KR20210017876A - 표시장치와 그 구동 방법 - Google Patents

표시장치와 그 구동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210017876A
KR20210017876A KR1020190097741A KR20190097741A KR20210017876A KR 20210017876 A KR20210017876 A KR 20210017876A KR 1020190097741 A KR1020190097741 A KR 1020190097741A KR 20190097741 A KR20190097741 A KR 20190097741A KR 20210017876 A KR20210017876 A KR 20210017876A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
pixel
gate
data
pixel driving
Prior art date
Application number
KR1020190097741A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102645798B1 (ko
Inventor
유승진
남상진
이현석
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020190097741A priority Critical patent/KR102645798B1/ko
Priority to CN202010522483.7A priority patent/CN112349241B/zh
Priority to US16/902,792 priority patent/US11195474B2/en
Priority to DE102020120794.8A priority patent/DE102020120794A1/de
Publication of KR20210017876A publication Critical patent/KR20210017876A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102645798B1 publication Critical patent/KR102645798B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3225—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3225—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix
    • G09G3/3233—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix with pixel circuitry controlling the current through the light-emitting element
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3225—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix
    • G09G3/3258—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix with pixel circuitry controlling the voltage across the light-emitting element
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3266—Details of drivers for scan electrodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3275—Details of drivers for data electrodes
    • G09G3/3291—Details of drivers for data electrodes in which the data driver supplies a variable data voltage for setting the current through, or the voltage across, the light-emitting elements
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0439—Pixel structures
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0264—Details of driving circuits
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0264—Details of driving circuits
    • G09G2310/0297—Special arrangements with multiplexing or demultiplexing of display data in the drivers for data electrodes, in a pre-processing circuitry delivering display data to said drivers or in the matrix panel, e.g. multiplexing plural data signals to one D/A converter or demultiplexing the D/A converter output to multiple columns
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0247—Flicker reduction other than flicker reduction circuits used for single beam cathode-ray tubes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0271—Adjustment of the gradation levels within the range of the gradation scale, e.g. by redistribution or clipping
    • G09G2320/0276—Adjustment of the gradation levels within the range of the gradation scale, e.g. by redistribution or clipping for the purpose of adaptation to the characteristics of a display device, i.e. gamma correction
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0673—Adjustment of display parameters for control of gamma adjustment, e.g. selecting another gamma curve
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0686—Adjustment of display parameters with two or more screen areas displaying information with different brightness or colours
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G09G2330/021—Power management, e.g. power saving
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G09G2330/028—Generation of voltages supplied to electrode drivers in a matrix display other than LCD
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/16—Calculation or use of calculated indices related to luminance levels in display data

Abstract

표시장치와 그 구동 방법이 개시된다. 이 표시장치는 제1 및 제2 입력 기준 전압을 입력 받아 전압 레벨이 서로 다른 감마 기준 전압을 발생하고, 상기 감마 기준 전압을 입력 받아 픽셀 데이터의 데이터 전압을 발생한다. 상기 픽셀 구동 전압의 변동량에 따라 상기 제1 및 제2 입력 기준 전압과 상기 기준 전압(Vref)이 가변된다.

Description

표시장치와 그 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시장치와 그 구동 방법에 관한 것이다.
평판 표시장치는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 발광 표시장치(Electroluminescence Display), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 등이 있다.
전계 발광 표시장치는 발광층의 재료에 따라 무기 발광 표시장치와 유기 발광 표시장치로 나뉘어진다. 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 표시장치의 OLED는 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 있다. OLED의 애노드와 캐소드에 전압이 인가되면 정공수송층(HTL)을 통과한 정공과 전자수송층(ETL)을 통과한 전자가 발광층(EML)으로 이동되어 여기자를 형성하고, 그 결과 발광층(EML)이 가시광을 방출하게 된다.
표시장치의 화면을 크게 하고, 화면에 서로 다른 컨텐츠의 영상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 차량용 표시장치는 대화면을 제1 및 제2 화면으로 분할하고, 운전석과 가까운 제1 화면에 네비게이션 화면을 표시할 수 있다. 조수석의 탑승자가 바라 보는 제2 화면에 영화나 방송 등 네비게이션 화면과는 전혀 다른 컨텐츠의 영상이 표시될 수 있다. 픽셀들의 발광 소자에 전류가 흐를 때 발광되는 표시장치에서, 제1 및 제2 화면 중 어느 하나에서 장면 전환(scene change)가 발생될 때 다른 화면의 휘도 변동이 발생하여 사용자(운전자 또는 탑승자)가 플리커(flicker)를 느낄 수 있다.
네로우 베젤(Nerrow bezel)이 구현된 표시장치의 경우, 베젤 내에 형성된 배선들의 폭이 감소될 수 있다. 픽셀 구동 전압(VDD)이 인가되는 배선의 폭이 감소되면 픽셀들에 인가되는 전류의 변화에 따라 IR(전류*저항)의 변동 폭이 커져 픽셀들의 휘도 변동이 더 커질 수 있다. 이러한 휘도 변동이 플리커로 보이게 된다.
본 발명은 전술한 필요성 및/또는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 하나의 표시패널 상에서 전기적으로 연결된 분할 화면 내에서 어느 하나의 화면에서 장면 전환이 발생될 때 다른 화면에서 플리커가 보이는 현상을 방지할 수 있는 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 적어도 일 실시예에 따른 표시장치는 데이터 전압이 공급되는 데이터 라인, 게이트 신호가 공급되는 게이트 라인, 및 다수의 픽셀 회로들이 포함된 픽셀 어레이; 상기 픽셀 회로들에 픽셀 구동 전압(VDD)을 공급하는 제1 전원 라인; 상기 픽셀 회로들에 상기 픽셀 구동 전압(VDD) 보다 낮은 저전위 전원 전압(VSS)을 공급하는 제2 전원 라인; 상기 픽셀 회로들을 초기화하기 위한 기준 전압(Vref)을 공급하는 제3 전원 라인; 및 제1 및 제2 입력 기준 전압(REFH, REFL)을 입력 받아 전압 레벨이 서로 다른 감마 기준 전압을 발생하는 감마 기준 전압 발생부; 상기 감마 기준 전압을 입력 받아 픽셀 데이터의 데이터 전압을 발생하고 상기 데이터 전압을 상기 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부; 및 상기 제1 전원 라인 또는 상기 픽셀 회로들에 연결된 피드백 라인을 통해 상기 픽셀 구동 전압을 입력 받고, 상기 픽셀 구동 전압의 변동량에 따라 상기 제1 및 제2 입력 기준 전압(REFH, REFL)과 상기 기준 전압(Vref)을 가변하는 보상 전원 발생부를 포함한다.
상기 표시장치의 구동 방법은 픽셀 회로들에 픽셀 구동 전압(VDD), 저전위 전원 전압(VSS), 및 기준 전압(Vref)을 공급하는 단계; 제1 및 제2 입력 기준 전압(REFH, REFL)을 입력 받아 전압 레벨이 서로 다른 감마 기준 전압을 발생하는 단계; 상기 감마 기준 전압을 입력 받아 픽셀 데이터의 데이터 전압을 발생하는 단계; 및 상기 픽셀 구동 전압의 변동량에 따라 상기 제1 및 제2 입력 기준 전압(REFH, REFL)과 상기 기준 전압(Vref)을 가변하는 단계를 포함한다.
본 발명은 화면의 일부에서 장면 전환이 발생하여 픽셀 구동 전압(VDD)의 변동량이 발생될 때, 픽셀 구동 전압(VDD)을 반영하여 데이터 전압과 픽셀 회로의 기준 전압(Vref)을 가변하여 장면 전환이 없는 영상 부분에서 휘도 변화를 줄일 수 있다.
나아가, 본 발명은 상기 데이터 전압의 범위를 정의하는 제1 및 제2 입력 기준 전압의 게인을 픽셀 데이터의 고계조 보다 저계조에서 높게 설정함으로써 장면 전환시 모든 계조에서 휘도 변동을 최소화할 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 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 하나의 화면에서 분할된 제1 및 제2 화면에 서로 다른 컨텐츠의 영상이 독립적으로 표시될 수 있는 예를 보여 주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 픽셀 회로를 개략적으로 보여 주는 도면이다.
도 6은 디멀티플렉서의 스위치 소자들을 상세히 보여 주는 회로도이다.
도 7은 도 6에 도시된 디멀티플렉서와 픽셀 회로의 동작을 보여 주는 파형도이다.
도 8은 픽셀 회로의 일 예를 상세히 보여 주는 회로도이다.
도 9a는 초기화 기간 전의 발광 기간 동안 픽셀 회로의 동작을 보여 주는 회로도이다.
도 9b는 픽셀 회로의 구동 신호에서 초기화 기간 전의 발광 기간을 나타낸 파형도이다.
도 10a는 초기화 기간 동안 픽셀 회로의 동작을 보여 주는 회로도이다.
도 10b는 픽셀 회로의 구동 신호에서 초기화 기간을 나타낸 파형도이다.
도 11a는 데이터 기입 기간 동안 픽셀 회로의 동작을 보여 주는 회로도이다.
도 11b는 픽셀 회로의 구동 신호에서 데이터 기입 기간을 나타낸 파형도이다.
도 12a는 유지 기간 동안 픽셀 회로의 동작을 보여 주는 회로도이다.
도 12b는 픽셀 회로의 구동 신호에서 유지 기간을 나타낸 파형도이다.
도 13a는 유지 기간 후의 발광 기간 동안 픽셀 회로의 동작을 보여 주는 회로도이다.
도 13b는 픽셀 회로의 구동 신호에서 유지 기간 후의 발광 기간을 나타낸 파형도이다.
도 14는 직류 전원 발생부의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 15 및 도 16은 화면에 표시된 두 영상 중 어느 하나의 장면이 전환될 때 휘도 변경이 보이는 원인을 보여 주는 도면들이다.
도 17은 피드백 보상 전원 발생부의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 18은 도 17과 같은 피드백 보상 전원 발생부를 이용할 때 휘도 변동이 발생되는 원인을 보여 주는 파형도이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 피드백 보상 전원 발생부를 보여 주는 도면이다.
도 20은 도 19에 도시된 피드백 보상 전원 발생부를 이용할 때 휘도 변동이 발생되는 원인을 보여 주는 파형도이다.
도 21은 피드백 보상 전원 발생부의 비반전 증폭기를 보여 주는 회로도이다.
도 22는 도 14에 도시된 직류 전원 발생부 대비 도 19에 도시된 피드백 보상 전원 발생부를 표시장치에 적용할 때 장면 전환시 화질 개선 효과를 보여 주는 도면이다.
도 23은 도 21에 도시된 시뮬레이션 결과에서 피크 비율 측정 조건을 보여 주는 도면이다.
도 24는 도 19에 도시된 입력 감마 기준 전압의 게인을 모든 계조에서 동일하게 설정한 예를 보여 주는 도면이다.
도 25는 도 19에 도시된 입력 감마 기준 전압의 게인을 계조별로 차등 적용한 예를 보여 주는 도면이다.
도 26은 입력 감마 기준 전압의 게인을 계조별로 차등화한 시뮬레이션 결과를 보여 주는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 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 발명은 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 실질적으로 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 설명을 생략한다.
본 명세서 상에서 언급된 "구비한다", "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 복수로 해석될 수 있다.
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 구성요소들 간에 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 그 구성요소들 사이에 하나 이상의 다른 구성 요소가 개재될 수 있다.
구성 요소들을 구분하기 위하여 제1, 제2 등이 사용될 수 있으나, 이 구성 요소들은 구성 요소 앞에 붙은 서수나 구성 요소 명칭으로 그 기능이나 구조가 제한되지 않는다.
이하의 실시예들은 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하다. 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
픽셀들 각각은 컬러 구현을 위하여 컬러가 서로 다른 다수의 서브 픽셀들로 나뉘어지고, 서브 픽셀들 각각은 스위치 소자 또는 구동 소자로 이용되는 트랜지스터를 포함한다. 표시장치의 구동 회로는 입력 영상의 픽셀 데이터를 픽셀들에 기입한다. 평판 표시장치의 구동 회로는 데이터 신호를 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부와, 게이트 신호를 게이트 라인들에 공급하는 게이트 구동부 등을 포함한다. 본 발명의 표시장치에서 픽셀 회로와 게이트 구동부 각각은 다수의 트랜지스터들을 포함하여 표시패널의 기판 상에 직접 형성될 수 있다.
이러한 트랜지스터는 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor FET) 구조의 TFT(Thin Film Transistor)로 구현될 수 있다. 트랜지스터는 산화물 반도체를 포함한 Oxide TFT 또는 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly Silicon, LTPS)을 포함한 LTPS TFT로 구현될 수 있다.
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 트랜지스터의 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 트랜지션(transition)될 수 있다. 트랜지스터는 게이트 온 전압이 게이트에 인가될 때 턴-온(turn-on)된다. 트랜지스터는 게이트 오프 전압이 게이트에 인가될 때 턴-오프(turn-off)된다.
n 채널 트랜지스터의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 하이 전압(Gate High Voltage, VGH 또는 VEH)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 로우 전압(Gate Low Voltage, VGL 또는 VEL)일 수 있다. p 채널 트랜지스터의 경우에, 게이트 온 전압은 게이트 로우 전압(VGL 또는 VEL)이고, 게이트 오프 전압은 게이트 하이 전압(VGH 또는 VEH)일 수 있다. 이하의 실시예에서, 픽셀 회로의 트랜지스터들이 p 채널 트랜지스터로 구현된 예를 중심으로 설명되지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.
게이트 신호는 유기 발광 표시장치에서 스캔 신호와, 발광 제어 신호(이하, “EM 신호”라 함)를 포함할 수 있다. 이하의 실시예에서, VGL과 VGH는 스캔 신호의 게이트 신호 전압을 나타낸다. VEL과 VEH는 스캔 신호의 게이트 신호 전압을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 실시예들에서, 전계 발광 표시장치는 유기발광 표시장치를 중심으로 설명한다. 본 발명의 기술적 사상은 유기발광 표시장치에 국한되지 않고, 무기발광 물질을 포함한 무기발광 표시장치에 적용될 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(100), 표시패널(100)의 픽셀들에 픽셀 데이터를 기입(write)하기 위한 표시패널 구동회로, 및 픽셀들과 표시패널 구동회로의 구동에 필요한 전원을 발생하는 전원부(140)를 포함한다.
표시패널(100)은 입력 영상을 표시하는 픽셀 어레이(AA)를 포함한다. 픽셀 어레이(AA)의 화면은 다수의 데이터 라인들(102, 1021~1026), 데이터 라인들(102, 1021~1026)과 교차되는 다수의 게이트 라인들(103, 1031, 1032), 및 매트릭스 형태로 배치되는 픽셀들을 포함한다. 픽셀 어레이(AA)는 다수의 픽셀 라인들(L1~Ln)을 포함한다.
표시패널(100)의 화면은 둘 이상의 화면들로 분할될 수 있다. 예를 들어, 화면은 도 4에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 화면들(42, 44)로 분할될 수 있다. 제1 화면(42)에 내비게이션의 지도가 표시될 수 있다. 제2 화면(44)에 조수석 탑승자가 선택한 오디오/비디오 컨텐츠의 영상이 표시될 수 있다.
분할된 화면들(42, 44)에서 픽셀 구동 전압(VDD)이 인가되는 제1 전원 라인(도 8의 61), 저전위 전원 전압(VSS)을 픽셀들에 공급하기 위한 제2 전원 라인(도 8의 62), 및 기준 전압(Vref)을 픽셀들에 공급하기 위한 제3 전원 라인(도 8의 63) 등의 전원 배선들을 공유할 수 있다. 게이트 라인들(103, 1031, 1032)은 분할된 화면들(42, 44)에 공유되거나 분할된 화면들(42, 44) 사이의 경계에서 분리될 수 있다.
픽셀 라인들(L1~Ln) 각각은 표시패널(100)의 픽셀 어레이(AA)에서 라인 방향(X)을 따라 배치된 1 라인의 픽셀들을 포함한다. 1 픽셀 라인에 배치된 픽셀들은 게이트 라인들(103, 1031, 1032)을 공유한다. 데이터 라인 방향을 따라 컬럼 방향(Y)으로 배치된 서브 픽셀들은 동일한 데이터 라인(102, 1021~1026)을 공유한다. 1 수평 기간(1H)은 1 프레임 기간을 픽셀 라인들(L1~Ln)의 총 개수로 나눈 시간이다.
표시패널(100)은 플렉시블 표시패널로 제작될 수 있다. 플렉시블 표시패널은 플라스틱 기판을 기반으로 제작될 수 있다. 플라스틱 OLED 패널은 백 플레이트(Back plate) 상에 접착된 유기 박막 필름 상에 픽셀 어레이(AA)가 형성된다.
플라스틱 OLED의 백 플레이트는 PET(Polyethylene terephthalate) 기판일 수 있다. 백 플레이트 상에 유기 박막 필름이 형성된다. 유기 박막 필름 상에 픽셀 어레이(AA)와 터치 센서 어레이가 형성될 수 있다. 백 플레이트는 픽셀 어레이(AA)가 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 어레이(AA)와 터치 센서 어레이에 인가되는 전원이나 신호를 공급하기 위한 배선들이 형성될 수 있다.
픽셀들 각각은 컬러 구현을 위하여 적색 서브 픽셀(이하 "R 서브 픽셀"이라 함), 녹색 서브 픽셀(이하 "G 서브 픽셀"이라 함), 청색 서브 픽셀(이하 "B 서브 픽셀"이라 함)로 나뉘어질 수 있다. 픽셀들 각각은 백색 서브 픽셀을 더 포함할 수 있다. 서브 픽셀들(101) 각각은 픽셀 회로를 포함한다. 이하에서 픽셀은 서브 픽셀과 같은 의미로 해석될 수 있다.
픽셀들은 리얼(real) 컬러 픽셀과, 펜타일(pentile) 픽셀 형태로 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 픽셀로 구동하여 리얼 컬러 픽셀 보다 높은 해상도를 구현할 수 있다. 펜타일 픽셀 렌더링 알고리즘은 픽셀들 각각에서 부족한 컬러 표현을 인접한 픽셀에서 발광된 빛의 컬러로 보상한다.
리얼 컬러 픽셀의 경우, 하나의 픽셀이 도 3에 도시된 바와 같이 R, G 및 B 서브 픽셀로 구성될 수 있다.
서브 픽셀들(101) 각각의 픽셀 회로는 데이터 라인(102, 1021~1026)과 게이트 라인(103, 1031, 1032)에 연결된다.
픽셀 회로는 발광 소자, 구동 소자, 하나 이상의 스위치 소자, 및 커패시터를 포함할 수 있다. 구동 소자와 스위치 소자 각각은 트랜지스터로 구현될 수 있다. 픽셀 회로의 트랜지스터들은 도 8에 도시된 바와 같이 p 채널 TFT 기반으로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
픽셀 회로는 도 5와 같이, 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(VDD)을 구동 소자(DT)에 공급한다. 구동 소자(DT)는 게이트(DRG), 소스(DRS), 및 드레인(DRD)을 포함한 트랜지스터이다. 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(VDD)으로부터 공급되는 전류를 발광 소자(EL)에 제공하여 전류를 빛으로 전환한다. 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.
구동 소자(DT)의 게이트(DRG)는 주기적으로 예를 들어, 1 프레임 기간 마다 1회씩 초기화(initial) 또는 리셋(reset)되어 잔류 전하로 남아 있는 이전 데이터 전압(Vdata)으로 인한 크로스토크(crosstalk)를 방지하여야 한다. 이를 위하여, 구동 소자(DT)의 게이트(DRG)를 주기적으로 초기화 또는 리셋하기 위한 기준 전압이 공급된다. 기준 전압은 초기화 전압, 또는 리셋 전압 등으로 해석될 수 있다.
표시패널(100) 상에 터치 센서들이 배치될 수 있다. 터치 입력은 별도의 터치 센서들을 이용하여 센싱되거나 픽셀들을 통해 센싱될 수 있다. 터치 센서들은 온-셀(On-cell type) 또는 애드 온 타입(Add on type)으로 표시패널의 화면 상에 배치되거나 픽셀 어레이(AA)에 내장되는 인-셀(In-cell type) 터치 센서들로 구현될 수 있다.
전원부(140)는 직류-직류 변환기(DC-DC Converter)를 이용하여 표시패널(100)의 픽셀 어레이(AA)와 표시패널 구동회로의 구동에 필요한 직류(DC) 전원을 발생한다. 직류-직류 변환기는 차지 펌프(Charge pump), 레귤레이터(Regulator), 벅 변환기(Buck Converter), 부스트 변환기(Boost Converter), 벅-부스트 변환기(Buck-boost Converter) 등을 포함할 수 있다. 전원부(140)는 도시하지 않은 호스트 시스템으로부터의 직류 입력 전압을 조정하여 감마 기준 전압(VGMA), 게이트 온 전압(VGL, VEL). 게이트 오프 전압(VGH, VEH), 픽셀 구동 전압(VDD), 저전위 전원 전압(VSS), 기준 전압(Vref) 등의 직류 전압을 발생할 수 있다. 감마 기준 전압(VGMA)은 데이터 구동부(110)에 공급된다. 게이트 온 전압(VGL, VEL)과 게이트 오프 전압(VGH, VEH)은 게이트 구동부(120)에 공급된다. 픽셀 구동 전압(VDD), 저전위 전원 전압(VSS) 및 기준 전압(Vref)은 픽셀들에 공통으로 공급된다. 이하에서, 픽셀 구동 전압(VDD), 저전위 전원 전압(VSS) 및 기준 전압(Vref) 각각을 VDD, VSS 및 Vref이라 한다.
게이트 전압은 VGH = 15V, VEH = 13V, VGL = -6V, VEL = -6V로 설정될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 픽셀 전원은 VDD = 13V, VSS = 0V로 설정될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 감마 기준 전압(VGMA)에 의해 결정되는 데이터 전압(Vdata)의 전압 범위는 Vdata = 0~5V일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 기준 전압(Vref)은 픽셀 회로의 주요 노드들을 초기화하는 전압이다. Vref는 픽셀 회로가 초기화될 때 발광 소자(EL)가 발광되지 않도록 VSS와의 전압차가 발광 소자(EL)의 문턱 전압 보다 작은 전압으로 설정된다.
분할된 화면들(42, 44) 중 어느 하나의 장면이 전환될 때 화면의 휘도 변동량(ΔL)을 줄이기 위하여, 감마 기준 전압(VGMA)과 Vref 중 하나 이상이 화면의 픽셀들에 인가되는 VDD의 변화(ΔVDD)에 연동하여 가변될 수 있다. 장면이 전환될 때 전류 변화로 인하여 VDD가 높아지거나 낮아질 수 있다. 이 경우, 전원부(140)는 VDD 전압을 피드백 입력 받아 VDD가 높아질 때 감마 기준 전압(VGMA)과 Vref 중 하나 이상을 높인다. 장면이 전환될 때 전류 변화로 인하여 VDD가 높아지면, 전원부(140)는 피드백 입력된 VDD에 따라 감마 기준 전압(VGMA)과 Vref 중 하나 이상을 낮춘다.
전원부(140)는 후술하는 피드백 보상 전원 발생부를 이용하여 PCB(Printed Circuit Board) 상의 VDD 배선, 제1 전원 라인(61) 또는 VDD 피드백 라인(61f)를 통해 입력된 픽셀 구동 전압(VDD)의 변동량에 따라 감마 기준 전압(VGMA)과 픽셀 회로들의 기준 전압(Vref) 중 하나 이상을 가변할 수 있다.
전원 라인(61)은 표시패널(100)의 기판 상에 형성되어 픽셀 회로들에 연결되고, 타이밍 콘트롤러(130)와 전원부(140)가 실장된 PCB 상에 형성된 VDD 배선을 통해 전원부(140)에 연결된다. 전원부(140)는 PCB 상의 VDD 배선 상에서 VDD를 피드백 입력 받아 픽셀 구동 전압(VDD)의 변동량에 따라 감마 기준 전압(VGMA)과 픽셀 회로들의 기준 전압(Vref) 중 하나 이상을 가변할 수 있다.
표시패널 구동회로는 타이밍 콘트롤러(Timing controller, TCON)(130)의 제어 하에 표시패널(100)의 픽셀들에 입력 영상의 픽셀 데이터(디지털 데이터)를 기입한다.
표시패널 구동회로는 데이터 구동부(110)와 게이트 구동부(120)를 구비한다. 표시패널 구동회로는 데이터 구동부(110)와 데이터 라인들(102, 1021~1026) 사이에 배치된 디멀티플렉서 어레이(112)를 더 포함할 수 있다.
디멀티플렉서(112)는 데이터 구동부(110)의 한 채널을 다수의 데이터 라인들(1021~1026)에 순차적으로 연결하여 데이터 구동부(110)의 한 채널로부터 출력되는 데이터 전압을 데이터 라인들(102, 1021~1026)에 시분할 분배함으로써 데이터 구동부(110)의 채널 개수를 줄일 수 있다. 데이터 구동부(110)의 채널들 각각은 도 6에 도시된 출력 버퍼(AMP)를 통해 데이터 신호의 전압(이하, "데이터 전압"이라 함)을 출력한다.
디멀티플렉서 어레이(112)는 생략될 수 있다. 이 경우, 데이터 구동부(110)의 출력 버퍼들(AMP)은 데이터 라인들(102, 1021~1026)에 직접 연결된다.
표시패널 구동회로는 터치 센서들을 구동하기 위한 터치 센서 구동부를 더 포함할 수 있다. 터치 센서 구동부는 도 1에서 생략되어 있다. 모바일 기기에서 타이밍 콘트롤러(130), 전원부(140), 데이터 구동부(110), 도시하지 않은 터치 센서 구동부 등은 하나의 드라이브 IC(Integrated Circuit)에 집적될 수 있다.
표시패널 구동회로는 저속 구동 모드로 동작할 수 있다. 저속 구동 모드는 입력 영상을 분석하여 입력 영상이 미리 설정된 프레임 개수 만큼 변화가 없을 때 표시장치의 소비 전력을 줄이기 위하여 설정될 수 있다. 저속 구동 모드는 정지 영상이 일정 시간 이상 입력될 때 픽셀들의 리프레쉬 레이트(Refresh rate)를 낮춤으로써 표시패널 구동회로와 표시패널(100)의 소비 전력을 줄일 수 있다. 저속 구동 모드는 정지 영상이 입력될 때에 한정되지 않는다. 예컨대, 표시장치가 대기 모드로 동작하거나, 사용자 명령 또는 입력 영상이 소정 시간 이상 표시패널 구동 회로에 입력되지 않을 때 표시패널 구동 회로는 저속 구동 모드로 동작할 수 있다.
데이터 구동부(110)는 DAC(Digital to Analog Converter, 이하, "DAC"라 함)를 이용하여 매 프레임 기간마다 타이밍 콘트롤러(130)로부터 수신되는 입력 영상의 픽셀 데이터를 감마 보상 전압으로 변환하여 데이터 전압(Vdata)을 발생한다. 감마 기준 전압(VGMA)은 분압 회로를 통해 계조별로 분압된다. 감마 기준 전압(VGMA)으로부터 분압된 감마 보상 전압은 데이터 구동부(110)의 DAC에 제공된다. 감마 기준 전압(GMA)은 후술하는 실시예에서 제1 및 제2 입력 감마 기준 전압(REFH, REFL) 사이에서 분압되어 전압 레벨이 서로 다른 제1 내지 제9 감마 기준 전압(GMA1~GMA9)이 예시되나 이에 한정되지 않는다.
데이터 구동부(110)의 출력 버퍼(AMP)는 도 6에 도시된 바와 같이 디멀티플렉서 어레이(112)를 통해 이웃한 데이터 라인들(1021~ 1024)에 연결될 수 있다. 디멀티플렉서 어레이(112)는 도 6에 도시된 바와 같이 다수의 디멀티플렉서들(21, 22)을 포함한다.
디멀티플렉서(21, 22)는 입력 노드가 하나이고 출력 노드가 N(N은 둘 이상의 양의 정수)인 1:N 디멀티플렉서일 수 있다. 디멀티플렉서 어레이(112)의 디멀티플렉서들(21, 22)은 도 6에서 1:2 디멀티플렉서로 예시되었으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 디멀티플렉서(21, 22) 각각은 1:N 디멀티플렉서로 구현되어 데이터 구동부(110)에서 하나의 채널을 N 개의 데이터 라인들에 순차적으로 연결할 수 있다. 디멀티플렉서 어레이(112)는 표시패널(100)의 기판 상에 직접 형성되거나, 데이터 구동부(110)와 함께 하나의 드라이브 IC에 집적될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 데이터 라인들(1021~1024) 각각에 커패시터(51~54)가 연결될 수 있다. 커패시터(51~54)는 디멀티플렉서(21, 22)를 통해 데이터 라인(1021~1024)에 인가되는 데이터 전압(Vdata)을 샘플링하여 충전한다. 커패시터(51~54)에 충전된 데이터 전압(Vdata)은 서브 픽셀들(101)의 픽셀 회로(1011~1014)에 공급된다. 커패시터(51~54)는 데이터 라인(1021~1024)의 기생 용량 또는 소정의 설계치로 형성된 별도의 커패시터로 구현될 수 있다.
게이트 구동부(120)는 픽셀 어레이(AA)의 TFT 어레이와 함께 표시패널(100) 상의 베젤 영역(Bezel, BZ) 상에 직접 형성되는 GIP(Gate in panel) 회로로 구현될 수 있다. 게이트 구동부(120)는 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 게이트 신호를 게이트 라인들(103)로 순차적으로 출력한다. 게이트 구동부(120)는 시프트 레지스터(Shift register)를 이용하여 게이트 신호를 시프트시킴으로써 그 신호들을 게이트 라인들(103)에 순차적으로 공급할 수 있다.
게이트 신호는 데이터 전압에 동기되어 데이터가 기입될 라인의 픽셀들을 선택하기 위한 스캔 신호와, 데이터 전압이 충전된 픽셀들의 발광 시간을 정의하는 발광 제어 신호(이하, "EM 신호"라 함)를 포함할 수 있다.
게이트 구동부(120)는 제1 게이트 구동부(121)와 제2 게이트 구동부(122)를 포함할 수 있다. 제1 게이트 구동부(121)는 타이밍 콘트롤러(130)로부터의 스타트 펄스(start pulse)와 시프트 클럭(Shift clock)에 응답하여 스캔 신호(SCAN1, SCAN2)를 출력하고, 시프트 클럭 타이밍에 맞추어 스캔 신호(SCAN1, SCAN2)를 시프트한다. 제2 게이트 구동부(122)는 타이밍 콘트롤러(130)로부터의 스타트 펄스와 시프트 클럭에 응답하여 EM 신호(EM)를 출력하고, 시프트 클럭에 따라 EM 신호(EM)를 순차적으로 시프트한다. 네로우 베젤 또는 베젤이 없는 모델의 경우에, 제1 및 제2 게이트 구동부들(121, 122)을 구성하는 스위치 소자들이 픽셀 어레이(AA) 내에 분산 배치될 수 있다.
타이밍 콘트롤러(130)는 도시하지 않은 호스트 시스템으로부터 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(DATA)와, 그와 동기되는 타이밍 신호를 수신한다. 타이밍 신호는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 클럭(CLK) 및 데이터 인에이블신호(도 6의 DE) 등을 포함한다. 데이터 인에이블신호(DE)를 카운트하는 방법으로 수직 기간과 수평 기간을 알 수 있기 때문에 수직 동기신호(Vsync)와 수평 동기신호(Hsync)는 생략될 수 있다. 데이터 인에이블신호(DE)는 1 수평 기간(1H)의 주기를 갖는다.
호스트 시스템은 TV(Television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 모바일 기기의 시스템 중 어느 하나일 수 있다. 호스트 시스템은 제1 및 제2 화면(42, 44)에 표시될 컨텐츠의 영상 데이터를 각각 스케일링하여 타이밍 콘트롤러(130)로 전송할 수 있다.
타이밍 콘트롤러(130)는 입력 프레임 주파수를 i 배 체배하여 입력 프레임 주파수Хi(i는 0 보다 큰 양의 정수) Hz의 프레임 주파수로 표시패널 구동회로의 동작 타이밍을 제어할 수 있다. 입력 프레임 주파수는 NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 60Hz이며, PAL(Phase-Alternating Line) 방식에서 50Hz이다. 타이밍 콘트롤러(130)는 저속 구동 모드에서 픽셀들의 리프레쉬 레이트를 낮추기 위하여 프레임 주파수를 1Hz ~ 30Hz 사이의 주파수로 낮출 수 있다.
타이밍 콘트롤러(130)는 호스트 시스템으로부터 수신된 타이밍 신호(Vsync, Hsync, DE)를 바탕으로서 데이터 구동부(110)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호, 디멀티플렉서 어레이(112)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 MUX 신호(MUX1, MUX2), 게이트 구동부(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호를 발생한다.
타이밍 콘트롤러(130)로부터 출력된 게이트 타이밍 제어신호의 전압 레벨은 도시하지 않은 레벨 시프터(Level shifter)를 통해 게이트 온 전압(VGL, VEL)과 게이트 오프 전압(VGH, VEH)으로 변환되어 게이트 구동부(120)에 공급될 수 있다. 레벨 시프터는 게이트 타이밍 제어신호의 로우 레벨 전압(low level voltage)을 게이트 로우 전압(VGL)으로 변환하고, 게이트 타이밍 제어신호의 하이 레벨 전압(high level voltage)을 게이트 하이 전압(VGH)으로 변환한다. 게이트 타이밍 신호는 스타트 펄스와 시프트 클럭을 포함한다.
본 발명의 픽셀 회로는 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)을 센싱하고 그 문턱 전압(Vth) 만큼 데이터 전압(Vdata)을 보상하는 내부 보상 회로를 포함할 수 있다.
도 6은 디멀티플렉서(112)의 스위치 소자들을 보여 주는 회로도이다. 도 7은 도 6에 도시된 디멀티플렉서와 픽셀 회로의 동작을 보여 주는 파형도이다. 도 7에서 "x"는 데이터 구동부(110)로부터 이전 데이터 전압(Vdata)이 유지되거나 소정의 프리 충전 전압이 인가될 수 있다. 또한, 데이터 구동부(110)는 X 시간 동안 채널들(CH1, CH2)이 디멀티플렉서(112) 또는 데이터 라인들(102)과 분리되어 하이 임피던스(High impedance)를 유지할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 디멀티플렉서 어레이(112)는 스위치 소자들(M1, M2)을 이용하여 데이터 구동부(110)의 제1 채널(CH1)을 통해 출력되는 데이터 전압(Vdata)을 제1 및 제2 데이터 라인들(1021, 1022)에 시분할 분배하는 제1 디멀티플렉서(21)와, 스위치 소자들(M1, M2)을 이용하여 데이터 구동부(110)의 제2 채널(CH2)을 통해 출력되는 데이터 전압(Vdata)을 제3 및 제4 데이터 라인들(1023, 1024)에 시분할 분배하는 제2 디멀티플렉서(22)를 포함한다.
1 픽셀 라인의 픽셀들에 데이터가 기입되는 1 수평 기간(1H) 동안, 픽셀들은 도 7에 도시된 바와 같이 초기화 기간(Tini), 데이터 기입 기간(Twr), 및 유지 기간(Th)으로 나뉘어 구동될 수 있다.
픽셀들은 발광 기간(Tem) 동안 발광될 수 있다. 발광 기간(Tem)은 1 프레임 기간에서 1 수평 기간(1H)을 제외한 1 프레임 기간의 대부분 시간에 해당한다. 데이터 기입 기간(Twr)과 발광 기간(Tem) 사이에 유지 기간(Th)이 추가될 수 있다.
저계조(low gray scale)의 휘도를 정밀하게 표현하기 위하여, EM 신호[EM(N)]는 발광 기간(Tem) 동안 소정의 듀티비(duty ration)로 게이트 온 전압(VEL)과 게이트 오프 전압(VEH) 사이에서 스윙(swing)할 수 있다.
디멀티플렉서(112)와 픽셀 회로(1011~1014)의 동작을 단계적으로 설명하기로 한다. 발광 기간(Tem) 동안 제N 픽셀 라인의 픽셀 회로(1011~1014)에 데이터 전압[D1(N), D2(N)]이 공급될 수 있다. 제1 MUX 신호(MUX1)는 제1 데이터 전압(D1(N))과 동기된다. 제2 MUX 신호(MUX2)는 제2 데이터 전압(D2(N))과 동기된다.
제1 스위치 소자(M1)가 제1 MUX 신호(MUX1)의 게이트 온 전압(VGL)에 응답하여 턴-온된다. 이 때, 제1 채널(CH1)의 출력 버퍼(AMP)가 제1 스위치 소자(M1)를 통해 제1 데이터 라인(1021)에 연결된다. 이와 동시에, 제2 채널(CH2)의 출력 버퍼(AMP)가 제1 스위치 소자(M1)를 통해 제3 데이터 라인(1023)에 연결된다. 따라서, 제1 데이터 전압(D1(N))이 제1 데이터 라인(1021)의 커패시터(51)에 충전되고, 제3 데이터 전압이 제3 데이터 라인(1023)의 커패시터(53)에 충전된다.
이어서, 제2 스위치 소자(M2)가 제2 MUX 신호(MUX2)의 게이트 온 전압(VGL)에 응답하여 턴-온된다. 이 때, 제1 채널(CH1)의 출력 버퍼(AMP)가 제2 스위치 소자(M2)를 통해 제2 데이터 라인(1022)에 연결된다. 이와 동시에, 제2 채널(CH2)의 출력 버퍼(AMP)가 제2 스위치 소자(M2)를 통해 제4 데이터 라인(1024)에 연결된다. 따라서, 제2 데이터 전압(D2(N))이 제2 데이터 라인(1022)의 커패시터(52)에 충전되고, 제4 데이터 전압이 제4 데이터 라인(1024)의 커패시터(54)에 충전된다.
서브 픽셀들의 1 수평 기간은 적어도 초기화 기간(Tini), 데이터 기입 기간(Twr), 및 발광 기간(Tem)을 포함한다. 서브 픽셀들의 1 수평 기간에서, 유지 기간(Th)이 더 포함될 수 있다. 초기화 기간(Tini)에 커패시터(Cst)의 제1 및 제2 전극과, 발광 소자(EL)의 애노드가 초기화된다. 데이터 기입 기간(Twr)에 커패시터(Cst)의 제1 전극에 데이터 전압(Vdata)이 공급되고, 커패시터(Cst)의 제2 전극에 픽셀 구동 전압(VDD)에 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth) 만큼 낮아진 전압이 인가된다. 발광 기간(Tem)에 커패시터(Cst)의 제1 전극이 게이트 신호의 게이트 온 전압(VGL, VEL), 또는 발광 소자(EL)의 캐소드에 인가되는 저전위 전(VSS)이 인가되고 발광 소자(EL)에 전류가 흐른다. 이러한 내부 보상 방법에 대하는 도 9a 내지 도 13b를 결부하여 상세히 설명하기로 한다.
초기화 기간(Tini) 동안, 제2 스캔 신호(SCAN2(N))가 게이트 온 전압(VGL)으로 반전된다. 이 때, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이 픽셀 회로의 주요 노드들이 기준 전압(Vref)으로 초기화될 수 있다.
데이터 기입 기간(Twr) 동안, 제1 스캔 신호(SCAN1(N))가 게이트 온 전압(VGL)으로 반전된다. 이 때, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이 데이터 전압(Vdata)이 커패시터(Cst)의 일측 전극에 인가되고, 커패시터(Cst)의 타측 전압에 VDD-Vth가 인가된다. 데이터 기입 기간(Twr) 동안, 턴-온된 제2 스위치 소자(T2)에 의해 구동 소자(DT)가 다이오드로 동작한다. 데이터 기입 기간(Twr) 동안, 제2 노드(n2)의 전압 즉, 구동 소자(DT)의 게이트 전압은 VDD-Vth 만큼 충전된다.
유지 기간(Th) 동안, 제1 및 제2 스캔 신호(SCAN1(N), SCAN2(N))가 게이트 오프 전압(VGH)으로 반전된다.
EM 신호(EM(N))는 데이터 기입 기간(Twr), 및 유지 기간(Th) 동안 발광 소자(EL)가 발광되지 않도록 게이트 오프 전압(VEH)의 펄스로 발생된다. EM 신호(EM(N))는 발광 기간(Tem) 동안 게이트 온 전압(VEL)으로 유지되거나 게이트 온 전압(VEL)과 게이트 오프 전압(VEH) 사이에서 소정의 듀티비(duty ratio)로 트랜지션되는 교류 전압으로 발생될 수 있다.
발광 기간(Tem) 동안, EM 신호(EM(N))의 게이트 온 전압(VEL)에 따라 턴-온되는 스위치 소자들을 통해 발광 소자(EL)에 전류가 흐른다. 이 때, 픽셀 회로들(1011~1014)의 발광 소자(EL)가 발광된다.
도 8은 픽셀 회로의 일 예를 상세히 보여 주는 회로도이다. 도 8에서 디멀티플렉서(112)는 생략될 수 있다. 이 경우, 데이터 구동부(110)의 채널들 각각에서 출력 버퍼(AMP)가 데이터 라인들(1021, 1022)에 1:1로 직접 연결된다.
도 8을 참조하면, 픽셀 회로는 발광 소자(EL)와, 다수의 트랜지스터들(T1~T5, DT), 커패시터(Cst) 등을 포함한다.
발광 소자(EL)는 OLED로 구현될 수 있다. OLED는 애노드와 캐소드 사이에 형성된 유기 화합물층을 포함한다. 유기 화합물층은 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL) 및 전자주입층(EIL) 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 발광 소자(EL)의 애노드는 제4 노드(n4)를 통해 제4 및 제5 스위치 소자들(T4, T5)에 연결된다. 발광 소자(EL)의 캐소드는 VSS가 인가되는 제2 전원 라인(62)에 연결된다. 구동 소자(DT)는 게이트-소스간 전압(Vsg)에 따라 발광 소자(EL)에 전류를 공급하여 발광 소자(EL)를 구동한다. 발광 소자(EL)는 데이터 전압(Vdata)에 따라 구동 소자(DT)에 의해 조절되는 전류로 발광한다. 발광 소자(EL)의 전류패스는 제4 스위치 소자(T4)에 의해 스위칭된다.
커패시터(Cst)는 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2) 사이에 연결된다. 제1 노드(n1)는 제1 스위치 소자(T1)의 제2 전극, 제3 스위치 소자(T3)의 제1 전극, 및 커패시터(Cst)의 제1 전극에 연결된다. 제2 노드(n2)는 커패시터(Cst)의 제2 전극, 구동 소자(DT)의 게이트, 및 제2 스위치 소자(T2)의 제1 전극에 연결된다. 커패시터(Cst)에 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)만큼 보상된 데이터 전압(Vdata)이 충전된다. 따라서, 서브 픽셀들(101) 각각에서 데이터 전압(Vdata)은 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)만큼 보상되기 때문에서 서브 픽셀들(101)에서 구동 소자(DT)의 문턱 전압 편차가 보상될 수 있다.
제1 스위치 소자(T1)는 제1 스캔 신호(SCAN1)의 게이트 온 전압(VGL)에 응답하여 턴-온(turn-on)되어 데이터 전압(Vdata)을 제1 노드(n1)에 공급한다. 제1 스위치 소자(T1)는 제1 게이트 라인(31)에 연결된 게이트, 데이터 라인(1021, 1022)에 연결된 제1 전극, 및 제1 노드(n1)에 연결된 제2 전극을 포함한다. 제1 스캔 신호(SCAN1)는 제1 게이트 라인(31)을 통해 서브 픽셀들(101)에 인가된다. 제1 스캔 신호(SCAN1)는 게이트 온 전압(VGL)의 펄스로 발생된다. 제1 스캔 신호(SCAN1)의 펄스는 데이터 기입 기간(Twr)을 정의한다.
제2 스위치 소자(T2)는 제2 스캔 신호(SCAN2)의 게이트 온 전압(VGL)에 응답하여 턴-온되어 구동 소자(DT)의 게이트와 제2 전극을 연결한다. 구동 소자(DT)는 데이터 기입 기간(Twr)에 턴-온된 제2 스위치 소자(T2)에 의해 다이오드(Diode)로 동작된다. 제2 스위치 소자(T2)는 제2 게이트 라인(32)에 연결된 게이트, 제2 노드(n2)에 연결된 제1 전극, 및 제3 노드(n3)에 연결된 제2 전극을 포함한다. 제2 스캔 신호(SCAN2)의 펄스는 도 7과 같이 제1 스캔 신호(SCAN1) 보다 먼저 게이트 온 전압(VGL)으로 반전되어 초기화 기간(Tini)을 정의하고, 제1 스캔 신호(SCAN1)의 펄스와 동시에 게이트 오프 전압(VGH)으로 반전된다.
제3 스위치 소자(T3)는 EM 신호(EM)의 게이트 온 전압(VEL)에 응답하여 턴-온되어 초기화 기간(Tini)과 발광 기간(Tem) 동안 제1 노드(n1)를 제3 전원 라인(63)에 연결한다. Vref는 제3 전원 라인(63)을 통해 서브 픽셀들(101)에 공통으로 공급된다. 제3 스위치 소자(T3)가 턴-온되는 초기화 기간(Tini)에 커패시터(Cst), 구동 소자(DT) 및 발광 소자(DT)의 애노드 전압이 초기화된다. 제3 스위치 소자(T3)는 제3 게이트 라인(33)에 연결된 게이트, 제1 노드(n1)에 연결된 제1 전극, 및 제3 전원 라인(63)에 연결된 제2 전극을 포함한다.
EM 신호(EM)의 펄스는 도 7에 도시된 바와 같이 데이터 기입 기간(Twr)과 유지 기간(Th) 동안 발광 소자(EL)의 발광을 억제하기 위하여 게이트 오프 전압(VEH)으로 발생될 수 있다. EM 신호(EM)의 펄스는 제1 스캔 신호(SCAN1)가 게이트 온 전압으로 반전될 때 게이트 오프 전압(VEH)으로 반전되고, 제1 및 제2 스캔 신호(SCAN1, SCAN2)가 게이트 오프 전압으로 반전된 후에 게이트 온 전압(VEL)으로 반전될 수 있다.
제4 스위치 소자(T4)는 EM 신호(EM)의 게이트 온 전압(VEL)에 응답하여 턴-온되어 초기화 기간(Tini)과 발광 기간(Tem) 동안 제3 노드(n3)를 제4 노드(n4)에 연결한다. 제4 스위치 소자(T4)의 게이트는 제3 게이트 라인(33)에 연결된다. 제4 스위치 소자(T4)의 제1 전극은 제3 노드(n3)에 연결되고, 제4 스위치 소자(T4)의 제2 전극은 제4 노드(n4)에 연결된다.
제5 스위치 소자(T5)는 제2 게이트 라인(32)과 제4 노드(n4) 사이에 연결된다. 제5 스위치 소자(T5)는 제2 스캔 신호(SCAN2)의 게이트 온 전압(VGL)에 따라 턴-온되어 초기화 기간(Tini)과 데이터 기입 기간(Twr) 동안 제3 전원 라인(63)을 제4 노드(n4)에 연결하여 제4 노드(n4)의 전압을 Vref까지 방전시킨다. 제5 스위치 소자(T5)는 제2 게이트 라인(32)에 연결된 게이트, 제3 전원 라인(63)에 연결된 제1 전극, 및 제4 노드(n4)에 연결된 제2 전극을 포함한다.
구동 소자(DT)는 게이트-소스 간 전압(Vsg)에 따라 발광 소자(EL)에 흐르는 전류를 조절하여 발광 소자(EL)를 구동한다. 구동 소자(DT)는 제2 노드(n2)에 연결된 게이트, 제1 전원 라인(61)에 연결된 제1 전극, 및 제3 노드(n3)에 연결된 제2 전극을 포함한다. VDD는 제1 전원 라인(61)을 통해 서브 픽셀들에 공급된다.
도 9a는 초기화 기간(Tini) 전의 발광 기간(Tem) 동안 픽셀 회로의 동작을 보여 주는 회로도이다. 도 9b는 픽셀 회로의 구동 신호에서 초기화 기간(Tini) 전의 발광 기간(Tem)을 나타낸 파형도이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, EM 신호(EM)는 발광 기간(Tem)의 적어도 일부 기간 동안 게이트 온 전압(VEL)으로 발생된다. 발광 기간(Tem) 동안 커패시터(Cst)의 제1 전극 전압은 Vref이다. 구동 소자(DT)는 발광 기간(Tem) 동안 게이트-소스간 전압(Vsg)에 따라 발광 소자(EL)에 전류를 공급한다. 발광 기간(Tem) 동안 화살표와 같이 VDD로부터 VSS로 전류가 흐르고, 이 전류에 의해 발광 소자(EL)가 발광된다. 발광 소자(EL)에 흐르는 전류는 수학식 1과 같이 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)과 VDD의 IR 드롭(drop) 영향을 받지 않으므로 구동 소자(DT)의 문턱 전압과 VDD의 IR 드롭이 보상된 전류이다.
Figure pat00001
Figure pat00002
여기서, K는 구동 소자(DT)의 이동도, 채널비(W/L), 기생 용량 등에 의해 결정되는 상수값이다.
도 10a는 초기화 기간(Tini) 동안 픽셀 회로의 동작을 보여 주는 회로도이다. 도 10b는 픽셀 회로의 구동 신호에서 초기화 기간(Tini)을 나타낸 파형도이다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 초기화 기간(Tini)에 제2 스캔 신호(SCAN2)와 EM 신호(EM)의 전압은 게이트 온 전압(VGL, VEL)이다. 이 때, 제2, 제4 및 제5 스위치 소자들(T2, T4, T5)이 턴-온되어 커패시터(Cst)와 구동 소자(DT)의 게이트 그리고 발광 소자(OLED)의 애노드가 Vref로 초기화된다.
도 11a는 데이터 기입 기간(Twr) 동안 픽셀 회로의 동작을 보여 주는 회로도이다. 도 11b는 픽셀 회로의 구동 신호에서 데이터 기입 기간(Twr)을 나타낸 파형도이다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 데이터 기입 기간(Twr) 동안 제1 스캔 신호(SCAN1)와 제2 스캔 신호(SCAN2)의 전압은 게이트 온 전압(VGL)이다. 이 때, 제1, 제2, 및 제5 스위치 소자들(T1, T2, T5)이 턴-온된다. 데이터 기입 기간(Twr) 동안, 데이터 라인(1021)으로부터의 데이터 전압(Vdata)이 커패시터(Cst)의 제1 전극에 인가된다. 커패시터(Cst)의 제2 전극은 다이오드로 결선된 구동 소자(DT)의 드레인(제2 전극)과 게이트를 통해 인가되는 전압 VDD-Vth을 충전한다. Vth는 구동 소자(DT)의 문턱 전압이다. 따라서, 데이터 기입 기간(Twr)에 구동 소자(DT)의 게이트 전압은 VDD-Vth이다.
도 12a는 유지 기간(Th) 동안 픽셀 회로의 동작을 보여 주는 회로도이다. 도 12b는 픽셀 회로의 구동 신호에서 유지 기간(Th)을 나타낸 파형도이다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 스캔 신호들(SCAN1, SCAN2)과 EM 신호(EM)의 전압은 게이트 오프 전압(VGH, VEH)이다. 유지 기간(Th) 동안 제1 내지 제5 스위치 소자들(T1~T5)은 턴-오프(turn-off)된다. 유지 기간(Th)에 커패시터(Cst)의 전압이 유지된다.
도 13a는 유지 기간(Th) 후의 발광 기간(Tem) 동안 픽셀 회로의 동작을 보여 주는 회로도이다. 도 13b는 픽셀 회로의 구동 신호에서 유지 기간(Th) 후의 발광 기간(Tem)을 나타낸 파형도이다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 발광 기간(Tem) 동안 EM 신호(EM)가 게이트 온 전압(VEL)으로 반전된다.
커패시터(Cst)의 제2 전극은 제1 전극과의 커패시터 커플링(coupling)에 의해 제1 전극 전압에 따라 변한다. 발광 기간(Tem) 동안 커패시터(Cst)의 제1 전극 전압이 Vdata로부터 Vref로 변할 때, 커패시터(Cst)의 제2 전극 전압이 낮아져 데이터 전압(Vdata) 만큼 변한다. 따라서, 발광 기간(Tem) 동안 구동 소자(DT)의 게이트 전압(Vg)이 Vg = VDD-Vth-(Vdata-Vref)으로 변한다.
발광 기간(Tem) 동안, 구동 소자(DT)와 제4 스위치 소자(T4)를 통해 수학식 1과 같은 전류(IOLED)가 발광 소자(EL)에 공급된다. 발광 기간(Tem) 동안 커패시터(Cst)의 제1 전극 전압은 VSS이다. 발광 기간(Tem) 동안 VDD로부터 VSS로 전류가 흐르고, 이 전류에 의해 발광 소자(EL)가 발광된다. 발광 소자(EL)에 흐르는 전류는 수학식 1과 같이 구동 소자(DT)의 문턱 전압(Vth)과 VDD의 IR 드롭(drop) 영향을 받지 않으므로 구동 소자(DT)의 문턱 전압과 VDD의 IR 드롭이 보상된 전류이다.
도 14는 직류 전원 발생부의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 14를 참조하면, 전원부(140)는 픽셀 어레이(AA)의 구동에 필요한 직류 전원을 발생하기 위한 직류 전원 발생부를 포함한다.
직류 전원 발생부는 전원 발생부(141)과, 감마 기준 전압 발생부(142)를 발생한다.
전원 발생부(141)는 직류-직류 변환기를 이용하여 제1 및 제2 입력 감마 기준 전압(REFH, REFL), VDD, Vref, VSS 등의 직류 전압을 출력한다. 제2 입력 감마 기준 전압(REFL)은 제1 입력 감마 기준 전압(REFH) 보다 낮다. 구동 소자(DT)가 p 채널 트랜지스터인 경우, 데이터 전압(Vdata)의 최대 전압은 최하위 계조의 전압이고, 데이터 전압(Vdata)의 최저 전압은 최상위 계조의 전압일 수 있다. 최하위 계조는 계조 0(zero) 또는 블랙(black) 계조와 같은 의미로 해석될 수 있다. 최상위 계조는 8 bit 픽셀 데이터에서 계조 255 또는 화이트(white) 계조와 같은 의미로 해석될 수 있다.
감마 기준 전압 발생부(142)는 제1 및 제2 입력 감마 기준 전압(REFH, REFL)을 입력 받는다. 감마 기준 전압 발생부(142)는 제1 입력 감마 기준 전압 노드와 제2 입력 감마 기준 전압 노드 사이에 연결된 분압 회로를 이용하여 제1 입력 감마 기준 전압(REFH)을 분압한다. 감마 기준 전압 발생부(142)는 R 서브 픽셀들에 공급될 R 데이터, G 서브 픽셀들에 공급될 G 데이터, 및 B 서브 픽셀들에 공급될 B 데이터 각각의 감마 기준 전압(GMA1~GMA9)을 출력한다. 감마 기준 전압(GMA1~GMA9)은 제1 입력 감마 기준 전압(REFH)과 제2 입력 감마 기준 전압(REFL) 사이에서 분압된 전압이고 서로 다른 전압 레벨을 갖는다. 감마 기준 전압 발생부(142)는 레지스터(register) 설정값과 DAC를 이용하여 R, G, B 데이터 별로 감마 기준 전압(GMA1~GMA9)의 전압 레벨을 최적값으로 조정하기 위한 프로그래머블(programmable) 감마 IC로 구현될 수 있다.
도 14와 같은 직류 전원 발생부에서, 전원 발생부(140)의 출력 전압은 픽셀 어레이의 부하 변동에 따라 변할 수 있다. 일 예로, VDD는 픽셀 어레이(AA)에 전류가 많이 흐를 때 도 16과 같이 상승할 수 있다.
도 15 및 도 16은 화면에 표시된 두 영상 중 어느 하나의 장면이 전환될 때 휘도 변동이 보이는 원인을 보여 주는 도면들이다. 도 15에서, Vsg는 구동 소자(DT)의 게이트-소스간 전압이다. 도 16에서, "휘도@Gray"는 제2 화면(44)의 중간 계조 휘도이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 제1 및 제2 화면(42, 44) 중 어느 하나의 장면 전환과 유사한 상황을 만들기 위하여, 제1 화면(42)의 모든 픽셀들에 화이트 계조(W)의 데이터 전압(Vdata)을 인가한 후에 다음 프레임에 블랙 계조(B)의 데이터 전압(Vdata)을 인가할 수 있다. 이 때, 제2 화면(42)의 모든 픽셀들은 중간 계조(Gray) 예를 들면, 계조 127의 데이터 전압(Vdata)이 인가된다.
제1 화면(42)의 픽셀들에 인가되는 데이터 전압(Vdata)이 화이트 계조 전압으로부터 블랙 계조 전압으로 높아질 때, 구동 소자(DT)의 게이트-소스간 기생 용량을 통해 게이트 전압의 상승으로 인하여 VDD가 VDD1으로부터 VDD2로 상승할 수 있다. VDD는 제1 및 제2 화면(42, 44)의 픽셀들에 공통으로 인가되기 때문에 제2 화면(44)의 픽셀들에서 휘도를 높이게 된다. 따라서, 제2 화면(44)이 일시적으로 밝아지는 플리커(flicker)가 보일 수 있다.
도 14와 같은 직류 전원 발생부로 직류 전원이 발생되는 경우, 장면 전환이 발생되는 구간(도 16의 1frame)에서 수학식 2와 같이 발광 기간(Tem)에 VDD의 변화가 구동 소자(DT)의 게이트-소스가 전압(Vsg)에 반영되어 휘도 변동이 발생될 수 있다.
Figure pat00003
Figure pat00004
여기서, VDD-VDD1=ΔVDD
VDD1은 장면 전환전 VDD이고, VDD2는 장면 전환후 VDD이다. ΔVDD는 VDD의 변화량이다.
수학식 3은 장면 전환후 발광 기간(Tem) 동안 게이트-소스간 전압(Vsg)이다. 수학식 3과 같이 장면 전환후 구동 소자(DT)의 게이트-소스간 전압(Vsg)은 VDD의 영향이 제거되어 제1 화면(44)에서 장면 전환전 휘도를 유지한다.
Figure pat00005
Figure pat00006
여기서, DATA2는 장면 전환후 데이터 전압(Vdata)이다.
도 17은 피드백 보상 전원 발생부의 일 예를 보여 주는 도면이다. 도 18은 도 17과 같은 피드백 보상 전원 발생부를 이용할 때 휘도 변동이 발생되는 원인을 보여 주는 파형도이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 전원부(140)는 픽셀 어레이(AA)로부터 피드백 입력 받은 VDD 변동량(ΔVDD)에 따라 출력 전압을 가변하기 위한 위한 피드백 보상 전원 발생부를 포함한다.
피드백 보상 전원 발생부는 보상 전원 발생부(145), 전원 발생부(143), 및 감마 기준 전압 발생부(144)를 발생한다.
보상 전원 발생부(145)는 비반전 증폭기(Non-inverting amplifier)를 이용하여 제1 및 제2 입력 감마 기준 전압(VREFH, VREFL)를 출력한다. 보상 전원 발생부(145)는 표시패널(100)의 픽셀 어레이(AA)의 픽셀들에 연결된 제1 전원 라인(VDD) 또는 VDD 피드백 라인(61f)을 통해 픽셀 어레이(AA)에 인가되는 VDD를 피드백 입력 받아 VDD 변동량(ΔVDD) 만큼 보상 전압(VREFH, VREFL)을 가변한다. 보상 전원 발생부(145)는 VDD가 상승할 때 입력 감마 기준 전압(VREFH, VREFL)을 상승하여 데이터 구동부(110)로부터 출력되는 데이터 전압(Vdata)을 VDD 변동량(ΔVDD) 만큼 높인다. 보상 전원 발생부(145)는 VDD가 낮아질 때 제1 및 제2 입력 감마 기준 전압(VREFH, VREFL)을 낮추어 데이터 전압(Vdata)을 VDD 변동량(ΔVDD) 만큼 낮춘다.
전원 발생부(143)는 VDD, REFH, REFL, Vref, VSS 등의 직류 전압을 출력한다.
감마 기준 전압 발생부(142)는 제1 및 제2 입력 감마 기준 전압(VREFH, VREFL)을 입력 받는다. 감마 기준 전압 발생부(142)는 R 데이터, G 데이터, 및 B 데이터 각각의 감마 기준 전압(GMA1~GMA9)을 출력한다. VDD 변동량(ΔVDD)이 제1 및 제2 입력 감마 기준 전압(VREFH, VREFL)에 반영되어 입력 감마 기준 전압(VREFH, VREFL)이 상승될 때 데이터 전압(Vdata)이 높아진다. 입력 감마 기준 전압(VREFH, VREFL)이 낮아질 때 데이터 전압(Vdata)이 낮아진다. 감마 기준 전압 발생부(142)는 프로그래머블 감마 IC로 구현될 수 있다.
도 17과 같은 직류 전원 발생부로 직류 전원이 발생되는 경우, 장면 전환이 발생되는 구간(도 18의 1frame)에서 수학식 4와 같이 발광 기간(Tem)에 VDD의 변화가 구동 소자(DT)의 게이트-소스가 전압(Vsg)에 반영되어 휘도 변동이 발생된다.
Figure pat00007
Figure pat00008
여기서, VDD-VDD1=ΔVDD
수학식 5는 장면 전환후 발광 기간(Tem) 동안 게이트-소스간 전압(Vsg)이다. 수학식 4와 같이 장면 전환후 구동 소자(DT)의 게이트-소스간 전압(Vsg)은 VDD의 영향이 제거되지만 데이터 전압(Vdata)의 변동에 의해 휘도 변동이 발생될 수 있다.
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 피드백 보상 전원 발생부를 보여 주는 도면이다. 도 20은 도 19와 같은 피드백 보상 전원 발생부를 이용할 때 휘도 변동이 발생되는 원인을 보여 주는 파형도이다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 전원부(140)는 픽셀 어레이(AA)로부터 피드백 입력 받은 VDD 변동량(ΔVDD)에 따라 출력 전압을 가변하는 위한 피드백 보상 전원 발생부를 포함한다.
피드백 보상 전원 발생부는 보상 전원 발생부(147), 전원 발생부(146), 및 감마 기준 전압 발생부(148)를 발생한다.
보상 전원 발생부(147)는 도 20에 도시된 바와 같이 비반전 증폭기를 이용하여 제1 및 제2 입력 감마 기준 전압(VREFH, VREFL)과 기준 전압(Vref')를 출력한다. 보상 전원 발생부(147)는 표시패널(100)의 픽셀 어레이(AA)의 제1 전원 라인(61) 또는 VDD 피드백 라인(61f)을 통해 픽셀 어레이(AA)에 인가되는 VDD를 피드백 입력 받아 VDD 변동량(ΔVDD) 만큼 입력 감마 기준 전압(VREFH, VREFL)과 픽셀 회로의 기준 전압(Vref')을 가변한다.
보상 전원 발생부(147)는 VDD가 상승할 때 도 20과 같이 입력 감마 기준 전압(VREFH, VREFL)을 상승하여 데이터 구동부(110)로부터 출력되는 데이터 전압(Vdata)을 VDD 변동량(ΔVDD) 만큼 높인다. 보상 전원 발생부(147)는 비반전 증폭기를 이용하여 VDD가 낮아질 때 제1 및 제2 입력 감마 기준 전압(VREFH, VREFL)을 낮추어 데이터 전압(Vdata)을 VDD 변동량(ΔVDD) 만큼 낮춘다.
보상 전원 발생부(147)는 비반전 증폭기를 이용하여 VDD가 상승할 때 도 20과 같이 VDD 변동량(ΔVDD) 만큼 픽셀 어레이(AA)에 공급되는 기준 전압(Vref')을 높인다. 보상 전원 발생부(145)는 비반전 증폭기를 이용하여 VDD가 낮아질 때 VDD 변동량(ΔVDD)만큼 픽셀 회로의 기준 전압(Vref')을 낮춘다.
전원 발생부(146)는 VDD, REFH, REFL, Vref, VSS 등의 직류 전압을 출력한다.
도 20에서 알 수 있는 바와 같이, 장면 전환에 의해 VDD 변동량(ΔVDD)이 발생될 때 VDD의 변동량(ΔVDD) 만큼 데이터 전압(Vdata)과 픽셀 회로의 기준 전압(Vref')을 조정하면 제2 화면(44)에서 휘도가 일정하게 유지된다. 이는 수학식 6 및 7에서 표현된 구동 소자(DT)의 게이트-소스간 전압(Vsg)에 의해 쉽게 이해될 수 있다.
도 19와 같은 직류 전원 발생부로 직류 전원이 발생되는 경우, 장면 전환이 발생되는 구간(도 20의 1frame)에서 수학식 6과 같이 발광 기간(Tem)에 VDD의 변화가 Vref의 변화에 의해 상쇄되어 장면 전환 구간과 장면 전환 전후에서 제2 화면(44)의 휘도(휘도@Gray)가 유지된다.
Figure pat00012
Figure pat00013
여기서, Vref2 = Vref1+ΔVDD, VDD-VDD1=ΔVDD
Vref1은 장면 전환전 Vref이고, Vref2는 장면 전환후 Vref이다.
수학식 7은 장면 전환후 발광 기간(Tem) 동안 게이트-소스간 전압(Vsg)이다. 수학식 7과 같이 장면 전환후 구동 소자(DT)의 게이트-소스간 전압(Vsg)은 VDD의 영향이 제거되고 데이터 전압(Vdata)과 Vref의 변동이 상쇄되어 휘도가 유지된다.
Figure pat00014
Figure pat00015
도 21은 피드백 보상 전원 발생부의 비반전 증폭기를 보여 주는 회로도이다.
도 21을 참조하면, 피드백 보상 전원 발생부는 REFH와 VDD 피드백 전압(Vf)을 입력 받아 VDD 변동량에 따라 REFH를 가변하는 제1 비반전 증폭기, REFL와 VDD 피드백 전압(Vf)을 입력 받아 VDD 변동량에 따라 REFL를 가변하는 제2 비반전 증폭기, 및 Vref와 VDD 피드백 전압(Vf)을 입력 받아 VDD 변동량에 따라 Vref를 가변하는 제3 비반전 증폭기를 포함한다. VDD 피드백 전압(Vf)은 PCB 상에서 표시패널(100)로 공급되는 VDD일 수 있다.
비반전 증폭기들 각각은 연산 증폭기(145OP)의 반전 입력 단자(-)와 전원 발생부(146)의 출력 단자 사이에 연결된 저항(R3), 연산 증폭기(145OP)의 반전 입력 단자(-)와 연산 증폭기(145OP)의 출력 단자 사이에 연결된 저항(R4), 연산 증폭기(145OP)의 비반전 입력 단자(+)에 VDD 피드백 전압(Vf)을 공급하기 위한 피드백 전압 공급부(R1, R2)를 포함한다.
전원 발생부(146)는 REFH, REFL, Vref 등의 직류 전압(Vin)을 출력한다. 직류 전압(Vin)은 저항(R3)을 통해 연산 증폭기(145OP)의 반전 입력 단자(-)에 공급된다. PCB 상의 VDD 배선, 표시패널(100)의 제1 전원 라인(61), VDD 피드백 라인(61f) 중 어느 하나가 피드백 전압 공급부(R1, R2)에 연결된다. 피드백 전압 공급부(R1, R2)는 Vf와 Vlow 사이에 직렬 연결된 저항들(R1, R2)로 이루어진 분압 회로이다. VDD 피드백 전압(Vf)은 VDD 배선, 표시패널(100)의 제1 전원 라인(61), VDD 피드백 라인(61f) 중 어느 하나로부터 인가되는 VDD이다. 피드백 전압(Vf)는 저항들(R1, R2) 사이의 노드를 통해 연산 증폭기(145OP)의 비반전 입력 단자(+)에 공급된다.
연산 증폭기(145OP)의 비반전 입력 전압(Vx)과 출력 전압(Vout)은 수학식 8 및 9와 같다.
Figure pat00016
Figure pat00017
비반전 증폭기의 게인(Gain)은 피드백 전압(Vf)의 변동량에 대한 출력 전압(Vo=Vout)의 변동량이므로 수학식 10과 같다.
Figure pat00018
도 22는 도 14에 도시된 직류 전원 발생부 대비 도 19에 도시된 피드백 보상 전원 발생부를 표시장치에 적용할 때 장면 전환시 화질 개선 효과를 보여 주는 도면이다. 도 23은 도 21에 도시된 시뮬레이션 결과에서 피크 비율 측정 조건을 보여 주는 도면이다.
도 22 및 도 23을 참조하면, 본원 발명자들은 제2 화면(44)에 중간 계조(127 Gray)의 정지 영상을 표시하고 제1 화면(42)의 계조를 화이트 계조(W)로부터 블랙 계조(B)로 변화시키는 시뮬레이션에서 제1 화면(42)의 계조가 변할 때 제2 화면(44)의 중간 계조 휘도의 피크 휘도를 포토 다이오드(Photodiode)로 측정하였다.
이 시뮬레이션에서, 샘플1은 도 14와 같은 직류 전원 발생부를 적용하여 픽셀 어레이(AA)의 VDD 변동량(ΔVDD)과 관계 없이 미리 설정된 VDD를 출력하였다. 이에 비하여 샘플2는 도 19에 도시된 피드백 보상 전원 발생부를 이용하여 픽셀 어레이의 VDD 변동량을 반영하여 REFH, REFL, Vref를 가변하였다.
도 22에서, 가로축은 계조이고 세로축은 피크 휘도 비율(%)이다. 피크 휘도 비율(%)은 정지 영상의 원래 피크 휘도(Lorigin) 대비 정지 영상의 피크 휘도 변화량(ΔL) 즉, Lorigin / ΔL이다.
도 22에서 알 수 있는 바와 같이, 화면의 일부에서 장면 전환이 발생될 때 VDD 변동량(ΔVDD)을 반영하여 데이터 전압(Vdata)과 Vref을 가변함으로써 장면 전환이 없는 영상 부분에서 휘도 변화를 줄일 수 있다.
계조별 데이터 전압(Vdata)은 감마 기준 전압 발생부(148)에 입력되는 입력 감마 기준 전압(REFH, REFL)에 의해 결정된다. 본원 발명자들은 도 24에 도시된 바와 같이 입력 감마 기준 전압(REFH, REFL)의 게인(GainL, GainH)을 모든 계조에서 동일하게 하여 장면 전환시 플리커 개선 효과를 확인하였다. 나아가, 본원 발명자들은 도 25에 도시된 바와 같이 입력 감마 기준 전압(REFH, REFL)의 게인(Gain)을 계조별로 차등 적용할 때 장면 전환시 플리커를 최소화할 수 있음을 확인하였다.
도 24 및 도 25에서, 제1 입력 감마 기준 전압(REFH)의 게인(GainL, GainH)은 VDD의 변화량(ΔVDD) 대비 제1 입력 감마 기준 전압의 변화량(ΔREFH)이다. 제2 입력 감마 기준 전압(REFL)의 게인(Gain)은 VDD의 변화량(ΔVDD) 대비 제2 입력 감마 기준 전압의 변화량(ΔREFL)이다. 입력 감마 기준 전압의 게인을 높이면, 입력 감마 기준 전압(REFH, REFL)의 보상량이 많은 것을 의미한다. 입력 감마 기준 전압의 게인(GainL, GainH)을 높이면, 도 24 및 도 25에서 그래프가 불량 수준이 0(zero) 쪽으로 내려간다.
도 22의 보상후 그래프를 보면, 모든 계조에서 피크 비율의 불량 수준이 개선되었지만, 저계조에서 피크 비율이 고계조 보다 상대적으로 높다. 본원 발명자들은 이 점에 착안하여 도 25와 같이 저계조에서 입력 감마 기준 전압(REFH, REFL)의 게인(GainL)을 고계조의 그 것(GainH) 보다 높게 적용하여 도 26의 시뮬레이션 결과에서 알 수 있는 바와 같이 모든 계조에서 피크 비율의 불량 수준을 1.3 ~ 1.4 수준으로 더 개선하였다. 도 26에서, GainO는 기준(또는 default) 게인이다.
계조별로 차등 적용되는 게인은 보상 전원 발생부(147)의 레지스터 설정값으로 보상 전원 발생부(147)에 적용될 수 있다. 따라서, 보상 전원 발생부(147)는 계조별로 감마 기준 전압의 게인을 차등 적용하여 제1 및 제2 입력 감마 기준 전압(REFH, REFL) 중 고계조의 입력 감마 기준 전압의 게인 보다 저계조의 입력 감마 기준 전압의 게인을 높일 수 있다. 도 24 및 도 25의 예에서 REFL이 저계조의 입력 감마 기준 전압이다.
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 101, 1011~1014 : 서브 픽셀(픽셀 회로)
102, 1021~1026 : 데이터 라인 103, 1031, 1032, 31~33 : 게이트 라인
110 : 데이터 구동부 112, 21, 22 : 디멀티플렉서
120 : 게이트 구동부 130 : 타이밍 콘트롤러
140: 전원부 141, 143, 146: 전원 발생부
142, 144, 148: 감마 기준 전압 발생부 145, 147: 보상 전원 발생부
M1, M2 : 디멀티플렉서의 스위치 소자 T1~T5 : 픽셀 회로의 스위치 소자
DT : 픽셀 회로의 구동 소자 Cst : 픽셀 회로의 커패시터
EL : 픽셀 회로의 발광 소자 Tini : 초기화 기간
Twr : 데이터 기입 기간 Tem : 발광 기간
Th : 유지 기간

Claims (15)

  1. 데이터 전압이 공급되는 데이터 라인, 게이트 신호가 공급되는 게이트 라인, 및 다수의 픽셀 회로들이 포함된 픽셀 어레이;
    상기 픽셀 회로들에 픽셀 구동 전압을 공급하는 제1 전원 라인;
    상기 픽셀 회로들에 상기 픽셀 구동 전압 보다 낮은 저전위 전원 전압을 공급하는 제2 전원 라인;
    상기 픽셀 회로들을 초기화하기 위한 기준 전압을 공급하는 제3 전원 라인; 및
    제1 및 제2 입력 기준 전압을 입력 받아 전압 레벨이 서로 다른 감마 기준 전압을 발생하는 감마 기준 전압 발생부;
    상기 감마 기준 전압을 입력 받아 픽셀 데이터의 데이터 전압을 발생하고 상기 데이터 전압을 상기 데이터 라인들에 공급하는 데이터 구동부; 및
    상기 제1 전원 라인 또는 상기 픽셀 회로들에 연결된 피드백 라인을 통해 상기 픽셀 구동 전압을 입력 받고, 상기 픽셀 구동 전압의 변동량에 따라 상기 제1 및 제2 입력 기준 전압과 상기 기준 전압(Vref)을 가변하는 보상 전원 발생부를 포함하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽셀 어레이는 상기 전원 라인들을 공유하는 제1 및 제2 화면을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 화면에 서로 다른 컨텐츠의 영상이 표시되는 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상 전원 발생부는,
    상기 픽셀 구동 전압이 높아질 때 상기 제1 및 제2 입력 감마 기준 전압을 높이고,
    상기 픽셀 구동 전압이 낮아질 때 상기 제1 및 제2 입력 감마 기준 전압을 낮추는 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보상 전원 발생부는,
    상기 픽셀 구동 전압이 높아질 때 상기 기준 전압을 높이고,
    상기 픽셀 구동 전압이 높아질 때 상기 기준 전압을 낮추는 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 입력 기준 전압의 게인이 상기 픽셀 데이터의 계조별로 상이하게 설정되는 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 입력 기준 전압의 게인이 상기 픽셀 데이터의 고계조 보다 저계조에서 높게 설정되는 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상 전원 발생부는
    상기 제1 입력 기준 전압과 상기 픽셀 구동 전압을 입력 받아 상기 픽셀 구동 전압의 변동량에 따라 상기 제1 입력 기준 전압을 가변하는 제1 비반전 증폭기;
    상기 제2 입력 기준 전압과 상기 픽셀 구동 전압을 입력 받아 상기 픽셀 구동 전압의 변동량에 따라 상기 제2 입력 기준 전압을 가변하는 제2 비반전 증폭기; 및
    상기 기준 전압과 상기 픽셀 구동 전압을 입력 받아 상기 픽셀 구동 전압의 변동량에 따라 상기 기준 전압을 가변하는 제3 비반전 증폭기를 포함하는 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽셀 회로들 각각은
    발광 소자;
    상기 제1 전원 라인에 연결된 제1 전극, 제2 노드에 연결된 게이트, 및 제3 노드에 연결된 제2 전극을 포함하는 구동 소자;
    상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이에 연결된 커패시터;
    제1 스캔 신호의 게이트 온 전압에 따라 턴-온되어 상기 데이터 전압을 상기 제1 노드에 공급하는 제1 스위치 소자;
    제2 스캔 신호의 게이트 온 전압에 따라 턴-온되어 상기 구동 소자의 게이트와 제2 전극을 연결하는 제2 스위치 소자;
    발광 제어 신호의 게이트 온 전압에 따라 턴-온되어 초기화 기간과 발광 기간 동안 상기 제1 노드를 상기 제3 전원 라인에 연결하는 제3 스위치 소자;
    상기 발광 제어 신호의 게이트 온 전압에 따라 턴-온되어 상기 초기화 기간과 상기 발광 기간 동안 상기 제3 노드를 상기 발광 소자의 애노드에 연결하는 제4 스위치 소자; 및
    상기 제2 스캔 신호의 게이트 온 전압에 따라 턴-온되어 상기 초기화 기간과 데이터 기입 기간 동안 상기 제3 전원 라인을 상기 발광 소자의 애노드에 연결하는 제5 스위치 소자를 포함하고,
    상기 데이터 기입 기간은 상기 초기화 기간과 상기 발광 기간 사이에 설정되는 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 스캔 신호의 펄스는 상기 데이터 기입 기간을 정의하고,
    상기 제2 스캔 신호의 펄스는 상기 제1 스캔 신호 보다 먼저 상기 게이트 온 전압으로 반전되어 상기 초기화 기간을 정의하고, 상기 제1 스캔 신호의 펄스와 동시에 게이트 오프 전압으로 반전되고,
    상기 발광 제어 신호의 펄스는 상기 제1 스캔 신호가 상기 게이트 온 전압으로 반전될 때 상기 게이트 오프 전압으로 반전되고, 상기 제1 및 제2 스캔 신호가 게이트 오프 전압으로 반전된 후에 상기 게이트 온 전압으로 반전되는 표시장치.
  10. 픽셀 회로들에 픽셀 구동 전압, 저전위 전원 전압, 및 기준 전압을 공급하는 단계;
    제1 및 제2 입력 기준 전압을 입력 받아 전압 레벨이 서로 다른 감마 기준 전압을 발생하는 단계;
    상기 감마 기준 전압을 입력 받아 픽셀 데이터의 데이터 전압을 발생하는 단계; 및
    상기 픽셀 구동 전압의 변동량에 따라 상기 제1 및 제2 입력 기준 전압과 상기 기준 전압을 가변하는 단계를 포함하는 표시장치의 구동 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 픽셀 회로들이 배치된 픽셀 어레이의 화면에 제1 및 제2 컨텐츠의 영상을 분할 표시하는 단계를 더 포함하는 표시장치의 구동 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 픽셀 구동 전압이 높아질 때 상기 제1 및 제2 입력 감마 기준 전압을 높이는 단계; 및
    상기 픽셀 구동 전압이 낮아질 때 상기 제1 및 제2 입력 감마 기준 전압을 낮추는 단계를 포함하는 표시장치의 구동 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 픽셀 구동 전압이 높아질 때 상기 기준 전압을 높이는 단계; 및
    상기 픽셀 구동 전압이 높아질 때 상기 기준 전압을 낮추는 단계를 포함하는 표시장치의 구동 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 입력 기준 전압의 게인을 상기 픽셀 데이터의 고계조 보다 저계조에서 높게 설정하는 단계를 더 포함하는 표시장치의 구동 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    제1 비반전 증폭기에 상기 제1 입력 기준 전압과 상기 픽셀 구동 전압을 입력 받아 상기 픽셀 구동 전압의 변동량에 따라 상기 제1 입력 기준 전압을 가변하는 단계;
    제2 비반전 증폭기에 상기 제2 입력 기준 전압과 상기 픽셀 구동 전압을 입력 받아 상기 픽셀 구동 전압의 변동량에 따라 상기 제2 입력 기준 전압을 가변하는 단계; 및
    제3 비반전 증폭기에 상기 기준 전압과 상기 픽셀 구동 전압을 입력 받아 상기 픽셀 구동 전압의 변동량에 따라 상기 기준 전압을 가변하는 단계를 더 포함하는 표시장치의 구동 방법.
KR1020190097741A 2019-08-09 2019-08-09 표시장치와 그 구동 방법 KR102645798B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190097741A KR102645798B1 (ko) 2019-08-09 2019-08-09 표시장치와 그 구동 방법
CN202010522483.7A CN112349241B (zh) 2019-08-09 2020-06-10 显示装置及其驱动方法
US16/902,792 US11195474B2 (en) 2019-08-09 2020-06-16 Display device having a compensation power generator for adjusting input voltages and driving method thereof
DE102020120794.8A DE102020120794A1 (de) 2019-08-09 2020-08-06 Anzeigevorrichtung und steuerverfahren derselben

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190097741A KR102645798B1 (ko) 2019-08-09 2019-08-09 표시장치와 그 구동 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210017876A true KR20210017876A (ko) 2021-02-17
KR102645798B1 KR102645798B1 (ko) 2024-03-11

Family

ID=74188695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190097741A KR102645798B1 (ko) 2019-08-09 2019-08-09 표시장치와 그 구동 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11195474B2 (ko)
KR (1) KR102645798B1 (ko)
CN (1) CN112349241B (ko)
DE (1) DE102020120794A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11790851B2 (en) 2021-11-15 2023-10-17 Lg Display Co., Ltd. Display device and gamma unit including first and second reference voltage generators for display panel
US11942029B2 (en) 2022-08-01 2024-03-26 Samsung Display Co., Ltd. Display device and method of driving the same

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110517640B (zh) * 2019-08-30 2021-01-22 京东方科技集团股份有限公司 像素驱动方法
KR20220090191A (ko) * 2020-12-22 2022-06-29 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 저휘도 전원 제공 방법
CN113066433B (zh) 2021-03-24 2022-07-19 京东方科技集团股份有限公司 显示面板的驱动电路、显示模组及其补偿方法、显示装置
KR20220139509A (ko) * 2021-04-07 2022-10-17 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 구동 방법
KR20220145964A (ko) * 2021-04-22 2022-11-01 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN113270067B (zh) * 2021-06-28 2022-05-03 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 像素电路及显示面板
KR20230046700A (ko) * 2021-09-30 2023-04-06 엘지디스플레이 주식회사 픽셀 회로와 이를 포함한 표시장치
US20240046876A1 (en) * 2021-12-16 2024-02-08 Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Driving circuit, display panel and display device
CN115331618B (zh) 2022-10-12 2023-01-06 惠科股份有限公司 驱动电路、显示面板和显示装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150364077A1 (en) * 2014-06-13 2015-12-17 Raydium Semiconductor Corporation Driving circuit of display apparatus
KR20160020597A (ko) * 2014-08-13 2016-02-24 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
KR20160130027A (ko) * 2015-04-30 2016-11-10 삼성디스플레이 주식회사 영상 보정부, 이를 포함하는 표시 장치 및 이의 영상 표시 방법
KR20170064597A (ko) * 2015-12-01 2017-06-12 엘지디스플레이 주식회사 유기발광다이오드 표시장치
KR20180078935A (ko) * 2016-12-30 2018-07-10 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 다이오드 표시 장치
KR20180082692A (ko) * 2017-01-10 2018-07-19 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그의 구동 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101481672B1 (ko) 2008-07-25 2015-01-13 엘지디스플레이 주식회사 유기발광다이오드 표시장치
KR101310921B1 (ko) * 2009-12-29 2013-09-25 엘지디스플레이 주식회사 유기전계발광표시장치와 이의 구동방법
KR101411757B1 (ko) * 2012-11-09 2014-06-25 엘지디스플레이 주식회사 유기발광 표시장치
KR102166063B1 (ko) 2013-12-31 2020-10-15 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 디스플레이 장치와 이의 구동 방법
KR102398553B1 (ko) 2017-08-29 2022-05-17 엘지디스플레이 주식회사 유기발광 표시장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150364077A1 (en) * 2014-06-13 2015-12-17 Raydium Semiconductor Corporation Driving circuit of display apparatus
KR20160020597A (ko) * 2014-08-13 2016-02-24 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
KR20160130027A (ko) * 2015-04-30 2016-11-10 삼성디스플레이 주식회사 영상 보정부, 이를 포함하는 표시 장치 및 이의 영상 표시 방법
KR20170064597A (ko) * 2015-12-01 2017-06-12 엘지디스플레이 주식회사 유기발광다이오드 표시장치
KR20180078935A (ko) * 2016-12-30 2018-07-10 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 다이오드 표시 장치
KR20180082692A (ko) * 2017-01-10 2018-07-19 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그의 구동 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11790851B2 (en) 2021-11-15 2023-10-17 Lg Display Co., Ltd. Display device and gamma unit including first and second reference voltage generators for display panel
US11942029B2 (en) 2022-08-01 2024-03-26 Samsung Display Co., Ltd. Display device and method of driving the same

Also Published As

Publication number Publication date
CN112349241A (zh) 2021-02-09
US11195474B2 (en) 2021-12-07
DE102020120794A1 (de) 2021-02-11
CN112349241B (zh) 2022-08-02
KR102645798B1 (ko) 2024-03-11
US20210043149A1 (en) 2021-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102645798B1 (ko) 표시장치와 그 구동 방법
CN109215575B (zh) 显示面板和使用该显示面板的电致发光显示器
US11087698B2 (en) Display device
US11653538B2 (en) Pixel array substrate and display device including AC EVEDD driver and display device including the same
KR20220068537A (ko) 표시장치와 그 구동 방법
US11114034B2 (en) Display device
KR20210007508A (ko) 표시장치와 그 구동 방법
KR20220029191A (ko) 데이터 구동장치와 이를 이용한 표시장치
KR102417424B1 (ko) 타일드 디스플레이와 그 휘도 보상 방법
KR102569729B1 (ko) 표시 장치 및 표시 장치의 제어 방법
KR102603538B1 (ko) 표시장치와 그 구동 방법
KR20220062802A (ko) 표시장치와 그 영상 처리 방법
KR20190059625A (ko) 감마 전압 발생장치와 이를 이용한 표시장치
KR102577468B1 (ko) 픽셀 회로와 이를 이용한 표시장치
KR20210001047A (ko) 표시장치와 그 구동 방법
KR20200055580A (ko) 픽셀 회로와 이를 이용한 표시장치
KR20230082770A (ko) 데이터 구동회로와 이를 포함한 표시장치
KR102279014B1 (ko) 표시패널과 이를 이용한 전계 발광 표시장치
KR20210040727A (ko) 표시장치와 그 구동 방법
KR20210017085A (ko) 표시 장치
KR102653575B1 (ko) 표시 장치
KR20220042747A (ko) 표시장치와 그 구동 방법
KR20200141854A (ko) 픽셀 회로와 이를 이용한 표시장치
KR20210074065A (ko) 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant