스터들 각각은 p 채널 MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor) 또는 n 채널 MOSFET 구조의 트랜지스터로 구현될 수 있다. 실시예에서 픽셀 회로의 트랜지스터들이 p 채널 트랜지스터로 구현된 예를 중심으로 설명되지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

트랜지스터는 게이트(gate), 소스(source) 및 드레인(drain)을 포함한 3 전극 소자이다. 소스는 캐리어(carrier)를 트랜지스터에 공급하는 전극이다. 트랜지스터 내에서 캐리어는 소스로부터 흐르기 시작한다. 드레인은 트랜지스터에서 캐리어가 외부로 나가는 전극이다. 트랜지스터에서 캐리어의 흐름은 소스로부터 드레인으로 흐른다. n 채널 트랜지스터의 경우, 캐리어가 전자(electron)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 전자가 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 낮은 전압을 가진다. n 채널 트랜지스터에서 전류의 방향은 드레인으로부터 소스 쪽으로 흐른다. p 채널 트랜지스터(PMOS)의 경우, 캐리어가 정공(hole)이기 때문에 소스로부터 드레인으로 정공이 흐를 수 있도록 소스 전압이 드레인 전압보다 높다. p 채널 트랜지스터에서 정공이 소스로부터 드레인 쪽으로 흐르기 때문에 전류가 소스로부터 드레인 쪽으로 흐른다. 트랜지스터의 소스와 드레인은 고정된 것이 아니라는 것에 주의하여야 한다. 예컨대, 소스와 드레인은 인가 전압에 따라 변경될 수 있다. 따라서, 트랜지스터의 소스와 드레인으로 인하여 발명이 제한되지 않는다. 이하의 설명에서 트랜지스터의 소스와 드레인을 제1 및 제2 전극으로 칭하기로 한다.

게이트 신호는 게이트 온 전압(Gate On Voltage)과 게이트 오프 전압(Gate Off Voltage) 사이에서 스윙(swing)한다. 게이트 온 전압은 트랜지스터의 문턱 전압 보다 높은 전압으로 설정되며, 게이트 오프 전압은 트랜지스터의 문턱 전압 보다 낮은 전압으로 설정된다. 트랜지스터는 게이트 온 전압에 응답하여 턴-온(turn-on)되는 반면, 게이트 오프 전압에 응답하여 턴-오프(turn-off)된다. n 채널 트랜지스터의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 하이 전압(Gate High Voltage, VGH)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 로우 전압(Gate Low Voltage, VGL)일 수 있다. p 채널 트랜지스터의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 로우 전압(VGL)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 하이 전압(VGH)일 수 있다.

본 발명의 픽셀들 각각은 발광 소자, 게이트-소스간 전압에 따라 상기 발광 소자에 흐르는 전류를 조절하는 구동 소자, 및 상기 스캔 신호의 펄스에 의해 정의된 센싱 단계에 상기 구동 소자의 문턱 전압을 센싱하여 커패시터에 공급하는 내부 보상 회로를 포함한다. 내부 보상 회로는 구동 소자의 게이트에 연결된 커패시터와, 커패시터와 구동 소자 및 발광 소자를 연결하는 하나 이상의 스위치 소자를 포함한다. 내부 보상 회로는 도 6에 도시된 커패시터와 다수의 스위치 소자들을 포함할 수 있다.

본 발명의 표시장치는 픽셀들을 구동하기 위한 구동 장치를 포함한다. 구동 장치는 외부로부터 입력되는 밝기값(DBV)을 입력 받고, 이 밝기값에 따라 데이터 전압과 저전위 전원 전압(ELVSS)을 변경하여 픽셀 데이터의 최대 휘도를 제한할 수 있다. 구동 장치는 픽셀 데이터의 계조, 밝기값에 따라 가변되는 저전위 전원 전압(ELVSS), 픽셀들의 구동 소자의 문턱값 중 하나 이상을 바탕으로 초기화 전압(Vini)을 실시간 가변할 수 있다. 구동 장치는 이하의 실시예에서 드라이브 IC(300)로 설명된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 표시장치는 표시패널(100)과, 표시패널 구동부(120, 300)를 포함한다.

표시패널 구동부(120, 300)는 입력 영상의 픽셀 데이터를 화면의 픽셀들에 기입하여 화면 상에 영상을 표시한다. 표시패널 구동부(120, 300)는 표시패널(100)의 게이트 라인들(GL1~GL2)에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부(120), 픽셀 데이터를 데이터 신호의 전압(이하, "데이터 전압"이라 함)으로 변환하여 데이터 출력 채널들을 통해 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부(306), 및 데이터 구동부(306)와 게이트 구동부(120)의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 콘트롤러(303)를 포함한다. 데이터 구동부(306)와 타이밍 콘트롤러(303)는 드라이브 IC(Integrated Circuit, 300)에 집적될 수 있다.

표시패널(100)의 화면은 데이터 라인들(DL1~DL6), 데이터 라인들(DL1~DL6)과 교차되는 게이트 라인들(GL1, GL2), 및 픽셀들(P)이 매트릭스 형태로 배치된 픽셀 어레이를 포함한다. 픽셀들(P)은 데이터 라인들(DL1~DL6)과 게이트 라인들(GL1, GL2)에 의해 정의된 매트릭스 형태로 픽셀 어레이에 배치된다. 픽셀들(P)은 픽셀 데이터 전압이 인가되어 영상을 표시한다.

픽셀들(P) 각각은 컬러 구현을 위하여 컬러가 다른 서브 픽셀들을 포함한다. 서브 픽셀들은 적색(Red, 이하 “R 서브 픽셀”이라 함), 녹색(Green, 이하 “G 서브 픽셀”이라 함), 및 청색(Blue, 이하 “B 서브 픽셀”이라 함)을 포함한다. 도시하지 않았으나 백색 서브 픽셀이 더 포함될 수 있다. 이하에서, 픽셀은 서브 픽셀로 해석될 수 있다.

서브 픽셀들 각각은 구동 소자의 전기적 특성 예를 들어, 문턱 전압을 센싱하여 구동 소자의 게이트 전압을 보상하는 내부 보상 회로를 포함할 수 있다.

픽셀들(P)은 리얼(real) 컬러 픽셀과, 펜타일(pentile) 픽셀로 배치될 수 있다. 펜타일 픽셀은 미리 설정된 펜타일 픽셀 렌더링 알고리즘(pixel rendering algorithm)을 이용하여 도 2에 도시된 바와 같이 컬러가 다른 두 개의 서브 픽셀들을 하나의 픽셀(P)로 구동하여 리얼 컬러 픽셀 보다 높은 해상도를 구현할 수 있다. 펜타일 픽셀 렌더링 알고리즘은 픽셀들(P) 각각에서 부족한 컬러 표현을 인접한 픽셀에서 발광된 빛의 컬러로 보상한다.

리얼 컬러 픽셀의 경우, 하나의 픽셀(P)이 도 3에 도시된 바와 같이 R, G 및 B 서브 픽셀로 구성된다.

픽셀 어레이의 해상도가 n*m 일 때, 픽셀 어레이는 n 개의 픽셀 컬럼(Column)과, 픽셀 컬럼과 교차되는 m 개의 픽셀 라인들을 포함한다. 도 2 및 도 3에서, #1, #2는 픽셀 라인의 번호를 나타낸다. 픽셀 컬럼은 Y축 방향을 따라 배치된 픽셀들을 포함한다. 픽셀 라인은 X축 방향을 따라 배치된 픽셀들을 포함한다. 1 수평 기간(1H)은 1 프레임 기간을 m 개의 픽셀 라인 개수로 나눈 시간이다. 게이트 구동부(120)가 게이트 신호를 제1 픽셀 라인부터 제m 픽셀 라인까지 순차적으로 출력하여 픽셀들을 라인 단위로 프로그레시브 스캔(progressive scan)할 수 있다. 1 픽셀 라인의 픽셀들은 1 수평 기간 내에서 초기화, 센싱, 및 데이터 기입으로 동작할 수 있다.

표시패널(100)의 픽셀 어레이는 유리 기판, 금속 기판, 플라스틱 기판 상에 형성될 수 있다. 플라스틱 OLED 패널의 경우, 플라스틱 기판 상에 픽셀 어레이가 형성되어 플렉시블 패널로 구현될 수 있다. 플라스틱 OLED 패널은 백 플레이트(Back plate) 상에 접착된 유기 박막 필름 상에 픽셀 어레이를 포함한다. 픽셀 어레이 위에 터치 센서 어레이가 형성될 수 있다.

백 플레이트는 PET(Polyethylene terephthalate) 기판일 수 있다. 백 플레이트 상에 유기 박막 필름이 형성된다. 유기 박막 필름 상에 픽셀 어레이와 터치 센서 어레이가 형성될 수 있다. 백 플레이트는 픽셀 어레이가 습도에 노출되지 않도록 유기 박막 필름을 향하는 투습을 차단한다. 유기 박막 필름은 얇은 PI(Polyimide) 필름 기판일 수 있다. 유기 박막 필름 상에 도시하지 않은 절연 물질로 다층의 버퍼막이 형성될 수 있다. 유기 박막 필름 상에 픽셀 어레이와 터치 센서 어레이에 인가되는 전원이나 신호를 공급하기 위한 배선들이 형성될 수 있다.

표시패널(100)의 기판에는 픽셀 어레이와 함께 게이트 구동부(120)가 실장될 수 있다. 표시패널(100)의 기판 상에 직접 형성되는 게이트 구동부(120)는 GIP(Gate in panel) 회로로 알려져 있다.

게이트 구동부(120)는 표시패널(100)의 좌우측 베젤(bezel) 중 일측 베젤에 배치되어 게이트 라인들(GL1, GL2)에 싱글 피딩(single feeding) 방식으로 게이트 신호를 공급할 수 있다. 싱글 피딩 방식의 경우, 도 1에서 두 개의 게이트 구동부(120) 중 하나가 필요 없다.

게이트 구동부(120)는 표시패널(100)의 좌우측 베젤들 각각에 배치되어 게이트 라인들(GL1, GL2)에 더블 피딩(double feeding) 방식으로 게이트 신호를 공급할 수 있다. 더블 피딩 방식의 경우, 하나의 게이트 라인의 양측 끝단에서 게이트 신호가 동시에 인가될 수 있다.

게이트 구동부(120)는 시프트 레지스터(Shift register)를 이용하여 드라이브 IC(300)로부터 공급되는 게이트 타이밍 신호에 따라 구동되어 게이트 라인들(GL1, GL2)에 게이트 신호(GATE1, GATE2)를 공급한다. 시프트 레지스터는 게이트 신호(GATE1, GATE2)를 시프트시킴으로써 게이트 신호(GATE1, GATE2)를 게이트 라인들(GL1, GL2)에 순차적으로 공급할 수 있다. 게이트 신호(GATE1, GATE2)는 도 6 및 도 7에 도시된 스캔 신호[SCAN(N-1), SCAN(N)], 발광 제어 신호[EM(N)] 등을 포함할 수 있다. 이하에서, "발광 제어 신호"를 EM 신호로 칭한다.

드라이브 IC(300)는 게이트 타이밍 신호 출력 채널들을 통해 게이트 구동부(120)를 제어하기 위한 게이트 타이밍 신호를 출력할 수 있다. 게이트 타이밍 신호는 시프트 레지스터에 입력되는 스타트 신호와 시프트 클럭(shift clock)을 포함할 수 있다. 드라이브 IC(300)는 데이터 출력 채널들을 통해 데이터 라인들(DL1~DL6)에 연결되어 데이터 라인들(DL1~DL6)에 데이터 전압(Vdata)을 공급한다.

드라이브 IC(300)는 도 4에 도시된 바와 같이 호스트 시스템(200), 제1 메모리(301), 및 표시패널(100)에 연결될 수 있다. 드라이브 IC(300)는 데이터 연산부(308), 타이밍 콘트롤러(303), 및 데이터 구동부(306)를 포함할 수 있다. 드라이브 IC(300)는 제2 메모리(302), 감마 보상 전압 발생부(305), 전원부(304), 레벨 시프터(Level shifter, 307) 등을 더 포함할 수 있다.

타이밍 콘트롤러(303)는 호스트 시스템(200)으로부터 수신되는 입력 영상의 픽셀 데이터(PDATA)를 데이터 구동부(306)에 제공한다. 타이밍 콘트롤러(303)는 게이트 구동부(120)를 제어하기 위한 게이트 타이밍 신호와, 데이터 구동부(306)를 제어하기 위한 소스 타이밍 신호를 발생하여 게이트 구동부(120)와 데이터 구동부(306)의 동작 타이밍을 제어할 수 있다.

드라이브 IC(300)는 타이밍 콘트롤러(303)와 레벨 시프터(307)를 통해 게이트 구동부(120)를 구동하기 위한 게이트 타이밍 신호들을 발생할 수 있다. 게이트 타이밍 신호는 스타트 펄스(start pulse, VST), 시프트 클럭(shift clock, GCLK) 등의 게이트 타이밍 신호와, 게이트 온 전압(VGL) 및 게이트 오프 전압(VGH) 등의 게이트 전압을 포함한다. 스타트 펄스(VST)와 시프트 클럭(GCLK)은 게이트 온 전압(VGL)과 게이트 오프 전압(VGH) 사이에서 스윙한다.

데이터 연산부(308)는 호스트 시스템(200)으로부터 디지털 신호로 입력된 픽셀 데이터와 밝기값(Display　Brightness　Value, DBV)을 수신하는 수신부와, 수신부를 통해 입력된 픽셀 데이터를 미리 설정된 화질 알고리즘으로 변조하여 화질을 향상시키는 데이터 연산부를 포함한다. 또한, 데이터 연산부(308)는 밝기값(DBV)에 따라 데이터 전압(Vdata)과 저전위 전원 전압(ELVSS)을 변경하여 픽셀들의 최대 휘도를 제한한다. 데이터 연산부(308)는 압축된 픽셀 데이터를 디코딩(Decoding)하여 복원하는 데이터 복원부, 미리 설정된 광학 보상값을 픽셀 데이터에 더하는 광학 보상부, 입력 영상의 평균 화상 레벨(APL) 등을 계산하여 휘도와 소비 전력을 제어하는 휘도 조정부 등을 포함할 수 있다. 광학 보상값은 제조 공정에서 촬영된 카메라 영상을 바탕으로 측정된 화면의 휘도를 바탕으로 픽셀 데이터 각각의 휘도를 보정하기 위한 값으로 설정될 수 있다.

데이터 구동부(306)는 디지털-아날로그 변환기(Digital to Analog converter, 이하 "DAC"라 함)를 이용하여 타이밍 콘트롤러(303)로부터 수신된 픽셀 데이터(디지털 신호)를 감마 보상 전압으로 변환하여 데이터 전압(Vdata)을 출력한다. 데이터 구동부(306)로부터 출력된 데이터 전압(Vdata)은 드라이브 IC(300)의 데이터 채널에 연결된 출력 버퍼를 통해 픽셀 어레이의 데이터 라인들(DL1~DL6)에 공급된다.

감마 보상 전압 발생부(305)는 전원부(304)로부터의 감마 기준 전압을 분압 회로를 통해 분배하여 계조별 감마 보상 전압을 발생한다. 감마 보상 전압은 픽셀 데이터의 계조별로 전압이 설정된 아날로그 전압이다. 감마 보상 전압 발생부(305)로부터 출력된 감마 보상 전압은 데이터 구동부(306)에 제공된다.

레벨 시프터(307)는 타이밍 콘트롤러(303)로부터 수신된 게이트 타이밍 신호의 로우 레벨 전압(low level voltage)을 게이트 온 전압(VGL)으로 변환하고, 게이트 타이밍 신호의 하이 레벨 전압(high level voltage)을 게이트 오프 전압(VGH)으로 변환한다. 레벨 시프터(307)는 게이트 타이밍 신호 출력 채널들을 통해 게이트 타이밍 신호와 게이트 전압(VGH, VGL)을 출력하여 게이트 구동부(120)에 공급한다.

전원부(304)는 직류-직류 변환기(DC-DC Converter)를 이용하여 표시패널(100)의 픽셀 어레이, 게이트 구동부(120), 및 드라이브 IC(300)의 구동에 필요한 전원을 발생한다. 직류-직류 변환기는 차지 펌프(Charge pump), 레귤레이터(Regulator), 벅 변환기(Buck Converter), 부스트 변환기(Boost Converter) 등을 포함할 수 있다. 전원부(304)는 호스트 시스템(200)으로부터의 직류 입력 전압을 조정하여 감마 기준 전압, 게이트 온 전압(VGL). 게이트 오프 전압(VGH), 픽셀 구동 전압(ELVDD), 저전위 전원 전압(ELVSS), 초기화 전압(Vini) 등의 직류 전원을 발생할 수 있다.

감마 기준 전압은 감마 보상 전압 발생부(305)에 공급된다. 게이트 온 전압(VGL)과 게이트 오프 전압(VGH)은 레벨 시프터(307)와 게이트 구동부(120)에 공급된다. 픽셀 구동 전압(ELVDD), 저전위 전원 전압(ELVSS), 초기화 전압(Vini) 등의 픽셀 전원은 픽셀들(P)에 공통으로 공급된다.

초기화 전압(Vini) 은 픽셀 회로의 주요 노드들을 초기화하는 전압이므로 초기화 전압으로 통칭될 수 있다. 게이트 전압은 VGH = 8V, VGL = -7V로, 픽셀 전원은 VDD = 4.6V, VSS = -2V ~ -3V, Vini(또는 Vref) = -3V ~ -4V로 설정될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 데이터 전압(Vdata)은 Vdata = 2V ~ 6V으로 설정될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

초기화 전압(Vini)은 데이터 전압(Vdata) 보다 낮고 발광 소자(OLED)의 문턱 전압 보다 낮은 직류 전압으로 설정되어 발광 소자(OLED)의 발광을 억제하고, 픽셀들의 주요 노드들을 초기화한다.

본 발명의 픽셀들은 내부 보상 회로를 포함한다. 내부 보상 회로는 초기화 단계(Ti), 센싱 단계(Ts), 및 발광 단계(Tem)로 나뉘어 동작할 수 있다. 픽셀 데이터의 모든 계조에서 구동 소자(DT)의 문턱 전압을 정확하게 센싱하기 위하여, 본 발명의 픽셀들에 인가되는 초기화 전압(Vini)은 밝기값(DBV), 픽셀 데이터의 계조, 밝기값에 따라 가변되는 저전위 전원 전압(ELVSS), 구동 소자의 문턱치 센싱값 혹은 구동 소자(DT)의 열화 예측값 중 하나 이상을 바탕으로 실시간 가변될 수 있다.

제2 메모리(302)는 드라이브 IC(300)에 전원이 입력될 때 제1 메모리(301)로부터 수신된 보상값, 레지스터 설정 데이터 등을 저장한다. 보상값은 화질 향상을 한 다양한 알고리즘에 적용될 수 있다. 보상값은 광학 보상값을 포함할 수 있다.

레지스터 설정 데이터는 데이터 구동부(306), 타이밍 콘트롤러(303), 감마 보상 전압 발생부(305), 전원부(34) 등의 동작과 파형의 타이밍, 전원부(34)의 출력 전압 레벨 등을 정의한다. 제1 메모리(301)는 플래시 메모리(Flash memory)를 포함할 수 있다. 제2 메모리(302)는 SRAM(Static RAM)을 포함할 수 있다.

호스트 시스템(200)은 TV(Television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 모바일 시스템, 웨어러블 시스템 중 어느 하나일 수 있다.

모바일 시스템에서 호스트 시스템(200)은 AP(Application Processor)로 구현될 수 있다. 모바일 시스템에서 호스트 시스템(200)은 MIPI(Mobile Industry Processor Interface)를 통해 드라이브 IC(300)에 입력 영상의 픽셀 데이터를 전송할 수 있다. 호스트 시스템(200)은 가요성 인쇄 회로 예를 들면, FPC(Flexible Printed Circuit)(310)를 통해 드라이브 IC(300)에 연결될 수 있다.

도 5는 본 발명의 픽셀 회로를 개략적으로 보여 주는 도면이다.

도 5를 참조하면, 픽셀 회로는 제1 내지 제3 회로부들(10, 20, 30)과, 제1 내지 제3 연결부들(12, 23, 13)을 포함할 수 있다. 이 픽셀 회로에서 하나 이상의 구성 요소가 생략되거나 추가될 수 있다.

제1 회로부(10)는 픽셀 구동 전압(ELVDD)을 구동 소자(DT)에 공급한다. 구동 소자(DT)는 게이트(DRG), 소스(DRS), 및 드레인(DRD)을 포함한 트랜지스터로 구현될 수 있다. 제2 회로부(20)는 구동 소자(DT)의 게이트(DRG)에 연결된 커패시터(Cst)를 충전하고, 1 프레임 기간 동안 커패시터(Cst)의 전압을 유지한다. 제3 회로부(30)는 구동 소자(DT)를 통해 픽셀 구동 전압(ELVDD)으로부터 공급되는 전류를 발광 소자(EL)에 제공하여 전류를 빛으로 전환한다. 제1 내지 제3 회로부들(10, 20, 30)은 내부 보상 회로를 포함할 수 있다. 제3 회로부(30)는 구동 소자(DT)의 문턱 전압 또는 전기적 특성 변화를 실시간 센싱하는 센싱부에 연결될 수 있다.

제1 연결부(12)는 제1 회로부(10)와 제2 회로부(20)를 연결한다. 제2 연결부(23)는 제2 회로부(20)와 제3 회로부(30)를 연결한다. 제3 연결부(13)는 제3 회로부(30)와 제1 회로부(10)를 연결한다. 제1 연결부(12), 제2 연결부(23), 제3 연결부(13) 각각은 하나 이상의 트랜지스터와 배선을 포함할 수 있다.

픽셀회로는 도 6과 같은 픽셀 회로로 구현될 수 있다.

도 6은 도 5에 도시된 픽셀 회로를 상세히 보여 주는 회로도들이다. 도 6 에 도시된 픽셀 회로는 제N 픽셀 라인에 속한 임의의 서브 픽셀 회로를 예시한다. 픽셀 회로는 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)을 센싱하고 그 문턱 전압(Vth)만큼 데이터 전압(Vdata)을 보상하는 내부 보상 회로를 포함한다.

표시패널(100)은 도 6에 도시된 바와 같이 픽셀 구동 전압(ELVDD)을 픽셀들(P)에 공급하기 위한 제1 전원 라인(61), 저전위 전원 전압(ELVSS)을 픽셀들(P)에 공급하기 위한 제2 전원 라인(62), 및 초기화 전압(Vini)을 픽셀들(P)에 공급하기 위한 제3 전원 라인(63)을 더 포함할 수 있다.

도 6을 참조하면, 픽셀 회로는 발광 소자(EL)와, 다수의 트랜지스터들(T11~T16, DT), 커패시터(Cst) 등을 포함한다.

트랜지스터들(T11~T16, DT)은 p 채널 트랜지스터로 구현될 수 있다. 트랜지스터들(T11~T16, DT)은 스위치 소자들(T1, T5)과, 구동 소자(DT)를 포함한다.

이 픽셀 회로에 인가되는 게이트 신호는 제N-1 스캔 신호[SCAN(N-1)], 제N 스캔 신호[SCAN(N)], 및 EM 신호[EM(N)]를 포함한다. 제N-1 스캔 신호[SCAN(N-1)]의 펄스는 제N-1 픽셀 라인의 데이터 전압(Vdata)에 동기된다. 제N 스캔 신호[SCAN(N)]의 펄스는 제N 픽셀 라인의 데이터 전압(Vdata)에 동기된다. 제N 스캔 신호[SCAN(N)]의 펄스는 제N-1 스캔 신호(SCAN(N-1))와 동일한 펄스폭으로 발생되고, 제N-1 스캔 신호[SCAN(N-1)]의 펄스 보다 늦게 발생된다. 스캔 신호[SCAN(N-1), SCAN(N)]의 펄스폭은 1 수평 기간(1H)으로 설정될 수 있다.

커패시터(Cst)는 제1 노드(n11)와 제2 노드(n12) 사이에 연결된다. 픽셀 구동 전압(ELVDD)은 제1 전원 라인(61)을 통해 픽셀들(P)에 공급된다. 제1 노드(n11)는 제1 전원 라인(61), 제3 스위치 소자(T13)의 제1 전극, 및 커패시터(Cst)의 제1 전극에 연결된다.

제2 노드(n12)는 커패시터(Cst)의 제2 전극, 구동 소자(DT)의 게이트, 제1 스위치 소자(T11)의 제1 전극, 및 제5 스위치 소자(T15)의 제1 전극에 연결된다.

제1 스위치 소자(T11)는 제N 스캔 신호[SCAN(N)]의 게이트 온 전압(VGL)에 따라 턴-온되어 구동 소자(DT)의 게이트와 제2 전극을 연결한다. 제1 스위치 소자(T11)는 제2 게이트 라인(125)에 연결된 게이트, 제2 노드(n12)에 연결된 제1 전극, 및 제3 노드(n13)에 연결된 제2 전극을 포함한다. 제N 스캔 신호[SCAN(N)]는 제2 게이트 라인(125)을 통해 픽셀들(P)에 공급된다. 제1 스위치 소자(T11)는 1 프레임 기간에서 제N 스캔 신호[SCAN(N)]가 게이트 온 전압(VGL)으로 발생되는 1 수평 기간(1H)만 턴-온되고, 그 이후 1 프레임 기간 동안 오프 상태를 유지한다. 따라서, 제1 스위치 소자(T11)는 도 6과 같이 누설 전류를 줄일 수 있는 듀얼 게이트(dual gate) 구조의 트랜지스터로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

제3 노드(n13)는 구동 소자(DT)의 게이트, 제1 스위치 소자(T11)의 제2 전극, 및 제4 스위치 소자(T14)의 제1 전극에 연결된다.

제2 스위치 소자(T12)는 제N 스캔 신호[SCAN(N)]의 게이트 온 전압(VGL)에 따라 턴-온되어 데이터 전압(Vdata)을 구동 소자(DT)의 제1 전극에 인가한다. 제2 스위치 소자(T12)는 제2 게이트 라인(125)에 연결된 게이트, 제5 노드(n15)에 연결된 제1 전극, 및 데이터 라인(131)에 연결된 제2 전극을 포함한다.

제5 노드(n15)는 구동 소자(DT)의 제1 전극, 제2 스위치 소자(T12)의 제1 전극, 및 제3 스위치 소자(T13)의 제2 전극에 연결된다.

제3 스위치 소자(T13)는 EM 신호[EM(N)]에 응답하여 픽셀 구동 전압(ELVDD)을 구동 소자(DT)의 제1 전극에 공급한다. 제3 스위치 소자(T13)는 제3 게이트 라인(126)에 연결된 게이트, 제1 노드(n11)를 경유하여 제1 전원 라인(61)에 연결된 제1 전극, 및 제5 노드(n15)에 연결된 제2 전극을 포함한다. EM 신호[EM(N)]는 제3 게이트 라인(126)을 통해 픽셀들(P)에 공급된다.

제4 스위치 소자(T14)는 EM 신호[EM(N)]의 게이트 온 전압(VGL)에 따라 턴-온되어 구동 소자(DT)의 제2 전극을 발광 소자(EL)의 애노드에 연결한다. 제4 스위치 소자(T14)의 게이트는 제3 게이트 라인(126)에 연결된다. 제4 스위치 소자(T14)의 제1 전극은 제3 노드(n13)에 연결되고, 제4 스위치 소자(T14)의 제2 전극은 제4 노드(n14)에 연결된다.

제4 노드(n14)는 발광 소자(EL)의 애노드, 제4 스위치 소자(T14)의 제2 전극, 및 제6 스위치 소자(T16)의 제2 전극에 연결된다.

제5 스위치 소자(T15)는 제N-1 스캔 신호[SCAN(N-1)]의 게이트 온 전압(VGL)에 따라 턴-온되어 제2 노드(n12)를 제3 전원 라인(63)에 연결하여 초기화 단계(Ti) 동안 커패시터(Cst)와 구동 소자(DT)의 게이트를 초기화한다. 제5 스위치 소자(T15)는 제1 게이트 라인(124)에 연결된 게이트, 제2 노드(n12)에 연결된 제1 전극, 및 제3 전원 라인(63)에 연결된 제2 전극을 포함한다.

제N-1 스캔 신호[SCAN(N-1)]는 제1 게이트 라인(124)을 통해 픽셀들(P)에 공급된다. 초기화 전압(Vini)은 제3 전원 라인(63)을 통해 픽셀들(P)에 공급된다.

제6 스위치 소자(T16)는 제N 스캔 신호[SCAN(N)]의 게이트 온 전압(VGL)에 따라 턴-온되어 초기화 단계(Ti) 동안 제3 전원 라인(63)을 발광 소자(EL)의 애노드에 연결한다. 초기화 단계(Ti) 동안 발광 소자(EL)의 애노드 전압이 제6 스위치 소자(T16)를 통해 초기화 전압(Vini)으로 초기화된다. 이 때, 발광 소자(EL)는 애노드와 캐소드간 전압이 자신의 문턱 전압 보다 작기 때문에 발광되지 않는다. 제6 스위치 소자(T16)는 제2 게이트 라인(122)에 연결된 게이트, 제3 전원 라인(63)에 연결된 제1 전극, 및 제4 노드(n14)에 연결된 제2 전극을 포함한다.

구동 소자(DT)는 게이트-소스 간 전압(Vgs)에 따라 발광 소자(EL)에 흐르는 전류를 조절하여 발광 소자(EL)를 구동한다. 구동 소자(DT)는 제2 노드(n12)에 연결된 게이트, 제5 노드(n15)에 연결된 제1 전극, 및 제3 노드(n13)에 연결된 제2 전극을 포함한다.

픽셀 회로의 내부 보상 회로 동작은 픽셀 회로의 주요 노드들이 초기화되는 초기화 단계(Ti), 구동 소자(DT)의 문턱 전압이 센싱되고 이 문턱 전압만큼 데이터 전압이 보상되는 센싱 단계(Ts), 및 구동 소자(DT)의 게이트-소스 전압(Vgs)에 따라 흐르는 전류로 발광 소자(EL)가 발광되는 발광 단계(Tem)로 나뉘어질 수 있다.

도 7a 내지 도 9b는 도 6에 도시된 픽셀 회로의 동작을 단계적으로 보여 주는 도면들이다. 도 7a는 초기화 단계(Ti)에 픽셀 회로에 흐르는 전류 패스를 보여 주는 도면이다. 도 8a는 센싱 단계(Ts)에 픽셀 회로에 흐르는 전류 패스를 보여 주는 도면이다. 도 9a는 발광 단계(Tem) 동안 픽셀 회로에 흐르는 전류 패스를 보여 주는 도면이다. 도 7b, 도 8b 및 도 9b는 도 6에 도시된 픽셀 회로에 인가되는 게이트 신호를 보여 주는 파형도들이다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 초기화 단계(Ti)에 제N-1 스캔 신호[SCAN(N-1)]의 전압이 게이트 온 전압(VGL)이다. 제5 스위치 소자(T15)가 초기화 단계(Ti)에 턴-온되어 제2 노드(n12)의 전압이 초기화 전압(Vini)으로 방전된다. 그 결과, 초기화 단계(Ti)에 커패시터(Cst)와, 구동 소자(DT)의 게이트 전압이 초기화 전압(Vini)으로 초기화된다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 센싱 단계(Ts)에 제N 스캔 신호[SCAN(N)]의 전압이 게이트 온 전압(VGL)이다. 제1, 제2 및 제6 스위치 소자들(T11, T12, T16)이 센싱 단계(Ts)에 턴-온된다. 이 때, 데이터 전압(Vdata)이 제2 노드(n12)에 인가되고, 제2 노드(n12)의 전압이 Vini로부터 Vdata - |Vth|으로 변한다. 그 결과, 센싱 단계(Ts)에 센싱된 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)만큼 보상된 데이터 전압(Vdata)이 커패시터(Cst)에 충전된다.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 발광 단계(Tem)에 EM 신호[EM(N)]의 전압이 게이트 온 전압(VGL)으로 변한다. 제3 및 제4 스위치 소자들(T13, T14)이 발광 단계(Tem)에 턴-온된다. 발광 단계(Tem) 동안 구동 소자(DT)를 통해 발광 소자(EL)에 전류가 흘러 발광 소자(EL)가 발광될 수 있다.

발광 소자(EL)에 흐르는 전류는 구동 소자(DT)의 게이트-소스간 전압(Vgs)에 따라 조절된다. 구동 소자(DT)의 게이트-소스간 전압(Vgs)은 발광 단계(Tem) 동안 Vgs = Vdata-|Vth|-VDD이다. 저계조의 휘도를 정밀하게 표현하기 위하여, EM 신호[EM(N)]는 발광 단계(Tem) 동안 소정의 듀티비(duty ration)로 게이트 온 전압(VGL)과 게이트 오프 전압(VGH) 사이에서 스윙(swing)될 수 있다.

도 10은 프로그레시브 스캔(progressive scan)되는 픽셀들에서 내부 보상 회로의 동작 시간을 보여 주는 도면이다. 도 10에서, 화살표는 픽셀들의 스캔 방향을 나타낸다.

도 10을 참조하면, 픽셀 라인들[(k-1)~(k+1)th lines] 각각은 n 개의 픽셀들(P1~Pn)을 포함할 수 있다.

게이트 구동부(120)는 타이밍 콘트롤러(303)의 제어 하에 픽셀 라인들[(k-1)~(k+1)th lines]의 게이트 라인들에 순차적으로 게이트 신호[SCAN(N-1), SCAN(N), EM(N)]를 공급할 수 있다. 게이트 신호[SCAN(N-1), SCAN(N), EM(N)]는 제k-1 픽셀 라인[(k-1)th line], 제k 픽셀 라인[kth line], 및 제N+1 픽셀 라인[(k+1)th line]의 순서로 인가될 수 있다.

제k 픽셀 라인[kth line]의 픽셀들(P1~Pn)이 초기화 단계(Ti)일 때 제k-1 픽셀 라인[(k-1)th line]의 픽셀들(P1~Pn)은 센싱 단계(Ts)일 수 있다. 이 때 나머지 픽셀 라인들의 픽셀들(P1~Pn)은 발광 단계(Tem)일 수 있다.

초기화 전압(Vini)이 공급되는 전원 라인(63)은 모든 픽셀들(P1~Pn)에 연결되어 픽셀들(P1~Pn)에 공통으로 인가될 수 있다.

도 11은 픽셀 데이터의 저계조에서 센싱 단계의 시간이 부족하게 되는 예를 보여 주는 도면이다.

도 11을 참조하면, 픽셀 데이터의 저계조(LG)에서 구동 소자의 문턱 전압 센싱 단계가 부족하게 되어 저계조에서 화면 얼룩이 보이는 등 화질이 저하될 수 있다. 저계조의 화질 개선을 위하여, EM 신호[EM(N)]를 소정의 듀티비로 스위칭하는 듀티 구동을 할 수 있지만 이 방법은 플리커(flicker) 등의 또 다른 화질 문제를 초래할 수 있다.

픽셀 회로의 내부 보상 회로 동작은 초기화 단계(Ti), 센싱 단계(Ts), 및 발광 단계(Tem)로 나뉘어진다. 센싱 단계(Ts)에 구동 소자(DT)의 게이트 전압 즉, 제2 노드(n12)의 전압은 Vini로부터 Vdata -|Vth| 로 변하여 Vdata -|Vth|으로 포화(Saturation)될 때 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)이 샘플링(sampling)되어 커패시터(Cst)에 저장된다. 구동 소자(DT)의 게이트 전압이 포화되기 전에 센싱 단계(Ts)이 끝나면, 커패시터(Cst)에 충전된 전압은 Vdata - |Vth|±Δ으로 표현될 수 있다. |Vth|±Δ는 센싱 단계(Ts) 내에서 구동 소자(DT)의 게이트 전압이 Vdata - |Vth|으로 포화되기 전에 커패시터(Cst)에 샘플링된 Δ 만큼 높거나 낮은 부정확한 문턱 전압이다. 구동 소자(DT)의 문턱 전압이 부정확하게 센싱되면, 발광 단계(Tem)에서 구동 소자(DT)의 게이트-소스간 전압(Vgs)에 부정확한 문턱 전압이 반영되어 픽셀이 해당 계조의 타겟(target) 휘도 레벨로 발광하지 못한다.

도 6과 같은 픽셀 회로에서, 저계조(LG)의 데이터 전압(Vdata)은 고계조(HG)의 데이터 전압(Vdata) 보다 높게 설정될 수 있다. 저계조(L)의 데이터 전압(Vdata)은 6V이고 고계조(HG)의 데이터 전압(Vdata)은 0V일 수 있다.

Vini = -3V이고 |Vth|=0V로 가정할 때, 고계조(HG)에서 구동 소자(DT)의 게이트 전압이 -3V로부터 0V로 3V만큼 상승하여 포화된다. 이에 비하여, 저계조(LG)의 경우에 구동 소자(DT)의 게이트 전압이 -3V로부터 6V로 9V만큼 상승한다. 따라서, 저계조(LG)의 경우 고계조(HG) 대비 3배의 전압 상승이 필요한다. 저계조(L)의 경우, 구동 소자(DT)의 게이트 전압 상승 시간이 길어지기 때문에 구동 소자(DT)의 게이트 전압이 포화되기까지 필요한 센싱 시간이 고계조(HG)에 비하여 더 길어진다.

본 발명은 저계조에서 구동 소자(DT)의 게이트 전압 상승 시간을 고계조 수준 만큼 줄이기 위하여 도 12에 도시된 바와 같이 저계조의 픽셀 데이터가 기입되는 픽셀의 초기화 전압[Vini(LG)]을 고계조의 픽셀 데이터가 기입되는 픽셀의 초기화 전압[Vini(HG)]과 다른 전압으로 변경한다. 초기화 전압[Vini(LG), Vini(HG)]은 밝기값(DBV), 픽셀 데이터의 계조, ELVSS, 구동 소자의 문턱치 센싱값 혹은 구동 소자의 열화 예측값 중 하나 이상을 바탕으로 실시간 가변될 수 있다.

도 12는 픽셀 데이터의 저계조와 고계조에서 상이한 전압 레벨로 인가되는 초기화 전압의 일 예를 보여 주는 도면이다.

도 12를 참조하면, 저계조(LG)의 픽셀 데이터가 기입되는 픽셀의 초기화 전압[Vini(L)]이 고계조(HG)의 픽셀 데이터가 기입되는 픽셀의 초기화 전압[Vini(L)] 보다 높을 수 있다.

저계조(L)의 데이터 전압(Vdata)이 6V, 고계조(HG)의 데이터 전압(Vdata)이 0V, Vini(L) = 3V, Vini(H) = -3V 그리고 |Vth|=0V로 가정할 때, 고계조(HG)에서 구동 소자(DT)의 게이트 전압이 -3V로부터 0V로 3V만큼 상승하여 포화된다. 저계조(LG)에서도, 구동 소자(DT)의 게이트 전압이 3V로부터 6V로 3V만큼 상승한다. 따라서, 센싱 단계(Ts)에서 구동 소자(DT)의 게이트 전압의 상승 시간이 저계조(LG)와 고계조(HG)에서 동일하거나 유사하게 되어 제한된 센싱 단계(Ti)의 시간 내에서 모든 픽셀들이 계조가 서로 다르더라도 구동 소자(DT)의 문턱 전압을 정확하게 센싱할 수 있다.

구동 소자(DT)의 게이트 전압이 센싱 단계에서 Vdata - |Vth|에 도달되어야 하기 때문에 초기화 전압(Vini)은 Vini < Vdata -|Vth| 를 만족하여야 한다. 초기화 전압(Vini)이 Vdata-|Vth| 보다 작아야 정상적으로 구동 소자(DT)의 문턱전압을 센싱하여 문턱 전압을 샘플링(sampling)할 수 있다.

초기화 전압(Vini)이 실시간 가변될 때, 초기화 전압(Vini)은 ELVSS 이하의 전압으로 제어된다. 초기화 전압(Vini)이 ELVSS 이하(Vini ≤ ELVSS)로 제어되어야만 초기화 단계(Ti)에서 발광 소자가 발광되지 않는다.

초기화 전압(Vini)이 실시간 가변될 때, 초기화 전압(Vini)은 구동 소자의 문턱 전압이 보상된 데이터 전압과 ELVSS 중 더 작은 전압 즉, Vint = Min[(Vdata -|Vth|), ELVSS)에서 선택될 수 있다. Vini = Vdata-|Vth|에서, 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)은 픽셀들 간에 편차가 있을 수 있기 때문에 Vth의 편차 범위를 고려하여 구동 소자들(DT)의 문턱 전압(Vth) 중 최대값으로 선택될 수 있다.

도 13 내지 도 15b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 초기화 전압의 제어 방법을 보여 주는 도면들이다.

도 13 내지 도 15a를 참조하면, 호스트 시스템(200)은 사용자 입력 또는 주변 환경의 조도값에 따라 밝기 모드를 조정할 수 있다.

예를 들어, 호스트 시스템(200)은 도 15a 및 도 15b와 같이 사용자 입력이 지시하는 최대 휘도를 정의하는 밝기값(DBV)을 드라이브 IC(300)로 전송할 수 있다. 호스트 시스템(200)은 조도 센서 신호에 따라 조도에 비례하여 최대 밝기를 조정하기 위하여, 조도에 비례하는 밝기값(DBV)을 드라이브 IC(300)로 전송할 수 있다.

드라이브 IC(300)의 데이터 연산부(308)는 밝기값(DBV)에 따라 픽셀들의 최대 휘도를 제한하기 위하여 Vdata의 전압과 ELVSS의 전압을 조정하기 위한 휘도 제어 정보를 디지털 데이터로 발생하는 휘도 조정부(170)와, 휘도 조정부(170)의 출력에 응답하여 Vini를 제어하는 전압 제어부(171)를 포함할 수 있다.

휘도 조정부(170)는 밝기값(DBV)을 입력 받아, 밝기값(DBV)이 지시하는 DBV 밴드(Band)를 선택하여 픽셀들의 휘도 범위를 결정한다. 휘도 조정부(170)는 DBV 밴드에 의해 정의된 픽셀들의 최대 휘도를 제한하기 위하여 Vdata와 ELVSS를 가변한다(S171 및 S172).

도 15a의 예와 같이, 휘도 조정부(170)는 밝기값(DBV)이 높아지면 픽셀들의 최대 휘도를 높이기 위하여 Vdata의 최소값과 ELVSS의 전압을 낮출 수 있다. 도 15a의 예와 같이, 휘도 조정부(170)는 밝기값(DBV)이 낮아지면 픽셀들의 최대 휘도를 낮추기 위하여, Vdata의 최소값을 높이고 ELVSS의 전압을 높일 수 있다. ELVSS가 0V에 가깝게 높이면 발광 소자(EL)의 전류가 감소되어 소비 전력이 개선될 수 있다.

전압 제어부(171)는 휘도 조정부(170)로부터 휘도 제어 정보(Vdata, ELVSS)를 입력 받아 Vini의 전압 레벨을 정의하는 제어 신호(CTR)를 디지털 데이터로 생성한다. 전원부(304)는 제어 신호(CTR)를 입력 받아 Vini을 실시간 가변한다(S173). 전원부(304)는 전압 제어부(171)의 제어 신호(CTR)에 응답하여 Vini를 Vdata-|Vth|와 ELVSS 중 더 작은 전압 즉, Vini = Min[(Vdata -|Vth|), ELVSS]으로 출력할 수 있다. |Vth|는 구동 소자들(DT)의 문턱 전압들 중 최대값일 수 있다.

제어 신호(CTR)는 디지털 데이터이다. 전원부(304)는 제어 신호(CRT)의 값에 따라 직류-직류 변환기(DC-DC Converter)의 직류 입력 전압을 스위칭하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티비(duty ratio)를 조정하여 Vini를 실시간 가변할 수 있다. PWM 신호의 듀티비가 높아질 때 Vini이 높아지는 반면에, PWM 신호의 듀티비가 낮아질 때 Vini가 낮아질 수 있다. 다른 실시예로, 전원부(304)는 DAC를 이용하여 제어 신호(CTR)에 따라 Vini를 실시간 가변할 수 있다. DAC는 제어 신호(CTR)의 디지털 데이터를 아날로그 전압으로 변환하여 Vini를 가변할 수 있다.

따라서, 드라이브 IC(300)는 도 15a 및 도 15b에 도시된 바와 같이 밝기값(DBV)이 높아질 때 Vini를 낮추고, 밝기값(DBV)이 낮아질 때 Vini를 높일 수 있다.

도 16 및 도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 초기화 전압의 제어 방법을 보여 주는 도면들이다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 타이밍 콘트롤러(303)는 호스트 시스템(303)으로부터 수신되는 입력 영상의 픽셀 데이터(DATA)를 입력 받아 데이터 구동부(306)와 전압 제어부(172)로 전송한다(S201). 또한, 타이밍 콘트롤러(303)는 1 픽셀 라인의 픽셀들에 기입될 1 라인의 픽셀 데이터 중에서 가장 낮은 계조값의 픽셀 데이터를 선택한다(S202). 이렇게 선택된 라인별 데이터에 따라 Vini가 매 픽셀 라인마다 가변될 수 있다. 초기화 단계(Ti)는 1 픽셀 라인씩 시프트되기 때문에 1 픽셀 라인의 픽셀 데이터 중에서 가장 낮은 계조값을 바탕으로 1 수평 기간(1H)마다 가변될 수 있다.

전압 제어부(172)는 타이밍 콘트롤러(303)로부터 수신되는 라인별 데이터에 따라 Vini를 실시간 가변한다(S203).

타이밍 콘트롤러(303)는 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)만큼 라인별 데이터를 보상하여 전원부(304)에 공급할 수 있다. 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)은 제품 출하전 픽셀들(P) 각각에서 측정된 구동 소자(DT)의 문턱 전압, 또는 제품 출하후 경시 변화에 따라 변하는 구동 소자(DT)의 실시간 문턱 전압 센싱값, 또는 픽셀 데이터의 누적값을 바탕으로 예측된 구동 소자(DT)의 열화 예측값 중 어느 하나일 수 있다. 구동 소자(DT)의 열화 예측값은 픽셀 데이터의 누적값에 따라 커지는 구동 소자(DT)의 문턱 전압 시프트 정보를 포함한다. 라인별 데이터에 반영된 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)은 구동 소자들(DT)의 문턱값 중에서 최대값으로 선택될 수 있다.

전원부(304)는 타이밍 콘트롤러(303)로부터 수신된 라인별 데이터에 따라 Vini를 실시간 가변한다(S203). 전원부(304)는 Vini를 라인별 픽셀 데이터에 비례하여 Vini를 조정할 수 있다. 전원부(304)는 라인별 데이터에 따라 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티비(duty ratio)를 조정하여 Vini를 가변하거나, 라인별 데이터를 DAC에 입력하여 Vini를 가변할 수 있다.

전원부(304)로부터 출력된 Vini는 라인별 가장 낮은 계조의 데이터 전압(Vdata)에 비례하고 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)만큼 보상된다. 예를 들어, Vini는 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth) 만큼 보상된 라인별 데이터와 같은 전압일 수 있다. 이 경우, Vini는 Vini = Min(Vdata - |Vth|)으로 표현될 수 있다.

따라서, 드라이브 IC(300)는 픽셀 라인마다 최저 계조값의 픽셀 데이터에 비례하여 Vini를 가변할 수 있다.

도 18 내지 도 19b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 초기화 전압의 제어 방법을 보여 주는 도면들이다.

도 18 내지 도 19b를 참조하면, 타이밍 콘트롤러(303)는 호스트 시스템(303)으로부터 수신되는 입력 영상의 픽셀 데이터(DATA)를 입력 받아 데이터 구동부(306)로 전송한다.

데이터 구동부(306)는 데이터 전압(Vdata)이 출력되는 데이터 출력 채널들과 쌍을 이루는 전압 출력 채널들을 포함할 수 있다. 데이터 출력 채널들은 개별적으로 분리된 데이터 라인들(131~13n)에 독립적인 데이터 전압(Vdata)을 출력한다. 전압 출력 채널들은 개별적으로 분리된 전원 라인들(631~63n)에 독립적인 Vini를 공급한다. 따라서, 픽셀들 간에 서로 다른 Vini가 인가될 수 있다.

데이터 구동부(306)는 이전 픽셀 데이터(DATA)를 저장하고, 각 채널별로 이전 픽셀 데이터(DATA)의 데이터 전압(Vdata)에 비례하는 Vini를 출력할 수 있다(S221, S222). Vini는 이전 픽셀 데이터(DATA)의 데이터 전압(Vdata)에 비례하는 전압으로 발생되어 현재 픽셀 데이터(DATA)의 데이터 전압(Vdata)과 동기될 수 있다. 이전 픽셀 데이터(DATA)는 도 19b에서 제k-1 픽셀 라인[(k-1)th line]의 픽셀들(P1~Pn)에 기입될 데이터일 수 있다. 현재 픽셀 데이터(DATA)는 도 19b에서 제k 픽셀 라인(kth line)의 픽셀들(P1~Pn)에 기입될 데이터일 수 있다.

데이터 구동부(306)의 제1 데이터 출력 채널을 통해 출력되는 제k 픽셀 라인(kth line)의 제1 데이터 전압은 제1 데이터 라인(131)을 통해 제k 수평 기간에 제1 픽셀(P1)에 공급된다. 데이터 구동부(306)의 제1 전압 출력 채널을 통해 출력되는 Vini는 제k-1 픽셀 라인의 제1 픽셀(P1)에 기입될 픽셀 데이터(DATA)에 비례하는 전압으로 발생되어, 제1 데이터 전압에 동기되어 제k 수평 기간에 제3-1 전원 라인(631)을 통해 제1 픽셀(P1)에 공급될 수 있다.

데이터 구동부(306)의 제n 데이터 출력 채널을 통해 출력되는 제k 픽셀 라인(kth line)의 제n 데이터 전압은 제n 데이터 라인(13n)을 통해 제k 수평 기간에 제n 픽셀(Pn)에 공급된다. 데이터 구동부(306)의 제n 전압 출력 채널을 통해 출력되는 Vini는 제k-1 픽셀 라인의 제n 픽셀(Pn)에 기입될 픽셀 데이터(DATA)에 비례하는 전압으로 발생되어, 제n 데이터 전압에 동기되어 제k 수평 기간에 제3-n 전원 라인(63n)을 통해 제n 픽셀(Pn)에 공급될 수 있다.

데이터 구동부(306)에서 이웃한 데이터 출력 채널들을 통해 출력되는 데이터 전압(Vdata)이 상이할 때, 이 데이터 출력 채널들과 쌍을 이루는 이웃한 전압 출력 채널들을 통해 출력되는 Vini의 전압도 상이할 수 있다.

데이터 구동부(306)는 각 채널별로 픽셀 데이터를 DAC에 입력하여 Vini를 매 수평 기간마다 가변할 수 있다. 도 19a에서, 1H는 1 수평 기간이고, Vth는 구동 소자(DT)의 문턱 전압이다.

도 20 및 도 21은 본 발명의 제4 실시예에 따른 초기화 전압의 제어 방법을 보여 주는 도면들이다.

도 20 및 도 21을 참조하면, 호스트 시스템(200)은 사용자 입력 또는 주변 환경의 조도에 따라 최대 휘도를 정의하는 밝기값(DBV)을 드라이브 IC(300)로 전송할 수 있다.

휘도 조정부(170)는 밝기값(DBV)을 입력 받아, 밝기값(DBV)이 지시하는 DBV 밴드(Band)를 선택하여 픽셀들의 휘도 범위를 결정한다(S241). 휘도 조정부(170)는 DBV 밴드에 의해 정의된 픽셀들의 최대 휘도를 제한하기 위하여 Vdata와 ELVSS를 가변한다.

휘도 조정부(170)는 밝기값(DBV)이 높아지면 픽셀들의 최대 휘도를 높이기 위하여 Vdata의 최소값과 ELVSS의 전압을 낮출 수 있다. 휘도 조정부(170)는 밝기값(DBV)이 낮아지면 픽셀들의 최대 휘도를 낮추기 위하여, Vdata의 최소값을 높이고 ELVSS의 전압을 높일 수 있다. ELVSS가 0V에 가깝게 높이면 발광 소자(EL)의 전류가 감소되어 소비 전력이 개선될 수 있다. 따라서, 휘도 조정부(170)는 밝기값(DBV)에 응답하여 ELVSS의 전압을 가변한다.

전압 제어부(174)는 휘도 조정부(170)로부터 ELVSS의 최소값을 제어 신호(CTR)로부터 전원부(304)에 전달하여 Vini를 ELVSS에 따라 실시간 가변한다(S242 및 S243). ELVSS의 최소값은 밝기값(DBV)에 따라 결정되는 ELVSS의 최소 전압을 지시하는 디지털 데이터이다. ELVSS의 최소값은 1 프레임 기간 즉, 1 수직 기간 단위로 가변될 수 있다. ELVSS의 최소값은 1 프레임 기간에 모든 픽셀들에 공통으로 적용되는 ELVSS의 전압 레벨을 정의한다. 따라서, ELVSS의 최소값은 밝기값(DBV)에 따라 가변되는 ELVSS의 전압으로 해석될 수 있다.

전원부(304)는 전압 제어부(174)로부터의 제어 신호(CTR)에 응답하여 ELVSS와 Vini를 출력한다. Vini는 ELVSS에 비례하는 전압이다. Vini는 밝기값(DBV)에 따라 가변되는 ELVSS와 같은 전압 즉, Vini = ELVSS일 수 있다.

전원부(304)는 제어 신호(CRT)의 값에 따라 직류-직류 변환기(DC-DC Converter)의 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티비(duty ratio)를 조정하거나, 제어 신호(DRT)를 DAC에 입력하여 Vini를 가변할 수 있다.

도 22 및 도 23은 본 발명의 제5 실시예에 따른 초기화 전압의 제어 방법을 보여 주는 도면들이다.

도 22 및 도 23을 참조하면, 드라이브 IC(300)는 픽셀 데이터의 누적값을 기반으로 픽셀들 각각에서 구동 소자의 열화 예측값이 저장된 룩업 테이블(Look-up table, LUT)을 더 포함할 수 있다. 구동 소자(DT)의 열화 예측값은 픽셀 데이터의 누적값에 따라 커지는 구동 소자(DT)의 문턱 전압 시프트 정보를 포함한다.

드라이브 IC(300)는 픽셀들(P)과 연결되어 픽셀들(P) 각각에서 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)을 실시간 센싱하는 센싱부(400)를 더 포함할 수 있다. 또한, 드라이브 IC(300)는 구동 소자(DT)의 문턱 전압 예측값 또는 센싱값에 따라 초기화 전압(Vini)에 반영되는 문턱 전압 정보를 발생하는 Vth 판정부(402)를 더 포함할 수 있다.

Vth 센싱부(400)는 픽셀들(P) 각각에 연결되어 픽셀들(P)의 구동 소자의 문턱 전압(Vth)을 실시간 센싱하여 타이밍 콘트롤러(303)에 공급할 수 있다. Vth 센싱부(400)는 픽셀들(P)의 구동 소자(DT)에 연결된 센싱 경로와, 센싱 경로로부터 흐른 전류를 전압으로 변환하여 문턱 전압(Vth)을 샘플링하는 샘플링부, 및 샘플링부로부터의 전압을 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(Analog to Digital Converter, ADC)를 포함할 수 있다.

타이밍 콘트롤러(303)는 룩업 테이블(LUT)을 참고하여 픽셀들(P) 각각에서 구동 소자(DT)의 문턱 전압 예측값 또는 센싱부(400)로부터의 센싱값을 Vth 판정부(402)에 공급한다(S261).

Vth 판정부(402)는 구동 소자(DT)의 문턱 전압 예측값 또는 센싱값에 따라 초기화 전압(Vini)에 반영될 문턱 전압 정보를 출력한다. 전압 제어부(175)는 Vth 판정부(402)로부터의 문턱 전압 정보를 입력 받아 Vini의 전압 레벨을 정의하는 제어 신호(CTR)를 디지털 데이터로 생성한다. 전원부(304)는 제어 신호(CTR)를 입력 받아 Vini을 실시간 가변한다(S262). 전원부(304)는 전압 제어부(171)의 제어 신호(CTR)에 응답하여 Vini를 Vdata-|Vth|와 ELVSS 중 더 작은 전압 즉, Vini = Min[(Vdata -|Vth|), ELVSS]으로 출력할 수 있다. |Vth|는 구동 소자들(DT)의 문턴 전압 예측값 또는 센싱값이다. |Vth|는 픽셀들(P) 각각에서 구동 소자들(DT)의 문턴 전압 예측값 또는 센싱값 중에서 최대값일 수 있다.

전원부(304)는 제어 신호(CTR)에 따라 직류-직류 변환기(DC-DC Converter)의 직류 입력 전압을 스위칭하기 위한 PWM 신호의 듀티비를 조정하거나 DAC를 이용하여 Vini를 실시간 가변할 수 있다.

도 24는 본 발명의 효과를 검증하기 위한 시뮬레이션 결과를 보여 주는 도면이다.

도 24를 참조하면, 본원의 발명자들은 본 발명의 효과를 검증하기 위하여 시뮬레이션 툴(Smart SPICE 2016)을 이용하여 도 6 내지 도 9b와 같은 픽셀 회로에 대하여 저계조의 Vini를 -3V로부터 -0.8V로 높일 때 구동 소자(DT)의 게이트 전압의 변화(ΔV)를 비교하였다.

도 24에서 알 수 있는 바와 같이, 저계조에서 Vini가 -3V일 때 △V 가 7.5mV이다. 이에 비하여, 저계조에서 Vini를 -0.8V로 높인 결과, 저계조의 △V 가 0.5mV 로 감소되었다. 따라서, 제한된 센싱 단계(Ti)의 시간 내에서 구동 소자(DT)의 게이트 전압이 모든 계조에서 포화되어 구동 소자(DT)의 문턱 전압이 정확히 센싱되어 샘플링됨을 확인할 수 있었다.

전술한 실시예들은 단독으로 적용되거나 조합될 수 있다.

본 발명의 표시장치와 그 구동 방법은 다음과 같이 설명될 수 있다.

표시장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차되고, 초기화 전압, 픽셀 구동 전압, 및 저전위 전원 전압을 공통으로 공급 받고 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함한 픽셀들이 배치된 픽셀 어레이; 및 상기 초기화 전압, 상기 픽셀 구동 전압, 및 상기 저전위 전원 전압을 출력하고, 상기 데이터 라인들에 픽셀 데이터의 데이터 전압을 공급하는 구동 장치를 포함한다. 상기 구동 장치는 외부로부터 입력되는 밝기값에 따라 상기 데이터 전압과 상기 저전위 전원 전압을 가변하고, 상기 픽셀 데이터의 계조, 상기 밝기값에 따라 가변되는 저전위 전원 전압, 상기 구동 소자의 문턱 전압 중 하나 이상을 바탕으로 상기 초기화 전압을 실시간 가변한다.

상기 구동 소자는 상기 구동 소자의 문턱 전압의 실시간 센싱값 혹은 상기 구동 소자의 예측값 중 하나 이상을 바탕으로 상기 초기화 전압을 가변한다.

상기 구동 장치는 상기 초기화 전압을 상기 구동 소자의 문턱 전압이 보상된 데이터 전압 보다 작은 전압으로 제어한다.

상기 구동 장치는 상기 초기화 전압을 상기 저전위 전원 전압 이하의 전압으로 제어한다.

상기 구동 장치는 상기 초기화 전압을 상기 구동 소자의 문턱 전압이 보상된 데이터 전압과 상기 저전위 전원 전압 중 더 작은 전압으로 제어한다.

상기 구동 장치는 상기 초기화 전압을 고계조의 픽셀 데이터가 기입될 상기 픽셀들 보다 저계조의 픽셀 데이터가 기입될 상기 픽셀들에서 더 높은 전압으로 제어한다.

상기 구동 장치는 상기 밝기값이 높아질 때 상기 초기화 전압을 낮추고, 상기 밝기값이 낮아질 때 초기화 전압을 높인다.

상기 구동 장치는 상기 초기화 전압을 상기 구동 소자의 문턱 전압이 보상된 데이터 전압과 상기 저전위 전원 전압 중 더 작은 전압으로 출력한다.

상기 구동 장치는 상기 픽셀 어레이의 픽셀 라인마다 최저 계조값의 픽셀 데이터를 라인별 데이터로 선택하고, 상기 라인별 데이터에 비례하여 상기 초기화 전압을 가변한다.

상기 구동 장치는 상기 구동 소자의 문턱 전압만큼 상기 라인별 데이터를 보상한다. 상기 구동 소자의 문턱 전압은 상기 표시장치의 출하전 픽셀들 각각에서 측정된 상기 구동 소자의 문턱 전압, 또는 제품 출하후 경시 변화에 따라 변하는 상기 구동 소자의 실시간 문턱 전압 센싱값, 또는 픽셀 데이터의 누적값에 따라 예측된 상기 구동 소자의 문턱 전압 중 어느 하나이다.

상기 구동 장치는 디지털-아날로그 변환기를 이용하여 픽셀 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 데이터 출력 채널들을 통해 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부를 포함한다. 상기 데이터 구동부는 상기 데이터 출력 채널들과 쌍을 이루어 개별적으로 분리된 전압 출력 채널들을 더 포함한다. 상기 데이터 구동부는 상기 전압 출력 채널들 각각에서 상기 데이터 전압에 비례하는 초기화 전압을 상기 전압 출력 채널들에 공급한다.

상기 데이터 구동부는 이전 픽셀 데이터의 전압에 비례하는 상기 초기화 전압을 발생하고, 상기 이전 픽셀 데이터 이후의 현재 픽셀 데이터의 데이터 전압과 동기하여 상기 전압 출력 채널들을 통해 출력한다.

이웃한 상기 데이터 출력 채널들을 통해 출력되는 상기 데이터 전압이 상이할 때, 상기 데이터 출력 채널들과 쌍을 이루는 이웃한 전압 출력 채널들을 통해 출력되는 상기 초기화 전압이 서로 상이하다.

상기 구동 장치는 상기 초기화 전압을 상기 저전위 전원 전압에 비례하는 전압으로 가변한다.

상기 초기화 전압이 상기 저전위 전원 전압과 같다.

상기 구동 장치는 상기 픽셀 데이터의 누적값을 기반으로 픽셀들 각각에서 구동 소자의 문턱 전압 예측값이 저장된 룩업 테이블과, 상기 픽셀들과 연결되어 상기 픽셀들 각각에서 상기 구동 소의 문턱 전압을 실시간 센싱하는 센싱부 중 하나 이상을 포함한다. 상기 구동 소자의 문턱 전압은 상기 구동 소자의 실시간 문턱 전압 센싱값, 또는 픽셀 데이터의 누적값에 따라 예측된 상기 구동 소자의 문턱 전압 예측값 중 어느 하나이다.

표시장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차되고, 초기화 전압, 픽셀 구동 전압, 및 저전위 전원 전압을 공통으로 공급 받고 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함한 픽셀들이 배치된 픽셀 어레이; 및 상기 초기화 전압, 상기 픽셀 구동 전압, 및 상기 저전위 전원 전압을 출력하고, 상기 데이터 라인들에 픽셀 데이터의 데이터 전압을 공급하는 구동 장치를 포함한다. 상기 구동 장치는 상기 픽셀 어레이의 픽셀 라인마다 최저 계조값의 픽셀 데이터를 라인별 데이터로 선택하고, 상기 라인별 데이터에 비례하여 상기 초기화 전압을 가변한다.

상기 라인별 데이터에 반영된 상기 구동 소자의 문턱 전압이 구동 소자들의 문턱값 중에서 최대값이다.

상기 초기화 전압이 상기 구동 소자의 문턱 전압 만큼 보상된 라인별 데이터와 같은 전압이다.

표시장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차되고, 초기화 전압, 픽셀 구동 전압, 및 저전위 전원 전압을 공통으로 공급 받고 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함한 픽셀들이 배치된 픽셀 어레이; 및 상기 초기화 전압, 상기 픽셀 구동 전압, 및 상기 저전위 전원 전압을 출력하고, 상기 데이터 라인들에 픽셀 데이터의 데이터 전압을 공급하는 구동 장치를 포함한다. 상기 구동 장치는 디지털-아날로그 변환기를 이용하여 픽셀 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 데이터 출력 채널들을 통해 상기 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부를 포함한다. 상기 데이터 구동부는 상기 데이터 출력 채널들과 쌍을 이루어 개별적으로 분리된 전압 출력 채널들을 더 포함한다. 상기 데이터 구동부는 상기 데이터 전압에 비례하여 실시간으로 가변되는 초기화 전압을 상기 전압 출력 채널들을 통해 상기 픽셀들에 연결된 전원 라인들에 공급한다. 상기 초기화 전압이 상기 데이터 전압과 동기된다.

표시장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차되고, 초기화 전압, 픽셀 구동 전압, 및 저전위 전원 전압을 공통으로 공급 받고 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함한 픽셀들이 배치된 픽셀 어레이; 및 상기 초기화 전압, 상기 픽셀 구동 전압, 및 상기 저전위 전원 전압을 출력하고, 상기 데이터 라인들에 픽셀 데이터의 데이터 전압을 공급하는 구동 장치를 포함한다. 상기 구동 장치는 상기 구동 소자의 문턱 전압의 실시간 센싱값 혹은 상기 구동 소자의 예측값 중 하나 이상을 바탕으로 상기 초기화 전압을 가변한다.

상기 표시장치의 구동 방법은 밝기값에 따라 상기 데이터 전압과 상기 저전위 전원 전압을 가변하는 단계; 및 상기 픽셀 데이터의 계조, 상기 밝기값에 따라 가변되는 저전위 전원 전압, 상기 구동 소자의 문턱 전압 중 하나 이상을 바탕으로 상기 초기화 전압을 실시간 가변한다.

상기 표시장치의 구동 방법은 상기 픽셀 어레이의 픽셀 라인마다 최저 계조값의 픽셀 데이터를 라인별 데이터로 선택하는 단계; 및 상기 라인별 데이터에 비례하여 상기 초기화 전압을 가변하는 단계를 포함한다.

상기 표시장치의 구동 방법은 데이터 구동부의 데이터 출력 채널들을 통해 데이터 전압을 출력하여 상기 데이터 라인들에 공급하는 단계; 및 상기 데이터 구동부의 전압 출력 채널들을 통해 상기 데이터 전압에 비례하여 실시간으로 가변되는 초기화 전압을 상기 전압 출력 채널들을 통해 상기 픽셀들에 연결된 전원 라인들에 공급하는 단계를 포함한다. 상기 초기화 전압이 상기 데이터 전압과 동기된다.

상기 표시장치의 구동 방법은 상기 구동 소자의 문턱 전압의 실시간 센싱값 혹은 상기 구동 소자의 예측값 중 하나 이상을 바탕으로 상기 초기화 전압을 가변한다.

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 170 : 휘도 조정부
171, 172, 174, 175 : 전압 제어부 200 : 호스트 시스템
230 : 센싱부 300 : 드라이브 IC
303 : 타이밍 콘트롤러 304 : 전원부
306 : 데이터 구동부 307 : 레벨 시프터
400 : 센싱부 402: Vth 판정부

Claims

데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차되고, 초기화 전압, 픽셀 구동 전압, 및 저전위 전원 전압을 공통으로 공급 받고 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함한 픽셀들이 배치된 픽셀 어레이; 및
상기 초기화 전압, 상기 픽셀 구동 전압, 및 상기 저전위 전원 전압을 출력하고, 상기 데이터 라인들에 픽셀 데이터의 데이터 전압을 공급하는 구동 장치를 포함하고,
상기 구동 장치는
외부로부터 입력되는 밝기값에 따라 상기 데이터 전압과 상기 저전위 전원 전압을 가변하고,
상기 픽셀 데이터의 계조, 상기 밝기값에 따라 가변되는 저전위 전원 전압, 상기 구동 소자의 문턱 전압 중 하나 이상을 바탕으로 상기 초기화 전압을 실시간 가변하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동 소자는
상기 구동 소자의 문턱 전압의 실시간 센싱값 혹은 상기 구동 소자의 예측값 중 하나 이상을 바탕으로 상기 초기화 전압을 가변하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동 장치는
상기 초기화 전압을 상기 구동 소자의 문턱 전압이 보상된 데이터 전압 보다 작은 전압으로 제어하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동 장치는,
상기 초기화 전압을 상기 저전위 전원 전압 이하의 전압으로 제어하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동 장치는,
상기 초기화 전압을 상기 구동 소자의 문턱 전압이 보상된 데이터 전압과 상기 저전위 전원 전압 중 더 작은 전압으로 제어하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동 장치는,
상기 초기화 전압을 고계조의 픽셀 데이터가 기입될 상기 픽셀들 보다 저계조의 픽셀 데이터가 기입될 상기 픽셀들에서 더 높은 전압으로 제어하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동 장치는,
상기 밝기값이 높아질 때 상기 초기화 전압을 낮추고,
상기 밝기값이 낮아질 때 초기화 전압을 높이는 표시장치.
제 7 항에 있어서,
상기 구동 장치는,
상기 밝기값이 높아질 때 상기 데이터 전압의 최소값과 상기 저전위 전원 전압을 낮추고,
상기 밝기값이 낮아질 때 상기 데이터 전압의 최소값을 높이고 상기 저전위 전원 전압을 높이며,
상기 초기화 전압을 상기 구동 소자의 문턱 전압이 보상된 데이터 전압과 상기 저전위 전원 전압 중 더 작은 전압으로 출력하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동 장치는,
상기 픽셀 어레이의 픽셀 라인마다 최저 계조값의 픽셀 데이터를 라인별 데이터로 선택하고,
상기 라인별 데이터에 비례하여 상기 초기화 전압을 가변하는 표시장치.
제 9 항에 있어서,
상기 구동 장치는,
상기 구동 소자의 문턱 전압만큼 상기 라인별 데이터를 보상하고,
상기 구동 소자의 문턱 전압은 상기 표시장치의 출하전 픽셀들 각각에서 측정된 상기 구동 소자의 문턱 전압, 또는 제품 출하후 경시 변화에 따라 변하는 상기 구동 소자의 실시간 문턱 전압 센싱값, 또는 픽셀 데이터의 누적값에 따라 예측된 상기 구동 소자의 문턱 전압 중 어느 하나인 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동 장치는,
디지털-아날로그 변환기를 이용하여 픽셀 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 데이터 출력 채널들을 통해 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부를 포함하고,
상기 데이터 구동부는,
상기 데이터 출력 채널들과 쌍을 이루어 개별적으로 분리된 전압 출력 채널들을 더 포함하고,
상기 데이터 구동부는,
상기 전압 출력 채널들 각각에서 상기 데이터 전압에 비례하는 초기화 전압을 상기 전압 출력 채널들에 공급하는 표시장치.
제 11 항에 있어서,
상기 데이터 구동부는 이전 픽셀 데이터의 전압에 비례하는 상기 초기화 전압을 발생하고, 상기 이전 픽셀 데이터 이후의 현재 픽셀 데이터의 데이터 전압과 동기하여 상기 전압 출력 채널들을 통해 출력하는 표시장치.
제 12 항에 있어서,
이웃한 상기 데이터 출력 채널들을 통해 출력되는 상기 데이터 전압이 상이할 때, 상기 데이터 출력 채널들과 쌍을 이루는 이웃한 전압 출력 채널들을 통해 출력되는 상기 초기화 전압이 서로 상이한 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동 장치는,
상기 밝기값이 높아질 때 상기 데이터 전압의 최소값과 상기 저전위 전원 전압을 낮추고,
상기 밝기값이 낮아질 때 상기 데이터 전압의 최소값을 높이고 상기 저전위 전원 전압을 높이며,
상기 초기화 전압을 상기 저전위 전원 전압에 비례하는 전압으로 가변하는 표시장치.
제 14 항에 있어서,
상기 초기화 전압이 상기 저전위 전원 전압과 같은 표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 구동 장치는,
상기 픽셀 데이터의 누적값을 기반으로 픽셀들 각각에서 구동 소자의 문턱 전압 예측값이 저장된 룩업 테이블과, 상기 픽셀들과 연결되어 상기 픽셀들 각각에서 상기 구동 소의 문턱 전압을 실시간 센싱하는 센싱부 중 하나 이상을 포함하고,
상기 구동 소자의 문턱 전압은 상기 구동 소자의 실시간 문턱 전압 센싱값, 또는 픽셀 데이터의 누적값에 따라 예측된 상기 구동 소자의 문턱 전압 예측값 중 어느 하나인 표시장치.
데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차되고, 초기화 전압, 픽셀 구동 전압, 및 저전위 전원 전압을 공통으로 공급 받고 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함한 픽셀들이 배치된 픽셀 어레이; 및
상기 초기화 전압, 상기 픽셀 구동 전압, 및 상기 저전위 전원 전압을 출력하고, 상기 데이터 라인들에 픽셀 데이터의 데이터 전압을 공급하는 구동 장치를 포함하고,
상기 구동 장치는,
상기 픽셀 어레이의 픽셀 라인마다 최저 계조값의 픽셀 데이터를 라인별 데이터로 선택하고,
상기 라인별 데이터에 비례하여 상기 초기화 전압을 가변하는 표시장치.
제 17 항에 있어서,
상기 구동 장치는,
상기 구동 소자의 문턱 전압만큼 상기 라인별 데이터를 보상하고,
상기 구동 소자의 문턱 전압은 상기 표시장치의 출하전 픽셀들 각각에서 측정된 상기 구동 소자의 문턱 전압, 또는 제품 출하후 경시 변화에 따라 변하는 상기 구동 소자의 실시간 문턱 전압 센싱값, 또는 픽셀 데이터의 누적값에 따라 예측된 상기 구동 소자의 문턱 전압 중 어느 하나인 표시장치.
제 17 항에 있어서,
상기 라인별 데이터에 반영된 상기 구동 소자의 문턱 전압이 구동 소자들의 문턱값 중에서 최대값인 표시장치.
제 17 항에 있어서,
상기 초기화 전압이 상기 구동 소자의 문턱 전압 만큼 보상된 라인별 데이터와 같은 전압인 표시장치.
데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차되고, 초기화 전압, 픽셀 구동 전압, 및 저전위 전원 전압을 공통으로 공급 받고 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함한 픽셀들이 배치된 픽셀 어레이; 및
상기 초기화 전압, 상기 픽셀 구동 전압, 및 상기 저전위 전원 전압을 출력하고, 상기 데이터 라인들에 픽셀 데이터의 데이터 전압을 공급하는 구동 장치를 포함하고,
상기 구동 장치는,
디지털-아날로그 변환기를 이용하여 픽셀 데이터를 데이터 전압으로 변환하여 데이터 출력 채널들을 통해 상기 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부를 포함하고,
상기 데이터 구동부는,
상기 데이터 출력 채널들과 쌍을 이루어 개별적으로 분리된 전압 출력 채널들을 더 포함하고,
상기 데이터 구동부는,
상기 데이터 전압에 비례하여 실시간으로 가변되는 초기화 전압을 상기 전압 출력 채널들을 통해 상기 픽셀들에 연결된 전원 라인들에 공급하고,
상기 초기화 전압이 상기 데이터 전압과 동기되는 표시장치.
제 21 항에 있어서,
상기 데이터 구동부는 이전 픽셀 데이터의 전압에 비례하는 상기 초기화 전압을 발생하고, 상기 이전 픽셀 데이터 이후의 현재 픽셀 데이터의 데이터 전압과 동기하여 상기 전압 출력 채널들을 통해 출력하는 표시장치.
데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차되고, 초기화 전압, 픽셀 구동 전압, 및 저전위 전원 전압을 공통으로 공급 받고 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함한 픽셀들이 배치된 픽셀 어레이; 및
상기 초기화 전압, 상기 픽셀 구동 전압, 및 상기 저전위 전원 전압을 출력하고, 상기 데이터 라인들에 픽셀 데이터의 데이터 전압을 공급하는 구동 장치를 포함하고,
상기 구동 장치는,
상기 구동 소자의 문턱 전압의 실시간 센싱값 혹은 상기 구동 소자의 예측값 중 하나 이상을 바탕으로 상기 초기화 전압을 가변하는 표시장치.
제 23 항에 있어서,
상기 구동 장치는,
상기 초기화 전압을 상기 구동 소자의 문턱 전압이 보상된 데이터 전압과 상기 저전위 전원 전압 중 더 작은 전압으로 제어하는 표시장치.
제 24 항에 있어서,
상기 구동 장치는,
상기 픽셀 데이터의 누적값을 기반으로 픽셀들 각각에서 구동 소자의 문턱 전압 예측값이 저장된 룩업 테이블과, 상기 픽셀들과 연결되어 상기 픽셀들 각각에서 상기 구동 소의 문턱 전압을 실시간 센싱하는 센싱부 중 하나 이상을 포함하고,
상기 구동 소자의 문턱 전압은 상기 구동 소자의 실시간 문턱 전압 센싱값, 또는 픽셀 데이터의 누적값에 따라 예측된 상기 구동 소자의 문턱 전압 예측값 중 어느 하나인 표시장치.
데이터 전압이 공급되는 데이터 라인들과 게이트 신호가 공급되는 게이트 라인들이 교차되고, 초기화 전압, 픽셀 구동 전압, 및 저전위 전원 전압을 공통으로 공급 받고 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함한 픽셀들이 배치된 표시장치의 구동 방법에 있어서,
밝기값에 따라 상기 데이터 전압과 상기 저전위 전원 전압을 가변하는 단계; 및
상기 픽셀 데이터의 계조, 상기 밝기값에 따라 가변되는 저전위 전원 전압, 상기 구동 소자의 문턱 전압 중 하나 이상을 바탕으로 상기 초기화 전압을 실시간 가변하는 표시장치의 구동 방법.
데이터 전압이 공급되는 데이터 라인들과 게이트 신호가 공급되는 게이트 라인들이 교차되고, 초기화 전압, 픽셀 구동 전압, 및 저전위 전원 전압을 공통으로 공급 받고 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함한 픽셀들이 배치된 표시장치의 구동 방법에 있어서,
상기 픽셀 어레이의 픽셀 라인마다 최저 계조값의 픽셀 데이터를 라인별 데이터로 선택하는 단계; 및
상기 라인별 데이터에 비례하여 상기 초기화 전압을 가변하는 단계를 포함하는 표시장치의 구동 방법.
데이터 전압이 공급되는 데이터 라인들과 게이트 신호가 공급되는 게이트 라인들이 교차되고, 초기화 전압, 픽셀 구동 전압, 및 저전위 전원 전압을 공통으로 공급 받고 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함한 픽셀들이 배치된 표시장치의 구동 방법에 있어서,
데이터 구동부의 데이터 출력 채널들을 통해 데이터 전압을 출력하여 상기 데이터 라인들에 공급하는 단계; 및
상기 데이터 구동부의 전압 출력 채널들을 통해 상기 데이터 전압에 비례하여 실시간으로 가변되는 초기화 전압을 상기 전압 출력 채널들을 통해 상기 픽셀들에 연결된 전원 라인들에 공급하는 단계를 포함하고,
상기 초기화 전압이 상기 데이터 전압과 동기되는 표시장치의 구동 방법.
데이터 전압이 공급되는 데이터 라인들과 게이트 신호가 공급되는 게이트 라인들이 교차되고, 초기화 전압, 픽셀 구동 전압, 및 저전위 전원 전압을 공통으로 공급 받고 발광 소자를 구동하는 구동 소자를 포함한 픽셀들이 배치된 표시장치의 구동 방법에 있어서,
상기 구동 소자의 문턱 전압의 실시간 센싱값 혹은 상기 구동 소자의 예측값 중 하나 이상을 바탕으로 상기 초기화 전압을 가변하는 표시장치의 구동 방법.