KR20210087867A

KR20210087867A - 디스플레이 모듈 및 이의 구동 방법

Info

Publication number: KR20210087867A
Application number: KR1020200075318A
Authority: KR
Inventors: 김진호; 김용상; 다이스케 카와에; 준이치 야마시타; 타카시게 후지모리; 오동건; 오종수; 테츠야 시게타
Original assignee: 삼성전자주식회사; 성균관대학교산학협력단
Priority date: 2020-01-03
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2021-07-13

Abstract

디스플레이 모듈이 개시된다. 본 디스플레이 모듈은, 복수의 서브 픽셀을 각각 포함하는 복수의 픽셀이 복수의 로우 라인에 배치된 디스플레이 패널, 및 디스플레이 패널의 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 로우 라인 순으로 PWM(Pulse Width Modulation) 데이터 전압을 인가하고, 복수의 로우 라인 중 연속된 적어도 일부의 로우 라인들에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 상기 인가된 PWM 데이터 전압에 대응되는 시간 동안 발광하도록 디스플레이 패널을 구동하는 구동부를 포함한다.

Description

디스플레이 모듈 및 이의 구동 방법{DISPLAY MODULE AND DRIVING METHOD THEREF}

본 개시는 디스플레이 모듈 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 자발광 소자가 서브 픽셀을 구성하는 디스플레이 모듈 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.

종래, 적색 LED(Light Emitting Diode), 녹색 LED, 청색 LED와 같은 무기 발광 소자(이하에서, LED는 무기 발광 소자를 말한다.)를 서브 픽셀로 구동하는 디스플레이 패널에서는, PAM(Pulse Amplitude Modulatio) 구동 방식을 통해 서브 픽셀의 계조를 표현하였다.

이 경우, 구동 전류의 크기(magnitude)에 따라, 발광하는 빛의 계조뿐 아니라 파장도 함께 변화하게 되어 영상의 색 재현성이 감소된다. 도 1은 청색 LED, 녹색LED 및 적색 LED를 흐르는 구동 전류의 크기에 따른 파장 변화를 도시하고 있다.

본 개시의 목적은, 입력되는 영상 신호에 대해 향상된 색재현성을 제공하는 디스플레이 모듈 및 이의 구동 방법을 제공함에 있다.

본 개시의 다른 목적은, 서브 픽셀을 구성하는 무기 발광 소자를, 보다 효율적이고 안정적으로 구동할 수 있는 서브 픽셀 회로를 포함하여 이루어진 디스플레이 모듈 및 이의 구동 방법을 제공함에 있다.

본 개시의 또 다른 목적은, 무기 발광 소자를 구동하는 각종 구동 회로의 설계를 최적화하여, 고밀도 집적에 적합한 구동 회로를 포함하는 디스플레이 모듈 및 이의 구동 방법을 제공함에 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈은, 복수의 서브 픽셀을 각각 포함하는 복수의 픽셀이 복수의 로우 라인에 배치된 디스플레이 패널, 및 상기 디스플레이 패널의 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 로우 라인 순으로 PWM(Pulse Width Modulation) 데이터 전압을 인가하고, 상기 복수의 로우 라인 중 연속된 적어도 일부의 로우 라인들에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 상기 인가된 PWM 데이터 전압에 대응되는 시간 동안 발광하도록 상기 디스플레이 패널을 구동하는 구동부를 포함한다.

또한, 상기 구동부는, 상기 각 로우 라인에 대한 데이터 설정 구간 동안, 상기 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 상기 PWM 데이터 전압을 인가하고, 상기 연속된 적어도 일부의 로우 라인들 각각에 포함된 서브 픽셀들이 각 로우 라인에 대한 복수의 발광 구간에서 상기 인가된 PWM 데이터 전압에 대응되는 시간 동안 발광하도록 상기 디스플레이 패널을 구동할 수 있다.

또한, 상기 복수의 발광 구간 중 첫 번째 발광 구간은, 상기 데이터 설정 구간과 시간적으로 연속되고, 상기 복수의 발광 구간 각각은, 기설정된 시간 간격을 가질 수 있다.

또한, 상기 복수의 로우 라인은, 연속된 로우 라인들을 각각 포함하는 복수의 그룹으로 구분되고, 상기 구동부는, 제 1 영상 프레임 구간 동안, 상기 복수의 로우 라인의 첫 번째 로우 라인부터 마지막 로우 라인까지 로우 라인 순으로 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 제 1 PWM 데이터 전압을 인가하고, 상기 제 1 영상 프레임 구간 동안, 상기 인가된 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여, 상기 복수의 그룹 중 하나의 그룹에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 발광한 후, 연속된 적어도 2 개의 그룹 각각에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 발광하도록 상기 디스플레이 패널을 구동하며, 상기 연속된 적어도 2 개의 그룹은, 상기 하나의 그룹을 포함할 수 있다.

또한, 상기 구동부는, 상기 제 1 영상 프레임 구간 이전의 제 2 영상 프레임 구간 동안, 상기 복수의 로우 라인의 첫 번째 로우 라인부터 마지막 로우 라인까지 로우 라인 순으로 상기 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 제 2 PWM 데이터 전압을 인가하고, 상기 제 1 영상 프레임 구간 동안, 상기 복수의 그룹 중 상기 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여 구동되는 적어도 하나의 그룹을 제외한 나머지 그룹 각각에 포함된 서브 픽셀들이 상기 제 2 PWM 데이터 전압에 기초하여 로우 라인 순으로 발광하도록 상기 디스플레이 패널을 구동할 수 있다.

또한, 상기 구동부는, 상기 제 1 영상 프레임 구간 동안, 상기 복수의 그룹 각각의 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들이, 각 로우 라인에 대한 복수의 발광 구간에서, 상기 제 1 또는 제 2 PWM 데이터 전압 중 적어도 하나에 기초하여 복수 회 발광하도록 상기 디스플레이 패널을 구동할 수 있다.

또한, 상기 복수의 서브 픽셀 각각은, 무기 발광 소자(inorganic light emitting element) 및 상기 구동부의 구동에 따라 상기 복수의 발광 구간 각각에서 상기 무기 발광 소자의 발광 시간을 제어하기 위한 서브 픽셀 회로를 포함하고, 상기 서브 픽셀 회로는, 인가되는 정전류원 전압에 기초하여 상기 무기 발광 소자로 정전류를 제공하기 위한 정전류원(Constant Current Generator) 회로 및 상기 정전류를 상기 인가된 PWM 데이터 전압에 대응되는 시간 동안 상기 무기 발광 소자로 제공하기 위한 PWM 회로를 포함할 수 있다.

또한, 상기 정전류원 회로는, 제 1 구동 트랜지스터를 포함하고, 상기 정전류원 전압이 인가되면, 상기 인가된 정전류원 전압 및 상기 제 1 구동 트랜지스터의 문턱 전압에 기초한 제 1 전압을 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가하고, 상기 PWM 회로는, 제 2 구동 트랜지스터를 포함하고, 상기 PWM 데이터 전압이 인가되면, 상기 인가된 PWM 데이터 전압 및 상기 제 2 구동 트랜지스터의 문턱 전압에 기초한 제 2 전압을 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가할 수 있다.

또한, 상기 정전류원 회로는, 상기 제 1 구동 트랜지스터의 드레인 단자와 게이트 단자 사이에 연결된 제 1 트랜지스터 및 드레인 단자가 상기 제 1 구동 트랜지스터의 소스 단자에 연결되고, 게이트 단자가 상기 제 1 트랜지스터의 게이트 단자에 연결된 제 2 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 트랜지스터가 온된 동안 상기 제 2 트랜지스터의 소스 단자를 통해 상기 정전류원 전압이 인가되면, 온된 상기 제 1 구동 트랜지스터를 통해 상기 제 1 전압을 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가할 수 있다.

또한, 상기 PWM 회로는, 상기 제 2 구동 트랜지스터의 드레인 단자와 게이트 단자 사이에 연결된 제 3 트랜지스터 및 드레인 단자가 상기 제 2 구동 트랜지스터의 소스 단자에 연결되고, 게이트 단자가 상기 제 3 트랜지스터의 게이트 단자에 연결된 제 4 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 3 및 제 4 트랜지스터가 온된 동안 상기 제 4 트랜지스터의 소스 단자를 통해 상기 PWM 데이터 전압이 인가되면, 온된 상기 제 2 구동 트랜지스터를 통해 상기 제 2 전압을 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가할 수 있다.

또한, 상기 정전류원 회로는, 상기 제 1 구동 트랜지스터의 소스 단자에 인가된 제 1 구동 전압 및 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가된 상기 제 1 전압에 기초한 크기의 상기 정전류를 상기 무기 발광 소자로 제공할 수 있다.

또한, 상기 서브 픽셀 회로는, 게이트 단자가 상기 제 2 구동 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되고, 소스 단자가 상기 제 1 구동 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되는 제 1 스위칭 트랜지스터를 포함하고, 상기 정전류원 회로는, 제 1 구동 전압이 상기 제 1 구동 트랜지스터를 통해 상기 제 1 스위칭 트랜지스터의 소스 단자에 인가된 상태에서, 온된 상기 제 1 스위칭 트랜지스터를 통해 상기 정전류를 상기 무기 발광 소자로 제공하고, 상기 PWM 회로는, 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가된 상기 제 2 전압 및 상기 제 2 구동 트랜지스터의 소스 단자에 인가된 제 2 구동 전압에 기초하여 상기 제 2 구동 트랜지스터가 온되면, 상기 제2 구동 전압을 상기 제 1 스위칭 트랜지스터의 게이트 단자에 인가하여 상기 제 1 스위칭 트랜지스터를 오프시킬 수 있다.

또한, 상기 제 2 구동 트랜지스터는, 상기 PWM 회로에 인가된 스윕 전압에 따라 상기 제2 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가된 상기 제2 전압이 변화하여, 상기 제2 구동 트랜지스터의 게이트 단자 및 소스 단자 사이의 전압이 상기 제2 구동 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 되면, 온될 수 있다.

또한, 상기 서브 픽셀 회로는, 소스 단자가 상기 제 1 스위칭 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되고, 드레인 단자가 상기 무기 발광 소자의 애노드 단자에 연결되는 제 2 스위칭 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 제 2 스위칭 트랜지스터는, 상기 제 2 구동 전압이 상기 제 2 구동 트랜지스터 소스 단자에 인가된 시점부터 기설정된 시간이 경과된 시점에 온될 수 있다.

또한, PWM 회로는, 상기 제 1 구동 전압이 상기 제 1 구동 트랜지스터를 통해 상기 제 1 스위칭 트랜지스터의 소스 단자에 인가되기 전에, 상기 제 1 스위칭 트랜지스터를 온 시키기 위한 리셋부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 복수의 발광 구간 중 제 1 발광 구간에서 스윕 전압에 따라 선형적으로 변화된 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자의 전압은, 상기 복수의 발광 구간 중 상기 제 1 발광 구간 이후의 제 2 발광 구간 전에 상기 스윕 전압에 따라 상기 제 2 전압으로 복원되고, 상기 리셋부는, 상기 제 2 발광 구간이 시작되면, 상기 제 1 발광 구간에서 오프된 상기 제 1 스위칭 트랜지스터를 온 시킬 수 있다.

또한, 상기 정전류원 회로는, 상기 데이터 설정 구간에서는 상기 제 2 구동 전압에 기초하여 구동되고, 상기 복수의 발광 구간에서는 상기 제 1 구동 전압에 기초하여 구동될 수 있다.

한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 복수의 서브 픽셀을 각각 포함하는 복수의 픽셀이 복수의 로우 라인에 배치된 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 모듈의 구동 방법은, 상기 디스플레이 패널의 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 로우 라인 순으로 PWM(Pulse Width Modulation) 데이터 전압을 인가하고, 상기 복수의 로우 라인 중 연속된 적어도 일부의 로우 라인들에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 상기 인가된 PWM 데이터 전압에 대응되는 시간 동안 발광하도록 상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계를 포함한다.

이상 설명한 바와 같은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 무기 발광 소자가 발광하는 빛의 파장이 계조에 따라 변화되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 서브 픽셀 회로들 간의 편차로 인해 디스플레이 패널에 표시되는 영상에 나타날 수 있는 얼룩이나 색상을 용이하게 보정할 수 있다. 특히, 모듈 형태의 디스플레이 패널들을 조합하여 대면적의 디스플레이 패널을 구성할 경우에도 보다 용이하게 각 디스플레이 패널 모듈 간의 휘도나 색상 차이를 보정할 수 있다.

또한, 보다 최적화된 구동 회로의 설계가 가능하며, 안정적이고 효율적으로 무기 발광 소자를 구동할 수 있게 된다. 특히, 영상을 표시하기 위해 디스프레이 패널에서 소비되는 소비 전력을 줄일 수 있다.

또한, 디스플레이 패널의 소형화 및 경량화에 이바지할 수 있다.

도 1은 청색 LED, 녹색 LED 및 적색 LED를 흐르는 구동 전류의 크기에 따른 파장 변화를 나타내는 그래프,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 픽셀 구조를 설명하기 위한 도면,
도 3a는 종래 디스플레이 패널의 구동 방식을 도시한 개념도,
도 3b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 구동 방식을 도시한 개념도,
도 3c는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 구동 방식을 도시한 개념도,
도 3d는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 구동 방식을 도시한 개념도,
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 구성을 도시한 블럭도,
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 영상 프레임에 대한 디스플레이 패널의 구동 방식을 도시한 도면,
도 6은 도 5에 도시된 제 2 프레임을 보다 자세히 도시한 도면,
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 발광 동작을 도시한 도면,
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 발광 동작을 도시한 도면,
도 9은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 발광 동작을 도시한 도면,
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 블럭도,
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 회로의 구성도,
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 회로의 상세 회로도,
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 게이트 신호들의 타이밍도,
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널 구동을 위한 각종 신호들의 타이밍도,
도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른 게이트 신호에 따른 서브 픽셀 회로의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 16은 본 개시의 일 실시 예에 따른 게이트 신호에 따른 서브 픽셀 회로의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 17은 본 개시의 일 실시 예에 따른 게이트 신호에 따른 서브 픽셀 회로의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 18은 본 개시의 일 실시 예에 따른 게이트 신호에 따른 서브 픽셀 회로의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 19는 본 개시의 일 실시 예에 따른 계조별 서브 픽셀 회로의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 20은 본 개시의 일 실시 예에 따른 게이트 신호에 따른 서브 픽셀 회로의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 21은 본 개시의 일 실시 예에 따른 한 프레임 시간 동안 인가되는 게이트 신호들을 도시한 도면,
도 22는 블랙 계조 구현과 관련된 서브 픽셀 회로의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 23은 블랙 계조 구현과 관련된 서브 픽셀 회로의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 24a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 구동 방식을 도시한 도면,
도 24b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 회로의 블럭도,
도 24c는 도 24b에 도시된 서브 픽셀 회로를 구동하기 위한 각종 제어 신호들의 타이밍도,
도 24d는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 발광 동작을 도시한 도면,
도 25a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 구동 방식을 도시한 도면,
도 25b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 회로의 블럭도,
도 25c는 도 25b에 도시된 서브 픽셀 회로를 구동하기 위한 각종 제어 신호들의 타이밍도,
도 25d는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 발광 동작을 도시한 도면,
도 26은 본 개시의 일 실시 예에 따른 스윕 게이팅 동작을 도시한 도면,
도 27a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 회로의 상세 회로도,
도 27b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 회로의 상세 회로도,
도 28a는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 디스플레이 모듈의 경계 부분에 발생하는 영상의 왜곡 및 이의 해결 방법을 설명하기 위한 도면,
도 28b는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 디스플레이 모듈의 경계 부분에 발생하는 영상의 왜곡 및 이의 해결 방법을 설명하기 위한 도면,
도 29는 본 개시의 일 실시 예에 따라 복수의 스윕 신호를 이용하여 디스플레이 패널을 구동하는 방식을 도시한 도면,
도 30a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 단면도,
도 30b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 단면도,
도 30c는 본 개시의 일 실시 예에 따른 TFT 층의 평면도,
도 31a는 본 개시의 일 실시 예에 따라 게이트 드라이버가 TFT 층에 형성된 예를 도시한 도면,
도 31b는 본 개시의 일 실시 예에 따라 게이트 드라이버가 TFT 층에 형성된 예를 도시한 도면,
도 31c는 본 개시의 일 실시 예에 따라 게이트 드라이버가 TFT 층에 형성된 예를 도시한 도면,
도 32는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성도, 및
도 33은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 구동 방법을 도시한 흐름도이다.

본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 동일한 구성의 중복 설명은 되도록 생략하기로 한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

본 개시에서 사용한 용어는 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 개시에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 개시에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.

어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 개시의 실시 예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 다양한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 픽셀 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 디스플레이 패널(100)은 매트릭스 형태로 배치(disposed)(또는 배열(arranged))된 복수의 픽셀(10)을 포함한다. 이때, 매트릭스 형태는, 복수의 로우(row) 라인 또는 복수의 컬럼(column) 라인을 포함한다.

경우에 따라, 로우 라인은 가로(horizontal) 라인 또는 스캔(scan) 라인 또는 게이트(gate) 라인이라 불리울 수도 있고, 컬럼 라인은 세로(vertical) 라인 또는 데이터(data) 라인이라 불리울 수도 있다.

디스플레이 패널(100)에 포함된 각 픽셀(10)은 적색(R) 서브 픽셀(20-1), 녹색(G) 서브 픽셀(20-2) 및 청색(B) 서브 픽셀(20-3)과 같은 3 종류의 서브 픽셀을 포함한다.

한편, 각 서브 픽셀(20-1 내지 20-3)은 서브 픽셀의 종류에 대응되는 무기 발광 소자 및 해당 무기 발광 소자의 발광 시간을 제어하기 위한 서브 픽셀 회로를 포함할 수 있다.

즉, R 서브 픽셀(20-1)은 R 무기 발광 소자 및 R 무기 발광 소자의 발광 시간을 제어하기 위한 서브 픽셀 회로를, G 서브 픽셀(20-2)은 G 무기 발광 소자 및 G 무기 발광 소자의 발광 시간을 제어하기 위한 서브 픽셀 회로를, 그리고, B 서브 픽셀(20-3)은 B 무기 발광 소자 및 B 무기 발광 소자의 발광 시간을 제어하기 위한 서브 픽셀 회로를 각각 포함할 수 있다.

이때, 각 서브 픽셀 회로는, 인가되는 PWM(Pulse Width Modulation) 데이터 전압에 기초하여, 대응되는 무기 발광 소자의 발광 시간을 제어함으로써, 각 서브 픽셀의 계조를 표현하게 되는데, 이에 관한 자세한 내용은 후술하기로 한다.

한편, 디스플레이 패널(100)의 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들은, "PWM 데이터 전압의 설정(또는 프로그래밍)" 및 "설정된 PWM 데이터 전압에 기초한 발광" 순으로 구동될 수 있다. 이때, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 패널(100)의 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들은, 로우 라인 순으로 구동될 수 있다.

즉, 예를 들어, 하나의 로우 라인(예를 들어, 제 1 로우 라인)에 포함된 서브 픽셀들의 PWM 데이터 전압 설정 및 발광 동작과, 다음 로우 라인(예를 들어, 제 2 로우 라인)에 포함된 서브 픽셀들의 PWM 데이터 전압 설정 및 발광 동작이 로우 라인 순으로 순차적으로 진행될 수 있다.

여기서, 순차적으로 진행된다고 함은, 하나의 로우 라인과 관련된 모든 동작이 완료된 후에 다음 로우 라인과 관련된 동작이 시작되어야 함을 의미하는 것은 아니다. 즉, 위 예에서, 제 1 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 PWM 데이터 전압이 설정된 후에 제 2 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 PWM 데이터 전압이 설정되면 되며, 반드시 제 1 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들의 발광 동작까지 완료된 후에 제 2 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 PWM 데이터 전압이 설정되어야 하는 것은 아니다.

도 3a는 종래 디스플레이 패널의 구동 방식을 도시한 개념도, 도 3b 내지 도 3d는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 디스플레이 패널의 구동 방식을 도시한 개념도이다.

도 3a 내지 도 3d는 한 영상 프레임 시간 동안 디스플레이 패널을 구동하는 다양한 방식을 도시하고 있다. 도 3a 내지 도 3d에서, 세로축은 로우 라인을, 가로 축은 시간을 나타낸다. 또한, 데이터 설정 구간은, 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 PWM 데이터 전압이 인가되어 설정되는 디스플레이 패널(100)의 구동 구간을 나타내고, 발광 구간은, 그 구간 내에서 PWM 데이터 전압에 대응되는 시간 동안 서브 픽셀이 발광하게 되는 디스플레이 패널(100)의 구동 구간을 나타낸다.

도 3a에 따르면 종래에는, 먼저 디스플레이 패널의 전체 로우 라인에 대해 PWM 데이터 전압 설정을 완료한 후에, 일괄적으로 발광 구간을 진행하는 것을 볼 수 있다.

이 경우, 발광 구간 동안 디스플레이 패널의 전체 로우 라인이 동시에 발광하게 되므로, 높은 피크 전류가 요구되며, 이에 따라, 제품에 요구되는 피크 소비 전력이 높아지는 문제가 있다. 피크 소비 전력이 높아지면, 제품에 장착되는 SMPS(Switched Mode Power Supply)와 같은 전원 공급 장치의 용량이 커지므로, 비용이 증가하고 부피가 커져 디자인적 제약 사항이 발생하게 된다.

이에 반해, 도 3b 내지 도 3d의 실시 예에서는, 한 영상 프레임 시간 동안 전체 로우 라인에 대해 PWM 데이터 전압 설정이 완료되는지(도 3b의 경우), 아니면 한 영상 프레임 시간 동안 전체 로우 라인에 대해 발광 구간 진행까지 완료되는지(도 3c의 경우), 또는, 한 영상 프레임 시간 동안 복수의 발광 구간이 존재하는지(도 3d의 경우) 여부에만 차이가 있을 뿐, 모두, 각 로우 라인의 PWM 데이터 전압 설정 구간 및 발광 구간이 로우 라인 순으로 순차 진행되는 것을 볼 수 있다.

이와 같이, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 각 로우 라인에 대한 발광 구간을 로우 라인 순으로 순차 구동하는 경우, 동시 발광하는 로우 라인의 개수가 줄어들게 되므로, 종래 기술에 비해 필요한 피크 전류량이 낮아지며, 이에 따라, 피크 소비 전력이 저감될 수 있다.

이상과 같이, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무기 발광 소자를 AM(Active matrix) 방식으로 PWM 구동함으로써 무기 발광 소자가 발광하는 빛의 파장이 계조에 따라 변화하는 현상을 막을 수 있다. 또한, 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 순차적으로 발광을 진행하도록 디스플레이 패널(100)을 구동함으로써 순간 피크 소비 전력이 저감될 수 있다.

한편, 도 2에서는, 하나의 픽셀 영역 내에서 서브 픽셀들(20-1 내지 20-3)이 좌우가 뒤바뀐 L자 모양으로 배열된 것을 예로 들었다. 그러나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니며, R, G, B 서브 픽셀(20-1 내지 20-3)은 픽셀 영역 내부에서 일렬로 배치될 수도 있고, 실시 예에 따라 다양한 형태로 배치될 수 있다.

또한, 도 2에서는, 3 종류의 서브 픽셀이 하나의 픽셀을 구성하는 것을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 실시 예에 따라, R, G, B, W(white)와 같은 4종류의 서브 픽셀이 하나의 픽셀을 구성할 수도 있고, 얼마든지 다른 개수의 서브 픽셀이 하나의 픽셀을 구성할 수도 있다.

도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 4에 따르면, 디스플레이 모듈(300)은 디스플레이 패널(100) 및 구동부(200)를 포함한다.

구동부(200)는 디스플레이 패널(100)을 구동한다. 구체적으로, 구동부(200)는 각종 제어 신호, 데이터 신호, 전원 신호 등을 디스플레이 패널(100)로 제공하여 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.

이를 위해, 구동부(200)는 매트릭스 형태로 배치된 디스플레이 패널(100)의 픽셀들을 로우 라인 단위로 구동하기 위한 제어 신호를 제공하기 위한 적어도 하나의 게이트 드라이버 회로(또는 스캔 드라이버 회로)를 포함할 수 있다.

또한, 구동부(200)는 매트릭스 형태로 배치된 디스플레이 패널(100)의 각 픽셀(또는 각 서브 픽셀)에 PWM 데이터 전압을 제공하기 위한 소스 드라이버 회로(또는 데이터 드라이버 회로)를 포함할 수 있다.

또한, 구동부(200)는 픽셀(10)을 구성하는 복수의 서브 픽셀(20-1 내지 20-3)을 각각 선택하기 위한 먹스(MUX) 회로를 포함할 수 있다.

또한, 구동부(200)는, 각종 구동 전압(예를 들어, 후술할 제 1 구동 전압, 제 2 구동 전압, 그라운드 전압, 테스트 전압, Vset 전압 등)이나 후술할 정전류원 전압 등을, 디스플레이 패널(100)에 포함된 각 서브 픽셀 회로로 제공하기 위한 구동 전압 제공 회로를 포함할 수 있다.

또한, 구동부(200)는 게이트 드라이버나 데이터 드라이버 회로를 구동하기 위한 각종 클럭 신호를 제공하는 클럭 신호 제공 회로를 포함할 수 있으며, 후술할 스윕 전압을 제공하기 위한 스윕 전압 제공 회로를 포함할 수 있다.

상술한 구동부(200)의 각종 회로들 중 적어도 일부는, 별도의 칩 형태로 구현되어 TCON(Timing Controller)과 함께 외부의 PCB(Printed Circuit Board)에 실장되고, FOG(Film On Glass) 배선을 통해 디스플레이 패널(100)의 TFT 층에 형성된 서브 픽셀 회로들과 연결될 수 있다.

또는, 상술한 구동부(200)의 각종 회로들 중 적어도 일부는, 별도의 칩 형태로 구현되어 COF(Chip On Film) 형태로 필름 상에 배치되고, FOG(Film On Glass) 배선을 통해 디스플레이 패널(100)의 TFT 층에 형성된 서브 픽셀 회로들과 연결될 수 있다.

또는, 상술한 구동부(200)의 각종 회로들 중 적어도 일부는, 별도의 칩 형태로 구현되어 COG(Chip On Glass) 형태로 배치(즉, 디스플레이 패널(100)의 글래스 기판(후술됨)의 후면(글래스 기판을 기준으로 TFT 층이 형성되는 면의 반대쪽 면)에 배치)되고, 연결 배선을 통해 디스플레이 패널(100)의 TFT 층에 형성된 서브 픽셀 회로들과 연결될 수 있다.

또는, 상술한 구동부(200)의 각종 회로들 중 적어도 일부는, 디스플레이 패널(100) 내의 TFT 층에 형성된 서브 픽셀 회로들과 함께 TFT 층에 형성되어 서브 픽셀 회로들과 연결될 수도 있다.

예를 들어, 상술한 구동부(200)의 각종 회로들 중 게이트 드라이버 회로, 스윕 전압 제공 회로, 먹스 회로는 디스플레이 패널(100)의 TFT 층 내에 형성되고, 데이터 드라이버 회로는 디스플레이 패널(100)의 글래스 기판의 후면에 배치되며, 구동 전압 제공 회로, 클럭 신호 제공 회로, TCON(Timing Controller)은 외부의 PCB(Printed Circuit Board)에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

특히, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 구동부(200)는, 디스플레이 패널(100)의 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 로우 라인 순으로 PWM 데이터 전압을 인가하고, 복수의 로우 라인 중 연속된 적어도 일부의 로우 라인들에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 상기 인가된 PWM 데이터 전압에 대응되는 시간 동안 발광하도록 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.

여기서, 연속된 적어도 일부의 로우 라인들은, 디스플레이 패널(100)의 전체 로우 라인들, 또는 디스플레이 패널(100)의 전체 로우 라인들을 연속된 일부 로우 라인들을 포함하는 복수의 그룹으로 나눌 때, 각 그룹의 연속된 로우 라인들을 말한다.

따라서, 구동부(200)는, 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(100)의 전체 로우 라인들에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 발광하도록 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.

또한, 구동부(200)는, 도 3d에 도시된 바와 같이, 연속된 로우 라인들을 포함하는 로우 라인의 그룹 별로, 각 그룹에 속하는 로우 라인들에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 발광하도록 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.

이하에서, 도 5 내지 도 9를 참조하여, 도 3d에 도시된 바와 같은 디스플레이 패널(100)의 구동 방식을 자세히 설명하기로 한다.

도 5는 복수의 영상 프레임에 대한 디스플레이 패널(100)의 구동 방식을 도시하고 있다. 도 5의 각 프레임에서 세로 축은 로우 라인을, 가로 축은 시간을 나타낸다. 또한, 블랭킹 구간(Blanking time)은 유효한 영상 데이터가 인가되지 않는 프레임과 프레임 사이의 시간 구간을 나타낸다.

한편, VST, SP는 데이터 설정 동작을 위해 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 인가되는 구동부(200)의 제어 신호를, SET, Emi_PWM, Sweep, Emi_PAM은 발광 동작을 위해 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 인가되는 구동부(200)의 제어 신호를 나타낸다. 이러한 구동부(200)의 각종 제어 신호에 관한 자세한 내용은 후술하기로 한다.

도 5를 참조하면, 하나의 영상 프레임 시간 동안, 각 로우 라인에 대해, 데이터 설정 구간(즉, 제어 신호 VST, SP가 인가되는 시간 구간)은 한번 진행되고, 발광 구간(즉, 제어 신호 SET, Emi_PWM, Sweep, Emi_PAM가 인가되는 시간 구간)은 복수 회 진행되는 것을 볼 수 있다.

즉, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 구동부(200)는, 각 로우 라인에 대한 데이터 설정 구간 동안 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 PWM 데이터 전압을 인가하고, 각 로우 라인에 대한 복수의 발광 구간에서, 각 로우 라인들에 포함된 서브 픽셀들이 상기 인가된 PWM 데이터 전압에 대응되는 시간 동안 발광하도록 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.

도 6은 도 5에 도시된 제 2 프레임을 보다 자세히 도시한 도면이다. 도 6에서 세로 축은 로우 라인을, 가로 축은 시간을 나타낸다. 도 6에서는 설명의 편의를 위해 디스플레이 패널(100)이 40개의 로우 라인으로 구성된 것을 예로 들었다.

도 6을 참조하면, 구동부(200)는, 예를 들어, 제 1 로우 라인에 대한 데이터 설정 구간(61) 동안, 제 1 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 제어 신호(VST, SP)를 인가한다. 이에 따라, 제 1 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에는 데이터 드라이버로부터 제공되는 PWM 데이터 전압들이 각각 설정(내지 프로그래밍)되게 된다.

이후, 구동부(200)는, 제 1 로우 라인에 대한 제 1 발광 구간(62) 동안, 제 1 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 제어 신호(SET, Emi_PWM, Sweep, Emi_PAM)를 인가한다. 이에 따라, 제 1 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들은, 제 1 발광 구간(62) 내에서, 데이터 설정 구간(61)에 설정되었던 PWM 데이터 전압에 대응되는 시간 동안 각각 발광하게 된다.

이후, 구동부(200)는, 제 1 로우 라인에 대한 제 2 발광 구간(63) 동안에도, 제 1 발광 구간(62)에서와 마찬가지로, 제 1 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 제어 신호(SET, Emi_PWM, Sweep, Emi_PAM)를 인가한다. 이에 따라, 제 1 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들은, 제 2 발광 구간(63) 내에서도, 데이터 설정 구간(61)에 설정되었던 PWM 데이터 전압에 대응되는 시간 동안 각각 발광하게 된다.

이는, 제 1 로우 라인에 대한 제 3 발광 구간(64) 및 제 4 발광 구간(65)에서도 마찬가지이다.

구동부(200)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 로우 라인에 대한 상술한 동작을, 나머지 로우 라인들(제 2 로우 라인 내지 제 40로우 라인)에 포함된 서브 픽셀들에 대해서도, 로우 라인 순으로 순차적으로 수행할 수 있다.

도 6에서는 하나의 프레임 구간(즉, 제 2 프레임 구간)만을 도시하였기 때문에, 제 11 로우 라인부터 제 20 로우 라인까지는 데이터 설정 구간 진행 후 3 번의 발광 구간만 진행되고, 제 21 로우 라인부터 제 30 로우 라인까지는 데이터 설정 구간 진행 후 2 번의 발광 구간만 진행되며, 제 31 로우 라인부터 제 40 로우 라인까지는 데이터 설정 구간 진행 후 1 번의 발광 구간만 진행되는 것처럼 도시되었다. 그러나, 도 5에 도시된 제 2 프레임 구간 및 제 3 프레임 구간을 함께 보면, 제 11 로우 라인부터 제 40 로우 라인 역시 데이터 설정 구간 진행 후 각각 4 번의 발광 구간이 진행된다는 것을 알 수 있다.

한편, 도 6에 도시된 예에 따르면, 제 1 로우 라인에 대한 복수의 발광 구간 중 첫 번째 발광 구간(62)은, 제 1 로우 라인에 대한 데이터 설정 구간(61)과 시간적으로 연속되고, 복수의 발광 구간 각각(62 내지 65)은, 기설정된 시간 간격을 갖는 것을 볼 수 있다. 이는 나머지 로우 라인들에서도 마찬가지이다.

이때, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 한 영상 프레임 구간 동안 각 로우 라인에서 진행되는 발광 구간의 개수 및 발광 구간들 사이의 기설정된 시간 간격은, 디스플레이 패널(100)의 사이즈 및/또는 카메라의 셔터 스피드 등에 기초하여 설정될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.

일반적으로 한 영상 프레임 시간 보다 카메라의 셔터 스피드가 수 배 빠르므로, 도 3b 또는 도 3c에 도시된 바와 같이 한 영상 프레임 시간에 걸쳐 한 번의 발광 구간이 로우 라인 순으로 진행되도록 디스플레이 패널(100)을 구동하는 경우, 카메라에 찍힌 디스플레이 패널(100)에 표시된 영상이 왜곡될 수 있다.

따라서, 도 3d와 같이 한 영상 프레임 시간 동안 복수의 발광 구간이 기설정된 시간 간격으로 진행되도록 디스플레이 패널(100)을 구동하되, 기설정된 시간 간격을 카메라의 스피드에 기초하여 설정함으로써, 어떤 순간에 디스플레이 패널(100)을 촬영하더라도 카메라에 찍힌 디스플레이 패널(100)에 표시된 영상이 왜곡되지 않게 할 수 있다.

한편, 도 6에 도시된 데이터 설정 구간들 및 발광 구간들은, 로우 라인 순으로 진행되는 데이터 설정 동작 및 발광 동작의 진행 과정을 시간에 따라 개념적으로 설명하기 위해 도시한 것일 뿐, 데이터 설정을 위한 제어 신호(VST, SP)나 발광 동작을 위한 제어 신호(SET, Emi_PWM, Sweep, Emi_PAM)의 구체적인 구동 타이밍이 도 6에 도시된 바에 한정되는 것은 아니다. 상기 제어 신호들의 구체적인 구동 타이밍은 도 13 이후에서 자세히 후술된다.

이하에서는, 도 7 내지 도 9를 도 6과 함께 참조하여, 하나의 영상 프레임 구간 동안 디스플레이 패널(100)에 표시되는 영상을 설명한다. 도 7 내지 도 9는, 설명의 편의를 위해, 디스플레이 패널(100)의 각 서브 픽셀에 풀 화이트 계조에 대응되는 PWM 데이터 전압이 설정되는 경우를 가정하여 도시하였다.

도 7은, 디스플레이 패널(100)이 하나의 영상 프레임 구간 동안 도 6과 같이 구동되는 경우, 도 6에 도시된 ① 시간 동안 디스플레이 패널(100)의 제 1 로우 라인 내지 제 10 로우 라인의 발광 동작을 도시하고 있다.

구체적으로, 제 1 로우 라인의 첫 번째 발광 구간(62)이 시작되면, 도 7의 참조 번호 71에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(100)의 제 1 로우 라인이 발광을 시작한다.(구체적으로는, 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들이 발광하는 것이나, 이하에서는, 설명의 편의를 위해 로우 라인이 발광한다고 줄여서 표현하기로 한다.)

이후, 제 2 로우 라인의 첫 번째 발광 구간이 시작되면, 아직 제 1 로우 라인의 발광 구간이 종료되기 전이므로, 도 7의 참조 번호 72에 도시된 바와 같이, 제 1 로우 라인과 제 2 로우 라인이 함께 발광한다.

이후, 제 3 로우 라인의 첫 번째 발광 구간이 시작되면, 아직 제 1 및 제 2 로우 라인의 발광 구간이 종료되기 전이므로, 도 7의 참조 번호 73에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 3 로우 라인이 함께 발광한다.

이후, 제 4 로우 라인의 첫 번째 발광 구간이 시작되면, 제 1 로우 라인의 첫 번째 발광 구간(62)은 종료되므로, 도 7의 참조 번호 74에 도시된 바와 같이, 제 1 로우 라인은 발광을 멈추며, 제 2 내지 제 4 로우 라인이 함께 발광하게 된다.

이와 같은 방식으로, 3 개의 로우 라인의 발광이 제 10 로우 라인까지 순차적으로 진행된다. 도 7의 참조 번호 75는, 제 10 로우 라인의 첫 번째 발광 구간이 시작되어, 제 8 내지 제 10 로우 라인이 발광하는 것을 도시하고 있다.

이후, 제 1 로우 라인의 두 번째 발광 구간(63)이 시작되면, 제 8 로우 라인의 첫 번째 발광 구간은 종료되므로, 도 7의 참조 번호 76에 도시된 바와 같이, 제 9 및 제 10 로우 라인과 함께 제 1 로우 라인이 다시 발광한다.

이후, 제 2 로우 라인의 두 번째 발광 구간이 시작되면, 제 9 로우 라인의 첫 번째 발광 구간은 종료되므로, 도 7의 참조 번호 77에 도시된 바와 같이, 제 10 로우 라인, 제 1 로우 라인 및 제 2 로우 라인이 함께 발광하게 된다.

마지막으로, 제 3 로우 라인의 두 번째 발광 구간이 시작되면, 제 10 로우 라인의 첫 번째 발광 구간이 종료되며, 도 7의 참조 번호 78에 도시된 바와 같이, 다시 제 1 내지 제 3 로우 라인이 함께 발광하게 된다.

이후에도 마찬가지로, 3 개의 로우 라인의 발광 동작이 상술한 바와 같이 순차적으로 반복된다.

이상에서는 제 1 내지 제 10 로우 라인의 발광 동작을 설명하였으나, 도 6에 도시된 발광 구간들의 시간에 따른 진행을 보면, 제 11 내지 제 20 로우 라인, 제 21 내지 제 30 로우 라인, 그리고, 제 31 내지 제 40 로우 라인의 경우에도, 제 1 내지 제 10 로우 라인을 통해 전술한 것과 마찬가지로 각 로우 라인들이 발광하게될 것임을 알 수 있다.

다만, 제 11 내지 제 20 로우 라인, 제 21 내지 제 30 로우 라인, 그리고, 제 31 내지 제 40 로우 라인의 경우에는, 발광의 기초가 되는 PWM 데이터 전압이 제 1 내지 제 10 로우 라인의 경우와 차이가 있다는 것을 알 수 있다.

이하에서는, 도 8 및 도 9를 통해, 디스플레이 패널(100)의 전체 로우 라인들의 발광 동작을 살펴본다.

도 8은, 도 6에 도시된 영상 프레임 구간(즉, 도 5의 제 2 프레임 구간) 동안 인가된 PWM 데이터 전압(이하, 제 1 PWM 데이터 전압이라 한다.)에 기초한 로우 라인들의 발광 동작을 도시하고 있다. 도 8 및 도 9에 관한 설명에서 사용된 발광 구간의 순서는, 제 1 PWM 데이터 전압에 기초한 발광 구간의 순서를 의미한다.

한편, 도 5의 제 1 프레임 구간 동안 인가된 PWM 데이터 전압(이하, 제 2 PWM 데이터 전압이라 한다.)에 기초한 로우 라인들의 발광 동작은 도 8에서는 도시하지 않았다.

도 7에서 전술한 바와 같이, 제 1 내지 제 10 로우 라인은, 첫 번째 발광 구간 동안, 각 로우 라인에 인가된 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여 순차적으로 발광한다. 도 8의 참조 번호 81은 이를 나타내고 있다.

이후, 제 1 내지 제 10 로우 라인의 두 번째 발광 구간과 함께, 제 11 내지 제 20 로우 라인의 첫 번째 발광 구간이 진행되면, 도 8의 참조 번호 82에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 10 로우 라인 및 제 11 내지 제 20 로우 라인은, 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여 각각 순차적으로 발광한다.

이후, 제 1 내지 제 10 로우 라인의 세 번째 발광 구간, 제 11 내지 제 20 로우 라인의 두 번째 발광 구간, 제 21 내지 제 30 로우 라인의 첫 번째 발광 구간이 함께 진행되면, 도 8의 참조 번호 83에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 10 로우 라인, 제 11 내지 제 20 로우 라인, 및 제 21 내지 제 30 로우 라인은, 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여 각각 순차적으로 발광한다.

마지막으로, 제 1 내지 제 10 로우 라인의 네 번째 발광 구간, 제 11 내지 제 20 로우 라인의 세 번째 발광 구간, 제 21 내지 제 30 로우 라인의 두 번째 발광 구간, 및 제 31 내지 제 40 로우 라인의 첫 번째 발광 구간이 함께 진행되면, 도 8의 참조 번호 84에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 10 로우 라인, 제 11 내지 제 20 로우 라인, 제 21 내지 제 30 로우 라인, 및 제 31 내지 제 40 로우 라인은, 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여 각각 순차적으로 발광한다.

구체적으로, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 패널(100)에 포함된 복수의 로우 라인은, 연속된 로우 라인들을 각각 포함하는 복수의 그룹으로 구분될 수 있다.

전술한 예에서, 제 1 내지 제 10 로우 라인이 제 1 그룹으로, 제 11 내지 제 20 로우 라인이 제 2 그룹으로, 제 21 내지 제 30 로우 라인이 제 3 그룹으로, 제 31 내지 제 40 로우 라인이 제 4 그룹으로 각각 구분될 수 있다.

이때, 구동부(200)는, 하나의 영상 프레임 구간 동안, 복수의 로우 라인의 첫 번째 로우 라인부터 마지막 로우 라인까지 로우 라인 순으로 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 PWM 데이터 전압을 인가할 수 있다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 구동부(200)는, 하나의 영상 프레임 구간(즉, 도 5의 제 2 프레임 구간) 동안, 제 1 로우 라인 부터 제 40 로우 라인까지 로우 라인 순으로 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 제 1 PWM 데이터 전압을 인가하는 것을 볼 수 있다.

또한, 구동부(200)는 상기 하나의 영상 프레임 구간 동안, 상기 인가된 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여, 복수의 그룹 중 하나의 그룹에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 발광한 후, 연속된 적어도 2 개의 그룹 각각에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 발광하도록 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다. 이때, 연속된 적어도 2 개의 그룹은, 상기 하나의 그룹을 포함한다.

즉, 구동부(200)는, 하나의 영상 프레임 구간(즉, 도 5의 제 2 프레임 구간) 동안, 도 8의 참조 번호 81에 도시된 바와 같이 제 1 그룹에 포함된 서브 픽셀들이 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여 로우 라인 순으로 발광한 이후에, 도 8의 참조 번호 82에 도시된 바와 같이 제 1 그룹 및 제 2 그룹 각각에 포함된 서브 픽셀들이 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여 로우 라인 순으로 발광하도록 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.

또한, 구동부(200)는, 하나의 영상 프레임 구간(즉, 도 5의 제 2 프레임 구간) 동안, 도 8의 참조 번호 82에 도시된 바와 같이 제 1 그룹 및 제 2 그룹 각각에 포함된 서브 픽셀들이 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여 로우 라인 순으로 발광한 후, 도 8의 참조 번호 83에 도시된 바와 같이 제 1 그룹 내지 제 3 그룹 각각에 포함된 서브 픽셀들이 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여 로우 라인 순으로 발광하도록 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.

또한, 구동부(200)는, 하나의 영상 프레임 구간(즉, 도 5의 제 2 프레임 구간) 동안, 도 8의 참조 번호 83에 도시된 바와 같이 제 1 그룹 내지 제 3 그룹 각각에 포함된 서브 픽셀들이 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여 로우 라인 순으로 발광한 후, 도 8의 참조 번호 84에 도시된 바와 같이 제 1 그룹 내지 제 4 그룹 각각에 포함된 서브 픽셀들이 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여 로우 라인 순으로 발광하도록 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.

도 9는 제 1 PWM 데이터 전압 및 제 2 PWM 데이터 전압에 기초한, 디스플레이 패널(100)의 전체 로우 라인들의 발광 동작을 도시하고 있다.

도 6을 참조하면, 제 1 내지 제 10 로우 라인에 대한 첫 번째 발광 구간이 로우 라인 순으로 진행되는 동안, 제 11 내지 제 20 로우 라인, 제 21 내지 제 30 로우 라인 및 제 31 내지 제 40 로우 라인에 대한 발광 구간도 각 그룹 별로 로우 라인 순으로 함께 진행되는 것을 볼 수 있다. 이때, 제 1 내지 제 10 로우 라인은 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여 발광하고, 나머지 로우 라인들은 제 2 PWM 데이터 전압에 기초하여 발광하게 되며, 도 9의 참조 번호 91은 이를 도시하고 있다.

다시 도 6을 참조하면, 제 1 내지 제 10 로우 라인에 대한 두 번째 발광 구간 및 제 11 내지 제 20 로우 라인에 대한 첫 번째 발광 구간이 각각 로우 라인 순으로 진행되는 동안, 제 21 내지 제 30 로우 라인 및 제 31 내지 제 40 로우 라인에 대한 발광 구간도 각 그룹 별로 로우 라인 순으로 함께 진행된다. 이때, 제 1 내지 제 20 로우 라인은 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여 발광하고, 나머지 로우 라인들은 제 2 PWM 데이터 전압에 기초하여 발광하게 되며, 도 9의 참조 번호 92는 이를 도시하고 있다.

다시 도 6을 참조하면, 제 1 내지 제 10 로우 라인에 대한 세 번째 발광 구간, 제 11 내지 제 20 로우 라인에 대한 두 번째 발광 구간 및 제 21 내지 제 30 로우 라인에 대한 첫 번째 발광 구간이 각각 로우 라인 순으로 진행되는 동안, 제 31 내지 제 40 로우 라인에 대한 발광 구간도 로우 라인 순으로 함께 진행된다. 이때, 제 1 내지 제 30 로우 라인은 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여 발광하고, 제 31 내지 제 40 로우 라인은 제 2 PWM 데이터 전압에 기초하여 발광하게 되며, 도 9의 참조 번호 93은 이를 도시하고 있다.

다시 도 6을 참조하면, 제 1 내지 제 10 로우 라인에 대한 네 번째 발광 구간에는, 제 11 내지 제 20 로우 라인의 세 번째 발광 구간, 제 21 내지 제 30 로우 라인의 두 번째 발광 구간, 및 제 31 내지 제 40 로우 라인의 첫 번째 발광 구간이 각각 로우 라인 순으로 함께 진행된다. 이때, 제 1 내지 제 40 로우 라인은 모두 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여 발광하게 되며, 도 9의 참조 번호 94는 이를 도시하고 있다. 한편, 도 9의 참조 번호 94는 도 8의 참조 번호 84와 같은 것을 확인할 수 있다.

구체적으로, 구동부(200)는, 도 8에서 전술한 바와 같이, 하나의 영상 프레임 구간(예를 들어, 도 5의 제 2 프레임 구간) 동안, 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여, 복수의 그룹 중 하나의 그룹에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 발광한 후, 연속된 적어도 2 개의 그룹 각각에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 발광하도록 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.

이와 동시에 구동부(200)는, 상기 하나의 영상 프레임 구간(예를 들어, 도 5의 제 2 프레임 구간) 동안, 복수의 그룹 중 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여 구동되는 적어도 하나의 그룹을 제외한 나머지 그룹 각각에 포함된 서브 픽셀들이 제 2 PWM 데이터 전압에 기초하여 로우 라인 순으로 발광하도록 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.

이와 같이, 구동부(200)는 하나의 영상 프레임 구간(예를 들어, 도 5의 제 2 프레임 구간) 동안, 복수의 그룹 각각의 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들이, 각 로우 라인에 대한 복수의 발광 구간에서, 제 1 또는 제 2 PWM 데이터 전압 중 적어도 하나에 기초하여 복수 회 발광하도록 디스플레이 패널(200)을 구동함으로써, 도 9를 통해 상술한 바와 같이 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있음을 알 수 있다.

이상 도 3d, 도 5 내지 도 9에서는 설명의 편의를 위해, 디스플레이 패널(100)이 40개의 로우 라인을 포함하고, 각 로우 라인에 대해 발광 구간이 4번 진행되는 경우를 예로 들었으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니며, 디스플레이 패널(100)의 사이즈나 구현 예에 따라 다양한 실시 예가 있을 수 다.

예를 들어, 구동부(200)는, 로우 라인마다 480개의 픽셀이 배치된 270개의 로우 라인으로 구성된 디스플레이 패널(100)을, 각 로우 라인마다 9번의 발광 구간이 진행되도록 구동할 수도 있다.

이하에서는, 도 10 내지 도 22를 참조하여, 본 개시의 일 실시 예에 따른, 디스플레이 패널(100)의 구체적인 구성 및 동작을 상세히 설명한다.

도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(300)의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 10을 설명함에 있어 도 4에서 전술한 것과 중복되는 내용은 설명을은 생략한다.

도 10에 따르면, 디스플레이 모듈(300)은 서브 픽셀 회로(110) 및 무기 발광 소자(120)를 포함하는 디스플레이 패널(100), 및 구동부(200)를 포함한다.

디스플레이 패널(100)은 후술할 바와 같이, 글래스 상에 서브 픽셀 회로(110)가 형성되고, 서브 픽셀 회로(110) 상에 무기 발광 소자(120)가 배치되는 구조를 가질 수 있다. 한편, 도 10에서는 설명의 편의를 위해 디스플레이 패널(100)에 포함된 하나의 서브 픽셀 관련 구성만을 도시하였으나, 전술한 디스플레이 패널(100)의 서브 픽셀 마다 서브 픽셀 회로(110) 및 무기 발광 소자(120)가 마련됨은 물론이다.

무기 발광 소자(120)는 서브 픽셀 회로(110)와 전기적으로 연결되도록 서브 픽셀 회로(110)상에 실장되고, 서브 픽셀 회로(110)로부터 제공되는 구동 전류에 기초하여 빛을 발광할 수 있다.

무기 발광 소자(120)는 디스플레이 패널(100)의 서브 픽셀(20-1 내지 20-3)을 구성하며, 발광하는 빛의 색상에 따라 복수의 종류가 있을 수 있다. 예를 들어, 무기 발광 소자(120)는 적색 색상의 빛을 발광하는 적색(R) 무기 발광 소자, 녹색 색상의 빛을 발광하는 녹색(G) 무기 발광 소자 및 청색 색상의 빛을 발광하는 청색(B) 무기 발광 소자가 있을 수 있다.

따라서, 전술한 서브 픽셀의 종류는 무기 발광 소자(120)의 종류에 따라 결정될 수 있다. 즉, R 무기 발광 소자는 R 서브 픽셀(20-1)을, G 무기 발광 소자는 G 서브 픽셀(20-2)을, 그리고, B 무기 발광 소자는 B 서브 픽셀(20-3)을 구성할 수 있다.

여기서, 무기 발광 소자(120)는, 유기 재료를 이용하여 제작되는 OLED(Organic Light Emitting Diode)와는 다른, 무기 재료를 이용하여 제작되는 발광 소자를 의미한다.

특히, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 무기 발광 소자(120)는, 100 마이크로미터(μm) 이하 크기를 갖는 마이크로 발광 다이오드(마이크로 LED 또는 μLED)일 수 있다.

각 서브 픽셀이 마이크로 LED로 구현된 디스플레이 패널을 마이크로 LED 디스플레이 패널한다. 마이크로 LED 디스플레이 패널은 평판 디스플레이 패널 중 하나로, 각각 100 마이크로미터 이하인 복수의 무기 발광 다이오드(inorganic LED)로 구성된다. 마이크로 LED 디스플레이 패널은 백라이트가 필요한 액정 디스플레이(LCD) 패널에 비해 더 나은 대비, 응답 시간 및 에너지 효율을 제공한다. 한편, 유기 발광 다이오드(organic LED, OLED)와 마이크로 LED는 모두 에너지 효율이 좋지만, 마이크로 LED가 밝기, 발광 효율, 수명 측면에서 OLED보다 더 나은 성능을 제공한다.

무기 발광 소자(120)는, 서브 픽셀 회로(110)로부터 제공되는 구동 전류의 크기(magnitude) 또는 구동 전류의 펄스 폭(Pulse Width)에 따라 상이한 밝기의 계조 값을 표현할 수 있다. 여기서, 구동 전류의 펄스 폭은 구동 전류의 듀티비(Duty Ratio) 또는 구동 전류의 구동 시간(Duration)이라 불리울 수도 있다.

예를 들어, 무기 발광 소자(120)는 구동 전류의 크기가 클수록 더 밝은 계조 값을 표현할 수 있다. 또한, 무기 발광 소자(120)는 구동 전류의 펄스 폭이 길수록(즉, 듀티비가 높을수록 또는 구동 시간이 길수록) 더 밝은 계조 값을 표현할 수 있다.

서브 픽셀 회로(110)는 무기 발광 소자(120)로 구동 전류를 제공한다. 구체적으로, 서브 픽셀 회로(110)는 구동부(200)로부터 인가되는 데이터 전압(예를 들어, 정전류원 전압, PWM 데이터 전압), 구동 전압(예를 들어, 제 1 구동 전압, 제 2 구동 전압) 및 각종 제어 신호에 기초하여, 크기 및 구동 시간이 제어된 구동 전류를 무기 발광 소자(120)로 제공할 수 있다.

즉, 서브 픽셀 회로(110)는 무기 발광 소자(120)를 PAM(Pulse Amplitued Modulation) 및/또는 PWM(Pulse Width Modulation) 구동하여 무기 발광 소자(120)가 발광하는 빛의 밝기를 제어할 수 있다.

이를 위해, 서브 픽셀 회로(110)는, 인가되는 정전류원 전압에 기초하여 무기 발광 소자(120)로 일정한 크기의 정전류를 제공하기 위한 정전류원(Constant Current Generator) 회로(112), 및 정전류원 회로(112)에서 제공되는 정전류를 인가된 PWM 데이터 전압에 대응되는 시간 동안 무기 발광 소자(120)로 제공하기 위한 PWM 회로(111)를 포함할 수 있다. 여기서는, 무기 발광 소자(120)로 제공되는 정전류가 전술한 구동 전류가 된다.

한편, 전술한 구동부(200)의 각종 회로들은 마이크로 또는 나노 크기의 IC(Integrated Circuit)로 구현될 수 있으며, 디스플레이 패널(110)에서 무기 발광 소자(120)가 실장되는 실장면 방향에 실장되거나, 또는 실장면의 반대면 방향에 실장되거나, 또는 실장면의 반대면에 연결된 필름형 기판에 실장될 수 있다.

한편, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 구동부(200)는 디스플레이 패널(100)의 모든 정전류원 회로(112)에 동일한 정전류원 전압을 인가할 수 있다. 따라서, 정전류원 회로(112)를 통해 동일한 크기의 구동 전류(즉, 정전류)가 무기 발광 소자(120)로 제공된다. 이에 따라, 구동 전류의 크기 변화에 따른 LED의 파장 변화 문제가 해결될 수 있다.

또한, 구동부(200)는 디스플레이 패널(100)의 각 PWM 회로(111)에 각 서브 픽셀의 계조값에 대응되는 PWM 데이터 전압을 인가할 수 있다. 따라서, PWM 회로(111)을 통해 각 서브 픽셀의 무기 발광 소자(120)로 제공되는 구동 전류(즉, 정전류)의 구동 시간이 제어될 수 있다. 이에 따라, 영상의 계조가 표현될 수 있다.

한편, 하나의 디스플레이 모듈(300)에는 동일한 정전류원 전압이 인가되지만, 다른 디스플레이 모듈(300)에는 다른 정전류원 전압이 인가될 수 있음은 물론이다. 따라서, 복수의 디스플레이 모듈이 연결되어 하나의 대형 디스플레이 장치가 구성되는 경우 발생할 수 있는 디스플레이 모듈 간의 밝기 편차나 색상 편차가 정전류원 전압 조정을 통해 보상될 수 있다.

이상에서, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 디스플레이 모듈(300)은, 단일 단위로 웨어러블 기기(wearable device), 포터블 기기(portable device), 핸드헬드 기기(handheld device) 및 디스플레이가 필요한 각종 전자 제품이나 전장 제품에 적용될 수 있다.

또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 디스플레이 모듈(300)은, 복수의 디스플레이 모듈(300)의 조립 배치를 통해, 퍼스널 컴퓨터(personal computer)용 모니터, TV 등과 같은 소형 디스플레이 장치 및 디지털 사이니지(digital signage), 전광판(electronic display) 등과 같은 대형 디스플레이 장치에 적용될 수도 있다.

도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 회로의 구성도이다. 도 11에 따르면, 서브 픽셀 회로(110)는, PWM 회로(111), 정전류원 회로(112), 제 1 스위칭 트랜지스터(T10) 및 제 2 스위칭 트랜지스터(T15)를 포함한다.

정전류원 회로(112)는, 제 1 구동 트랜지스터(T8)을 포함하고, 제 1 구동 트랜지스터(T8)의 소스 단자 및 게이트 단자 사이에 인가된 전압에 기초하여 일정한 크기를 갖는 정전류를 무기 발광 소자(120)로 제공한다.

구체적으로, 데이터 설정 구간에서 구동부(200)로부터 정전류원 전압이 인가되면, 정전류원 회로(112)는 제 1 구동 트랜지스터(T8)의 문턱 전압이 보상된 정전류원 전압을 제 1 구동 트랜지스터(T8)의 게이트 단자(B)에 인가할 수 있다.

디스플레이 패널(100)의 서브 픽셀들에 포함된 제 1 구동 트랜지스터(T8)들 간에는 문턱 전압의 차이가 존재할 수 있다. 이 경우, 각 서브 픽셀의 정전류원 회로(112)는 동일한 정전류원 전압이 인가되더라도 제 1 구동 트랜지스터(T8)의 문턱 전압의 차이만큼 상이한 크기의 구동 전류를 무기 발광 소자(120)로 제공하게 되며, 이는 영상의 얼룩 등으로 나타나게 된다. 따라서, 디스플레이 패널(100)에 포함된 제 1 구동 트랜지스터(T8)들의 문턱 전압 편차가 보상될 필요가 있다.

이를 위해, 정전류원 회로(112)는 내부 보상부(12)를 포함한다. 구체적으로, 정전류원 회로(112)는, 정전류원 전압이 인가되면, 내부 보상부(12)를 통해 정전류원 전압 및 제 1 구동 트랜지스터(T8)의 문턱 전압에 기초한 제 1 전압을 제 1 구동 트랜지스터(T8)의 게이트 단자(B)에 인가할 수 있다.

이후, 발광 구간에서 정전류원 회로(112)는, 제 1 구동 트랜지스터(T8)의 소스 단자에 인가된 제 1 구동 전압과 제 1 구동 트랜지스터(T8)의 게이트 단자에 인가된 상기 제 1 전압에 기초한 크기의 정전류를, 온된 제 1 구동 트랜지스터(T8)를 통해 무기 발광 소자(120)로 제공할 수 있다.

이에 따라, 정전류원 회로(112)는, 제 1 구동 트랜지스터(T8)의 문턱 전압과 무관하게, 인가된 정전류원 전압에 대응되는 크기의 구동 전류를 무기 발광 소자(120)로 제공할 수 있게 된다.

한편, 도 11에 도시된 바와 같이, 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)는, 소스 단자가 제 1 구동 트랜지스터(T8) 드레인 단자에 연결되고, 드레인 단자가 제 2 스위칭 트랜지스터(T15)의 소스 단자에 연결된다. 또한, 제 2 스위칭 트랜지스터(T15)는, 소스 단자가 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)의 드레인 단자에 연결되고, 드레인 단자가 무기 발광 소자(120)의 애노드 단자에 연결된다. 따라서, 제 1 스위칭 트랜지스터(T10) 및 제 2 스위칭 트랜지스터(T15)가 온된 상태에서 정전류가 무기 발광 소자(120)로 제공되게 됨은 물론이다.

PWM 회로(111)는 제 2 구동 트랜지스터(T3)를 포함하며, 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)의 온/오프 동작을 제어하여 정전류가 무기 발광 소자(120)를 흐르는 시간을 제어한다.

구체적으로, 데이터 설정 구간에서 구동부(200)로부터 PWM 데이터 전압이 인가되면, PWM 회로(111)는 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압이 보상된 PWM 데이터 전압을 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 게이트 단자(A)에 인가할 수 있다.

전술한 제 1 구동 트랜지스터(T8)들 간의 문턱 전압 편차로 인한 문제는, 제 2 구동 트랜지스터(T3)에 관하여서도 동일하게 발생할 수 있으므로, PWM 회로(111) 역시 내부 보상부(11)를 포함하는 것을 볼 수 있다.

따라서, PWM 회로(111)는 PWM 데이터 전압이 인가되면, 내부 보상부(11)를 통해, PWM 데이터 전압 및 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압에 기초한 제 2 전압을 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 게이트 단자(A)에 인가할 수 있다.

이후, 발광 구간에서 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 게이트 단자에 인가된 제 2 전압 및 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 소스 단자에 인가된 제 2 구동 전압에 기초하여 제 2 구동 트랜지스터(T3)가 온되면, PWM 회로(111)는 제 2 구동 전압을 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)의 게이트 단자에 인가하여 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)를 오프시킴으로써 정전류가 무기 발광 소자(120)를 흐르는 시간을 제어할 수 있다.

이때, 제 2 구동 트랜지스터(T3)는, PWM 회로(111)에 인가된 스윕 전압에 따라 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 게이트 단자에 인가된 제 2 전압이 변화하여, 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 게이트 단자 및 소스 단자 사이의 전압이 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압이 되면, 온되게 된다. 여기서, 스윕 전압은, 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 게이트 단자의 전압을 선형 변화시키기 위해 구동부(200)에서 인가되는 전압으로, 삼각파 등과 같이 선형적으로 변화하는 신호일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다

이에 따라, PWM 회로(111)는, 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압과 무관하게, 인가된 PWM 데이터 전압에 대응되는 시간 동안에만 정전류가 무기 발광 소자(120)를 흐르도록 할 수 있다.

한편, PWM 회로(111)는 리셋부(13)를 포함한다. 리셋부(13)는 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)를 강제로 온 시키기 위한 위한 구성이다. 전술한 바와 같이, 정전류가 무기 발광 소자(120)를 흘러 무기 발광 소자(120)가 발광하기 위해서는 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)가 온된 상태이어야 한다. 따라서, 리셋부(13)의 동작을 통해 복수의 발광 구간 각각의 시작 시점에서 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)는 온된 상태가 될 수 있다.

제 2 스위칭 트랜지스터(T15)는, 구동부(200)의 제어 신호(후술될 Emi_PAM)에 따라 온/오프된다. 제 2 스위칭 트랜지스터(T15)의 온/오프 타이밍은 블랙 계조의 구현과 관계가 있으며, 이에 관한 자세한 내용은 후술한다.

한편, 제 1 구동 전압은, 발광 구간에서 정전류원 회로(112)가 무기 발광 소자(120)로 구동 전류(즉, 정전류)를 제공할 때 이용되는 전압이고, 제 2 구동 전압은, 데이터 설정 구간에서 서브 픽셀 회로(110)에 데이터 전압(예를 들어, PWM 데이터 전압, 정전류원 전압)을 설정할 때 이용되는 전압이다.

무기 발광 소자(120)에 구동 전류가 흐르는 경우, IR 드랍이 발생하며, 이에 따라, 제 1 구동 전압에는 전압 강하가 발생한다. 그러나, 정확한 계조 표현을 위해서는 서브 픽셀 회로(110)에 정확한 데이터 전압이 설정되어야 하며, 이를 위해서는 서브 픽셀 회로(110)에 인가되는 구동 전압이 안정적이어야 한다.

따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 데이터 설정 구간에서는, PWM 회로(111) 뿐만 아니라, 구동 전류를 제공하는 구성인 정전류원 회로(112)에도 IR 드랍이 없는 제 2 구동 전압이 인가되게 된다.

이하에서는, 도 12 내지 도 23을 통해 본 개시의 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 회로(110)의 구성 및 동작을 보다 자세히 설명한다.

도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 회로(110)의 상세 회로도이다. 도 12를 참조하면, 서브 픽셀 회로(110)는, PWM 회로(111), 정전류원 회로(112), 제 1 스위칭 트랜지스터(T10) 및 제 2 스위칭 트랜지스터(T15)를 포함한다. 이때, 도 11에서 전술한 바와 같이, PWM 회로(111)는 내부 보상부(11) 및 리셋부(13)를 포함하고, 정전류원 회로(1120)는 내부 보상부(12)를 포함하는 것을 볼 수 있다.

한편, 트랜지스터(T17) 및 트랜지스터(T18)는 데이터 설정 구간에서 정전류원 회로(112)에 제 2 구동 전압(VDD_PWM)을 인가하기 위한 회로 구성이다.

트랜지스터(T13)는 후술할 TFT 층에 무기 발광 소자(120)가 실장되어 서브 픽셀 회로(110)와 전기적으로 연결되지 전에, TEST 전압에 따라 온되어 서브 픽셀 회로(110)의 이상 여부를 확인하기 위해 이용되는 회로 구성이다.

도 12에서, VDD_PAM은 제 1 구동 전압(예를 들어, + 10[V])을, VDD_PWM은 제 2 구동 전압(예를 들어, + 10[V])을, VSS는 그라운드 전압(예를 들어, 0[V])을, Vset은 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)를 온 시키기 위한 로우 전압(예를 들어, - 3[V])을 나타낸다. VDD_PAM, VDD_PWM, VSS, Vset 및 Test 전압들은 전술한 구동 전압 제공 회로로부터 인가될 수 있다.

VST(n)은 A 노드 및 B 노드의 전압을 초기화하기 위해 서브 픽셀 회로(110)의에 인가되는 신호를 낸다.

SP(n)은 데이터 전압을 설정하기 위해 서브 픽셀 회로(110)에 인가되는 신호를 나타낸다.

SET(n)은 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)을 온시키기 위해 PWM 회로(111)의 리셋부(13)에 인가되는 신호를 나타낸다.

Emi_PWM(n)은 트랜지스터(T1) 및 트랜지스터(T5)를 온시켜 제 2 구동 전압(VDD_PWM)을 PWM 회로(111)에 인가하고, 트랜지스터(T6) 및 트랜지스터(T16)을 온시켜 제 1 구동 전압(VDD_PAM)을 정전류원 회로(112)에 인가하기 위한 신호를 나타낸다.

Sweep(n)은 스윕 전압을 나타낸다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 스윕 전압은, 선형적으로 감소하는 전압일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 서브 픽셀 회로(110)에 포함된 트랜지스터들이 NMOS로 구현되는 경우, 선형적으로 증가하는 전압이 스윕 전압으로 이용될 수 있을 것이다. 한편, 스윕 전압은 발광 구간마다 동일한 형태로 반복하여 인가될 수 있다.

Emi_PAM(n)은 제 2 스위칭 트랜지스터(T15)를 온시키기 위한 신호를 나타낸다.

이상의 신호들에서, n은 n번째 로우 라인을 나타낸다. 전술한 바와 같이, 구동부(200)는 로우 라인(또는 스캔 라인 또는 게이트 라인) 별로 디스플레이 패널(110)을 구동하게 되는 바, 전술한 제어 신호들(VST(n), SP(n), SET(n), Emi_PWM(n), Sweep(n) 및 Emi_PAM(n))은, n번째 로우 라인에 포함된 모든 서브 픽셀 회로(110)들에, 후술할 도 13과 같은 순서로 동일하게 인가된다.

따라서, 상술한 제어 신호들은 스캔 신호들 또는 게이트 신호들이라고 불리울 수 있으며, 전술한 게이트 드라이버로부터 인가될 수 있다.

Vsig(m)_R/G/B는 m번째 컬럼 라인에 포함된 픽셀의 R, G, B 서브 픽셀 각각에 대한 PWM 데이터 전압을 나타낸다. 구체적으로는, 상술한 게이트 신호들이 n번째 로우 라인에 대한 신호이므로, 도 12에 도시된 Vsig(m)_R/G/B는 n번째 로우 라인과 m번째 컬럼 라인이 교차하는 곳에 배치된 특정 픽셀의 R, G, B 서브 픽셀 각각에 대한 PWM 데이터 전압이 시분할 멀티플렉싱되어 인가되는 것을 나타낸다.

이때, Vsig(m)_R/G/B는 전술한 데이터 드라이버로부터 인가될 수 있다. 또한, Vsig(m)_R/G/B는 예를 들어 +10[V](블랙) 내지 +15[V](풀화이트) 사이의 전압이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 도 12에 도시된 서브 픽셀 회로(110)는 R, G, B 서브 픽셀 중 어느 하나의 서브 픽셀(예를 들어, R 서브 픽셀)에 대응되는 것이므로, 서브 픽셀 회로(110)에는 시분할 멀티플렉싱된 PWM 데이터 전압들 중 R 서브 픽셀에 대한 PWM 데이터 전압만이 먹스 회로(미도시)를 통해 선택되어 인가되게 된다.

VPAM_R/G/B는 디스플레이 패널(100)에 포함된 R, G, B 서브 픽셀 각각에 대한 정전류원 전압을 나타낸다. 전술한 바와 같이, 디스플레이 패널(100)에는 동일한 정전류원 전압이 인가될 수 있다.

그러나, 여기서 정전류원 전압이 동일하다고 함은, 디스플레이 패널(100)에 포함된 동일한 종류의 서브 픽셀들에 대해 동일한 정전류원 전압이 인가된다는 것이지, R, G, B와 같이 서로 다른 종류의 서브 픽셀에 대해서까지 모두 동일한 정전류원 전압이 인가된다는 의미는 아니다. R, G, B 서브 픽셀은 서브 픽셀의 종류에 따라 특성이 상이하기 때문이다. 따라서, 서브 픽셀의 종류 별로 정전류원 전압이 달라질 수 있다.

한편, 이 경우에도 같은 종류의 서브 픽셀에는, 컬럼 라인이나 로우 라인과 무관하게, 동일한 정전류원 전압이 인가된다. 따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 정전류원 전압은, PWM 데이터 전압과 달리, 데이터 드라이버를 이용하지 않고, 구동 전압 제공 회로로부터 직접 서브 픽셀의 종류별로 인가될 수 있다.

즉, 동일한 종류의 서브 픽셀에는 컬럼 라인이나 로우 라인과 무관하게 동일한 전압이 인가되면 되므로, DC 전압이 정전류원 전압으로 이용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, R, G, B 서브 픽셀 각각에 대응되는 3 종류의 DC 전압들(예를 들어, +5.1[V], +4.8[V], +5.0[V])이, 구동 전압 회로부터 디스플레이 패널(100)의 R, G, B 서브 픽셀 회로들 각각에 개별적으로 직접 인가될 수 있다. 이 경우, 먹스 회로도 필요 없게 된다.

한편, 실시 예에 따라, 서로 다른 종류의 서브 픽셀에 동일한 정전류원 전압을 사용하는 것이 더 좋은 특성을 나타내는 경우에는, 서로 다른 종류의 서브 픽셀들에 동일한 정전류원 전압이 인가될 수도 있을 것이다.

도 13은 도 12에서 전술한 게이트 신호들에 대한 타이밍도이다.

도 13에서 VST(n) 및 SP(n)(①)은 서브 픽셀 회로(110)의 데이터 설정 동작과 관련되고, Emi_PWM(n), SET(n), Emi_PAM(n) 및 Sweep(n)(②)은 서브 픽셀 회로(110)의 발광 동작과 관련된다.

전술한 바와 같이, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 하나의 영상 프레임 구간 동안, 각 로우 라인에 대해, 데이터 설정 구간은 한번 진행되고, 발광 구간은 복수 회 진행된다.

따라서, ① 신호들은 디스플레이 패널(100)의 각 로우 라인에 하나의 영상 프레임 당 1회 인가되게 되며, ② 신호들은 디스플레이 패널(100)의 각 로우 라인에 하나의 영상 프레임 당 복수 회 인가되게 된다.

도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널(100)을 하나의 영상 프레임 구간 동안 구동하기 위한 각종 신호들의 타이밍도이다. 도 14에서는 디스플레이 패널(100)이 270개의 로우 라인을 포함하는 경우를 예로 들었다.

참조 번호 1-①, 2-① 내지 270-①에서 보는 바와 같이, 데이터 설정 동작을 위한 게이트 신호들(VST(n), SP(n))은 1 프레임 동안 로우 라인 순으로 각 로우 라인에 대해 1회 인가되고, 참조 번호 1-②, 2-② 내지 270-②에서 보는 바와 같이, 발광 동작을 위한 게이트 신호들(Emi_PWM(n), SET(n), Emi_PAM(n) 및 Sweep(n))은 각 로우 라인에 복수 회 인가되는 것을 볼 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 하나의 영상 프레임 구간 동안 디스플레이 패널(100)의 전체 로우 라인에서 진행되는 발광 구간들 중, 일부 발광 구간들(예를 들어, 도 6에서, 데이터 설정 구간들을 잇는 라인을 기준으로 위쪽의 발광 구간들)은 상기 하나의 영상 프레임 구간 동안 인가된 데이터 전압에 기초하여 진행되고, 나머지 발광 구간들(예를 들어, 도 6에서, 데이터 설정 구간들을 잇는 라인을 기준으로 아래쪽의 발광 구간들)은 상기 하나의 영상 프레임 구간 이전의 영상 프레임 구간 동안 인가된 데이터 전압에 기초하여 진행된다.

이와 관련하여, 도 14에 도시된 게이트 신호들에 의한 발광 동작 중에서는 참조 번호 14의 게이트 신호들에 의한 발광 동작이, 이전 영상 프레임 구간에서 인가된 데이터 전압에 기초한 발광 동작이 됨을 알 수 있다.

이하에서, 도 15 내지 도 23을 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 회로(110)의 구체적인 동작을 자세히 설명한다.

도 15는 도 13에 도시된 게이트 신호들 중 VST(n) 신호에 따른 서브 픽셀 회로(110)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

데이터 설정 구간이 시작되면, 구동부(200)는 먼저, 정전류원 회로(112)에 포함된 제 1 구동 트랜지스터(T8) 및 PWM 회로(111)에 포함된 제 2 구동 트랜지스터(T3)를 온 시킨다.

이를 위해, 구동부(200)는 도 15에 도시된 바와 같이, VST(n) 신호를 통해 로우 전압(예를 들어, -3[V])을 서브 픽셀 회로(110)에 인가한다.

이에 따라, 온된 트랜지스터(T12)를 통해 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 게이트 단자(이하, A 노드라 한다.)에 로우 전압이 인가되면, 제 2 구동 트랜지스터(T3)가 온된다. 또한, 온된 트랜지스터(T11)을 통해 제 1 구동 트랜지스터(T8)의 게이트 단자(이하, B 노드라 한다.)에 로우 전압이 인가되면, 제 1 구동 트랜지스터(T8)가 온된다.

한편, VST(n) 신호를 통해 로우 전압(예를 들어, -3[V])이 서브 픽셀 회로(110)에 인가되면, 트랜지스터(T18)도 함께 온되는데, 온된 트랜지스터(T18)을 통해 VDD_PWM(이하, 제 2 구동 전압(예를 들어, +10[V])이라 한다.)이, 일단이 B 노드에 연결된 캐패시터(C2)의 타단에 인가된다. 이때, 제 2 구동 전압은, 이후 SP(n) 신호에 따라 진행될 데이터 전압 설정을 위한 기준 전위가 된다.

도 16은 도 13에 도시된 게이트 신호들 중 SP(n) 신호에 따른 서브 픽셀 회로(110)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

데이터 설정 구간에서, VST(n) 신호를 통해 제 1 구동 트랜지스터(T8) 및 제 2 구동 트랜지스터(T3)가 온되면, 구동부(200)는 A 노드 및 B 노드에 데이터 전압을 각각 입력한다.

이를 위해, 구동부(200)는 도 16에 도시된 바와 같이, SP(n) 신호를 통해 로우 전압을 서브 픽셀 회로(110)에 인가한다.

SP(n) 신호를 통해 로우 전압이 서브 픽셀 회로(110)에 인가되면, PWM 회로(111)의 트랜지스터(T2) 및 트랜지스터(T4)가 온된다. 이에 따라, 온된 트랜지스터(T2), 온된 상태의 제 2 구동 트랜지스터(T3) 및 온된 트랜지스터(T4)를 통해, A 노드에 PWM 데이터 전압(Vsig(m)_R/G/B))이 인가될 수 있다.

이때, A 노드에는, 구동부(200)에서 인가되는 PWM 데이터 전압이 그대로 설정되는 것이 아니라, 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압이 보상된 PWM 데이터 전압(즉, PWM 데이터 전압과 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압을 합한 전압)이 설정되게 된다.

구체적으로, SP(n) 신호에 따라 트랜지스터(T2) 및 트랜지스터(T4)가 온되면, 트랜지스터(T2)의 소스 단자에 인가된 PWM 데이터 전압이 내부 보상부(11)로 입력된다. 이때, 제 2 구동 트랜지스터(T3)는 VST(n) 신호를 통해 완전히 턴-온(fully turn-on)된 상태이므로, 입력된 PWM 데이터 전압은, 트랜지스터(T2), 제 2 구동 트랜지스터(T3) 및 트랜지스터(T4)를 차례로 지나면서 A 노드에 입력되기 시작한다. 즉, A 노드의 전압이 로우 전압으로부터 상승하기 시작한다.

그러나, A 노드의 전압은 입력된 PWM 데이터 전압까지 상승하지 못하고, PWM 데이터 전압 및 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압의 합에 해당하는 전압까지만 상승하게 된다. 이는, PWM 데이터 전압이 내부 보상 회로(11)로 입력되기 시작하는 시점에는 A 노드의 전압이 충분히 낮은 상태(예를 들어, -3[V])여서 제 2 구동 트랜지스터(T3)가 완전히 턴-온(fully turn-on)되므로, 전류가 충분히 흘러 A 노드의 전압이 원활히 상승하지만, A 노드의 전압이 상승할수록 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 게이트 단자(A 노드) 및 소스 단자 사이의 전압 차이가 줄어들면서 전류의 흐름이 감소하게 되며, 결국 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 게이트 단자 및 소스 단자 간의 전압 차이가 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압에 도달하면, 제 2 구동 트랜지스터(T3)가 오프되어 전류의 흐름이 멈추게 되기 때문이다.

즉, 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 소스 단자에는 온된 트랜지스터(T2)를 통해 PWM 데이터 전압이 인가되고 있으므로, PWM 데이터 전압과 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압을 합한 전압까지만 A 노드의 전압이 상승하게 되는 것이다.

한편, SP(n) 신호를 통해 로우 전압을 서브 픽셀 회로(110)에 인가되면, 정전류원 회로(111)의 트랜지스터(T7) 및 트랜지스터(T9)도 온된다. 이에 따라, 온된 트랜지스터(T7), 온된 상태의 제 1 구동 트랜지스터(T8) 및 온된 트랜지스터(T9)를 통해, B 노드에 정전류원 전압(VPAM_R/G/B)이 인가될 수 있다.

이때, B 노드에는, 구동부(200)에서 인가되는 정전류원 전압이 그대로 설정되는 것이 아니라, A 노드에 관한 설명에서 전술한 것과 같은 이유로, 제 1 구동 트랜지스터(T8)의 문턱 전압이 보상된 PWM 데이터 전압(즉, 정전류원 전압과 제 1 구동 트랜지스터(T8)의 문턱 전압을 합한 전압)이 설정되게 된다.

한편, SP(n) 신호를 통해 로우 전압이 서브 픽셀 회로(110)에 인가되면, 트랜지스터(T17)도 함께 온되는데, 온된 트랜지스터(T17)을 통해 제 2 구동 전압이 캐패시터(C)의 상기 타단에 인가되므로, A 노드 및 B 노드에 인가된 각 데이터 전압의 기준 전위가 유지되게 된다.

도 17은 도 13에 도시된 게이트 신호들 중 SET(n) 신호에 따른 서브 픽셀 회로(110)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 특히, 도 17은 하나의 로우 라인에 대해 데이터 설정 구간 진행 후 진행되는 첫 번째 발광 구간에서 SET(n) 신호에 따른 서브 픽셀 회로(110)의 동작을 도시하고 있다.

정전류원 회로(112) 및 PWM 회로(111)에 각 데이터 전압의 설정이 완료되면, 구동부(200)는, 무기 발광 소자를 발광시키기 위해, 먼저 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)를 온시킨다.

이를 위해, 구동부(200)는 도 17에 도시된 바와 같이, SET(n) 신호를 통해 로우 전압을 서브 픽셀 회로(110)(구체적으로는, PWM 회로(111)의 리셋부(13))에 인가한다.

이에 따라, 온된 트랜지스터(T14)를 통해 Vset 전압이 캐패시터(C3)에 충전된다. 전술한 바와 같이, Vset은 로우 전압(예를 들어, - 3[V])이므로, Vset 전압이 캐패시터(C3)에 충전되면, 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)의 게이트 단자(이하, C 노드라 한다.)에는 로우 전압이 인가되어 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)는 온되게 된다.

한편, Emi_PWM(n) 신호가 인가되기 전까지 리셋부(13)는 나머지 회로 구성들과 독립적으로 동작하므로, SET(n) 신호를 통해 인가되는 로우 전압은, 실시 예에 따라 도 13 등에 도시된 시점보다 먼저 인가되어도 무방하다.

도 18은 도 13에 도시된 게이트 신호들 중 Emi_PWM(n), Emi_PAM(n), Sweep(n) 신호에 따른 서브 픽셀 회로(110)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

SET(n) 신호를 통해 C 노드에 로우 전압이 인가되어 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)가 온되면, 구동부(200)는 A 노드 및 B 노드에 설정된 전압에 기초하여 무기 발광 소자(120)를 발광시킨다.

이를 위해, 구동부(200)는 Emi_PWM(n) 및 Emi_PAM(n) 신호를 통해 로우 전압을 서브 픽셀 회로(110)에 인가하고, Sweep(n) 신호를 통해 스윕 전압을 서브 픽셀 회로(110)에 인가한다.

먼저, 구동부(200)에서 인가되는 신호들에 따른 정전류원 회로(112)의 동작을 설명하면 아래와 같다.

정전류원 회로(112)는 B 노드에 설정된 전압에 기초하여 무기 발광 소자(120)로 정전류를 제공한다.

구체적으로, Emi_PWM(n) 및 Emi_PAM(n) 신호를 통해 게이트 단자에 로우 전압이 인가되므로, 트랜지스터(T6) 및 제 2 스위칭 트랜지스터(T15)는 온된다. 한편, 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)는 전술한 바와 같이, SET(n) 신호에 따라 온된 상태이다. 또한, 전술한 바와 같이 B 노드에 정전류원 전압(예를 들어, +5[V]) 및 제 1 구동 트랜지스터(T8)의 문턱 전압을 합한 전압이 인가된 상태에서, Emi_PWM(n) 신호에 따라 온된 트랜지스터(T6)를 통해 제 1 구동 트랜지스터(T8)의 소스 단자에 VDD_PAM(이하, 제 1 구동 전압(예를 들어, +10[V])이라 한다.)이 인가되므로, 제 1 구동 트랜지스터(T8)의 게이트 단자 및 소스 단자 사이에는 제 1 구동 트랜지스터(T8)의 문턱 전압 미만의 전압이 전압이 인가되게 되어, 제 1 구동 트랜지스터(T8) 역시 온된다.(참고로, PMOSFET의 경우 문턱 전압은 음의 값을 가지며, 게이트 단자와 소스 단자 사이에 문턱 전압 미만의 전압이 인가되면 온되고, 문턱 전압을 초과하는 전압이 인가되면 오프된다.)

따라서, 온된, 트랜지스터(T6), 제 1 구동 트랜지스터(T8), 제 1 스위칭 트랜지스터(T10) 및 제 2 스위칭 트랜지스터(T15)를 통해 제 1 구동 전압이 무기 발광 소자(120)의 애노드 단자에 인가되며, 무기 발광 소자(120)의 양 단에는 순방향 전압(Vf)을 초과하는 전위차가 발생하게 된다. 이에 따라, 구동 전류(즉, 정전류)가 무기 발광 소자(120)를 흘게 되며 무기 발광 소자(120)는 발광을 시작한다. 이때, 무기 발광 소자(120)를 발광시키는 구동 전류(즉, 정전류)의 크기는 정전류원 전압에 대응되는 크기를 갖는다.

한편, 발광 구간에서는 무기 발광 소자(120)로 구동 전류가 제공되어야 하므로, 정전류원 회로(112)로 인가되는 구동 전압이 제 2 구동 전압에서 제 1 구동 전압으로 변경된다. 구체적으로, 도 18에 도시된 바와 같이, Emi_PWM(n) 신호에 따라 로우 전압이 트랜지스터(T6) 및 트랜지스터(T16)에 인가되면, 온된 트랜지스터(T6) 및 트랜지스터(T16)를 통해 제 1 구동 전압이 캐피시터(C2)의 상기 타단에 인가되게 된다.

이때, 도 11에 관한 설명에서 전술한 바와 같이, 무기 발광 소자(120)로 구동 전류가 흐를 때, 트랜지스터(T6) 및 제 1 구동 트랜지스터(T8) 등에서 발생하는 IR 드랍으로 인해 제 1 구동 전압에는 전압 강하가 발생한다.

그러나, 제 1 구동 전압에 전압 강하가 일어나더라도 제 2 구동 전압과 제 1 구동 전압의 차이에 해당하는 전압만큼 커플링되어 B 노드의 전압도 함께 강하되게 되므로, 제 1 구동 전압의 전압 강하량(즉, IR 드랍량)과 무관하게 제 1 구동 트랜지스터(T8)의 게이트 단자 및 소스 단자 사이의 전압은 항상 동일하게 유지됨을 알 수 있다. 따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 회로(110)에 의하면, 제 1 구동 전압의 전압 강하가 보상되어 아무런 문제가 없음을 알 수 있다.

다음으로, 구동부(200)에서 인가되는 신호들에 따른 PWM 회로(111)의 동작을 설명하면 아래와 같다.

PWM 회로(111)는 A 노드에 설정된 전압에 기초하여 무기 발광 소자(120)의 발광 시간을 제어한다. 구체적으로, PWM 회로(111)는 A 노드에 설정된 전압에 기초하여 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)의 오프 동작을 제어함으로써, 정전류원 회로(112)가 무기 발광 소자(120)로 제공하는 정전류의 구동 시간을 제어할 수 있으며, 이에 따라, 무기 발광 소자(120)의 발광 시간이 제어될 수 있다.

전술한 바와 같이, 정전류원 회로(112)가 무기 발광 소자(120)로 정전류를 제공하면, 무기 발광 소자(120)는 발광을 시작한다.

이때, 도 18을 참조하면, Emi_PWM(n) 신호에 따라 트랜지스터(T1) 및 트랜지스터(T5)가 온되더라도, 제 2 구동 트랜지스터(T3)가 오프된 상태이므로 제 2 구동 전압이 C 노드에 인가되지 않는다. 따라서, 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)는 온된 상태를 유지하며, 정전류가 무기 발광 소자(120)를 흐른다.

구체적으로, Emi_PWM(n) 신호에 따라 트랜지스터(T1)가 온되면, 온된 Emi_PWM(n) 신호에 따라 트랜지스터(T1)를 통해 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 소스 단자에 제 2 구동 전압(예를 들어, +10[V])이 인가된다.

이때, 전술한 바와 같이, +10[V](블랙) 내지 +15[V](풀화이트) 사이의 전압을 PWM 데이터 전압으로 사용하는 경우, 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압을 -1[V]라고 가정할 때, A 노드에는 +9[V](블랙) 내지 +14[V](풀화이트) 사이의 전압이 설정되게 되므로, 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 게이트 단자 및 소스 단자 사이에는 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압(-1[V]) 이상의 전압(-1[V] 내지 +4[V])이 인가되게 된다.

따라서, 블랙 계조에 대응되는 PWM 데이터 전압이 A 노드에 설정된 경우가 아닌한, 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 소스 단자에 제 2 구동 전압이 인가될 때(즉, Emi_PWM(n) 신호에 따라 로우 전압이 서브 픽셀 회로(110)에 인가될 때), 제 2 구동 트랜지스터(T3)는 오프 상태가 되며, 제 2 구동 트랜지스터(T3)가 오프 상태를 유지하는 한 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)는 온된 상태를 유지하므로, 무기 발광 소자(120)는 발광을 유지하게 된다. (한편, 블랙 계조에 대응되는 PWM 데이터 전압이 A 노드에 설정된 경우에는, 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 소스 단자에 제 2 구동 전압이 인가될 때, 제 2 구동 트랜지스터(T3)는 즉시 온된 상태가 된다.)

그러나, A 노드의 전압이 변화하여 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 게이트 단자 및 소스 단자 사이에 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압(-1[V]) 이하의 전압이 인가되게 되면, 제 2 구동 트랜지스터(T3)는 온되고, 제 2 구동 전압이 C노드에 인가되어 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)는 오프되게 된다. 이에 따라, 더 이상 정전류가 무기 발광 소자(120)를 흐르지 못하고, 무기 발광 소자(120)는 발광을 멈추게 된다.

구체적으로, 도 18을 참조하면, Emi_PWM(n) 신호에 따라 로우 전압이 서브 픽셀 회로(110)에 인가될 때, 스윕 전압도 Sweep(n) 신호를 통해 함께 인가되는 것을 볼 수 있다. 이때, 스윕 전압은 +15[V]에서 +10[V]까지 선형적으로 감소하는 전압일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

스윕 전압의 변화는 캐피시터(C1)을 통해 A 노드로 커플링되므로, A 노드의 전압은 스윕 전압의 변화에 따라 변화하게 된다.

A 노드의 전압이 스윕 전압의 변화에 따라 감소하여 제 2 구동 전압 및 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압의 합에 해당하는 전압이 되면(즉, 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 게이트 단자 및 소스 단자 사이에 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압 이하의 전압이 인가되게 되면), 제 2 구동 트랜지스터(T3)는 온된다.

이에 따라, 온된 제 1 트랜지스터(T1), 제 2 구동 트랜지스터(T3) 및 트랜지스터(T5)를 통해 하이 전압인 제 2 구동 전압이 C노드에 인가되어 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)는 오프되게 된다.

이와 같이, PWM 회로(111)는 A 노드에 설정된 전압에 기초하여 무기 발광 소자(120)의 발광 시간을 제어할 수 있다.

도 19는 풀 화이트 계조, 중간 계조 및 블랙 계조에 대응되는 PWM 데이터 전압이 A 노드에 각각 설정된 경우, 서브 픽셀 회로(110)의 각 동작을 도시한 도면이다.

구체적으로, 도 19는 스윕 전압의 변화에 따른 A 노드의 전압의 변화, A 노드의 전압 변화에 따른 제 2 구동 트랜지스터(T3) 온/오프 변화, 제 2 구동 트랜지스터(T3) 온/오프 변화에 따른 C 노드의 전압 변화 및 C 노드의 전압 변화에 따른 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)의 온/오프 변화를 차례로 도시하고 있다.

중간 계조에 대응되는 PWM 데이터 전압이 A 노드에 설정된 경우를 보면, 전술한 바와 같이, A 노드의 전압이 스윕 전압에 따라 변화하여 제 2 구동 전압(VDD_PWM) 및 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압(Vth)의 합에 해당하는 전압이 되기 전까지는, 제 2 구동 트랜지스터(T3)가 오프 상태를 유지하여 C노드에는 Vset 전압이 유지되며, 이에 따라, 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)가 온 상태를 유지하는 것을 볼 수 있다.

그러나, A 노드의 전압이 스윕 전압에 따라 지속적으로 변화하여 제 2 구동 전압(VDD_PWM) 및 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압(Vth)의 합에 해당하는 전압이 된 이후에는, 제 2 구동 트랜지스터(T3)가 온되어 C노드에는 제 2 구동 전압(VDD_PWM)이 인가되며, 이에 따라, 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)는 오프되는 것을 볼 수 있다.

한편, 풀 화이트 계조에 대응되는 PWM 데이터 전압이 A 노드에 설정된 경우에는, 스윕 전압에 따라 A 노드의 전압이 변화하더라도, 발광 구간 동안(구체적으로는, Emi_PWM(n) 신호를 통해 로우 전압이 인가되는 동안) A 노드의 전압이 제 2 구동 전압(VDD_PWM) 및 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압(Vth)의 합에 해당하는 전압 이하로 내려가지 않는 것을 볼 수 있다.

따라서, 풀 화이트 계조에 대응되는 PWM 데이터 전압이 A 노드에 설정된 경우에는, 전체 발광 구간 동안 제 2 구동 트랜지스터(T3)는 오프 상태를 유지하며, 이에 따라, C노드에는 로우 전압인 Vset 전압이 유지되어 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)는 온 상태를 유지하게 된다.

한편, 블랙 계조에 대응되는 PWM 데이터 전압이 A 노드에 설정된 경우에는, 처음부터 A노드의 전압이 제 2 구동 전압(VDD_PWM) 및 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압(Vth)의 합에 해당하는 전압 이하가 되며, 전체 발광 구간에서 제 2 구동 전압(VDD_PWM) 및 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압(Vth)의 합에 해당하는 전압 이하의 값을 갖는다.

따라서, 블랙 계조에 대응되는 PWM 데이터 전압이 A 노드에 설정된 경우에는, 전체 발광 구간 동안 C 노드에 제 2 구동 전압이 인가되며, 이에 따라. 전체 발광 구간 동안 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)는 오프 상태를 유지하게 된다.

한편, 서브 픽셀 회로(110)에 Emi_PWM(n) 및 Emi_PAM(n) 신호를 통한 로우 전압 인가가 완료되고, Sweep(n) 신호에 따른 스윕 전압의 인가가 완료되면, 해당 발광 구간은 종료된다.

이때, 도 18의 참조 번호 18에 도시된 바와 같이, 스윕 전압은, 발광 구간이 종료될 때(구체적으로는, Emi_PWM(n) 신호를 통한 로우 전압의 인가가 완료될 때) 선형 변화하기 전의 전압으로 복원되는 것을 볼 수 있다.

전술한 바와 같이, 스윕 전압의 변화는 캐피시터(C1)을 통해 A 노드로 커플링되므로, 위와 같이 스윕 전압이 복원되면, 스윕 전압에 따라 선형 변화하였던 A 노드의 전압도 함께 복원되게 된다.

따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 제 1 발광 구간 동안 스윕 전압에 따라 선형적으로 변화된 A 노드의 전압은, 다음 발광 구간인 제 2 발광 구간이 시작되기 전에 스윕 전압에 따라 복원된다.

구체적으로는, A 노드의 전압은, 데이터 설정 구간 동안 PWM 데이터 전압과 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압을 합한 전압이 되고, 발광 구간 동안 스윕 전압의 변화에 따라 선형 변화하며, 발광 구간이 종료될 때 스윕 전압의 복원에 따라 PWM 데이터 전압과 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 문턱 전압을 합한 전압으로 다시 복원된다. 이에 따라, 다음 발광 구간에서 동일한 발광 동작이 가능해 진다.

도 20은 하나의 로우 라인에 대한 복수의 발광 구간 중 2번째 이후(second and subsequent) 발광 구간에서 C 노드의 리셋 동작을 설명하기 위한 도면이다.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 전술한 바와 같이 한 영상 프레임 동안 각 로우 라인에 대해 복수의 발광 구간이 진행되게 된다. 이때, 발광 구간 동안 무기 발광 소자(120)가 발광하기 위해서는 도 17 및 도 18에서 전술한 바와 같이, 먼저 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)가 온된 상태가 되어야 한다.

그러나, 도 18에서 전술한 바와 같이, 발광 구간이 진행되면서 C 노드에는 제 2 구동 전압이 인가되어 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)는 오프 상태가 된다. 따라서, 다음 발광 구간이 진행되기 위해서는, C 노드의 전압이 로우 전압으로 리셋될 필요가 있다.

이를 위해, 구동부(200)는, 다음 발광 구간이 시작되면, 도 20에 도시된 바와 같이, SET(n) 신호를 통해 PWM 회로(111)의 리셋부(13)에 로우 전압을 인가한다.

이후 구동부(200)는, 다음 발광 구간 동안, 도 18에서 설명한 것과 동일하게 무기 발광 소자(120)의 발광 동작을 제어할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 하나의 영상 프레임 구간 동안, 각 로우 라인에 대해, 데이터 설정 구간은 한번 진행되고, 발광 구간은 복수 회 진행된다. 따라서, 하나의 로우 라인에 대한 2번째 이후(second and subsequent) 발광 구간에서는 데이터 설정 구간이 진행되지 않으므로, 도 20의 타이밍도에서는, 도 17과 달리, 데이터 설정을 위한 게이트 신호들(VST(n), SP(n))이 도시되지 않은 것을 볼 수 있다.

도 21은 한 프레임 시간 동안 하나의 로우 라인에 포함된 서브 픽셀 회로(110)들에 인가되는 게이트 신호들을 도시한 도면이다.

예를 들어, 하나의 로우 라인에 대해 9번의 발광 구간이 진행되는 실시 예를 가정하면, 구동부(200)는, 도 21에 도시된 바와 같이, 한 프레임 시간 동안 VST(n) 및 SP(n) 신호를 한번 인가하여 한번의 데이터 설정 구간을 진행한다.

이후 구동부(200)는, 첫 번째 진행되는 발광 구간에서 도 17 및 도 18을 통해 전술한 바와 같이 서브 픽셀 회로(110)들을 구동하고, 2 번째 발광 구간부터 9 번째 발광 구간 각각에서 도 20 및 도 18을 통해 전술한 바와 같이 서브 픽셀 회로(110)들을 반복 구동하게 된다.

도 22 및 도 23은 블랙 계조 구현과 관련된 서브 픽셀 회로(110)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 22의 타이밍도를 참조하면, Emi_PWM(n) 신호에 로우 전압이 인가되기 시작하는 시점과 Emi_PAM(n) 신호에 로우 전압이 인가되는 시점에 차이가 있는 것을 볼 수 있다. 이는 도 13 내지 도 18, 도 21 및 도 22에 도시된 게이트 신호들의 타이밍도에서도 마찬가지이다.

이와 같이, Emi_PWM(n) 신호에 로우 전압이 인가되기 시작하는 시점과 Emi_PAM(n) 신호에 로우 전압이 인가되는 시점에 차이를 두는 것은, 블랙 계조를 구현하기 위함이다.

구체적으로, 블랙 계조에 대응되는 데이터 전압이 A 노드에 설정된 경우, 전술한 바와 같이, Emi_PWM(n) 신호를 통해 로우 전압이 인가되는 시점(즉, 제 2 구동 전압이 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 소스 단자에 인가되는 시점)에 제 2 구동 트랜지스터(T3)는 즉시 온 된다.

따라서, 이론적으로는, Emi_PWM(n) 신호를 통해 로우 전압이 인가되는 시점에, 온된 트랜지스터(T1), 제 2 구동 트랜지스터(T3) 및 트랜지스터(T5)를 통해 제 2 구동 전압이 C 노드에 인가되어, 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)는 즉시 오프되어야 한다.(제 1 스위칭 트랜지스터(T10)가 즉시 오프되면, 구동 전류(즉, 정전류)는 무기 발광 소자(120)를 전혀 흐르지 못하고 블랙 계조가 표현되게 된다.)

그러나, 실제로는, 도 23에 도시된 바와 같이, C 노드에 제 2 구동 전압(VDD_PWM)의 충전 시간이 소요되게 되어 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)는 즉시 오프되지 않게 된다. 구체적으로, C 노드에 제 2 구동 전압이 인가되어 충전이 시작된 후 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)를 오프시킬 수 있는 전압이 C 노드에 충전될 때까지, 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)는 온된 상태를 유지하게 되며, 이에 따라, 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)에서 정전류의 누설이 발생하게 된다.

결국, 제 2 스위칭 트랜지스터(T15) 없이 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)와 무기 발광 소자(120)가 직접 연결되는 경우에는, 블랙 계조에 대응되는 데이터 전압이 A 노드에 설정되더라도, 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)에서 누설된 정전류가 일정 시간 무기 발광 소자(120)를 흐르게 되어 정확한 블랙 계조를 구현할 수 없게 된다.

따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)와 무기 발광 소자(120) 사이에 제 2 스위칭 트랜지스터(T15)가 배치될 수 있다. 또한, 구동부(200)는 제 2 구동 트랜지스터(T3)의 소스 단자에 제 2 구동 전압이 인가되는 시점부터 기설정된 시간이 경과한 후에 제 2 스위칭 트랜지스터(T15)가 온되도록 제 2 스위칭 트랜지스터(T15)를 제어할 수 있다. 여기서, 기설정된 시간은, C 노드의 전압이 Vset 전압에서 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)를 오프시킬 수 있는 전압까지 충전되는 시간 이상의 시간일 수 있다.

이 경우, 블랙 계조에 대응되는 데이터 전압이 A 노드에 설정되었음에도 제 1 스위칭 트랜지스터(T10)가 즉시 오프되지 않아 발생하는 누설 전류가, 제 2 스위칭 트랜지스터(T15)에 의해 차단할 수 있다. 이에 따라, 정확한 블랙 계조가 구현될 수 있다.

이하에서는, 도 24a 내지 도 29를 참조하여, 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같은 디스플레이 패널(100)의 구동 방법에 관한 다양한 실시 예들을 설명한다.

도 24a는 도 3b와 같은 방식으로 두 영상 프레임 구간 동안 디스플레이 패널(100)이 구동되는 개념을 도시하고 있다. 도 24a의 각 프레임에서 세로 축은 로우 라인을, 가로 축은 시간을 나타낸다.

도 24a에서 VST는 서브 픽셀 회로(110)의 초기화 동작을 위한 제어 신호를, PWM은 PWM 데이터 전압 설정을 위한 제어 신호를, PAM은 정전류원 전압 설정을 위한 위한 제어 신호를, Emission은 설정된 PWM 데이터 전압 및 정전류원 전압에 기초한 무기 발광 소자의 발광 동작(120)을 위한 제어 신호를 나타낸다.

도 24a에서 각 제어 신호들과 함께 기재되어 있는 "scan"은 해당 제어 신호가 로우 라인 순으로 순차적으로 인가됨을 나타낸다.

도 24a에 따르면, 구동부(200)는 디스플레이 패널(100)의 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 로우 라인 순으로 데이터 전압(PWM 데이터 전압 및 정전류원 전압)을 인가하고, 디스플레이 패널(100)의 각 로우 라인들에 포함된 서브 픽셀들이 상기 인가된 데이터 전압에 기초하여 로우 라인 순으로 발광하도록 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.

이때, 구동부(200)는 전체 로우 라인에 대한 데이터 전압 설정 동작이, 전체 영상 프레임 구간 동안 이루어지도록 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다. 이 경우, 각 로우 라인에서 무기 발광 소자(120)의 발광 동작은 데이터 전압이 설정된 후에 이루어지므로, 도 24a에 도시된 바와 같이 일부 로우 라인들의 발광 동작은 다음 영상 프레임 구간에서 이루어질 수 있다.

도 24b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 회로(110)의 블럭도이고, 도 24c는 도 24b에 도시된 서브 픽셀 회로(110)를 구동하기 위한 각종 제어 신호들의 타이밍도이다.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 구동부(200)는 도 24c에 도시된 바와 같이 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀 회로(110)들을 구동함으로써, 도 24a에 도시된 바와 같이 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.

도 24d는 도 24a에 도시된 바와 같이 디스플레이 패널(100)을 구동하는 경우, 디스플레이 패널(100)에 표시되는 영상을 설명하기 위한 도면이다.

구체적으로, 도 24d는 디스플레이 패널(100)의 각 서브 픽셀에 풀 화이트 계조에 대응되는 PWM 데이터 전압이 설정되는 경우, X 구간 동안 디스플레이 패널(100)의 발광 동작을 도시하고 있다.

도 24d를 참조하면, 전술한 바와 같이, 디스플레이 패널(100)의 각 로우 라인들에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 순차적으로 발광하는 것을 볼 수 있다.

도 25a는 도 3c와 같은 방식으로 두 영상 프레임 구간 동안 디스플레이 패널(100)이 구동되는 개념을 도시하고 있다. 도 25a의 각 프레임에서 세로 축은 로우 라인을, 가로 축은 시간을 나타낸다.

도 25a에서는, 도 24a에 도시된 구동 방식과 달리, 제어 신호 VST 및 제어 신호 PAM가 디스플레이 패널(100)에 로우 라인 순으로 순차적으로 인가되지 않고, 일괄적으로 동시에 인가되는 것을 볼 수 있다. 이에 따라, "scan"이라는 표현도 기재되어 있지 않다.

즉, 도 25a에 도시된 구동 방식에 따르면, 디스플레이 패널(100)의 전체 서브 픽셀 회로(110)들에서 초기화 동작 및 정전류원 전압 설정 동작이 일괄적으로 동시에 수행되게 된다.

한편, PWM 데이터 전압 설정 동작과 발광 동작은 도 24a에 도시된 바와 유사하게 로우 라인 순으로 순차적으로 수행되게 된다. 따라서, 도 25a에 도시된 예에서, 구동부(200)는 디스플레이 패널(100)의 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 로우 라인 순으로 PWM 데이터 전압을 인가하고, 디스플레이 패널(100)의 각 로우 라인들에 포함된 서브 픽셀들이 상기 인가된 데이터 전압에 기초하여 로우 라인 순으로 발광하도록 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.

이때, 구동부(200)는 전체 로우 라인에 대한 데이터 전압 설정 동작 및 발광 동작이, 한 영상 프레임 시간 동안 완료되도록 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다. 이 경우, 도 25a에 도시된 바와 같이 전체 로우 라인들의 발광 동작은 해당 영상 프레임 시간 내에서 완료된다.

도 25b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 회로(110)의 블럭도이고, 도 25c는 도 25b에 도시된 서브 픽셀 회로(110)를 구동하기 위한 각종 제어 신호들의 타이밍도이다.

도 25b 및 도 25c를 보면, 도 24b 및 도 24c와 달리 VST 신호 및 CCG_Scan 신호가 글로벌로 입력되는 것을 확인할 수 있다. 구동부(200)는 도 25c에 도시된 바와 같이 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀 회로(110)들을 구동함으로써, 도 25a에 도시된 바와 같이 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.

도 25d는 도 25a에 도시된 바와 같이 디스플레이 패널(100)을 구동하는 경우, 디스플레이 패널(100)에 표시되는 영상을 설명하기 위한 도면이다.

구체적으로, 도 25d는 디스플레이 패널(100)의 각 서브 픽셀에 풀 화이트 계조에 대응되는 PWM 데이터 전압이 설정되는 경우, X 구간 동안 디스플레이 패널(100)의 발광 동작을 도시하고 있다.

도 25d를 참조하면, 전술한 바와 같이, 디스플레이 패널(100)의 각 로우 라인들에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 순차적으로 발광하는 것을 볼 수 있다. 다만, 도 25a에 도시된 구동 방식의 경우, 전체 로우 라인들의 발광 동작이 해당 영상 프레임 시간 내에서 완료되므로, 도 24d와 달리, 한 영상 프레임 구간에서 인가된 데이터 전압에 기초한 발광 동작이, 다음 영상 프레임 구간까지 이어지지 않는다.

한편, 도 24b 및 도 25b를 참조하면, 서브 픽셀 회로(110)는 스윕 게이팅 트랜지스터(Sweep gating Tr)를 포함하며, 제어 신호 Emi(n)에 따라 스윕 게이팅 트랜지스터가 온된 동안 PWM Sweep 신호가 PWM 회로(111)에 인가됨을 알 수 있다.

이때, PWM Sweep 신호는, 도 24c 및 도 25c에 도시된 바와 같이, 두 전압 사이에서 선형 변화하는 스윕 전압이 반복되는 주기 신호이다.

따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, Emi(n) 신호에 따라 스윕 게이팅 트랜지스터가 온된 동안 PWM Sweep 신호에서 게이팅된 복수의 연속된 스윕 전압이 PWM 회로(111)로 인가되게 된다. 도 26은 이와 같은 스윕 게이팅 동작을 도시하고 있다.

한편, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 데이터 전압에 기초한 무기 발광 소자(120)의 발광 동작은 하나의 스윕 전압 당 한번 이루어지게 되므로, 각 로우 라인에 대한 발광 구간 동안(즉, Emi(n) 신호를 통해 로우 전압이 인가된 동안), 해당 로우 라인에 포함된 무기 발광 소자(120)들은 복수 회 발광하게 됨을 알 수 있다.

도 27a 및 도 27b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 서브 픽셀 회로(110)의 상세 회로도이다.

전술한 스윕 게이팅 방식은, 서브 픽셀 회로(110) 내부에 게이팅 회로를 설계하여 구현될 수도 있고, 외부에 별도의 스윕 게이트 드라이버 회로를 통해 게이팅된 스윕 신호를 입력받도록 구현될 수도 있다.

도 27a는 내부에 스윕 게이팅 회로를 포함하는 서브 픽셀 회로(110)의 일 실시 예를, 도 27b는 스윕 게이트 드라이버로부터 발광 구간에 맞게 게이팅된 스윕 신호를 입력받도록 구성된 서브 픽셀 회로(110)의 일 실시 예를 각각 도시하고 있다.

한편, 복수의 디스플레이 모듈(300)을 결합하여 하나의 대형 디스플레이 장치를 구현하는 경우, 상, 하 디스플레이 모듈의 경계 부분에 영상의 왜곡이 발생할 수 있어 문제가 된다.

도 28a는, 도 24a와 같은 구동 방식에서, 상, 하 디스플레이 모듈의 경계 부분에 발생하는 영상의 왜곡 및 이의 해결 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 28a의 좌측에 도시된 바와 같이, 상, 하 디스플레이 모듈(300)을 도 28a와 같이 그대로 구동하는 경우, 모듈의 경계 부분에 영상의 왜곡이 발생할 수 있다.

따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 구동부(200)는 도 28a의 우측에 도시된 바와 같이, 하측 디스플레이 모듈(300)의 스캔 방향을 반전하여 구동함으로써, 모듈의 경계 부분에 발생하는 영상의 왜곡 현상을 방지할 수 있다.

이때, 스캔 방향은, 로우 라인의 구동 순서를 변경하여(구체적으로는, 게이트 드라이버를 역 구동하여) 반전시킬 수 있다. 따라서, 예를 들어, 디스플레이 모듈(300)이 270개의 로우 라인으로 구성된 경우, 구동부(200)는 상측 디스플레이 모듈(300)은 제 1 로우 라인부터 순차적으로 제 270 로우 라인까지 구동하고, 하측 디스플레이 모듈(300)은 제 270 로우 라인부터 순차적으로 제 1 로우 라인까지 구동함으로써, 모듈의 경계 부분에 발생하는 영상의 왜곡 현상을 방지할 수 있다.

한편, 좌, 우 디스플레이 모듈의 경계 부분에서는 동일한 로우 라인이 같은 시간에 구동되므로, 영상의 왜곡이 발생하지 않는다.

도 28b는 도 25a와 같은 구동 방식에서 상, 하 디스플레이 모듈의 경계 부분에 발생하는 영상의 왜곡 및 이의 해결 방법을 도시하고 있다. 원리는 도 28a와 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.

도 29는 본 개시의 일 실시 예에 따라 복수의 스윕 신호를 이용하여 디스플레이 패널(100)을 구동하는 방식을 도시한 도면이다.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 전술한 바와 같이 하나의 스윕 신호(PWM Sweep)를 전체 서브 픽셀 회로에서 게이팅하여 사용하는 것이 아니라, 선형 변화하는 구간에 시간 차가 있는 복수의 스윕 신호를 게이팅하여 사용하는 것도 가능하다. 도 29는 선형 변화하는 구간에 시간 차가 있는 5개의 스윕 신호가 이용되는 예를 도시하고 있다.

도 30a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 단면도이다. 도 30a에서는 설명의 편의를 위해, 디스플레이 모듈(300)에 포함된 하나의 픽셀만을 도시하였다.

도 30a에 따르면, 디스플레이 모듈(300)은 글래스 기판(80), TFT 층(70) 및 무기 발광 소자 R, G, B(120-R, 120-G, 120-B)를 포함한다. 이때, 전술한 서브 픽셀 회로(110)는 TFT(Thin Film Transistor)로 구현되어, 글래스 기판(80)상의 TFT 층(70)에 포함될 수 있다.

무기 발광 소자 R, G, B(120-R, 120-G, 120-B) 각각은, 대응되는 서브 픽셀 회로(110)와 전기적으로 연결되도록 TFT 층(70) 위에 실장되어 전술한 서브 픽셀을 구성할 수 있다.

도면에 도시하지는 않았지만, TFT 층(70)에는 무기 발광 소자(120-R, 120-G, 120-B)로 구동 전류를 제공하는 서브 픽셀 회로(110)가 무기 발광 소자(120-R, 120-G, 120-B)별로 존재하며, 무기 발광 소자(120-R, 120-G, 120-B) 각각은 대응되는 서브 픽셀 회로(110)와 전기적으로 연결되도록 TFT 층(70) 위에 각각 실장 내지 배치될 수 있다.

한편, 도 30a에서는 무기 발광 소자 R, G, B(120-R, 120-G, 120-B)가 플립 칩(flip chip) 타입의 마이크로 LED인 것을 예로 들어 도시하였다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 실시 예에 따라 무기 발광 소자 R, G, B(120-R, 120-G, 120-B)는 수평(lateral) 타입이나 수직(vertical) 타입의 마이크로 LED가 될 수도 있다.

도 30b는 본 개시의 다른 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 단면도이다.

도 30b에 따르면, 디스플레이 모듈(300)은, 글래스 기판(80)의 일면에 형성된 TFT 층(70), TFT 층(70) 위에 실장된 무기 발광 소자 R, G, B(120-R, 120-G, 120-B), 구동부(200), 그리고, TFT 층(70)에 형성된 서브 픽셀 회로(110)와 구동부(200)를 전기적으로 연결하기 위한 연결 배선(90)을 포함할 수 있다.

도 4에서 전술한 바와 같이, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 구동부(200)의 각종 회로들 중 적어도 일부는, 별도의 칩 형태로 구현되어 글래스 기판(80)의 후면에 배치되고, 연결 배선(90)을 통해 TFT 층(70)에 형성된 서브 픽셀 회로들(110)과 연결될 수 있다.

이와 관련하여, 도 30b를 참조하면, TFT 층(70)에 포함된 서브 픽셀 회로들(110)은 TFT 패널(이하, TFT 층(70)과 글래스 기판(80)을 합하여 TFT 패널이라 한다.)의 에지(또는 측면)에 형성된 연결 배선(90)을 통해 구동부(200)와 전기적으로 연결되는 것을 볼 수 있다.

이와 같이, 디스플레이 패널(100)의 에지 영역에 연결 배선(90)을 형성하여 TFT 층(70)에 포함된 서브 픽셀 회로들(110)과 구동부(200)를 연결하는 이유는, 글래스 기판(80)를 관통하는 홀(Hole)을 형성하여 서브 픽셀 회로들(110)과 구동부(200)를 연결하는 경우, TFT 패널(70, 80)의 제조 공정과 홀에 전도성 물질을 채우는 공정 사이의 온도 차이로 인해 글래스 기판(80)에 크랙이 생기는 등의 문제가 발생할 수 있기 때문이다.

한편, 도 4에서 전술한 바와 같이, 본 개시의 다른 일 실시 예에 따르면, 구동부(200)의 각종 회로들 중 적어도 일부는, 디스플레이 패널(100) 내의 TFT 층에 형성된 서브 픽셀 회로들과 함께 TFT 층에 형성되어 서브 픽셀 회로들과 연결될 수도 있다. 도 30c는 이러한 실시 예를 도시하고 있다.

도 30c는 본 개시의 일 실시 예에 따른 TFT 층(70)의 평면도이다. 도 30c를 참조하면, TFT 층(70)에는 하나의 픽셀(10)이 차지하는 영역(이 영역에는 픽셀(10)에 포함된 R, G, B 서브 픽셀 각각에 대응되는 서브 픽셀 회로들(110)이 존재한다.) 외에 나머지 영역(11)이 존재하는 것을 볼 수 있다.

이와 같이, TFT 층(70)에는 나머지 영역(11)들이 존재하므로, 이러한 나머지 영역(11)들에 전술한 구동부(200)의 각종 회로들 중 일부가 형성될 수 있다.

도 30c는 게이트 드라이버 회로(230)가 TFT 층(70)의 상기 나머지 영역(11)에 구현된 예를 도시하고 있다. 이와 같이, TFT 층(70)) 내부에 게이트 드라이버 회로(230)가 형성된 구조를 GIP(Gate In Panel) 구조라고 부를 수 있으나, 명칭에 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 도 30c는 하나의 예시일 뿐, TFT 층(70)의 나머지 영역(11)에 포함될 수 있는 회로가 게이트 드라이버 회로(230)에 한정되는 것은 아니다. 실시 예에 따라, TFT 층(70)에는 R, G, B 서브 픽셀을 각각 선택하기 위한 먹스(MUX) 회로, 정전기로부터 서브 픽셀 회로(110)를 보호하기 위한 ESD(Electro Static Discharge) 보호 회로, 스윕 전압 제공 회로 등이 더 포함될 수도 있을 것이다.

도 31a 내지 도 31c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 GIP 구조를 도시한 도면이다.

도 31a는 도 24c에 도시된 각종 게이트 신호들을 제공하기 위한 게이트 드라이버가 TFT 층(70)에 형성되는 예를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 270개의 로우 라인을 포함하는 디스플레이 패널(100)의 경우, 데이터 설정과 관련된 3가지 게이트 신호들(VST(n), CCG_Scan(n), PWM_Scan(n))을 위한 542개의 게이트 드라이버 회로들 및 발광 동작과 관련된 게이트 신호(Emi(n))를 위한 270개의 게이트 드라이버 회로들이 TFT 층(70)에 형성 내지 배치될 수 있다.

이때, 데이터 설정과 관련된 3가지 게이트 신호들의 생성에 542 개의 게이트 드라이버 회로가 필요한 이유는, 도 24c에서 보는 바와 같이 PWM_Scan(n) 신호가 다음 로우 라인의 VST(n) 신호로 이용되며, VST(1) 신호 및 마지막 리셋 신호 생성을 위한 2 개의 게이트 드라이버가 추가적으로 필요하기 때문이다.

도 31b는 도 25c에 도시된 각종 게이트 신호들을 제공하기 위한 게이트 드라이버가 TFT 층(70)에 형성되는 예를 도시하고 있다. 도 25a 내지 도 25d에 도시된 구동 방식의 경우, 전술한 바와 같이, VST 신호 및 CCG_scan 신호가 글로벌 입력이다.

따라서, 도시된 바와 같이, 270개의 로우 라인을 포함하는 디스플레이 패널(100)의 경우, PWM 데이터 설정과 관련된 게이트 신호(PWM_Scan(n))를 위한 271개의 게이트 드라이버 회로들(마지막 리셋 신호 생성을 위한 1개의 게이트 드라이버 회로가 포함됨) 및 발광 동작과 관련된 게이트 신호(Emi(n))를 위한 270개의 게이트 드라이버 회로들이 TFT 층(70)에 형성 내지 배치될 수 있다.

도 31c는 도 14에 도시된 각종 게이트 신호들을 제공하기 위한 게이트 드라이버가 TFT 층(70)에 형성되는 예를 도시하고 있다.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 도 31c에 도시된 바와 같이, 데이터 설정 동작과 관련된 게이트 신호들(VST(n) 및 SP(n))을 위한 게이트 드라이버 회로들 및 발광 동작과 관련된 게이트 신호들(Emi_PWM(n), SET(n), Emi_PAM(n) 및 Sweep(n))을 위한 게이트 드라이버 회로들이 TFT 층(70) 내에 형성 내지 배치될 수 있다.

한편, 도 31a 내지 도 31c를 보면, 동일한 게이트 드라이버 회로들이 좌, 우 대칭적으로 하나씩 배치되어 있는 것을 볼 수 있다. 이를 더블 피딩(double feeding)이라고 하는데, 이를 통해, 게이트 신호들이 디스플레이 패널(100)의 각 영역에 전달될 때 발생하는 RC 딜레이 값을 최소화하고, 각 영역에 대한 RC 딜레이의 유니포미티(uniformity)를 높일 수 있게 된다.

한편, 전술한 게이트 드라이버 회로의 개수는 일 예에 불과할 뿐, 구현 예가 기재된 개수에 한정되는 것은 아니다. 즉, 게이트 드라이버 회로를 어떻게 설계하느냐에 따라, 또는 게이트 드라이버 회로에서 출력되는 게이트 신호들을 로우 라인들 사이에서 어떻게 연결하는지에 따라 얼마든지 다른 구현이 가능함은 물론이다.

도 32는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(1000)의 구성도이다.

도 32에 따르면, 디스플레이 장치(1000)는 디스플레이 패널(100), 구동부(200) 및 프로세서(900)를 포함한다.

디스플레이 패널(100)은 복수의 픽셀을 포함하며, 각 픽셀은 복수의 서브 픽셀을 포함한다.

구체적으로, 디스플레이 패널(100)은 게이트 라인들(G1 내지 Gx)과 데이터 라인들(D1 내지 Dy)이 상호 교차하도록 매트릭스 형태로 형성되고, 그 교차로 마련되는 영역에 각 픽셀이 형성될 수 있다.

이때, 각 픽셀은 R, G, B와 같은 3개의 서브 픽셀을 포함할 수 있으며, 디스플레이 패널(100)에 포함된 각 서브 픽셀은, 전술한 바와 같이, 대응되는 색상의 무기 발광 소자(120) 및 서브 픽셀 회로(110)를 포함할 수 있다.

여기서, 데이터 라인(D1 내지 Dy)은 디스플레이 패널(100)에 포함된 각 서브 픽셀에 데이터 전압(특히, PWM 데이터 전압)을 인가하기 위한 라인이며, 게이트 라인(G1 내지 Gx)은 디스플레이 패널(100)에 포함된 픽셀(또는 서브 픽셀)을 라인 별로 선택하기 위한 라인이다. 따라서, 데이터 라인(D1 내지 Dy)을 통해 인가되는 데이터 전압은, 게이트 신호를 통해 선택된 로우 라인의 픽셀(또는 서브 픽셀)로 인가될 수 있다.

이때, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 각 데이터 라인(D1 내지 Dy)에는 각 데이터 라인과 연결된 픽셀에 인가될 데이터 전압이 인가될 수 있다. 이때, 하나의 픽셀은 복수의 서브 픽셀(예를 들어, R, G, B 서브 픽셀)을 포함하므로, 하나의 픽셀에 포함된 R, G, B 서브 픽셀 각각에 인가될 데이터 전압들(즉, R 데이터 전압, G 데이터 전압 및 B 데이터 전압)은 시분할되어 하나의 데이터 라인을 통해 각 서브 픽셀에 인가될 수 있다. 위와 같이 시분할되어 하나의 데이터 라인을 통해 인가되는 데이터 전압들은, 먹스 회로를 통해 각 서브 픽셀에 인가될 수 있다.

실시 예에 따라 R, G, B 서브 픽셀마다 별도의 데이터 라인이 마련될 수도 있는데, 이 경우에는, R 데이터 전압, G 데이터 전압 및 B 데이터 전압은 시분할되어 인가될 필요가 없으며, 대응되는 데이터 전압이 각 데이터 라인을 통해 대응되는 서브 픽셀에 동시에 인가될 수도 있다.

한편, 도 32에서는, 도시의 편의를 위해, G1 내지 Gx와 같은 1세트의 게이트 라인만을 도시하였다. 그러나, 실제 게이트 라인의 개수는 디스플레이 패널(100)에 포함된 서브 픽셀 회로(110)의 구동 방식에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 31c에 도시된 바와 같이, 하나의 로우 라인에 대해 6개의 게이트 라인(VST, SP, Emi_PWM, Emi_PAM, Sweep, SET) 라인이 마련될 수도 있다.

구동부(200)는 프로세서(900)의 제어에 따라 디스플레이 패널(100)을 구동하며, 타이밍 컨트롤러(210), 데이터 드라이버(220) 및 스캔 드라이버(230) 등을 포함할 수 있다.

타이밍 컨트롤러(210)는 외부로부터 입력 신호(IS), 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync) 및 메인 클럭 신호(MCLK) 등을 입력받아 영상 데이터 신호, 주사 제어 신호, 데이터 제어 신호, 발광 제어 신호 등을 생성하여 디스플레이 패널(100), 소스 드라이버(220), 게이트 드라이버(230) 등에 제공할 수 있다.

또한, 타이밍 컨트롤러(210)는, R, G, B 서브 픽셀을 각각 선택하기 위한 제어 신호, 즉, 먹스 신호를 먹스 회로(미도시)에 인가할 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 패널(100)의 픽셀에 포함된 복수의 서브 픽셀이 먹스 회로(미도시)를 통해 각각 선택될 수 있다.

데이터 드라이버(220)(또는 소스 드라이버)는, 데이터 신호(특히, PWM 데이터 전압)를 생성하는 수단으로, 프로세서(900)로부터 R/G/B 성분의 영상 데이터 등 전달받아 데이터 신호를 생성한다. 또한, 데이터 드라이버(220)는 생성된 데이터 신호를 데이터 라인(D1 내지 Dy)을 통해 디스플레이 패널(100)의 각 서브 픽셀 회로(110)에 인가할 수 있다.

게이트 드라이버(230)(또는, 스캔 드라이버)는 매트릭스 형태로 배치된 픽셀을 로우 라인 단위로 선택하여 구동하기 위한 각종 게이트 신호들(예를 들어, VST, SP, Emi_PWM, Emi_PAM, Sweep, SET 등)을 생성하고, 생성된 게이트 신호들을 게이트 라인(G1 내지 Gx)을 통해 디스플레이 패널(100)에 인가할 수 있다. 특히, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 게이트 드라이버(230)는 생성된 게이트 신호들을, 로우 라인 순으로 순차적으로 인가할 수 있다.

한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 구동부(200)는, 디스플레이 패널(100)에 포함된 서브 픽셀 회로(110)에 각종 구동 전압(예를 들어, 제 1 구동 전압(VDD_PAM), 제 2 구동 전압(VDD_PWM), 그라운드 전압(VSS), 리셋 전압(Vset), 테스트 전압(TEST), 정전류원 전압(VPAM_R/G/B)등)을 제공하기 위한 구동 전압 제공 회로, 게이트 드라이버 회로(230)나 데이터 드라이버 회로(220)에 클럭 신호를 제공하기 위한 클럭 신호 제공 회로, 먹스 회로, 스윕 전압 제공 회로, ESD 보호 회로 등을 더 포함할 수 있다.

프로세서(900)는 디스플레이 장치(1000)의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서(900)는 구동부(200)를 제어하여 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.

이를 위해, 프로세서(900)는 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), micro-controller, 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 이상으로 구현될 수 있다.

한편, 도 32에서는 프로세서(900)와 타이밍 컨트롤러(210)를 별도의 구성요소로 설명하였으나, 실시 예에 따라, 둘 중 하나의 구성만 디스플레이 장치(1000)에 포함되고, 포함된 구성이 나머지 구성의 기능까지 수행하는 실시 예도 가능하다.

도 33은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(300)의 구동 방법의 흐름도이다.

여기서, 디스플레이 모듈(300)은 복수의 서브 픽셀을 각각 포함하는 복수의 픽셀이 복수의 로우 라인에 배치된 디스플레이 패널(100)을 포함할 수 있다.

이때, 디스플레이 모듈(300)은, 도 33에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(100)의 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 로우 라인 순으로 PWM 데이터 전압을 인가하고, 복수의 로우 라인 중 연속된 적어도 일부의 로우 라인들에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 상기 인가된 PWM 데이터 전압에 대응되는 시간 동안 발광하도록 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다(S3300).

구체적으로, 디스플레이 모듈(300)은, 각 로우 라인에 대한 데이터 설정 구간 동안, 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 PWM 데이터 전압을 인가하고, 연속된 적어도 일부의 로우 라인들 각각에 포함된 서브 픽셀들이 각 로우 라인에 대한 복수의 발광 구간에서 상기 인가된 PWM 데이터 전압에 대응되는 시간 동안 발광하도록 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.

여기서, 복수의 발광 구간 중 첫 번째 발광 구간은, 데이터 설정 구간과 시간적으로 연속되고, 복수의 발광 구간 각각은, 기설정된 시간 간격을 가질 수 있다.

한편, 디스플레이 패널(100)의 복수의 로우 라인은, 연속된 로우 라인들을 각각 포함하는 복수의 그룹으로 구분될 수 있다. 이때, 디스플레이 모듈(300)은, 제 1 영상 프레임 구간 동안, 복수의 로우 라인의 첫 번째 로우 라인부터 마지막 로우 라인까지 로우 라인 순으로 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 제 1 PWM 데이터 전압을 인가하고, 제 1 영상 프레임 구간 동안, 상기 인가된 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여, 복수의 그룹 중 하나의 그룹에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 발광한 후, 연속된 적어도 2 개의 그룹 각각에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 발광하도록 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다. 이 때, 연속된 적어도 2 개의 그룹은, 상기 하나의 그룹을 포함한다.

또한, 디스플레이 모듈(300)은, 제 1 영상 프레임 구간 이전의 제 2 영상 프레임 구간 동안, 복수의 로우 라인의 첫 번째 로우 라인부터 마지막 로우 라인까지 로우 라인 순으로 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 제 2 PWM 데이터 전압을 인가하고, 상기 제 1 영상 프레임 구간 동안, 복수의 그룹 중 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여 구동되는 적어도 하나의 그룹을 제외한 나머지 그룹 각각에 포함된 서브 픽셀들이 상기 제 2 PWM 데이터 전압에 기초하여 로우 라인 순으로 발광하도록 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.

또한, 디스플레이 모듈(300)은, 상기 제 1 영상 프레임 구간 동안, 복수의 그룹 각각의 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들이, 각 로우 라인에 대한 복수의 발광 구간에서, 제 1 또는 제 2 PWM 데이터 전압 중 적어도 하나에 기초하여 복수 회 발광하도록 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.

한편, 이상에서는, 서브 픽셀 회로(110)가 P 타입의 TFT로 구현된 것을 예로 들어 도시하였으나, N 타입의 TFT에도 상술한 다양한 실시 예들이 적용될 수 있음은 물론이다.

또한, 상술한 본 개시의 다양한 실시 예들에서, TFT 층(또는 TFT 패널)을 구성하는 TFT는 특정 구조나 타입으로 한정되지 않는다, 즉, 본 개시의 다양한 예들에서 인용된 TFT는, LTPS(Low Temperature Poly Silicon) TFT, 산화물(oxide) TFT, 실리콘(poly silicon or a-silicon) TFT, 유기 TFT, 그래핀 TFT 등으로도 구현될 수 있으며, Si wafer CMOS공정에서 P type(or N-type) MOSFET만 만들어 적용할 수도 있다.

한편, 본 개시의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 여기서, 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시 예들에 따른 디스플레이 장치(1000)를 포함할 수 있다.

상기 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.

일 실시 예에 따르면, 본 개시에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.

다양한 실시 예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시 예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 개시에 따른 실시 예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

300 : 디스플레이 모듈 200 : 구동부
100 : 디스프레이 패널 110 : 서브 픽셀 회로
120 : 무기 발광 소자 111 : PWM 회로
112 : 정전류원 회로

Claims

디스플레이 모듈에 있어서,
복수의 서브 픽셀을 각각 포함하는 복수의 픽셀이 복수의 로우 라인에 배치된 디스플레이 패널; 및
상기 디스플레이 패널의 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 로우 라인 순으로 PWM(Pulse Width Modulation) 데이터 전압을 인가하고, 상기 복수의 로우 라인 중 연속된 적어도 일부의 로우 라인들에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 상기 인가된 PWM 데이터 전압에 대응되는 시간 동안 발광하도록 상기 디스플레이 패널을 구동하는 구동부;를 포함하는 디스플레이 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 각 로우 라인에 대한 데이터 설정 구간 동안, 상기 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 상기 PWM 데이터 전압을 인가하고, 상기 연속된 적어도 일부의 로우 라인들 각각에 포함된 서브 픽셀들이 각 로우 라인에 대한 복수의 발광 구간에서 상기 인가된 PWM 데이터 전압에 대응되는 시간 동안 발광하도록 상기 디스플레이 패널을 구동하는 디스플레이 모듈.
제 2 항에 있어서,
상기 복수의 발광 구간 중 첫 번째 발광 구간은, 상기 데이터 설정 구간과 시간적으로 연속되고,
상기 복수의 발광 구간 각각은, 기설정된 시간 간격을 갖는 디스플레이 모듈.
제 2 항에 있어서,
상기 복수의 로우 라인은, 연속된 로우 라인들을 각각 포함하는 복수의 그룹으로 구분되고,
상기 구동부는,
제 1 영상 프레임 구간 동안, 상기 복수의 로우 라인의 첫 번째 로우 라인부터 마지막 로우 라인까지 로우 라인 순으로 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 제 1 PWM 데이터 전압을 인가하고,
상기 제 1 영상 프레임 구간 동안, 상기 인가된 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여, 상기 복수의 그룹 중 하나의 그룹에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 발광한 후, 연속된 적어도 2 개의 그룹 각각에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 발광하도록 상기 디스플레이 패널을 구동하며,
상기 연속된 적어도 2 개의 그룹은, 상기 하나의 그룹을 포함하는 디스플레이 모듈.
제 4 항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 제 1 영상 프레임 구간 이전의 제 2 영상 프레임 구간 동안, 상기 복수의 로우 라인의 첫 번째 로우 라인부터 마지막 로우 라인까지 로우 라인 순으로 상기 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 제 2 PWM 데이터 전압을 인가하고,
상기 제 1 영상 프레임 구간 동안, 상기 복수의 그룹 중 상기 제 1 PWM 데이터 전압에 기초하여 구동되는 적어도 하나의 그룹을 제외한 나머지 그룹 각각에 포함된 서브 픽셀들이 상기 제 2 PWM 데이터 전압에 기초하여 로우 라인 순으로 발광하도록 상기 디스플레이 패널을 구동하는 디스플레이 모듈.
제 5 항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 제 1 영상 프레임 구간 동안, 상기 복수의 그룹 각각의 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들이, 각 로우 라인에 대한 복수의 발광 구간에서, 상기 제 1 또는 제 2 PWM 데이터 전압 중 적어도 하나에 기초하여 복수 회 발광하도록 상기 디스플레이 패널을 구동하는 디스플레이 모듈.
제 2 항에 있어서,
상기 복수의 서브 픽셀 각각은,
무기 발광 소자(inorganic light emitting element); 및
상기 구동부의 구동에 따라 상기 복수의 발광 구간 각각에서 상기 무기 발광 소자의 발광 시간을 제어하기 위한 서브 픽셀 회로;를 포함하고,
상기 서브 픽셀 회로는,
인가되는 정전류원 전압에 기초하여 상기 무기 발광 소자로 정전류를 제공하기 위한 정전류원(Constant Current Generator) 회로; 및
상기 정전류를 상기 인가된 PWM 데이터 전압에 대응되는 시간 동안 상기 무기 발광 소자로 제공하기 위한 PWM 회로;를 포함하는 디스플레이 모듈.
제 7 항에 있어서,
상기 정전류원 회로는,
제 1 구동 트랜지스터를 포함하고, 상기 정전류원 전압이 인가되면, 상기 인가된 정전류원 전압 및 상기 제 1 구동 트랜지스터의 문턱 전압에 기초한 제 1 전압을 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가하고,
상기 PWM 회로는,
제 2 구동 트랜지스터를 포함하고, 상기 PWM 데이터 전압이 인가되면, 상기 인가된 PWM 데이터 전압 및 상기 제 2 구동 트랜지스터의 문턱 전압에 기초한 제 2 전압을 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가하는 디스플레이 모듈.
제 8 항에 있어서,
상기 정전류원 회로는,
상기 제 1 구동 트랜지스터의 드레인 단자와 게이트 단자 사이에 연결된 제 1 트랜지스터; 및
드레인 단자가 상기 제 1 구동 트랜지스터의 소스 단자에 연결되고, 게이트 단자가 상기 제 1 트랜지스터의 게이트 단자에 연결된 제 2 트랜지스터;를 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 트랜지스터가 온된 동안 상기 제 2 트랜지스터의 소스 단자를 통해 상기 정전류원 전압이 인가되면, 온된 상기 제 1 구동 트랜지스터를 통해 상기 제 1 전압을 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가하는 디스플레이 모듈.
제 8 항에 있어서,
상기 PWM 회로는,
상기 제 2 구동 트랜지스터의 드레인 단자와 게이트 단자 사이에 연결된 제 3 트랜지스터; 및
드레인 단자가 상기 제 2 구동 트랜지스터의 소스 단자에 연결되고, 게이트 단자가 상기 제 3 트랜지스터의 게이트 단자에 연결된 제 4 트랜지스터;를 포함하고,
상기 제 3 및 제 4 트랜지스터가 온된 동안 상기 제 4 트랜지스터의 소스 단자를 통해 상기 PWM 데이터 전압이 인가되면, 온된 상기 제 2 구동 트랜지스터를 통해 상기 제 2 전압을 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가하는 디스플레이 모듈.
제 8 항에 있어서,
상기 정전류원 회로는,
상기 제 1 구동 트랜지스터의 소스 단자에 인가된 제 1 구동 전압 및 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가된 상기 제 1 전압에 기초한 크기의 상기 정전류를 상기 무기 발광 소자로 제공하는 디스플레이 모듈.
제 8 항에 있어서,
상기 서브 픽셀 회로는,
게이트 단자가 상기 제 2 구동 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되고, 소스 단자가 상기 제 1 구동 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되는 제 1 스위칭 트랜지스터;를 포함하고,
상기 정전류원 회로는,
제 1 구동 전압이 상기 제 1 구동 트랜지스터를 통해 상기 제 1 스위칭 트랜지스터의 소스 단자에 인가된 상태에서, 온된 상기 제 1 스위칭 트랜지스터를 통해 상기 정전류를 상기 무기 발광 소자로 제공하고,
상기 PWM 회로는,
상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가된 상기 제 2 전압 및 상기 제 2 구동 트랜지스터의 소스 단자에 인가된 제 2 구동 전압에 기초하여 상기 제 2 구동 트랜지스터가 온되면, 상기 제2 구동 전압을 상기 제 1 스위칭 트랜지스터의 게이트 단자에 인가하여 상기 제 1 스위칭 트랜지스터를 오프시키는 디스플레이 모듈.
제 12 항에 있어서,
상기 제 2 구동 트랜지스터는,
상기 PWM 회로에 인가된 스윕 전압에 따라 상기 제2 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가된 상기 제2 전압이 변화하여, 상기 제2 구동 트랜지스터의 게이트 단자 및 소스 단자 사이의 전압이 상기 제2 구동 구동 트랜지스터의 문턱 전압이 되면, 온되는 디스플레이 모듈.
제 12 항에 있어서,
상기 서브 픽셀 회로는,
소스 단자가 상기 제 1 스위칭 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되고, 드레인 단자가 상기 무기 발광 소자의 애노드 단자에 연결되는 제 2 스위칭 트랜지스터;를 더 포함하고,
상기 제 2 스위칭 트랜지스터는,
상기 제 2 구동 전압이 상기 제 2 구동 트랜지스터 소스 단자에 인가된 시점부터 기설정된 시간이 경과된 시점에 온되는 디스플레이 모듈.
제 12 항에 있어서,
상기 PWM 회로는,
상기 제 1 구동 전압이 상기 제 1 구동 트랜지스터를 통해 상기 제 1 스위칭 트랜지스터의 소스 단자에 인가되기 전에, 상기 제 1 스위칭 트랜지스터를 온 시키기 위한 리셋부;를 포함하는 디스플레이 모듈.
제 15 항에 있어서,
상기 복수의 발광 구간 중 제 1 발광 구간에서 스윕 전압에 따라 선형적으로 변화된 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자의 전압은, 상기 복수의 발광 구간 중 상기 제 1 발광 구간 이후의 제 2 발광 구간 전에 상기 스윕 전압에 따라 상기 제 2 전압으로 복원되고,
상기 리셋부는,
상기 제 2 발광 구간이 시작되면, 상기 제 1 발광 구간에서 오프된 상기 제 1 스위칭 트랜지스터를 온 시키는 디스플레이 모듈.
제 12 항에 있어서,
상기 정전류원 회로는,
상기 데이터 설정 구간에서는 상기 제 2 구동 전압에 기초하여 구동되고, 상기 복수의 발광 구간에서는 상기 제 1 구동 전압에 기초하여 구동되는 디스플레이 모듈.
복수의 서브 픽셀을 각각 포함하는 복수의 픽셀이 복수의 로우 라인에 배치된 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 모듈의 구동 방법에 있어서,
상기 디스플레이 패널의 각 로우 라인에 포함된 서브 픽셀들에 로우 라인 순으로 PWM(Pulse Width Modulation) 데이터 전압을 인가하고, 상기 복수의 로우 라인 중 연속된 적어도 일부의 로우 라인들에 포함된 서브 픽셀들이 로우 라인 순으로 상기 인가된 PWM 데이터 전압에 대응되는 시간 동안 발광하도록 상기 디스플레이 패널을 구동하는 단계;를 포함하는 구동 방법.