KR20210086862A - 전원 관리 구동부 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

전원 관리 구동부는, 센싱 기간에 제1 구동 전원의 제1 전압을 전원선을 통해 화소에 공급하고, 표시 기간에 전원선을 통해 제1 구동 전원의 제2 전압을 화소에 공급하는 제1 전원 공급부; 센싱 제어 신호에 기초하여 표시 기간과 센싱 기간 사이의 과도 기간 동안 제1 전압이 출력되는 타이밍과 제2 전압이 출력되는 타이밍을 제어하는 제어부; 및 센싱 기간에 출력 단자로 흐르는 전류에 기초하여 전원선의 단락을 검출하는 단락 검출부를 포함한다.

Description

전원 관리 구동부 및 이를 포함하는 표시 장치{POWER MANAGEMENT DRIVER AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전원 관리 구동부를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
자발광 표시 장치는 복수의 주사선들 및 데이터선들에 접속되는 화소들을 이용하여 영상을 표시한다. 이를 위하여, 화소들 각각은 발광 소자 및 구동 트랜지스터를 구비한다.
발광 소자는 제1 구동 전원(예를 들어, VSS) 및 제2 구동 전원에 전기적으로 연결되며, 이들 사이에서 발생되는 전류 또는 전압에 기초하여 발광한다.
표시 장치 상에서 제1 구동 전원을 전달하는 전원선 또는 도전 패턴은, 크랙(crack), 이물질, 패널 변형 등의 이유로 다른 도전선들과 단락(short) 또는 접촉(contact)될 수 있다. 이러한 전원선의 단락 지점에서는 과전류가 발생하여 발열 또는 화재의 위험이 있다. 따라서, 전원선의 단락 검출을 위한 구성 및 단락에 의한 발열 및 파손으로부터 표시 장치를 보호하기 위한 구성이 필요하다.
본 발명의 일 목적은 센싱 기간에 제1 구동 전원의 전압이 안정적으로 공급된 후에 이를 감지하여 전원선 단락 검출 및 보호를 수행하는 전원 관리 구동부를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 전원 관리 구동부를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상술한 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 전원 관리 구동부는, 센싱 기간에 제1 구동 전원의 제1 전압을 전원선을 통해 화소에 공급하고, 표시 기간에 상기 전원선을 통해 상기 제1 구동 전원의 제2 전압을 상기 화소에 공급하는 제1 전원 공급부; 센싱 제어 신호에 기초하여 상기 표시 기간과 상기 센싱 기간 사이의 과도 기간 동안 상기 제1 전압이 출력되는 타이밍과 상기 제2 전압이 출력되는 타이밍을 제어하는 제어부; 및 상기 센싱 기간에 출력 단자로 흐르는 전류에 기초하여 상기 전원선의 단락을 검출하는 단락 검출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 전원 공급부는, 입력 전원에 기초하여 상기 제1 전압을 결정하는 전압 결정부; 상기 전압 결정부와 상기 전원선 사이에 연결되며, 제1 인에이블 신호에 응답하여 턴-온되는 제1 스위치; 및 상기 전원선과 상기 제2 전압이 공급되는 전압 소스 사이에 연결되며, 제2 인에이블 신호에 응답하여 턴-온되는 제2 스위치를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는, 상기 센싱 제어 신호를 지연시켜 상기 제1 인에이블 신호를 생성하며, 상기 센싱 기간에 상기 제1 스위치로 상기 제1 인에이블 신호를 공급하는 제1 지연부; 및 상기 센싱 제어를 반전하여 지연시켜 상기 제2 인에이블 신호를 생성하며, 상기 표시 기간에 상기 제2 스위치로 상기 제2 인에이블 신호를 공급하는 제2 지연부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 기간 이후에 상기 센싱 기간이 진행되는 경우, 상기 표시 기간과 상기 센싱 기간 사이의 제1 과도 기간에서 상기 제2 스위치가 턴-오프된 후에 상기 제1 스위치가 턴-온될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 센싱 기간 이후에 상기 표시 기간이 진행되는 경우, 상기 센싱 기간과 상기 표시 기간 사이의 제2 과도 기간에서 상기 제1 스위치가 턴-오프된 후에 상기 제2 스위치가 턴-온될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 전압은 접지 전압이고, 상기 제1 전압은 상기 제2 전압보다 클 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 단락 검출부는, 상기 센싱 기간에 상기 출력 단자로 흐르는 양전류(positive current) 또는 음전류(negative current)에 기초하여 제1 검출값 및 제2 검출값 중 적어도 하나를 추출하는 검출값 추출부; 및 상기 제1 검출값 및 상기 제2 검출값에 기초하여 보호 신호를 생성하는 보호부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는, 상기 과도 기간 및 상기 센싱 기간의 기 설정된 초기 기간을 포함하는 마스킹 기간 동안 상기 단락 검출부의 상기 보호 신호의 출력을 제한할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 보호부는, 상기 제1 검출값과 제1 기준값을 비교하여 제1 결과를 생성하는 제1 비교부; 상기 제2 검출값과 제2 기준값을 비교하여 제2 결과를 생성하는 제2 비교부; 상기 제1 결과와 상기 제2 결과의 논리합에 기초하여 상기 보호 신호를 생성하는 논리합 산출부; 및 마스킹(masking) 신호에 응답하여 상기 센싱 기간에서의 상기 보호 신호의 출력을 제어하는 스위치를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는, 상기 과도 기간으로부터 이어지는 상기 센싱 기간의 기 설정된 초기 시간인 마스킹 기간 동안 상기 스위치를 턴-오프시키는 마스킹 신호를 상기 보호부에 공급할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는, 상기 보호 신호가 출력되는 시간을 카운트 업하는 셧다운 제어부; 및 상기 제1 검출값의 제1 글리치 시간(glitch time)과 기 설정된 노이즈(noise) 무시 시간을 비교한 결과에 기초하여 상기 카운트된 값을 리셋하는 리셋 신호를 상기 셧다운 제어부에 공급하는 카운팅 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 카운트된 값이 기 설정된 셧다운 기준 시간에 대응하는 경우, 상기 셧다운 제어부는 상기 보호 신호를 셧다운(shutdown) 신호로서 출력할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 글리치 시간이 상기 노이즈 무시 시간을 초과하는 경우, 상기 카운팅 제어부는 상기 리셋 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 카운팅 제어부는 상기 제2 검출값의 제2 글리치 시간과 상기 노이즈 무시 시간을 비교한 결과에 기초하여 상기 리셋 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 글리치 시간이 상기 노이즈 무시 시간을 초과하는 경우, 상기 카운팅 제어부는 상기 리셋 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 전원 관리 구동부는, 상기 센싱 기간 및 상기 표시 기간에 상기 화소에 제2 구동 전원의 전압을 공급하는 제2 전원 공급부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는, 주사선들, 제어선들, 데이터선들, 및 센싱선들에 접속되는 화소들; 상기 주사선들로 주사 신호를 공급하고, 상기 제어선들로 제어 신호를 공급하는 주사 구동부; 상기 데이터선들로 영상 데이터 신호 및 센싱 데이터 신호 중 하나를 공급하는 데이터 구동부; 센싱 기간 동안 상기 센싱선들을 통해 공급되는 센싱 전류에 기초하여 상기 화소들에 포함되는 구동 트랜지스터들의 특성을 센싱하는 센싱부; 및 상기 화소들에 제1 구동 전원 및 제2 구동 전원을 제공하는 전원 관리 구동부를 포함할 수 있다. 상기 전원 관리 구동부는, 상기 센싱 기간에 제1 구동 전원의 제1 전압을 제1 전원선을 통해 화소에 공급하고, 표시 기간에 상기 제1 전원선을 통해 상기 제1 구동 전원의 제2 전압을 상기 화소에 공급하는 제1 전원 공급부; 상기 센싱 기간 및 상기 표시 기간에 제2 전원선을 통해 상기 화소들에 상기 제2 구동 전원의 전압을 공급하는 제2 전원 공급부; 센싱 제어 신호에 기초하여 상기 표시 기간과 상기 센싱 기간 사이의 과도 기간 동안 상기 제1 구동 전원의 제1 전압이 출력되는 타이밍과 상기 제1 구동 전원의 제2 전압이 출력되는 타이밍을 제어하는 제어부; 및 상기 센싱 기간에 출력 단자로 흐르는 전류에 기초하여 상기 전원선의 단락을 검출하는 단락 검출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 화소들 각각은, 발광 소자; 및 상기 제2 구동 전원으로부터 상기 발광 소자로 흐르는 전류를 제어하며, 상기 발광 소자에 전기적으로 연결되는 구동 트랜지스터를 포함할 수 있다. 상기 제1 구동 전원은 상기 발광 소자의 일 전극에 연결될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 전원 공급부는, 입력 전원에 기초하여 상기 제1 전압을 결정하는 전압 결정부; 상기 전압 결정부와 상기 전원선 사이에 연결되며, 제1 인에이블 신호에 응답하여 턴-온되는 제1 스위치; 및 상기 전원선과 상기 제2 전압이 공급되는 전압 소스 사이에 연결되며, 제2 인에이블 신호에 응답하여 턴-온되는 제2 스위치를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 기간 이후에 상기 센싱 기간이 진행되는 경우, 상기 표시 기간과 상기 센싱 기간 사이의 제1 과도 기간에서 상기 제2 스위치가 턴-오프된 후에 상기 제1 스위치가 턴-온되고, 상기 센싱 기간 이후에 상기 표시 기간이 진행되는 경우, 상기 센싱 기간과 상기 표시 기간 사이의 제2 과도 기간에서 상기 제1 스위치가 턴-오프된 후에 상기 제2 스위치가 턴-온될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 전원 관리 구동부 및 이를 포함하는 표시 장치는 표시 기간과 센싱 기간 사이의 과도 기간을 통해 제1 스위치의 턴-오프 시점과 제2 스위치의 턴-온 시점을 명확히 분리할 수 있다. 따라서, 센싱 기간 중의 제1 전압을 갖는 제1 구동 전원의 출력이 접지로 공급되어 발생될 수 있는 발열 및 불필요한 전력 소모가 방지 내지 최소화될 수 있다.
또한, 센싱 기간의 초기에 마스킹 기간이 삽입되고, 센싱 기간에서 검출되는 검출값들의 글리치 및 노이즈가 판별 내지 제거됨으로써, 단락 검출의 보호 기능을 수행함으로써 제1 전원선의 단락 검출 및 보호 기능의 민감도 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2a는 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 2b는 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소의 다른 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 1의 표시 장치의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 4는 도 2의 화소의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 전원 관리 구동부를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 전원 관리 구동부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6의 전원 관리 구동부의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 8은 도 6의 전원 관리 구동부의 동작의 다른 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 9는 도 6의 전원 관리 구동부에 포함되는 단락 검출부 및 제어부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 10은 도 9의 단락 검출부 및 제어부의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 11은 도 6의 전원 관리 구동부에 포함되는 단락 검출부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 도 6의 전원 관리 구동부에 포함되는 제어부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 12의 제어부의 동작의 일 예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1000)는 화소부(100), 주사 구동부(200), 데이터 구동부(300), 센싱부(400), 전원 관리 구동부(500), 및 타이밍 제어부(600)를 포함할 수 있다.
표시 장치(1000)는 평면 표시 장치, 플렉서블(flexible) 표시 장치, 커브드(curved) 표시 장치, 폴더블(foldable) 표시 장치, 벤더블(bendable) 표시 장치, 스트레쳐블(stretchable) 표시 장치일 수 있다. 또한, 표시 장치는 투명 표시 장치, 헤드 마운트(head-mounted) 표시 장치, 웨어러블(wearable) 표시 장치 등에 적용될 수 있다. 또한, 표시 장치(1000)는 스마트폰, 태블릿, 스마트 패드, TV, 모니터 등의 다양한 전자 기기에 적용될 수 있다.
한편, 표시 장치(1000)는 유기 발광 표시 장치, 액정 표시 장치 등으로 구현될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 표시 장치(1000)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 표시 장치(1000)는 무기 발광 소자를 포함하는 자발광 표시 장치일 수도 있다.
일 실시예에서, 표시 장치(1000)는 영상을 표시하기 위한 표시 기간 및 화소(PX)들 각각에 포함된 구동 트랜지스터의 특성을 센싱하기 위한 센싱 기간으로 구분되어 구동될 수 있다.
화소부(100)는 데이터선들(DL1 내지 DLm, 단, m은 자연수), 주사선들(SL1 내지 SLn, 단, n은 자연수), 제어선들(CL1 내지 CLn), 및 센싱선들(SSL1 내지 SSLm)에 접속되도록 위치되는 화소(PX)들을 구비한다. 화소(PX)들은 외부로부터 제1 구동 전원(VSS) 및 제2 구동 전원(VDD)의 전압들을 공급받을 수 있다.
한편, 도 1에서는 n개의 주사선들(SL1 내지 SLn)이 도시되었지만, 본원 발명이 이에 한정되지는 않는다. 일례로, 화소(PX)의 회로 구조에 대응하여 화소부(100)에는 하나 이상의 제어선, 주사선, 발광 제어선, 센싱선 등이 추가로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 화소(PX)에 포함되는 트랜지스터들은 N-타입의 산화물 박막 트랜지스터일 수 있다. 예를 들어, 산화물 박막 트랜지스터는 저온 폴리 옥사이드(Low Temperature Polycrystalline Oxide; LTPO) 박막 트랜지스터일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, N-타입 트랜지스터들이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 트랜지스터들에 포함되는 액티브 패턴(반도체층)은 무기물 반도체(예를 들면, 아몰퍼스 실리콘(amorphous silicon), 폴리 실리콘(poly silicon)) 또는 유기물 반도체 등을 포함할 수 있다. 또한, 표시 장치(1000)에 포함되는 트랜지스터들 중 적어도 하나는 P-타입 트랜지스터로 대체될 수도 있다.
타이밍 제어부(600)는 외부로부터 공급되는 동기 신호들에 대응하여 데이터 구동 제어 신호(DCS), 주사 구동 제어 신호(SCS), 및 전원 구동 제어 신호(PCS)를 생성할 수 있다. 타이밍 제어부(600)에서 생성된 데이터 구동 제어 신호(DCS)는 데이터 구동부(300)로 공급되고, 주사 구동 제어 신호(SCS)는 주사 구동부(200)로 공급되며, 전원 구동 제어 신호(PCS)는 전원 관리 구동부(500)로 공급될 수 있다.
또한, 타이밍 제어부(600)는 외부로부터 공급되는 입력 영상 데이터가 재정렬된 영상 데이터(DATA)를 데이터 구동부(300)에 공급할 수 있다.
데이터 구동 제어 신호(DCS)에는 소스 시작 신호 및 클럭 신호들이 포함될 수 있다. 소스 시작 신호는 데이터의 샘플링 시작 시점을 제어할 수 있다. 클럭 신호들은 샘플링 동작을 제어하기 위하여 사용될 수 있다.
주사 구동 제어 신호(SCS)에는 주사 시작 신호, 제어 시작 신호, 및 클럭 신호들이 포함될 수 있다. 주사 시작 신호는 주사 신호의 타이밍을 제어할 수 있다. 제어 시작 신호는 제어 신호의 타이밍을 제어할 수 있다. 클럭 신호들은 주사 시작 신호 및/또는 제어 시작 신호를 쉬프트시키기 위하여 사용될 수 있다.
전원 구동 제어 신호(PCS)는 제1 구동 전원(VSS) 및 제2 구동 전원(VDD)의 공급 및 전압 레벨들을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 전원 구동 제어 신호(PCS)는 제1 구동 전원(VSS)의 전압 레벨을 제어하는 센싱 제어 신호(SCTL)를 포함할 수 있다.
타이밍 제어부(600)는 센싱부(400)의 동작을 더 제어할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 제어부(600)는 센싱선들(SSL1 내지 SSLm)을 통해 화소(PX)들에 기준 전압을 공급하는 타이밍 및/또는 센싱선들(SSL1 내지 SSLm)을 통해 화소(PX)에서 생성된 전류를 센싱하는 타이밍을 제어할 수 있다.
주사 구동부(200)는 타이밍 제어부(600)로부터 주사 구동 제어 신호(SCS)를 수신할 수 있다. 주사 구동 제어 신호(SCS)를 공급받은 주사 구동부(200)는 주사선들(SL1 내지 SLn)로 주사 신호를 공급하고, 제어선들(CL1 내지 CLn)로 제어 신호를 공급할 수 있다.
일례로, 주사 구동부(200)는 주사선들(SL1 내지 SLn)로 주사 신호를 순차적으로 공급할 수 있다. 주사선들(SL1 내지 SLn)로 주사 신호가 순차적으로 공급되면 화소(PX)들이 수평라인 단위로 선택될 수 있다. 이를 위하여, 주사 신호는 화소(PX)들에 포함된 트랜지스터가 턴-온될 수 있도록 게이트 온 전압(예를 들면, 논리 하이 레벨)으로 설정될 수 있다.
마찬가지로, 주사 구동부(200)는 제어선들(CL1 내지 CLn)로 제어 신호를 공급할 수 있다. 제어 신호는 화소에 흐르는 구동 전류(즉, 구동 트랜지스터를 통해 흐르는 전류)를 센싱(또는, 추출)하는 데에 이용될 수 있다. 주사 신호와 제어 신호가 공급되는 타이밍 및 파형은 표시 기간 및 센싱 기간에 따라 다르게 설정될 수 있다.
한편, 도 1에는 하나의 주사 구동부(200)가 주사 신호와 제어 신호를 모두 출력하는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 주사 구동부(200)는 주사 신호를 화소부(100)에 공급하는 제1 주사 구동부 및 제어 신호를 화소부(100)에 공급하는 제2 주사 구동부를 포함할 수 있다.
데이터 구동부(300)는 타이밍 제어부(600)로부터 데이터 구동 제어 신호(DCS)를 공급받을 수 있다. 데이터 구동부(300)는 센싱 기간에는 화소 특성 검출을 위한 데이터 신호(예를 들어, 센싱 데이터 신호)를 화소부(100)에 공급할 수 있다. 데이터 구동부(300)는 표시 기간에는 영상 데이터(DATA)에 기초하여 영상 표시를 위한 데이터 신호를 화소부(100)에 공급할 수 있다.
센싱부(400)는 센싱선들(SSL1 내지 SSLm)로부터 제공되는 센싱 값(센싱 전류)들에 기초하여 화소(PX)들의 특성 값을 보상하는 보상 값을 생성할 수 있다. 구체적으로, 센싱부(400)는 센싱선들(SSL1 내지 SSLm)로부터 제공되는 센싱 값(센싱 전류)들을 이용하여 화소(PX)에 포함되는 구동 트랜지스터의 열화 및/또는 발광 소자의 열화량을 산출(센싱)할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(400)는 화소(PX)에 포함되는 구동 트랜지스터의 문턱 전압 변화, 이동도 변화, 및 열화에 의한 발광 소자의 특성 변화 등을 검출 및 보상할 수 있다.
일 실시예에서, 센싱 기간 동안 센싱부(400)는 센싱선들(SSL1 내지 SSLm)을 통해 소정의 기준 전압을 화소(PX)들에 공급하고, 화소(PX)로부터 추출되는 전류 또는 전압을 제공받을 수 있다. 상기 추출되는 전류 또는 전압은 센싱 값에 대응하고, 센싱부(400)는 센싱 값에 기초하여 구동 트랜지스터의 특성 변화를 검출할 수 있다. 센싱부(400)는 상기 검출된 특성 변화에 기초하여 입력 영상 데이터를 보상하는 보상 값을 산출할 수 있다. 보상 값은 타이밍 제어부(600) 또는 데이터 구동부(300)에 제공될 수 있다.
표시 기간 동안 센싱부(400)는 센싱선들(SSL1 내지 SSLm)을 통해 영상 표시를 위한 소정의 기준 전압을 화소부(100)에 공급할 수 있다.
도 1에는 센싱부(400)가 타이밍 제어부(600)와 별개의 구성인 것으로 도시되었으나, 센싱부(400)의 적어도 일부의 구성은 타이밍 제어부(600)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 센싱부(400)와 타이밍 제어부(600)는 하나의 구동 IC로 형성될 수 있다. 나아가, 데이터 구동부(300) 또한 타이밍 제어부(600)에 포함될 수 있다. 따라서, 센싱부(400), 데이터 구동부(300), 및 타이밍 제어부(600) 중 적어도 일부는 하나의 구동 IC로 형성될 수 있다.
전원 관리 구동부(500)는 전원 구동 제어 신호(PCS)에 기초하여 제1 구동 전원(VSS)의 전압 및 제2 구동 전원(VDD)의 전압을 화소부(100)에 공급할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 구동 전원(VSS)은 발광 소자의 캐소드 전압을 결정할 수 있고, 제2 구동 전원(VDD)은 구동 트랜지스터의 드레인 전압을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 전원 관리 구동부(500)는 센싱 기간 동안 제1 구동 전원(VSS)을 제1 전압으로 공급하고, 표시 기간 동안 제1 구동 전원(VSS)을 제2 전압으로 공급할 수 있다.
제1 구동 전원(VSS)의 전압은 제1 전원선(PL1)을 통해 화소(PX)들에 공급되고, 제2 구동 전원(VDD)의 전압은 제2 전원선(PL2)을 통해 화소(PX)들에 공급될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 전원선(PL1)은 화소부(100)의 전면에서 공통 전극 형태로 제공될 수 있다. 이러한 제1 전원선(PL1)은 화소부(100)를 포함하는 표시 패널의 크랙, 변형 등에 의해 다른 배선 또는 도전 부재와 단락(short) 또는 접촉(contact)될 가능성이 크다. 제1 전원선(PL1)의 단락 지점에서는 과전류가 발생하여 발열 또는 화재의 위험이 있다.
도 2a는 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예를 나타내는 회로도이고, 도 2b는 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소의 다른 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 2a 및 도 2b에서는 설명의 편의를 위하여 i번째 수평라인에 위치되며, j번째 데이터선(DLj)과 접속된 화소를 도시하기로 한다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 화소(PXij)는 발광 소자(LD), 제1 화소 트랜지스터(T1, 구동 트랜지스터), 제2 화소 트랜지스터(T2), 제3 화소 트랜지스터(T3, T3'), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
발광 소자(LD)의 제1 전극(애노드 전극 또는 캐소드 전극)은 제2 노드(N2)에 접속되고 제2 전극(캐소드 전극 또는 애노드 전극)은 제1 구동 전원(VSS)에 접속된다. 발광 소자(LD)는 제1 화소 트랜지스터(T1, 즉, 구동 트랜지스터)로부터 공급되는 전류량에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성한다.
제1 화소 트랜지스터(T1)의 제1 전극은 제2 구동 전원(VDD)에 접속되고, 제2 전극은 발광 소자(LD)의 제1 전극에 접속될 수 있다. 제1 화소 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제1 노드(N1)에 접속될 수 있다. 제1 화소 트랜지스터(T1)는 제1 노드(N1)의 전압에 대응하여 발광 소자(LD)로 흐르는 전류량을 제어한다.
제2 화소 트랜지스터(T2)의 제1 전극은 데이터선(DLj)에 접속되고, 제2 전극은 제1 노드(N1)에 접속될 수 있다. 제2 화소 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 주사선(SLi)에 접속될 수 있다. 제2 화소 트랜지스터(T2)는 주사선(SLi)으로 주사 신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터선(DLj)으로부터의 데이터 신호를 제1 노드(N1)로 전달할 수 있다.
일 실시예에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 제3 화소 트랜지스터(T3)는 센싱선(SSLj)과 제1 화소 트랜지스터(T1)의 제2 전극(즉, 제2 노드(N2)) 사이에 접속될 수 있다. 제3 화소 트랜지스터(T3)의 게이트 전극은 제어선(CLi)에 접속될 수 있다. 제3 화소 트랜지스터(T3)는 제어선(CLi)으로 제어 신호가 공급될 때 턴-온되어 센싱선(SSLj)과 제2 노드(N2, 즉, 제1 화소 트랜지스터(T1)의 제2 전극)를 전기적으로 접속시킬 수 있다.
일 실시예에서, 제3 화소 트랜지스터(T3)가 턴-온되면, 센싱선(SSLj)을 통해 기준 전압이 제2 노드(N2)로 공급될 수 있다. 다른 실시예에서, 제3 화소 트랜지스터(T3)가 턴-온되면, 제1 화소 트랜지스터(T1)에서 생성된 전류가 센싱선(SSLj)을 통해 센싱부(도 1의 400)로 공급될 수 있다.
일 실시예에서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제3 화소 트랜지스터(T3')는 데이터선(DLj)과 제1 화소 트랜지스터(T1)의 제2 전극(즉, 제2 노드(N2)) 사이에 접속될 수 있다. 제3 화소 트랜지스터(T3')의 게이트 전극은 제어선(CLi)에 접속될 수 있다. 제3 화소 트랜지스터(T3)는 제어선(CLi)으로 제어 신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터선(DLj)과 제2 노드(N2, 즉, 제1 화소 트랜지스터(T1)의 제2 전극)를 전기적으로 접속시킬 수 있다.
일 실시예에서, 제3 화소 트랜지스터(T3')가 턴-온되면, 데이터선(DLj)을 통해 기준 전압이 제2 노드(N2)로 공급될 수 있다. 다른 실시예에서, 제3 화소 트랜지스터(T3')가 턴-온되면, 제1 화소 트랜지스터(T1)에서 생성된 전류가 데이터선(DLj)을 통해 센싱부(도 1의 400)로 공급될 수 있다. 이와 같이, 도 2b의 화소(PXij)는 시분할적으로 데이터선(DLj)으로 데이터 신호를 공급하거나 화소(PXij)로부터 센싱된 전류를 데이터선(DLj)을 통해 센싱부(도 1의 400)로 전달할 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 접속될 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이의 전압 차에 대응하는 전압을 저장할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서 화소(PXij)의 회로 구조는 도 2에 의하여 한정되지 않는다. 일례로, 발광 소자(LD)는 제2 구동 전원(VDD)과 제1 화소 트랜지스터(T1)의 제1 전극 사이에 위치될 수도 있다. 또한, 도 2에서는 화소 트랜지스터들(T1 내지 T3)을 NMOS로 도시하였지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 일례로, 화소 트랜지스터들(T1 내지 T3) 중 적어도 하나는 PMOS로 형성될 수 있다.
도 3은 도 1의 표시 장치의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이고, 도 4는 도 2의 화소의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 표시 장치(1000)는 영상을 표시하기 위한 표시 기간(DP) 및 화소(PX)들 각각에 포함된 제1 화소 트랜지스터(T1)의 특성을 센싱하기 위한 센싱 기간(SP)으로 구분되어 구동될 수 있다.
일 실시예에서, 센싱 기간(SP)에는, 센싱된 특성 정보에 기초하여 영상 데이터가 보상될 수도 있다.
표시 기간(DP) 동안 센싱선들(SSL1 내지 SSLm)로 정전압인 소정의 기준 전압이 공급될 수 있다.
표시 기간(DP) 동안 주사 구동부(200)는 주사선들(SL1 내지 SLn)로 주사 신호를 순차적으로 공급할 수 있다. 또한, 표시 기간(DP) 동안 주사 구동부(200)는 제어선들(CL1 내지 CLn)로 제어 신호를 순차적으로 공급할 수 있다.
i번째 수평라인에 대하여, 주사 신호와 제어 신호는 실질적으로 동시에 공급될 수 있다. 따라서, 제2 화소 트랜지스터(T2) 및 제3 화소 트랜지스터(T3)는 동시에 턴-온 또는 턴-오프될 수 있다.
제2 화소 트랜지스터(T2)가 턴-온되면 영상 데이터에 대응하는 데이터 신호(DS)가 제1 노드(N1)로 공급될 수 있다. 제3 화소 트랜지스터(T3)가 턴-온되면 기준 전압이 제2 노드(N2)로 공급될 수 있다. 따라서, 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터 신호(DS)와 기준 전압의 전압 차에 대응하는 전압을 저장할 수 있다.
여기서, 기준 전압은 정전압으로 설정되기 때문에 스토리지 커패시터(Cst)에 저장되는 전압은 데이터 신호(DS)에 의해 안정적으로 결정될 수 있다.
제i 주사선(SLi) 및 제i 제어선(CLi)으로의 주사 신호 및 제어 신호의 공급이 중단되면, 제2 화소 트랜지스터(T2) 및 제3 화소 트랜지스터(T3)가 턴-오프될 수 있다.
이후, 제1 화소 트랜지스터(T1)는 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압에 대응하여 발광 소자(LD)로 공급되는 전류량(구동 전류)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(LD)는 제1 화소 트랜지스터(T1)의 구동 전류에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다.
일 실시예에서, 표시 기간(DP) 동안 전원 관리 구동부(500)는 제2 전압(V2)을 갖는 제1 구동 전원(VSS)을 출력할 수 있다. 표시 기간(DP) 동안 제1 구동 전원(VSS)은 정전압 형태로 출력될 수 있다. 제1 전압(V1)은 영상 표시를 위해 적용되는 일반적인 전압 레벨을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 전압(V1)은 접지 전압일 수 있다.
일 실시예에서, 센싱 기간(SP) 동안 주사 구동부(200)는 주사선들(SL1 내지 SLn)로 주사 신호를 순차적으로 공급할 수 있다. 또한, 표시 기간(DP) 동안 주사 구동부(200)는 제어선들(CL1 내지 CLn)로 제어 신호를 순차적으로 공급할 수 있다.
일 실시예에서, 센싱 기간(SP)에 공급되는 제어 신호의 길이는 표시 기간(DP)에 공급되는 제어 신호의 길이보다 길 수 있다. 또한, 센싱 기간(SP)에, 제i 제어선(CLi)으로 공급되는 제어 신호의 일부는 제i 주사선(SLi)으로 공급되는 주사 신호와 중첩할 수 있다. 예를 들어, 제i 제어선(CLi)으로 공급되는 제어 신호는 제i 주사선(SLi)으로 공급되는 주사 신호와 동시에 공급되기 시작하고, 제어 신호가 주사 신호보다 더 오랫동안 공급될 수 있다.
주사 신호와 제어 신호가 동시에 공급되면, 제2 및 제3 화소 트랜지스터들(T2, T3)이 턴-온된다. 제2 화소 트랜지스터(T2)가 턴-온되면 센싱을 위한 센싱 데이터 신호(SGV, 또는 센싱 데이터 전압)가 제1 노드(N1)로 공급될 수 있다. 이와 동시에 제3 화소 트랜지스터(T3)의 턴-온에 의해 제2 노드(N2)에 기준 전압이 공급될 수 있다. 이에 따라, 스토리지 커패시터(Cst)에 센싱 데이터 신호(SGV)와 기준 전압의 전압 차에 대응하는 전압이 저장될 수 있다.
이후, 주사 신호의 공급이 중단되면 제2 화소 트랜지스터(T2)가 턴-오프될 수 있다. 제2 화소 트랜지스터(T2)가 턴-오프되면 제1 노드(N1)가 플로팅된다. 이에 따라, 제2 노드(N2)의 전압이 상승하게 되고, 제1 화소 트랜지스터(T1)를 통해 센싱 전류가 발생된다. 센싱 전류는 센싱부(도 1의 400)으로 공급될 수 있다.
일 실시예에서, 전원 관리 구동부(500)는 센싱 기간(SP) 동안 특성 산출을 위해 제1 전압(V1)을 갖는 제1 구동 전원(VSS)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 전압(V1)은 기준 전압(예를 들어, 센싱선(SSLj)을 통해 제2 노드(N2)로 공급되는 전압)보다 클 수 있다. 또한, 제1 전압(V1)은 제2 전압(V2)보다 크게 설정된다.
다시 말하면, 제1 전압(V1)은 발광 소자(LD)가 발광되지 않도록 제2 노드(N2)의 전압보다 큰 전압으로 설정될 수 있다. 이에 따라, 센싱 기간(SP)에 센싱 전류가 발광 소자(LD)로 흐르지 않고, 센싱선(SSLj)을 따라 센싱부(400)로 흐를 수 있다.
일 실시예에서, 표시 기간(DP)과 센싱 기간(SP) 사이에 과도 기간(TP)이 삽입될 수 있다. 과도 기간(TP)에는 제1 구동 전원(VSS)의 제1 전압(V1)이 출력되는 타이밍과 제2 전압(V2)이 출력되는 타이밍이 겹치지 않도록 전원 관리 구동부(500)가 제어될 수 있다.
도 4의 타이밍도는 표시 기간(DP), 과도 기간(TP), 및 센싱 기간(SP)에 도 2의 화소(PXij)에 공급되는 신호들을 나타내는 것이며, 도 3을 참조하여 설명된 동작 방식과 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복되는 내용의 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 전원 관리 구동부를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 전원 관리 구동부(500)는 제1 전원 공급부(520), 제2 전원 공급부(540), 제어부(560), 및 단락 검출부(580)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 전원 관리 구동부(500)는 구동 IC 형태로 표시 장치(1000)에 실장될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 전원 관리 구동부(500)의 적어도 일부의 구성은 표시 패널에 직접 형성되거나, 타이밍 제어부(600)에 포함될 수도 있다.
제1 전원 공급부(520)는 제1 구동 전원(VSS)의 전압을 제1 전원선(PL1)으로 공급할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 전원선(PL1)은 화소(PXij)에 포함되는 발광 소자(LD)의 캐소드 전극에 접속될 수 있다.
제1 전원 공급부(520)는 제1 인에이블 신호(EN1)에 기초하여 센싱 기간에 제1 구동 전원(VSS)의 제1 전압(V1)을 제1 전원선(PL1)을 통해 화소(PXij)에 공급할 수 있다. 또한, 제1 전원 공급부(520)는 제2 인에이블 신호(EN2)에 기초하여 표시 기간에 구동 전원(VSS)의 제2 전압(V2)을 제1 전원선(PL1)을 통해 화소(PXij)에 공급할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 전원 공급부(520)는 외부의 전원 소스(예를 들어, 배터리 등)로부터 공급되는 입력 전원(VIN)을 제1 전압(V1) 또는 제2 전압(V2)의 제1 구동 전원(VSS)으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제1 전원 공급부(520)는 부스트 컨버터(boost converter) 또는 인버팅 벅 부스트 컨버터(inverting buck boost converter)의 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 제1 전원 공급부(520)는 제1 및 제2 인에이블 신호들(EN1, EN2)에 응답하여 제1 전압(V1)의 출력과 제2 전압(V2)의 출력을 순차적으로 제어할 수 있다. 이에 대해서는 도 6 이하를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
제2 전원 공급부(540)는 제3 인에이블 신호(EN3)에 기초하여 제2 구동 전원(VDD)의 전압을 제2 전원선(PL2)을 통해 화소(PXij)에 공급할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 전원선(PL2)은 화소(PXij)의 제1 화소 트랜지스터(T1, 또는, 구동 트랜지스터)의 드레인 전극에 접속될 수 있다.
제2 구동 전원(VDD)은 고전위 직류 전압을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 구동 전원(VDD)의 전압은 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)보다 클 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 제2 구동 전원(VDD)의 전압은 제2 전압(V2)보다는 크지만 제1 전압(V1) 이하일 수도 있다.
제2 전원 공급부(540)는 외부의 전원 소스(예를 들어, 배터리 등)로부터 공급되는 입력 전원(VIN)을 제2 구동 전원(VDD)의 전압으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제2 전원 공급부(540)는 부스트 컨버터의 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 제2 구동 전원(VDD)은 센싱 기간, 과도 기간, 및 표시 기간과 무관하게 일정한 크기의 전압을 제2 전원선(PL2)으로 공급할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 제2 구동 전원(VDD)의 전압 레벨은 필요에 따라 변화될 수도 있다.
제어부(560)는 센싱 제어 신호(SCTL)에 기초하여 과도 기간 동안 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)이 각각 출력되는 타이밍들을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(560)는 센싱 제어 신호(SCTL)를 지연시켜 제1 인에이블 신호(EN1)를 생성하고, 센싱 제어 신호(SCTL)를 반전 및 지연시켜 제2 인에이블 신호(EN2)를 생성할 수 있다.
또한, 제어부(560)는 단락 검출부(580)의 검출 동작 및/또는 보호 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(560)는 센싱 기간 초기의 마스킹 기간 동안 단락 검출에 따른 보호 신호(또는 셧다운 신호)의 출력을 제한할 수 있다.
실시예에 따라, 제어부(560)는 단락 검출부(580)로부터 검출되는 검출값의 글리치(glitch, 또는 노이즈)를 분석하여 전원 관리 구동부(500)의 구동 중단 여부를 결정할 수도 있다. 예를 들어, 검출값의 노이즈가 검출되는 시간이 소정의 기준 시간(예를 들어, 노이즈 무시 시간)을 초과하는 경우, 제어부(560)는 전원 관리 구동부(500)가 셧다운되지 않도록 제어할 수 있다. 또한, 노이즈가 검출되는 시간이 상기 기준 시간 이하인 경우, 전원 셧다운 제어에 있어서 이러한 노이즈가 무시되도록 제어할 수 있다.
단락 검출부(580)는 센싱 기간에 출력 단자(예를 들어, 제2 전원선(PL2))으로 흐르는 전류에 기초하여 제2 전원선(PL2)의 단락을 검출할 수 있다. 센싱 기간 동안 화소(PXij)의 제1 화소 트랜지스터(T1)에서 생성되는 전류(예를 들어, 센싱 전류)는 제3 화소 트랜지스터(T3)를 통해 센싱선(SSLj)으로 흐르기 때문에, 정상적인 제1 전원선(PL1)으로는 전류 경로가 형성되지 않거나, 매우 작은 양의 전류가 흐를 수 있다.
그러나, 제1 전원선(PL1)이 다른 배선들과 접촉되거나 단락되는 경우, 단락된 지점을 통해 전류 경로가 형성될 수 있다. 예를 들어, 주사 신호 등의 논리 하이 레벨(예를 들어, 약 25V)을 전달하는 배선과 제1 전원선(PL1)이 단락될 수 있다. 이 경우, 논리 하이 레벨은 제1 전원 공급부(520)의 출력 전압보다 크므로, 제1 전원선(PL1)으로부터 제1 전원 공급부(520)로 싱크(sink)되는 음전류(negative current)가 검출될 수 있다.
이와 반대로, 주사 신호 등의 논리 로우 레벨(예를 들어, 약 -10V)을 전달하는 배선과 제1 전원선(PL1)이 단락될 수 있다. 이 경우, 논리 로우 레벨은 제1 전원 공급부(520)의 출력 전압보다 작으므로, 제1 전원 공급부(520)의 출력 단자로부터 제1 전원선(PL1)으로 흐르는 양전류(positive current)가 검출될 수 있다.
단락 검출부(580)는 이러한 음전류 및 양전류를 추출하고, 추출된 값과 기준 값의 비교 결과에 따라 전원 관리 구동부(500) 및 표시 장치(1000)를 보호하기 위한 보호 신호를 출력할 수 있다. 보호 신호에 기초하여 전원 관리 구동부(500) 및/또는 표시 장치(1000)의 구동이 중단 또는 셧다운될 수 있다.
도 6은 도 5의 전원 관리 구동부의 일 예를 나타내는 도면이다.
설명의 편의를 위해, 도 6은 제1 전원 공급부(520)와 제어부(560)의 일부 구성이 구체화된 실시예를 나타낸다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 전원 관리 구동부(500)는 제1 전원 공급부(520), 제2 전원 공급부(540), 제어부(560), 및 단락 검출부(580)를 포함할 수 있다.
제1 전원 공급부(520)는 전압 결정부(525), 제1 스위치(SW1), 및 제2 스위치(SW2)를 포함할 수 있다. 제1 전원 공급부(520)는, 센싱 기간에 제1 전원선(PL1)으로 제1 전압(V1)을 공급하고, 표시 기간에 제1 전원선(PL1)으로 제2 전압(V2)을 공급할 수 있다.
전압 결정부(525)는 입력 전원(VIN)에 기초하여 제1 전압(V1)을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 전압 결정부(525)는 디지털-아날로그 컨버터(522) 및 전압 출력 회로(524)를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 전압 결정부(525)는 제1 구동 전원(VSS)의 전압을 생성하기 위한 추가적인 부스트 컨버터 구성을 더 포함할 수 있다.
디지털-아날로그 컨버터(522)는 입력 전원(VIN)의 전압에 기초하여 구동 조건에 상응하는 전압 레벨을 갖는 제1 전압(V1)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 8비트의 디지털 입력값에 기초하여 아날로그 출력인 제1 전압(V1)을 결정할 수 있다.
전압 출력 회로(524)는 제1 전압(V1)을 일시적으로 저장한 후 출력 단자(OT)로 출력할 수 있다. 도 6에는 직류 구동 전원(VCC)에 의해 동작하여 입력되는 전압을 출력하는 일반적인 버퍼 구성 및 제1 스위치(SW1)가 연결되는 구성이 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전압 출력 회로(524)는 입출력 사이를 개폐하는 인에이블 단자를 더 포함하는 3-상태 버퍼(tristate buffer)로 구성될 수도 있다.
제1 스위치(SW1)는 전압 결정부(525)(예를 들어, 전압 출력 회로(524))와 제1 전원선(PL1) 사이에 연결될 수 있다. 제1 스위치(SW1)는 제1 인에이블 신호(EN1)에 응답하여 턴-온될 수 있다. 제1 스위치(SW1)가 턴-온되면, 제1 전압(V1)이 소정의 노드(PN1)를 통해 제1 전원선(PL1)으로 공급될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 스위치(SW1)는 접합형 트랜지스터(BJT, bi-polar junction transistor), 전계효과 트랜지스터(FET, Field effect transistor)MOS 트랜지스터 등의 다양한 구조로 구성될 수 있다.
제2 스위치(SW2)는 제1 전원선(PL1)과 제2 전압(V2)이 공급되는 전압 소스 사이에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 전압 소스는 접지(GND)일 수 있고, 제2 전압(V2)은 접지 전압일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 제2 전압(V2)의 크기가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 전압(V2)은 표시 기간에서 화소(PXij)의 화소 회로(PC) 및 발광 소자(LD)의 안정적인 구동을 보장할 수 있는 전압이면 충분하다. 제2 전압(V2)은 소정의 음전압일 수 있다. 여기서, 화소 회로(PC)는 도 2의 화소(PXij)의 구성 중 발광 소자(LD)를 제외한 트랜지스터들(T1, T2, T3) 및 스토리지 커패시터(Cst)의 구성을 의미할 수 있다.
제2 스위치(SW2)는 제2 인에이블 신호(EN2)에 응답하여 턴-온될 수 있다. 제2 스위치(SW2)가 턴-온되면, 제1 전원선(PL1)은 접지(GND)에 전기적으로 연결되고, 제1 구동 전원(VSS)은 접지 전압으로 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 스위치(SW2)는 제1 서브 트랜지스터(SST1) 및 제2 서브 트랜지스터(SST2)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 서브 트랜지스터들(SST1, SST2)은 노드(PN1)와 접지 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 제1 및 제2 서브 트랜지스터들(SST1, SST2)의 게이트 전극들은 제2 인에이블 신호(EN2)를 공통으로 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(560)는 제1 지연부(562) 및 제2 지연부(564)를 포함할 수 있다.
제1 지연부(562)는 센싱 제어 신호(SCTL)를 지연시켜 제1 인에이블 신호(EN1)를 생성할 수 있다. 센싱 제어 신호(SCTL)는 센싱 기간에 활성화 레벨(또는 게이트-온 레벨)을 갖고, 표시 기간에 비활성화 레벨(또는, 게이트-오프 레벨)을 갖는다. 제1 지연부(562)는 과도 기간에서 제1 인에이블 신호(EN1)가 천이되는 시점을 제어할 수 있다.
제2 지연부(564)는 센싱 제어 신호(SCTL)를 반전 및 지연시켜 제2 인에이블 신호(EN2)를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 지연부(564)는 센싱 제어 신호(SCTL)의 반전을 위한 인버터를 포함할 수 있다. 제2 지연부(564)는 과도 기간에서 제2 인에이블 신호(EN2)가 천이되는 시점을 제어할 수 있다.
제1 및 제2 스위치들(SW1, SW2)이 동시에 턴-온되면, 출력 단자(OT)가 접지(GND)에 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 전압 결정부(525)의 출력이 노드(PN1)를 통해 접지(GND)로 제공되어 과전류가 발생될 수 있다.
제1 및 제2 지연부들(562, 564)의 구동에 의해 제1 및 제2 스위치들(SW1, SW2)의 턴-온 시간 및 턴-온 타이밍이 제어될 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 스위치들(SW1, SW2)이 동시에 턴-온 상태를 갖는 구동 오류 및 이에 따른 과전류 발생(및 발열)이 방지될 수 있다.
제1 및 제2 지연부들(562, 564)은 공지된 다양한 신호 변형 회로(또는 지연 회로), 시프트 레지스터 등의 구성을 포함할 수 있다.
도 7은 도 6의 전원 관리 구동부의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 1, 도 6, 및 도 7을 참조하면, 제1 및 제2 지연부들(562, 564)은 센싱 제어 신호(STCL)를 제어하여 제1 및 제2 인에이블 신호들(EN1, EN2)을 각각 출력할 수 있다.
표시 장치(1000)의 구동은 표시 기간(DP), 센싱 기간(SP), 및 표시 기간(DP)과 센싱 기간(SP)의 사이에 삽입되는 제1 과도 기간(TP1)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 도 7의 구동 방식은 표시 장치(1000)의 디스플레이 오프 또는 전원 오프 시에 적용될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 종료 후 화소(PX)들에 대한 센싱이 이루어질 수 있다. 제1 과도 기간(TP1)은 표시 기간(DP) 이후에 활성화될 수 있다. 예를 들어, 제1 과도 기간(TP1)은 센싱 기간(SP)에서의 화소(PX)들의 센싱을 위한 준비 기간일 수 있다. 제1 과도 기간(TP1)은 약 60μs로 설정될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 해상도, 표시 장치(1000)의 사이즈, 구동 주파수 등에 따라 제1 과도 기간(TP1)의 길이가 결정될 수 있다.
센싱 제어 신호(SCTL)는 센싱 기간(SP)에 게이트-온 레벨을 갖고, 표시 기간(DP)에 게이트-오프 레벨을 갖는다. 이하, 논리 하이 레벨이 게이트-온 레벨인 것을 전제로 설명하기로 한다.
표시 기간(DP)에 제1 인에이블 신호(EN1)는 게이트-오프 레벨을 갖고, 제2 인에이블 신호(EN2)는 게이트-온 레벨을 가질 수 있다. 표시 기간(DP)에 제1 스위치(SW1)는 턴-오프되고, 제2 스위치(SW2)는 턴-온될 수 있다. 따라서, 제1 구동 전원(VSS)은 접지(GND)에 연결되고, 제2 전압(V2)을 가질 수 있다.
제1 과도 기간(TP1)에는 주사 신호 및 제어 신호가 공급되지 않는다. 일 실시예에서, 제1 과도 기간(TP1)에서 제2 스위치(SW2)가 턴-오프된 후에 제1 스위치(SW1)가 턴-온될 수 있다.
제2 인에이블 신호(EN2)는 제1 과도 기간(TP1)의 제1 시점(t1)에 게이트-온 레벨로부터 게이트-오프 레벨로 천이될 수 있다. 따라서, 제2 스위치(SW2)는 제1 과도 기간(TP1)의 제1 기간(P1) 동안 턴-온 상태를 유지하고, 제1 시점(t1)에 턴-오프될 수 있다. 예를 들어, 제1 기간(P1)은 약 1μs로 설정될 수 있다.
제2 지연부(564)는 센싱 제어 신호(SCTL)의 반전 신호를 제1 시점(t1)까지 지연하여 제2 인에이블 신호(EN2)로서 출력할 수 있다. 제1 기간(P1) 동안 제1 구동 전원(VSS)이 제2 전압(V2)으로 유지되기 때문에, 표시 기간(DP)에서의 영상 표시가 안정적으로 동작될 수 있다.
제2 인에이블 신호(EN2)는 센싱 제어 신호(SCTL)에 의해 센싱 기간(SP) 동안 게이트-오프 레벨을 가질 수 있다.
이후, 제2 시점(t2)에 제1 인에이블 신호(EN1)가 게이트-오프 레벨로부터 게이트-온 레벨로 천이될 수 있다. 제1 스위치(SW1)는 제2 시점(t2)에 턴-온될 수 있다. 제1 스위치(SW1)가 턴-온되면, 제1 구동 전원(VSS)은 제1 전압(V1)으로 출력될 수 있다.
제1 지연부(562)는 센싱 제어 신호(SCTL)를 제2 시점(t2)까지 지연하여 제1 인에이블 신호(EN1)로서 출력할 수 있다. 제1 인에이블 신호(EN1)는 센싱 제어 신호(SCTL)에 의해 센싱 기간(SP) 동안 게이트-온 레벨을 가질 수 있다.
제1 시점(t1)과 제2 시점(t2) 사이의 제2 기간(P2)에는 제1 및 제2 스위치들(SW1, SW2)이 모두 턴-오프될 수 있다. 제2 기간(P2)은 약 10μs 내지 약 60μs로 설정될 수 있다. 이 때, 제1 및 제2 스위치들(SW1, SW2)이 턴-오프된 시간이 매우 짧기 때문에, 제1 전원선(PL1)은 제2 전압(V2)을 유지할 수 있다.
즉, 제2 스위치(SW2)가 턴-오프되는 시점과 제1 스위치(SW1)가 턴-온되는 시점이 명확히 분리되므로, 출력 단자(OT)로부터의 출력이 접지(GND)로 공급되어 발생될 수 있는 발열 및 불필요한 전력 소모가 방지 내지 최소화될 수 있다.
센싱 기간(SP)에는 다시 주사 신호 및 제어 신호가 화소(PX)에 공급될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 시점(t2) 이후에 센싱 기간(SP)이 시작될 수 있다. 이에 따라, 제3 기간(P3) 동안 제1 구동 전원(VSS)의 전압이 제1 전압(V1)까지 상승될 수 있다. 따라서, 센싱 기간(SP)에 제1 전압(V1)의 제1 구동 전원(VSS)이 안정적으로 공급될 수 있다.
다만, 이는 예시적인 것으로서, 제2 시점(t2)과 센싱 기간(SP)의 시작 시점은 동일할 수도 있다.
도 8은 도 6의 전원 관리 구동부의 동작의 다른 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 1, 도 6, 도 7, 및 도 8을 참조하면, 제1 및 제2 지연부들(562,564)은 센싱 제어 신호(STCL)를 제어하여 제1 및 제2 인에이블 신호들(EN1, EN2)을 각각 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 도 8의 구동 방식은 표시 장치(1000)의 디스플레이 온 또는 전원 온 시에 적용될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 시작 전 화소(PX)들에 대한 센싱이 이루어질 수 있다. 제2 과도 기간(TP2)은 센싱 기간(SP) 이후에 활성화될 수 있다. 예를 들어, 제2 과도 기간(TP2)은 표시 기간(DP)에서의 영상 표시를 위한 준비 기간일 수 있다. 제2 과도 기간(TP2)은 약 60μs로 설정될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 해상도, 표시 장치(1000)의 사이즈, 구동 주파수 등에 따라 제2 과도 기간(TP2)의 길이가 결정될 수 있다.
제2 과도 기간(TP2)에는 주사 신호 및 제어 신호가 공급되지 않는다. 일 실시예에서, 제2 과도 기간(TP2)에서 제1 스위치(SW1)가 턴-오프된 후에 제2 스위치(SW2)가 턴-온될 수 있다.
제1 인에이블 신호(EN1)는 제2 과도 기간(TP2)의 제3 시점(t3)에 게이트-온 레벨로부터 게이트-오프 레벨로 천이될 수 있다. 따라서, 제1 스위치(SW1)는 제2 과도 기간(TP2)의 제4 기간(P4) 동안 턴-온 상태를 유지하고, 제3 시점(t3)에 턴-오프될 수 있다.
일 실시예에서, 제3 기간(P3)의 길이는 제1 기간(P1)과 제2 기간(P2)을 합한 길이에 대응할 수 있다. 제4 기간(P4)의 길이는 제1 인에이블 신호(EN1)가 센싱 제어 신호(SCTL)로부터 지연된 시간에 상응할 수 있다. 예를 들어, 제3 기간(P3)은 약 10μs 내지 약 60μs로 설정될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 제4 기간(P4)의 길이가 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 지연부(562)는 센싱 제어 신호(SCTL)를 제3 시점(t3)까지 지연하여 제1 인에이블 신호(EN1)로서 출력할 수 있다. 제4 기간(P4) 동안 제1 구동 전원(VSS)이 제1 전압(V1)으로 유지되기 때문에, 센싱 기간(SP)에서의 센싱이 안정적으로 수행될 수 있다.
이후, 제4 시점(t4)에 제2 인에이블 신호(EN2)가 게이트-오프 레벨로부터 게이트-온 레벨로 천이될 수 있다. 제2 스위치(SW2)는 제4 시점(t4)에 턴-온될 수 있다. 제2 스위치(SW2)가 턴-온되면, 제1 구동 전원(VSS)은 제2 전압(V2)으로 출력될 수 있다.
제2 지연부(564)는 센싱 제어 신호(SCTL)의 반전 신호를 제4 시점(t4)까지 지연하여 제2 인에이블 신호(EN2)로서 출력할 수 있다.
제3 시점(t3)과 제4 시점(t4) 사이의 제5 기간(P5)에는 제1 및 제2 스위치들(SW1, SW2)이 모두 턴-오프될 수 있다. 제2 기간(P2)은 약 10μs 내지 약 60μs로 설정될 수 있다. 이 때, 제1 및 제2 스위치들(SW1, SW2)이 턴-오프된 시간이 매우 짧기 때문에, 제1 전원선(PL1)은 제1 전압(V1)을 유지할 수 있다.
일 실시예예서, 제4 시점(t4) 이후에 표시 기간(DP)이 시작될 수 있다. 이에 따라, 제6 기간(P6) 동안 제1 구동 전원(VSS)의 전압이 제2 전압(V2)까지 하강될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 과도 기간(TP1) 및 제2 과도 기간(TP2)을 통해 제1 스위치(SW1)가 턴-오프되는 시점과 제2 스위치(SW2)가 턴-온되는 시점이 명확히 분리되므로, 출력 단자(OT)로부터의 출력이 접지(GND)로 공급되어 발생될 수 있는 발열 및 불필요한 전력 소모가 방지 내지 최소화될 수 있다.
도 9는 도 6의 전원 관리 구동부에 포함되는 단락 검출부 및 제어부의 일 예를 나타내는 블록도이고, 도 10은 도 9의 단락 검출부 및 제어부의 동작의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 6, 도 9, 및 도 10을 참조하면, 단락 검출부(580)는 검출값 추출부(582) 및 보호부(584)를 포함할 수 있다.
검출값 추출부(582)는 센싱 기간(SP)에 출력 단자(OT)로 흐르는 양전류(positive current)에 기초하여 제1 검출값(POSV)을 추출하고, 음전류(negative current)에 기초하여 제2 검출값(NEGV)을 추출할 수 있다. 제1 검출값(POSV) 및 제2 검출값(NEGV)은 전압값 또는 전류값으로 추출될 수 있다.
일 실시예에서, 검출값 추출부(582)는 앰프 형태의 전압 출력 회로(524) 내부에 흐르는 양전류 및/또는 음전류에 기초하여 제1 검출값(POSV) 및 제2 검출값(NEGV)을 추출할 수 있다.
표시 기간(DP)에는 제1 스위치(SW1)가 턴-오프되므로, 검출값 추출부(582)의 전류 검출 및 추출은 이루어지지 않는다.
보호부(584)는 제1 검출값(POSV) 및 제2 검출값(NEGV)을 제공받을 수 있다. 보호부(584)는 제1 검출값(POSV) 및 제2 검출값(NEGV)에 기초하여 보호 신호(PTS)를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 보호부(584)는 제1 검출값(POSV)과 제1 기준값(REF1)을 비교하고, 제2 검출값(NEGV)과 제2 기준값(REF2)을 비교할 수 있다.
제1 검출값(POSV) 또는 제2 검출값(NEGV)이 소정의 기준을 초과하면, 보호부(584)는 제1 전원선(PL1)에 단락이 발생한 것으로 판정하고, 보호 신호(PTS)를 출력할 수 있다. 보호 신호(PTS)는 전원 관리 구동부(500) 및/또는 표시 장치(도 1의 1000)의 구동 여부 결정에 이용될 수 있다.
센싱 기간(SP) 초기에는 제1 구동 전원(VSS)의 전압 레벨 변경 및 화소 구동 변화에 의해 제1 및 제2 검출값들(POSV, NEGV)이 불안정한 상태를 가질 수 있다. 예를 들어, 센싱 기간(SP) 초기에는 제1 및 제2 검출값들(POSV, NEGV)에 불필요한 노이즈가 포함될 수 있다. 따라서, 노이즈에 의해 단락이 발생한 것으로 오인될 가능성이 존재한다.
일 실시예에서, 이러한 구동 오류 방지를 위해, 제어부(560)는 마스킹 기간(MSP) 동안 보호 신호(PTS)의 출력을 제한할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 과도 기간(TP) 및 마스킹 기간(MSP) 동안 마스킹 신호(MSS)를 단락 검출부(580)에 공급할 수 있다. 도 10에서, 마스킹 신호(MSS)는 소정의 구성의 동작을 비활성화하는 게이트 오프 레벨(논리 로우 레벨로 설정될 수 있다.
마스킹 기간(MSP)은 센싱 기간의 기 설정된 초기 기간일 수 있다. 예를 들어, 마스킹 기간(MSP)은 검출값 추출부(582)의 전류/전압 검출 및/또는 보호부(584)의 보호 신호(PTS) 출력을 억제 또는 마스크하는 기간일 수 있다. 마스킹 기간(MSP)은 약 1ms 내지 약 5ms로 설정될 수 있다.
검출값 추출부(582)는 마스킹 신호(MSS)에 응답하여 제1 검출값(POSV) 및 제2 검출값(NEGV)을 추출하지 않는다. 또는, 보호부(584)는 마스킹 신호(MSS)에 응답하여 보호 신호(PTS)의 출력을 차단할 수 있다.
이와 같이, 센싱 기간(SP)의 초기에 마스킹 기간(MSP)이 삽입됨으로서, 단락 검출부(580)의 단락 검출 및 보호 구동의 신뢰도가 개선될 수 있다.
도 11은 도 6의 전원 관리 구동부에 포함되는 단락 검출부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6, 도 9, 도 10, 및 도 11을 참조하면, 단락 검출부(580)는 검출값 추출부(582) 및 보호부(584)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 검출값 추출부(582)는 앰프 형태의 전압 출력 회로(524) 내부에 구성되거나 연결될 수 있다. 전압 출력 회로(524)는 비교부(5241), 제1 트랜지스터(M1), 및 제2 트랜지스터(M2)를 포함할 수 있다.
비교부(5241)는 내부 구동 전압(V0)과 출력된 제1 전압(V1)을 비교하고, 비교 결과에 대응하는 전압을 출력할 수 있다.
제1 트랜지스터(M1)는 제1 직류 전원(VCC1)과 출력 단자(OT)사이에 연결될 수 있다. 제2 트랜지스터(M2)는 출력 단자(OT)와 접지 사이에 연결될 수 있다. 제1 및 제2 트랜지스터들(M1, M2)의 게이트 전극들은 비교부(5241)의 출력단에 연결될 수 있다. 제1 트랜지스터(M1)는 PMOS 트랜지스터이고, 제2 트랜지스터(M2)는 NMOS 트랜지스터일 수 있다.
비교부(5241)의 내부 구동 전압(V0)과 제1 전압(V1)의 비교 결과에 따라 제1 및 제2 트랜지스터들(M1, M2) 중 하나가 턴-온됨으로서, 출력 단자(OT)로 정전압 레벨의 제1 전압(V1)이 출력될 수 있다.
검출값 추출부(582)는 제3 내지 제6 트랜지스터들(M3 내지 M6) 및 제1 및 제2 저항들(R1, R2)을 포함할 수 있다.
검출값 추출부(583)는 제1 직류 전원(VCC1)과 접지 사이에 연결되는 제3 트랜지스터(M3)를 이용하여 제1 검출값(POSV)을 추출할 수 있다. 제3 트랜지스터(M3)의 게이트 전극은 비교부(5241)의 출력 전압을 수신할 수 있다. 일 실시예에서, 제3 트랜지스터(M3)는 PMOS 트랜지스터일 수 있다.
제1 저항은 제3 트랜지스터(M3)와 접지 사이에 연결될 수 있다.
제3 트랜지스터(M3)가 턴-온되면 양전류가 제3 트랜지스터(M3) 및 제1 저항(R1)을 통해 접지로 흐르고, 제1 감지 노드(SN1)의 전압이 제1 검출값(POSV)으로서 추출될 수 있다.
일 실시예에서, 제3 트랜지스터(M3)의 사이즈는 제1 트랜지스터(M1)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제3 트랜지스터(M3)의 채널 길이는 제1 트랜지스터(M1)의 채널 길이보다 작을 수 있다. 이에 따라, 양전류가 채널 길이의 비율에 대응하는 값으로 변경되어 추출될 수 있다.
검출값 추출부(582)는 제4 내지 제6 트랜지스터들(M4 내지 M6)을 이용하여 제2 검출값(NEGV)을 추출할 수 있다.
제4 트랜지스터(M4)는 제2 직류 전원(VCC2)과 제6 트랜지스터(M6) 사이에 연결되고, 제5 트랜지스터(M5)는 제2 직류 전원(VCC2)과 제2 저항(R2) 사이에 연결될 수 있다. 제4 및 제5 트랜지스터들(M4, M5)의 게이트 전극들은 서로 연결되고, 제4 트랜지스터(M4)의 게이트 전극과 드레인 전극이 서로 연결될 수 있다. 즉, 제4 및 제5 트랜지스터들(M4, M5)은 전류미러 구조로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 제4 및 제5 트랜지스터들(M4, M5)은 PMOS 트랜지스터일 수 있다.
제6 트랜지스터(M6)는 제4 트랜지스터(M4)와 접지 사이에 연결되며, 비교부(5241)의 출력단에 연결되는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 제6 트랜지스터(M6)는 NMOS 트랜지스터일 수 있다.
제2 트랜지스터(M2) 및 제6 트랜지스터(M6)가 턴-온되면, 제4 및 제5 트랜지스터들(M4, M5)의 전류 미러 구동에 의해 음전류 또는 음전류가 소정의 비율로 감소된 전류가 제2 감지 노드(SN2)로 흐를 수 있다. 따라서, 제2 감지 노드(SN2)의 전압이 제2 검출값(NEGV)으로서 추출될 수 있다.
일 실시예에서, 제4 및 제5 트랜지스터들(M4, M5)의 사이즈는 제2 트랜지스터(M2)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제4 및 제5 트랜지스터들(M4, M5)의 채널 길이는 제2 트랜지스터(M2)의 채널 길이보다 작을 수 있다. 또한, 제4 트랜지스터(M4)의 채널 길이와 제5 트랜지스터(M5)의 채널 길이는 서로 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 이에 따라, 음전류의 크기가 상기 채널 길이 비에 따라 제어될 수 있다.
한편, 제1 직류 전원(VCC1)과 제2 직류 전원(VCC2)의 전압 레벨은 서로 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다.
제1 전원선(PL1)에서 단락이 발생되는 경우, 과전류 발생에 의해 제1 검출값(POSV) 및/또는 제2 검출값(NEGV)의 절대값이 증가될 수 있다.
보호부(584)는 제1 비교부(5841), 제2 비교부(5842), 논리합 산출부(5843), 및 스위치(5844)를 포함할 수 있다.
제1 비교부(5841)는 제1 검출값(POSV)과 제1 기준값(REF1)을 비교하고, 제1 결과(CR1)를 출력할 수 있다. 제1 검출값(POSV)이 제1 기준값(REF1)을 초과하는 경우, 제1 전원선(PL1)과 제1 전압(V1)보다 높은 전압을 전달하는 배선 사이에 단락이 발생된 것으로 판단될 수 있다. 이 때, 제1 결과(CR1)는 제1 레벨(예를 들어, 논리 하이 레벨)을 가질 수 있다. 제1 검출값(POSV)이 제1 기준값(REF1) 이하인 경우, 제1 결과(CR1)는 제2 레벨(예를 들어, 논리 로우 레벨)을 가질 수 있다.
제2 비교부(5842)는 제2 검출값(NEGV)과 제2 기준값(REF2)을 비교하고, 제2 결과(CR2)를 출력할 수 있다. 제2 검출값(NEGV)의 크기(또는 절대값)가 제2 기준값(REF2)을 초과하는 경우, 제1 전원선(PL1)과 제1 전압(V1)보다 낮은 전압을 전달하는 배선 사이에 단락이 발생된 것으로 판단될 수 있다. 이 때, 제2 결과(CR2)는 제1 레벨(예를 들어, 논리 하이 레벨)을 가질 수 있다. 제2 검출값(NEGV)의 절대값이 제2 기준값(REF2)의 절대값 이하인 경우, 제2 결과(CR2)는 제2 레벨(예를 들어, 논리 로우 레벨)을 가질 수 있다.
논리합 산출부(5843)는 제1 결과(CR1)과 제2 결과(CR2)의 논리합에 기초하여 보호 신호(PTS)를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 결과(CR1) 및 제2 결과(CR2) 중 적어도 하나가 제1 레벨을 가지면, 논리합 산출부(5843)는 보호 신호(PTS, 또는, 논리 하이 레벨의 보호 신호)를 출력할 수 있다. 반대로, 제1 결과(CR1) 및 제2 결과(CR2)가 모두 제2 레벨이면, 논리합 산출부(5843)는 보호 신호(PTS)를 출력하지 않는다(또는, 논리 로우 레벨의 보호 신호(PTS)를 출력함).
일 실시예에서, 스위치(5844)는 마스킹 신호(MSS)에 응답하여 센싱 기간(SP)에서의 보호 신호(PTS)의 출력을 제어할 수 있다. 즉, 마스킹 신호(MSS)의 출력(또는 게이트-오프 레벨의 마스킹 신호(MSS)의 출력)에 의해 스위치(5844)가 턴-오프될 수 있다. 따라서, 마스킹 기간(MSP) 동안 보호 신호(PTS)의 출력이 차단될 수 있다.
도 12는 도 6의 전원 관리 구동부에 포함되는 제어부의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 13은 도 12의 제어부의 동작의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1, 도 6, 도 12, 및 도 13을 참조하면, 제어부(560)는 카운팅 제어부(566) 및 셧다운 제어부(568)를 포함할 수 있다.
셧다운 제어부(568)는 보호 신호(PTS)가 출력되는 시간을 카운트 업할 수 있다. 예를 들어, 셧다운 제어부(568)는 보호 신호(PTS)의 게이트-온 레벨이 출력되는 기간을 카운트 업하는 카운터를 포함할 수 있다.
카운트된 값이 기 설정된 셧다운 기준 시간(REFT)을 초과하는 경우, 셧다운 제어부(568)는 보호 신호(PTS)를 셧다운 신호(SDS)로서 출력할 수 있다. 예를 들어, 카운트 업은 약 1ms 간격으로 진행되고, 셧다운 기준 시간(REFT)은 약 5ms로 설정될 수 있다. 따라서, 게이트-온 레벨의 보호 신호(PTS)가 5ms 동안 출력되면, 셧다운 신호(SDS)가 출력되고, 전원 관리 구동부(500) 또는 표시 장치(1000)를 과전류로부터 보호하기 위한 구동이 수행될 수 있다. 실시예에 따라, 셧다운 신호(SDS)는 전원 관리 구동부(500) 또는 표시 장치의 동작을 셧다운할 수 있다.
카운팅 제어부(566)는 제1 검출값(POSV)의 글리치가 검출되는 시간인 제1 글리치 시간에 기초하여 카운트된 값을 리셋하는 리셋 신호(RST)를 생성할 수 있다. 리셋 신호(RST)는 셧다운 제어부(568)에 제공될 수 있다.
또한, 카운팅 제어부(566)는 제2 검출값(NEGV)의 글리치가 검출되는 시간인 제2 글리치 시간에 기초하여 리셋 신호(RST)를 생성할 수 있다.
제1 글리치 시간은 제1 검출값(POSV)의 노이즈가 출력되는 시간에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 글리치 시간은 제1 검출값(POSV)이 제1 기준값(REF1) 이하로 떨어진 기간(GT1 및 GT2)으로 정의될 수 있다. 마찬가지로, 제2 검출값(NEGV)의 노이즈가 출력되는 제2 글리치 시간은 제2 검출값(NEGV)이 제2 기준값(REF2) 이하로 떨어진 기간으로 정의될 수 있다.
단락 검출 중 글리치 등을 포함하는 노이즈에 의해, 단락 검출 감도 및 정확도가 저하될 수 있다. 카운팅 제어부(566)는 노이즈가 발생되는 시간의 길이에 기초하여 리셋 신호(RST)의 출력을 제어할 수 있다. 즉, 카운팅 제어부(566)는 제1 및 제2 검출값들(POSV, NEGV) 각각의 상태가 과전류 상태인지, 노이즈 등에 의한 일시적인 상태인지를 판별할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 글리치 시간이 기 설정된 노이즈 무시 시간(NIT)을 초과하는 경우(예를 들어, 도 13에 GT1>NIT로 도시됨), 카운팅 제어부(566)는 리셋 신호(RST)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 노이즈 무시 시간(NIT)은 약 0.5ms로 설정될 수 있다. 셧다운 제어부(568)는 리셋 신호(RST)에 응답하여 카운트된 값을 리셋할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 글리치 시간이 노이즈 무시 시간(NIT) 이하인 경우(예를 들어, 도 13에 GT12≤NIT로 도시됨), 카운팅 제어부(566)는 리셋 신호(RST)를 생성하지 않는다. 즉, 제1 글리치 시간이 노이즈 무시 시간(NIT) 이하인 경우, 해당 글리치 또는 노이즈는 무시될 수 있다. 따라서, 셧다운 제어부(568)는 카운트 업 동작을 유지할 수 있다. 카운트된 값이 셧다운 기준 시간(REFT)에 대응하면(예를 들어, 도 13에 t6로 도시됨), 셧다운 신호(SDS)가 출력될 수 있다.
마찬가지로, 카운팅 제어부(566)는 제2 글리치 시간과 노이즈 무시 시간(NIT)의 비교 결과에 따라 리셋 신호(RST)의 출력 여부를 결정할 수 있다.
이와 같이, 제어부(560)는 센싱 기간에서 검출되는 제1 및 제2 검출값들(POSV, NEGV)의 글리치 및 노이즈를 판별하여 단락 검출(과전류 검출)의 보호 기능을 수행함으로서 단락 검출 신뢰성이 향상될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 전원 관리 구동부(500) 및 이를 포함하는 표시 장치(1000)는 표시 기간과 센싱 기간 사이의 과도 기간을 통해 제1 스위치(SW1)의 턴-오프 시점과 제2 스위치(SW2)의 턴-온되는 시점을 명확히 분리할 수 있다. 따라서, 센싱 기간 중의 제1 전압(V1)을 갖는 제1 구동 전원(VSS)의 출력이 접지(GND)로 공급되어 발생될 수 있는 발열 및 불필요한 전력 소모가 방지 내지 최소화될 수 있다.
또한, 센싱 기간의 초기에 마스킹 기간이 삽입되고, 센싱 기간에서 검출되는 검출값들(POSV, NEGV)의 글리치 및 노이즈가 판별 내지 제거됨으로서, 단락 검출(과전류 검출)의 보호 기능을 수행함으로서 제1 전원선(PL1)의 단락 검출 및 보호 기능의 민감도 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 화소부 200: 주사 구동부
300: 데이터 구동부 400: 센싱부
500: 전원 관리 구동부 600: 타이밍 제어부
1000: 표시 장치 520: 제1 전원 공급부
522: 디지털-아날로그 컨버터 524: 전압 출력 회로
525: 전압 결정부 540: 제2 전원 공급부
560: 제어부 562: 제1 지연부
564: 제2 지연부 566: 카운팅 제어부
568: 셧다운 제어부 580: 단락 검출부
582: 검출값 추출부 584: 보호부
5841: 제1 비교부 5842: 제2 비교부
5843: 논리합 산출부 5844: 스위치
SW1: 제1 스위치 SW2: 제2 스위치
PL1: 제1 전원선 PL2: 제2 전원선

Claims (20)

  1. 센싱 기간에 제1 구동 전원의 제1 전압을 전원선을 통해 화소에 공급하고, 표시 기간에 상기 전원선을 통해 상기 제1 구동 전원의 제2 전압을 상기 화소에 공급하는 제1 전원 공급부;
    센싱 제어 신호에 기초하여 상기 표시 기간과 상기 센싱 기간 사이의 과도 기간 동안 상기 제1 전압이 출력되는 타이밍과 상기 제2 전압이 출력되는 타이밍을 제어하는 제어부; 및
    상기 센싱 기간에 출력 단자로 흐르는 전류에 기초하여 상기 전원선의 단락을 검출하는 단락 검출부를 포함하는, 전원 관리 구동부.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 전원 공급부는,
    입력 전원에 기초하여 상기 제1 전압을 결정하는 전압 결정부;
    상기 전압 결정부와 상기 전원선 사이에 연결되며, 제1 인에이블 신호에 응답하여 턴-온되는 제1 스위치; 및
    상기 전원선과 상기 제2 전압이 공급되는 전압 소스 사이에 연결되며, 제2 인에이블 신호에 응답하여 턴-온되는 제2 스위치를 포함하는, 전원 관리 구동부.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 센싱 제어 신호를 지연시켜 상기 제1 인에이블 신호를 생성하며, 상기 센싱 기간에 상기 제1 스위치로 상기 제1 인에이블 신호를 공급하는 제1 지연부; 및
    상기 센싱 제어를 반전하여 지연시켜 상기 제2 인에이블 신호를 생성하며, 상기 표시 기간에 상기 제2 스위치로 상기 제2 인에이블 신호를 공급하는 제2 지연부를 포함하는, 전원 관리 구동부.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 표시 기간 이후에 상기 센싱 기간이 진행되는 경우, 상기 표시 기간과 상기 센싱 기간 사이의 제1 과도 기간에서 상기 제2 스위치가 턴-오프된 후에 상기 제1 스위치가 턴-온되는, 전원 관리 구동부.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 센싱 기간 이후에 상기 표시 기간이 진행되는 경우, 상기 센싱 기간과 상기 표시 기간 사이의 제2 과도 기간에서 상기 제1 스위치가 턴-오프된 후에 상기 제2 스위치가 턴-온되는, 전원 관리 구동부.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 전압은 접지 전압이고, 상기 제1 전압은 상기 제2 전압보다 큰, 전원 관리 구동부.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 단락 검출부는,
    상기 센싱 기간에 상기 출력 단자로 흐르는 양전류(positive current) 또는 음전류(negative current)에 기초하여 제1 검출값 및 제2 검출값 중 적어도 하나를 추출하는 검출값 추출부; 및
    상기 제1 검출값 및 상기 제2 검출값에 기초하여 보호 신호를 생성하는 보호부를 포함하는, 전원 관리 구동부.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 과도 기간 및 상기 센싱 기간의 기 설정된 초기 기간을 포함하는 마스킹 기간 동안 상기 단락 검출부의 상기 보호 신호의 출력을 제한하는, 전원 관리 구동부.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 보호부는,
    상기 제1 검출값과 제1 기준값을 비교하여 제1 결과를 생성하는 제1 비교부;
    상기 제2 검출값과 제2 기준값을 비교하여 제2 결과를 생성하는 제2 비교부;
    상기 제1 결과와 상기 제2 결과의 논리합에 기초하여 상기 보호 신호를 생성하는 논리합 산출부; 및
    마스킹(masking) 신호에 응답하여 상기 센싱 기간에서의 상기 보호 신호의 출력을 제어하는 스위치를 포함하는, 전원 관리 구동부.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 과도 기간으로부터 이어지는 상기 센싱 기간의 기 설정된 초기 시간인 마스킹 기간 동안 상기 스위치를 턴-오프시키는 마스킹 신호를 상기 보호부에 공급하는, 전원 관리 구동부.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 보호 신호가 출력되는 시간을 카운트 업하는 셧다운 제어부; 및
    상기 제1 검출값의 제1 글리치 시간(glitch time)과 기 설정된 노이즈(noise) 무시 시간을 비교한 결과에 기초하여 상기 카운트된 값을 리셋하는 리셋 신호를 상기 셧다운 제어부에 공급하는 카운팅 제어부를 포함하는, 전원 관리 구동부.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 카운트된 값이 기 설정된 셧다운 기준 시간에 대응하는 경우, 상기 셧다운 제어부는 상기 보호 신호를 셧다운(shutdown) 신호로서 출력하는, 전원 관리 구동부.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 제1 글리치 시간이 상기 노이즈 무시 시간을 초과하는 경우, 상기 카운팅 제어부는 상기 리셋 신호를 생성하는, 전원 관리 구동부.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 카운팅 제어부는 상기 제2 검출값의 제2 글리치 시간과 상기 노이즈 무시 시간을 비교한 결과에 기초하여 상기 리셋 신호를 생성하는, 전원 관리 구동부.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제2 글리치 시간이 상기 노이즈 무시 시간을 초과하는 경우, 상기 카운팅 제어부는 상기 리셋 신호를 생성하는, 전원 관리 구동부.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱 기간 및 상기 표시 기간에 상기 화소에 제2 구동 전원의 전압을 공급하는 제2 전원 공급부를 더 포함하는, 전원 관리 구동부.
  17. 주사선들, 제어선들, 데이터선들, 및 센싱선들에 접속되는 화소들;
    상기 주사선들로 주사 신호를 공급하고, 상기 제어선들로 제어 신호를 공급하는 주사 구동부;
    상기 데이터선들로 영상 데이터 신호 및 센싱 데이터 신호 중 하나를 공급하는 데이터 구동부;
    센싱 기간 동안 상기 센싱선들을 통해 공급되는 센싱 전류에 기초하여 상기 화소들에 포함되는 구동 트랜지스터들의 특성을 센싱하는 센싱부; 및
    상기 화소들에 제1 구동 전원 및 제2 구동 전원을 제공하는 전원 관리 구동부를 포함하며,
    상기 전원 관리 구동부는,
    상기 센싱 기간에 제1 구동 전원의 제1 전압을 제1 전원선을 통해 화소에 공급하고, 표시 기간에 상기 제1 전원선을 통해 상기 제1 구동 전원의 제2 전압을 상기 화소에 공급하는 제1 전원 공급부;
    상기 센싱 기간 및 상기 표시 기간에 제2 전원선을 통해 상기 화소들에 상기 제2 구동 전원의 전압을 공급하는 제2 전원 공급부;
    센싱 제어 신호에 기초하여 상기 표시 기간과 상기 센싱 기간 사이의 과도 기간 동안 상기 제1 구동 전원의 제1 전압이 출력되는 타이밍과 상기 제1 전원의 제2 전압이 출력되는 타이밍을 제어하는 제어부; 및
    상기 센싱 기간에 출력 단자로 흐르는 전류에 기초하여 상기 전원선의 단락을 검출하는 단락 검출부를 포함하는, 표시 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 화소들 각각은,
    발광 소자; 및
    상기 제2 구동 전원으로부터 상기 발광 소자로 흐르는 전류를 제어하며, 상기 발광 소자에 전기적으로 연결되는 구동 트랜지스터를 포함하며,
    상기 제1 구동 전원은 상기 발광 소자의 일 전극에 연결되는, 표시 장치.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 제1 전원 공급부는,
    입력 전원에 기초하여 상기 제1 전압을 결정하는 전압 결정부;
    상기 전압 결정부와 상기 전원선 사이에 연결되며, 제1 인에이블 신호에 응답하여 턴-온되는 제1 스위치; 및
    상기 전원선과 상기 제2 전압이 공급되는 전압 소스 사이에 연결되며, 제2 인에이블 신호에 응답하여 턴-온되는 제2 스위치를 포함하는, 표시 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 표시 기간 이후에 상기 센싱 기간이 진행되는 경우, 상기 표시 기간과 상기 센싱 기간 사이의 제1 과도 기간에서 상기 제2 스위치가 턴-오프된 후에 상기 제1 스위치가 턴-온되고,
    상기 센싱 기간 이후에 상기 표시 기간이 진행되는 경우, 상기 센싱 기간과 상기 표시 기간 사이의 제2 과도 기간에서 상기 제1 스위치가 턴-오프된 후에 상기 제2 스위치가 턴-온되는, 표시 장치.
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