KR20220022406A - 구동 회로와 이를 이용한 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 VRR(가변 리프레쉬 레이트: variable refresh rate) 모드를 이용하는 전계발광 표시장치에 관한 것이다.
실시예에 따른 표시장치는 데이터 공급 트랜지스터의 누설전류를 방지하기 위하여 인가되는 파킹 전압을 입력 데이터의 휘도 값에 기초하여 적응적으로 조절하여 공급함으로써 데이터 공급 트랜지스터의 누설전류 방지 효과를 개선하는 효과가 있다.

Description

구동 회로와 이를 이용한 표시장치{DRIVING CIRCUIT AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 개시는 VRR(가변 리프레쉬 레이트: variable refresh rate) 모드를 이용하는 전계발광 표시장치에 관한 것으로서, 데이터 공급 트랜지스터의 누설전류를 방지하기 위하여 인가되는 파킹 전압을 입력 데이터의 휘도 값에 기초하여 적응적으로 조절하여 공급함으로써 데이터 공급 트랜지스터의 누설전류 방지 효과를 개선하는데 목적이 있다.
유기발광 다이오드와 같은 발광 소자를 이용하는 전계발광 표시장치는, 다양한 구동 주파수에 의해 구동될 수 있다.
최근에는 표시장치에 요구되는 다양한 기능 중 하나로서, VRR(가변 리프레쉬 레이트: Variable Refresh Rate)가 요구되기도 한다. VRR이란 일정한 주파수로 구동하다가, 고속 구동이 필요한 시점에서는 리프레쉬 레이트를 증가시켜서 화소를 동작시키는 기술이다. 그리고 소비 전력을 낮추거나 저속 구동이 필요한 시점에서는 리프레쉬 레이트(refresh rate)를 낮춰서 화소를 동작시키는 기술이다.
VRR 모드로 구동되는 경우 표시장치는 리프레쉬 프레임 및 홀드 프레임의 조합으로 구동될 수 있다. 리프레쉬 프레임은 새로운 데이터 전압(Vdata)을 충전하여 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 새로운 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 반면에, 홀드 프레임은 이전 프레임의 데이터 전압(Vdata)을 그대로 유지하여 사용한다.
한편, 홀드 프레임의 구간에서는 이전 프레임의 데이터 전압(Vdata)을 그대로 유지하여 사용하고, 새로운 데이터 전압(Vdata)이 인가되지 않기 때문에 구동 트랜지스터에 데이터 신호를 공급하는 데이터 공급 트랜지스터는 장시간 오프 상태를 유지하게 된다. 데이터 공급 트랜지스터가 장시간 오프 상태를 유지하는 동안 데이터 공급 트랜지스터의 소스 전극과 드레인 전극 사이의 전위차에 의해서 누설 전류가 발생할 수 있다. 누설 전류는 구동 트랜지스터의 게이트-소스 전압 차이의 변동을 유발하게 되고, 결과적으로 홀드 프레임기간 동안 발광 소자의 구동 전류가 변동되어 화질 저하 문제가 발생하게 된다.
본 개시는 VRR(가변 리프레쉬 레이트: variable refresh rate) 모드를 이용하는 전계발광 표시장치에 관한 것으로서, 데이터 공급 트랜지스터의 누설전류를 방지하기 위하여 인가되는 파킹 전압을 입력 데이터의 휘도 값에 기초하여 적응적으로 조절하여 공급하여 데이터 공급 트랜지스터의 누설전류 방지 효과를 개선하는데 목적이 있다.
본 개시는 전술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 다음과 같은 실시예를 가진다.
실시예에 따른 디스플레이 구동 드라이버는 화소에 데이터 전압을 기입하는 리프레쉬 프레임 동안 하이 레벨 및 로우 레벨 사이에서 스윙하는 클럭 신호를 제공하고, 상기 화소에 기입된 데이터 전압을 유지하는 홀드 프레임 동안 직류 전압을 갖는 클럭 신호를 제공하는 제어부; 상기 제어부의 데이터 제어 신호에 따라 상기 리프레쉬 프레임 동안 상기 화소에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부; 및 상기 홀드 프레임 동안 상기 화소에 파킹 전압을 공급하는 전원 공급부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전원 공급부는 상기 제어부가 출력하는 현재 이미지 휘도 값에 기초하여 상기 파킹 전압을 생성하고, 상기 제어부는 입력 영상의 평균 화상 레벨에 기초하여 상기 현재 이미지 휘도 값을 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 밴드별 최대 휘도를 더 포함하여, 상기 현재 이미지 휘도 값을 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 전원 공급부는, 현재 이미지 휘도 값과 매핑된 파킹 전압이 저장된 레지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전원 공급부는 밴드별 최대 휘도와 매핑된 파킹 전압이 사전에 저장된 레지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예에 따른 표시장치는 발광 소자와 상기 발광 소자와 연결된 화소 회로를 포함하는 표시 패널; 게이트 신호를 상기 표시 패널에 제공하는 게이트 구동부; 데이터 전압을 리프레쉬 프레임 동안 상기 표시 패널에 제공하는 데이터 구동부; 상기 표시 패널에 데이터 전압을 제공하는 리프레쉬 프레임 동안 하이 레벨 및 로우 레벨 사이에서 스윙하는 클럭 신호를 게이트 구동부에 제공하고, 상기 화소에 기입된 데이터 전압을 유지하는 홀드 프레임 동안 직류 전압을 갖는 클럭 신호를 상기 게이트 구동부에 제공하는 제어부; 및 상기 홀드 프레임 동안 상기 화소에 파킹 전압을 공급하는 전원 공급부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 화소 회로는 제1 전극, 제2 전극 및 게이트 전극을 갖고, 상기 발광 소자에 구동 전류를 공급하는 구동 트랜지스터; 상기 제어부로부터 공급받는 스캔 신호에 따라, 상기 데이터 전압 또는 상기 파킹 전압을 인가 받는 데이터 라인과, 상기 구동 트랜지스터의 제1 전극 또는 제2 전극을 연결하도록 구성된 데이터 공급 트랜지스터; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 홀드 프레임 동안 상기 데이터 공급 트랜지스터가 오프 동작하도록 상기 스캔 신호를 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 표시장치는 상기 제어부의 파킹 전압 인에이블 신호(Vpark_EN)에 따라 상기 전원 공급부와 상기 데이터 라인을 연결하도록 구성된 스위칭 소자(SW); 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 홀드 프레임 동안 상기 스위칭 소자(SW)가 온 동작하도록 상기 파킹 전압 인에이블 신호(Vpark_EN)를 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 전원 공급부는 상기 제어부가 출력하는 현재 이미지 휘도 값에 기초하여 상기 파킹 전압을 생성하고, 상기 제어부는 입력 영상의 평균 화상 레벨에 기초하여 상기 현재 이미지 휘도 값을 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 밴드별 최대 휘도를 더 포함하여, 상기 현재 이미지 휘도 값을 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 전원 공급부는, 현재 이미지 휘도 값과 매핑된 파킹 전압이 저장된 레지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전원 공급부는, 밴드별 최대 휘도와 매핑된 파킹 전압이 사전에 저장된 레지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 화소 회로는 상기 구동 트랜지스터의 상기 제1 전극 또는 제2 전극과, 상기 게이트 전극을 연결하도록 구성된 보상 트랜지스터; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 개시는 VRR(가변 리프레쉬 레이트: variable refresh rate) 모드를 이용하는 전계발광 표시장치에 관한 것으로서, 데이터 공급 트랜지스터의 누설전류를 방지하기 위하여 인가되는 파킹 전압을 입력 데이터의 휘도 값에 기초하여 적응적으로 조절하여 공급하여 데이터 공급 트랜지스터의 누설전류를 방지할 수 있다.
또한 실시예에 따른 표시장치는 홀드 프레임기간 동안 발광 소자의 구동 전류가 변동되는 것을 막음으로써, 화질 저하의 문제가 없다.
도 1은 실시예에 따른 전계 발광 표시장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전계 발광 표시장치의 화소 회로의 예시적인 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시된 표시장치의 화소 회로에서 리프레쉬 프레임의 화소 회로 및 발광 소자의 구동을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 표시장치의 화소 회로에서 홀드 프레임의 화소 회로 및 발광 소자의 구동을 설명하는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시장치에 포함되는 화소의 다른 예를 나타내는 회로도이다.
도 6은 리프레쉬 프레임 구간과 홀드 프레임 구간에서의 구동 파형을 도시한 것이다.
도 7은 제어부, 전원 공급부, 데이터 구동부 및 각 화소의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 제어부에 포함된 영상처리부의 블록도이다.
도 9는 제어부, 전원 공급부, 및 스위칭 소자의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하의 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 개시의 개시가 완전하도록 하며, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 개시에서 사용된 용어들은 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 개시에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 본 개시에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
비록 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다.
따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 개시의 기술적 사상 내에서 제 2 구성 요소 일 수도 있음은 물론이다. 다른 정의가 없다면, 본 개시에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 개시에서 사용되는 '부' 또는 '모듈'이라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부' 또는 '모듈'은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부' 또는 '모듈'은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부' 또는 '모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부' 또는 '모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소들과 '부' 또는 '모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부' 또는 '모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부' 또는 '모듈'들로 더 분리될 수 있다.
본 개시의 몇몇 실시 예들과 관련하여 설명되는 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 알려진 임의의 다른 형태의 기록 매체에 상주할 수도 있다. 예시적인 기록 매체는 프로세서에 커플링되며, 그 프로세서는 기록 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 기록 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 기록 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전계 발광 표시장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 전계 발광 표시장치(100)는 복수의 화소를 포함하는 표시 패널(110), 복수의 화소 각각에 게이트 신호를 공급하는 게이트 구동부(130), 복수의 화소 각각에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부(140), 복수의 화소 각각에 발광 신호를 공급하는 활성 제어 신호 생성부(150), 복수의 화소 각각에 제1 전원전압(ELVDD) 및 제2 전원전압(ELVSS)를 공급하는 전원 공급부(160) 및 제어부(120)를 포함한다. 제1 전원전압(ELVDD)는 제2 전원전압(ELVSS)보다 고전위 전압일 수 있다.
제어부(120)는 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 표시 패널(110)의 크기 및 해상도에 적합하게 처리하여 데이터 구동부(140)에 공급한다. 제어부(120)는 외부로부터 입력되는 동기 신호(SYNC)들, 예를 들어, 도트 클럭신호(CLK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 동기신호(Hsync), 수직 동기신호(Vsync)를 이용해 다수의 게이트, 데이터, 발광 제어신호(GCS, DCS, ECS)를 생성한다. 생성된 다수의 게이트, 데이터, 발광 제어신호(GCS, DCS, ECS)를 게이트 구동부(130), 데이터 구동부(140), 발광 신호 생성부(150)에 각각 공급함으로써, 게이트 구동부(130), 데이터 구동부(140) 및 발광 신호 생성부(150)를 제어한다.
제어부(120)는 실장되는 디바이스에 따라 다양한 프로세서, 예를 들어, 마이크로 프로세서, 모바일 프로세서, 어플리케이션 프로세서 등과 결합되어 구성될 수도 있다.
제어부(120)는 화소가 다양한 리프레시 레이트로 구동될 수 있도록 신호를 생성한다. 즉, 제어부(120)는 가변적인 리프레시 레이트(VRR) 모드로 또는 제1 리프레시 레이트와 제2 리프레시 레이트 사이에서 전환 가능하게 화소가 구동되도록 구동과 연관된 신호들을 생성한다. 예를 들어, 제어부(120)는 단순히 클럭 신호의 속도를 변경하거나, 수평 블랭크(Horizontal Blank) 또는 수직 블랭크(Vertical Blank)가 생기도록 동기신호를 생성하거나, 또는 게이트 구동부(130)를 마스크 방식으로 구동시킴으로써 다양한 리프레시 레이트로 화소를 구동시킬 수 있다.
또한, 제어부(120)는 화소 구동 회로를 제1 리프레시 레이트로 구동시키기 위한 다양한 신호들을 생성하고, 특히 제1 리프레시 레이트로 구동될 때에는 발광 신호 생성부(150)가 제1 듀티비를 가지는 발광 신호(EM)를 생성하도록 발광 제어 신호(ECS)를 생성한다. 이후, 제어부(120)는 화소 구동 회로를 제2 리프레시 레이트로 구동시키도록 동작하고, 이를 위해 제2 리프레시 레이트로 구동시키기 위한 다양한 신호들을 생성하고, 특히 제2 리프레시 레이트로 구동될 때에는 발광 신호 생성부(150)가 제1 듀티비와는 상이한 제2 듀티비를 가지는 발광 신호(EM)를 생성하도록 발광 제어 신호(ECS)를 생성한다.
일 실시예에서 제어부(120)는 화소에 데이터를 기입하는 리프레쉬 프레임 동안 하이 레벨 및 로우 레벨에서 스윙하는 게이트 클록 신호를 게이트 구동부(130)에 제공하고, 화소에 기입된 데이터를 유지하는 홀드 프레임 동안 직류 전압을 갖는 게이트 클록 신호를 게이트 구동부(130)에 제공할 수 있다.
게이트 구동부(130)는 제어부(120)로부터 공급된 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 게이트 라인(GL)에 스캔 신호(SC)를 공급한다. 도 1에서는 게이트 구동부(130)가 표시 패널(110)의 일 측에 이격되어 배치된 것으로 도시되었으나, 게이트 구동부(130)의 수와 배치 위치는 이에 제한되지 않는다. 즉, 게이트 구동부(130)는 GIP(Gate In Panel) 방식으로 표시 패널(110)의 일측 또는 양측에 배치될 수도 있다.
데이터 구동부(140)는 제어부(120)로부터 공급된 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 영상 데이터(RGB)를 데이터 전압(Vdata)으로 변환하고, 변환된 데이터 전압(Vdata)을 데이터 라인(DL)을 통해 화소에 공급한다.
표시 패널(110)에서 복수의 게이트 라인(GL)과 복수의 발광 라인(EL) 및 복수의 데이터 라인(DL)이 서로 교차되고, 복수의 화소 각각은 게이트 라인(GL), 발광 라인(EL) 및 데이터 라인(DL)에 연결된다. 구체적으로, 하나의 화소는 게이트 라인(GL)을 통해 게이트 구동부(130)로부터 게이트 신호를 공급받고, 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 구동부(140)로부터 데이터 신호를 공급받으며, 발광 라인(EL)을 통해 발광 신호(EM)를 공급받으며, 전원 공급 라인을 통해 다양한 전원을 공급받는다. 여기서, 게이트 라인(GL)은 스캔 신호(SC)를 공급하고, 발광 라인(EL)은 발광 신호(EM)를 공급하고, 데이터 라인(DL)은 데이터 전압 (Vdata)을 공급한다. 그러나, 다양한 실시예에 따라 게이트 라인(GL)은 복수의 스캔 신호 라인을 포함할 수 있으며, 데이터 라인(DL)은 복수의 전원 공급 라인(VL)을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 발광 라인(EL)도 복수의 발광 신호 라인을 포함할 수도 있다. 또한, 하나의 화소는 고전위 전압(ELVDD)과 저전위 전압(ELVSS)을 수신한다. 또한, 하나의 복수의 전원 공급 라인(VL)을 통하여 제1, 제2 바이어스 전압(V1,V2)를 공급받을 수 있다.
또한, 화소 각각은 전계 발광 소자 및 전계 발광 소자의 구동을 제어하는 화소 구동 회로를 포함한다. 여기서, 전계 발광 소자는 애노드, 캐소드, 및 애노드와 캐소드 사이의 유기 발광층으로 이루어진다. 화소 구동 회로는 복수의 스위칭 소자(SW), 구동 스위칭 소자(SW) 및 커패시터를 포함한다. 여기서, 스위칭 소자(SW)는 TFT로 구성될 수 있으며, 화소 구동 회로에서 구동 TFT는 커패시터에 충전된 데이터 전압 및 기준 전압의 차이에 따라 전계 발광 소자에 공급되는 전류량을 제어하여 전계 발광 소자의 발광량을 조절한다. 또한, 복수의 스위칭 TFT는 게이트 라인(GL)을 통해 공급되는 스캔 신호(SC) 및 발광 라인(EL)을 통해 공급되는 발광 신호(EM)를 수신하여 데이터 전압(Vdata)을 커패시터에 충전한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전계 발광 표시장치(100)는 복수의 화소를 포함하는 표시 패널(110)을 구동하기 위한 게이트 구동부(130), 데이터 구동부(140), 발광 신호 생성부(150) 및 이들을 제어하는 제어부(120)를 포함한다. 여기서, 발광 신호 생성부(150)는 발광 신호(EM)의 듀티비를 조정 가능하도록 구성된다. 예를 들어 발광 신호 생성부(150)는 발광 신호(EM)의 듀티비를 조정하기 위한 시프트 레지스터(shift register)와 래치(latch) 등을 포함할 수 있다. 발광 신호 생성부(150)는 제어부(120)가 생성하는 발광 제어 신호(ECS)에 따라 화소 구동 회로가 제1 리프레시 레이트로 구동될 때 제1 듀티비를 가지는 발광 신호를 생성하여 화소 구동 회로에 공급하고, 제2 리프레시 레이트로 구동될 때 제1 듀티비와는 상이한 제2 듀티비를 가지는 발광 신호를 생성하여 화소 구동 회로에 공급하도록 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전계 발광 표시장치의 화소 회로의 예시적인 회로도이다. 도 2는 설명을 위해 화소 구동 회로를 예시적으로 나타낼 뿐이고, 발광 신호(EM)가 인가되어 발광 소자(ELD)의 발광을 제어할 수 있는 구조라면 제한되지 않는다. 예를 들어, 화소 구동 회로는 추가적인 스캔 신호 및 이에 연결된 스위칭 TFT, 추가적인 초기화 전압이 인가되는 스위칭 TFT를 포함할 수 있으며, 스위칭 소자(SW)의 연결 관계나 커패시터의 연결위치도 다양하게 배치될 수 있다. 즉, 발광 신호(EM)의 듀티비 변경에 따라 발광 소자(ELD)의 발광이 제어되어, 리프레시 레이트에 따라 발광이 제어될 수 있는 설계이면 다양한 구조의 화소 구동 회로가 사용될 수 있다. 예를 들어, 3T1C, 4T1C, 6T1C, 7T1C, 7T2C 등의 다양한 화소 구동 회로가 사용될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 도 2의 7T1C의 화소 구동 회로를 갖는 전계 발광 표시장치를 설명한다.
도 2를 참조하면, 복수의 화소(P) 각각은 구동 트랜지스터(DT)를 갖는 화소 회로(PC), 및 화소 회로(PC)에 연결된 발광 소자(ELD)를 포함할 수 있다.
화소 회로(PC)는 발광 소자(ELD)에 흐르는 구동 전류(Id)를 제어하여 발광 소자(ELD)를 구동할 수 있다. 화소 회로(PC)는 구동 트랜지스터(DT), 제1 내지 제6 트랜지스터들(T1 내지 T6) 및 저장 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 트랜지스터들(DT, T1 내지 T6) 각각은 제1 전극, 제2 전극 및 게이트 전극을 포함할 수 있다. 제1 전극 및 제2 전극 중 하나는 소스 전극이고, 제1 전극 및 제2 전극 중 다른 하나는 드레인 전극일 수 있다.
트랜지스터들(DT, T1 내지 T6) 각각은 PMOS 트랜지스터 또는 NMOS 트랜지스터일 수 있다. 이하에서는, 제1 트랜지스터(T1)는 NMOS 트랜지스터이고, 그외 나머지 트랜지스터들(DT, T2 내지 T6)은 PMOS 트랜지스터인 것으로 예시하여 설명한다. 따라서 제1 트랜지스터(T1)는 하이 전압이 인가되어 턴온 동작하고, 그외 나머지 트랜지스터들(DT, T2 내지 T6)은 로우 전압이 인가되어 턴온 동작한다.
일 예에 따르면, 화소 회로(PC)를 구성하는 제1 트랜지스터(T1)는 보상 트랜지스터, 제2 트랜지스터(T2)는 데이터 공급 트랜지스터, 제3 및 제4 트랜지스터(T3,T4)는 발광 제어 트랜지스터, 제5, 6 트랜지스터(T5, T6)는 바이어스 트랜지스터로 기능할 수 있다.
발광 소자(ELD)는 화소 전극(혹은 애노드 전극) 및 캐소드 전극을 포함할 수 있다. 발광 소자(ELD)의 화소 전극은 제5 노드(N5)에 연결되고, 캐소드 전극은 제2 전원전압(ELVSS)에 연결될 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)는 제2 노드(N2)에 연결되는 제1 전극, 제3 노드(N3)에 연결되는 제2 전극 및 제1 노드(N1)에 연결되는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)는 제1 노드(N1)의 전압(또는, 후술하는 커패시터(Cst)에 저장된 데이터 전압)에 기초하여 구동 전류(Id)를 발광 소자(ELD)에 제공할 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 제1 노드(N1)에 연결되는 제1 전극, 제3 노드(N3)에 연결되는 제2 전극, 및 제1 스캔 신호(SC1)를 수신하는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)는 제1 스캔 신호(SC1)에 응답하여 턴온되고, 데이터 전압(Vdata)을 제1 노드(N1)로 전달할 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)는 제1 노드(N1) 및 제3 노드(N3) 사이에 다이오드 연결됨으로써 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)을 샘플링 할 수 있다. 이러한 제1 트랜지스터(T1)는 보상 트랜지스터일 수 있다.
커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)와 제4 노드(N4) 사이에 연결되거나 형성될 수 있다. 커패시터(Cst)는 제공되는 데이터 전압(Vdata)을 저장하거나 유지시킬 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 데이터 라인(DL)에 연결되는(또는, 데이터 전압(Vdata)을 수신하는) 제1 전극, 제2 노드(N2)에 연결되는 제2 전극, 및 제3 스캔 신호(SC3)를 수신하는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)는 제3 스캔 신호(SC3)에 응답하여 턴온되고, 데이터 전압(Vdata)을 제2 노드(N2)에 전달할 수 있다. 이러한 제2 트랜지스터(T2)는 데이터 공급 트랜지스터일 수 있다.
제3 트랜지스터(T3) 및 제4 트랜지스터(T4)(또는, 제1 및 제2 발광 제어 트랜지스터들)는 제1 전원전압(ELVDD) 및 발광 소자(ELD) 사이에 연결되고, 구동 트랜지스터(DT)에 의해 생성되는 구동 전류(Id)가 이동하는 전류 이동 경로를 형성할 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 제4 노드(N4)에 연결되어 제1 전원전압(ELVDD)를 수신하는 제1 전극, 제2 노드(N2)에 연결되는 제2 전극, 및 발광 제어 신호(EM)를 수신하는 게이트 전극을 포함할 수 있다.
유사하게, 제4 트랜지스터(T4)는 제3 노드(N3)에 연결되는 제1 전극, 제4 노드(N5)(또는, 발광 소자(ELD)의 화소 전극)에 연결되는 제2 전극, 및 발광 제어 신호(EM)를 수신하는 게이트 전극을 포함할 수 있다.
제3 및 제4 트랜지스터들(T3, T4)은 발광 제어 신호(EM)에 응답하여 턴온되고, 이 경우, 구동 전류(Id)가 발광 소자(ELD)에 제공되며, 발광 소자(ELD)는 구동 전류(Id)에 대응하는 휘도를 가지고 발광할 수 있다.
제5 트랜지스터(T5)는 제3 노드(N3)에 연결되는 제1 전극, 제1 바이어스 전압(V1)을 수신하는 제2 전극, 및 제2 스캔 신호(SC2)를 수신하는 게이트 전극을 포함할 수 있다.
제6 트랜지스터(T6)는 제5 노드(N5)에 연결되는 제1 전극, 제2 바이어스 전압(V2)을 수신하는 제2 전극, 및 제2 스캔 신호(SC2)를 수신하는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 도 3에서 제5, 6 트랜지스터(T5, T6)의 게이트 전극은 제2 스캔 신호(SC2)를 공통으로 수신하는 것으로 구성되어 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 제5, 제6 트랜지스터(T5, T6)의 게이트 전극은 별개의 스캔 신호를 수신하여 각각 독립적으로 제어되도록 구성될 수 있다.
제6 트랜지스터(T6)는 제5 노드(N5)에 연결되는 제1 전극, 제2 바이어스 전압(V2)에 연결되는 제2 전극, 및 제2 스캔 신호(SC2)를 수신하는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 제6 트랜지스터(T6)는, 발광 소자(ELD)가 발광하기 전에(또는, 발광 소자(ELD)가 발광한 이후에), 제2 스캔 신호(SC2)에 응답하여 턴온되고, 제2 바이어스 전압(V2)을 이용하여 발광 소자(ELD)의 화소 전극(또는 애노드 전극)을 초기화시킬 수 있다. 발광 소자(ELD)는 화소 전극과 캐소드 전극 사이에 형성되는 기생 커패시터를 가질 수 있다. 그리고 발광 소자(ELD)가 발광하는 동안 기생 커패시터가 충전되어 발광 소자(ELD)의 화소 전극이 특정 전압을 가질 수 있다. 따라서, 제6 트랜지스터(T6)를 통해 제2 바이어스 전압(V2)을 발광 소자(ELD)의 화소 전극에 인가함으로써 발광 소자(ELD)에 축적된 전하량을 초기화시킬 수 있다.
본 개시는 VRR(가변 리프레쉬 레이트: variable refresh rate) 모드를 이용하는 전계발광 표시장치에 관한 것이다. VRR이란 일정한 주파수로 구동하다가, 고속 구동이 필요한 시점에서는 데이터 전압(Vdata)이 갱신되는 리프레쉬 레이트를 증가시켜서 화소를 동작시키는 기술이다. 그리고 소비 전력을 낮추거나 저속 구동이 필요한 시점에서는 리프레쉬 레이트(refresh rate)를 낮춰서 화소를 동작시키는 기술이다
복수의 화소(P)각각은 1초 내에서 리프레쉬(Refresh) 프레임 및 홀드(hold) 프레임의 조합을 통해 구동될 수 있다. 본 명세서에서 하나의 세트는 데이터 전압(Vdata)이 갱신되는 리프레쉬 프레임이 반복되는 것으로 정의한다. 그리고 하나의 세트 기간은 데이터 전압(Vdata)이 갱신되는 리프레쉬 프레임이 반복되는 주기가 된다.
리프레쉬 레이트를 120Hz로 구동하는 경우 리프레쉬 프레임만으로 구동될 수 있다. 즉 1초 내에서 리프레쉬 프레임이 120번 구동될 수 있다. 하나의 리프레쉬 프레임 기간은 1/120= 8.33ms이고, 하나의 세트 기간 역시 8.33ms가 된다.
리프레쉬 레이트를 60Hz로 구동하는 경우 리프레쉬 프레임과 홀드 프레임이 교번하여 구동될 수 있다. 즉 1초 내에서 리프레쉬 프레임과 홀드 프레임이 각각 60회씩 교번하여 구동될 수 있다. 하나의 리프레쉬 프레임 기간 및 하나의 홀드 프레임 각각의 기간은 0.5/60= 8.33ms이고, 하나의 세트 기간은 16.66ms가 된다.
리프레쉬 레이트를 1Hz로 구동하는 경우 하나의 프레임은 하나의 리프레쉬 프레임과, 하나의 리프레쉬 프레임에 이후에 119개의 홀드 프레임으로 구동될 수 있다. 하나의 리프레쉬 프레임 기간 및 하나의 홀드 프레임 각각의 기간은 1/120= 8.33ms이고, 하나의 세트는 1s가 된다.
도 3은 도 2에 도시된 표시장치의 화소 회로에서 리프레쉬 프레임의 화소 회로 및 발광 소자의 구동을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 표시장치의 화소 회로에서 홀드 프레임의 화소 회로 및 발광 소자의 구동을 설명하는 도면이다.
리프레쉬 프레임은 새로운 데이터 전압(Vdata)을 충전하여 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 새로운 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 반면에, 홀드 프레임은 이전 프레임의 데이터 전압(Vdata)을 그대로 유지하여 사용한다. 한편, 홀드 프레임은 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 새로운 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 과정이 생략된다는 의미에서 스킵(Skip) 프레임으로도 부른다.
복수의 화소(P) 각각은 리프레쉬(Refresh) 기간 동안 화소 회로(PC) 내에 충전되거나 잔존하는 전압을 초기화할 수 있다. 구체적으로, 복수의 화소(P) 각각은 리프레쉬 프레임에서 이전 프레임(Frame)에서 저장된 데이터 전압(Vdata) 및 구동 전압(VDD)의 영향을 제거할 수 있다. 따라서, 복수의 화소(P) 각각은 홀드(Hold) 기간에서 새로운 데이터 전압(Vdata)에 대응되는 영상을 표시할 수 있다.
복수의 화소(P) 각각은 홀드(Hold) 프레임 기간 동안 데이터 전압(Vdata)에 대응되는 구동 전류(Id)를 발광 소자(ELD)에 제공하여 영상을 표시하고, 발광 소자(ELD)의 턴-온 상태를 유지할 수 있다.
먼저 도 3을 참고하여 리프레쉬 프레임의 화소 회로 및 발광 소자의 구동을 설명한다. 리프레쉬 프레임은 적어도 하나의 바이어스 구간, 초기화 구간, 샘플링 구간, 발광 구간을 포함하여 동작할 수 있지만, 이는 일 실시예일 뿐 반드시 이러한 순서에 구속되는 것은 아니다.
도 3a 내지 도 3c는 제1 바이어스 구간이다.
도 3a에서 제1 바이어스 전압 V1이 제1 전압에서 제2 전압으로 바뀌는 구간이며, 발광 제어 신호(EM)는 하이 전압이며, 제3, 4 트랜지스터(T3, T4)는 오프 동작한다. 제1 전압은 V1_L이고, 제2 전압은 V1_H이다. V1_H는 V1_L보다 큰 전압이고 또한 V1_H는 데이터 전압(Vdata) 보다 큰 것이 바람직하다. 제1 스캔 신호(SC1)는 로우 전압이며 제1 트랜지스터(T1)는 오프 동작한다. 제2, 3 스캔 신호(SC2, SC3)는 하이 전압이며 제2, 5, 6 트랜지스터(T2, T5, T6)는 오프 동작한다. 제1 노드(N1)에 연결된 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극의 전압은 이전 프레임(n-1)의 데이터 전압(Vdata(n-1))과 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)의 차이 값인 Vdata(n-1) - |Vth|이 된다.
도 3b에서 제2 스캔 신호(SC2)는 로우가 입력되며, 제5, 6 트랜지스터(T5, T6)는 턴온된다. 제5 트랜지스터(T5)가 턴온 됨에 따라 제1 바이어스 전압 V1(V1_H)이 제2 노드(N2)에 연결된 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극에 인가된다. 제2 노드(N2)에 연결된 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극의 전압은 V1_H 전압으로 상승한다. 구동 트랜지스터(DT)는 PMOS 트랜지스터일 수 있으며, 이때 제1 전극은 소스 전극일 수 있다. 이때 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 소스간 전압 Vgs는
Vgs = Vdata(n-1) - |Vth| - V1_H가 된다.
여기에서 제1 바이어스 전압(V1=V1_H)은 구동 트랜지스터(DT)의 드레인 전극인 제3 노드(N3)에 공급됨으로써, 발광 기간에서 발광 소자(ELD)의 애노드 전극인 제5 노드(N5) 전압의 충전 시간 또는 충전 지연을 감소시킬 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)는 더 강한 포화(Saturation) 상태를 유지하게 된다. 예를 들어 제1 바이어스 전압(V1=V1_H)이 커질 수록 구동 트랜지스터(DT)의 드레인 전극인 제3 노드(N3)의 전압이 커질 수 있고, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트-소스 전압 또는 드레인-소스 전압이 감소할 수 있다. 따라서 제1 바이어스 전압 V1_H는 적어도 데이터 전압(Vdata) 보다 큰 것이 바람직하다. 이때 구동 트랜지스터(DT)를 통과하는 드레인 소스 전류(Id)의 크기가 감소할 수 있고, 포지티브 바이어스 스트레스 상황에서 구동 트랜지스터(DT)의 스트레스를 저감시켜 제3 노드(N3) 전압의 충전 지연을 해소할 수 있다. 다시 말하면 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)을 샘플링하기 전에 구동 트랜지스터(DT)의 Vsg를 Vdata로 바이어스를 수행하는 것은 구동 트랜지스터(DT)의 히스테리시스를 완화시킬 수 있다. 따라서, 온 바이어스 스트레스는 비 발광 기간들 동안 적합한 바이어스 전압(예를 들면 V1=V1_H)을 직접 구동 트랜지스터(DT)에 인가하는 동작으로서 정의될 수 있다.
또한 제1 바이어스 구간에서 제6 트랜지스터(T6)가 턴온됨에 따라 제5 노드(N5)에 연결된 발광 소자(ELD)의 화소 전극(또는 애노드 전극)은 제2 바이어스 전압(V2)으로 초기화된다. 다만, 제5, 제6 트랜지스터(T5, T6)의 게이트 전극은 별개의 스캔 신호를 수신하여 각각 독립적으로 제어되도록 구성될 수 있다. 즉, 제1 바이어스 구간에서 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극과 발광 소자(ELD)의 화소 전극에 바이어스 전압을 반드시 동시에 인가하도록 요구되는 것은 아니다.
도 3c에서 제2 스캔 신호(SC2)는 하이가 입력되는 구간이며, 제1 바이어스 전압 V1이 V1_H에서 V1_L 전압으로 바뀌는 구간이다. 제2 스캔 신호(SC2)가 하이로 입력됨에 따라 제5, 6 트랜지스터(T5, T6)가 턴오프 된다.
도 3d는 초기화 구간이다. 초기화 구간은 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극의 전압을 초기화하는 구간이다.
도 3d에서 제1 스캔 신호(SC1)는 하이 전압이며 제1 트랜지스터(T1)는 턴온 동작한다. 제2스캔 신호(SC2)는 로우 전압이며 제5, 6 트랜지스터(T5, T6)는 턴온 동작한다. 제1, 5 트랜지스터(T1, T5)가 턴온 동작함에 따라 제1 노드(N1)에 연결된 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극의 전압은 V1_L 전압으로 초기화 된다. 그리고 제6 트랜지스터(T6)가 턴온 동작함에 따라 발광 소자(ELD)의 화소 전극(또는 애노드 전극)은 제2 바이어스 전압(V2)으로 초기화된다. 다만, 전술한바와 같이 제5, 제6 트랜지스터(T5, T6)의 게이트 전극은 별개의 스캔 신호를 수신하여 각각 독립적으로 제어되도록 구성될 수 있다. 즉, 제1 바이어스 구간에서 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극과 발광 소자(ELD)의 화소 전극에 바이어스 전압을 반드시 동시에 인가하도록 요구되는 것은 아니다.
도 3e 내지 도 3g는 샘플링 구간이다. 샘플링 구간은 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)과 데이터 전압을 샘플링 하여 제1 노드(N1)에 저장하는 구간이다.
도 3e에서 제2 스캔 신호(SC2)는 하이가 입력되고, 제5, 6 트랜지스터(T5, T6)는 턴오프 동작한다. 제1 트랜지스터(T1)은 온상태를 유지한다.
도 3f에서 제3 스캔 신호(SC3)는 로우가 입력되고, 제2 트랜지스터(T2)는 턴온 동작한다. 제2 트랜지스터(T2)가 턴온됨에 따라 현재 프레임(n)의 Vdata(n)의 전압은 제2 노드(N2)에 연결된 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극에 Vdata(n)가 인가된다. 그리고 제1 트랜지스터(T1)은 온상태를 유지한다. 제1 트랜지스터(T1)가 온상태에서 구동 트랜지스터(DT)는 다이오드 연결 상태이므로 제1 노드(N1)에 연결된 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극 전압은 Vdata(n) - |Vth|가 된다. 즉, 제1 트랜지스터(T1)는 제1 노드(N1) 및 제3 노드(N3) 사이에 다이오드 연결됨으로써 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)을 샘플링 할 수 있다.
도 3g에서 제3 스캔 신호(SC3)는 하이가 입력되고 제2 트랜지스터(T2)는 턴오프 동작한다.
도 3h 내지 도 3j는 제2 바이어스 구간이다.
제2 바이어스 구간에서 구동 파형은 제1 바이어스 구간과 동일하므로 상세한 내용은 생략한다.
도 3h에서 제1 바이어스 전압 V1은 V1_L에서 V1_H 전압으로 바뀐다.
도 3i에서 제5 트랜지스터(T5)가 턴온됨에 따라 제2 노드(N2)에 연결된 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극의 전압은 V1_H 전압으로 상승한다. 이때 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 소스간 전압 Vgs는 Vgs = Vdata(n) - |Vth| - V1_H가 된다. 즉 구동 트랜지스터(DT)는 더 강한 포화(Saturation) 상태를 유지하게 된다. 또한 제6 트랜지스터(T6)가 턴온됨에 따라 발광 소자(ELD)의 화소 전극(또는 애노드 전극)은 제2 바이어스 전압(V2)으로 초기화된다. 제1 노드(N1)에 연결된 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극 전압은 Vdata(n) - |Vth|을 유지한다.
도 3j에서 제2 스캔 신호(SC2)는 하이가 입력되는 구간이며, 제1 바이어스 전압 V1이 V1_H에서 V1_L 전압으로 바뀌는 구간이다. 제2 스캔 신호(SC2)가 하이로 입력됨에 따라 제5, 6 트랜지스터(T5, T6)가 턴오프 된다. 제1 노드(N1)에 연결된 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극 전압은 Vdata(n) - |Vth|을 유지한다.
도 3k는 발광 구간이다. 발광 구간은 샘플링 된 문턱 전압(Vth)을 상쇄하고 샘플링 된 데이터 전압에 상응하는 구동 전류로 발광 소자(ELD)를 발광시키는 구간이다.
도 3k에서 발광 제어 신호(EM)는 로우 전압이며, 제3, 4 트랜지스터(T3, T4)는 턴온 동작한다.
제3 트랜지스터(T3)가 온 동작함에 따라 제4 노드(N4)에 연결된 제1 전원전압(ELVDD)은 제3 트랜지스터(T3)를 통하여 제2 노드(N2)에 연결된 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극에 인가된다. 구동 트랜지스터(DT)가 제4 트랜지스터(T4)를 경유하여 발광 소자(ELD)에 공급하는 구동 전류(Id)는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)의 값에 무관하게 되어, 구동 트랜지스터(DT)의 문턱 전압(Vth)이 보상되어 동작한다.
다음으로 도 4를 참고하여, 홀드 프레임의 화소 회로 및 발광 소자의 구동을 설명한다. 홀드 프레임은 적어도 하나의 바이어스 구간, 발광 구간을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 리프레쉬 프레임은 새로운 데이터 전압(Vdata)을 충전하여 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 새로운 데이터 전압(Vdata)이 인가되는 반면에, 홀드 프레임은 이전 프레임의 데이터 전압(Vdata)을 그대로 유지하여 사용한다는 점에서 차이가 있다. 따라서 홀드 프레임은 리프레쉬 프레임의 경우와 달리 초기화 및 샘플링 구간이 불필요하다.
도 4a, 4b는 제1, 2바이어스 구간이고, 도 4c는 발광 구간이다.
홀드 프레임의 동작에서 바이어스 구간은 하나로도 충분할 수 있다. 다만 본 실시예에서는 구동회로의 편의를 위해서 제2 스캔 신호(SC2)를 리프레쉬 프레임의 제2 스캔 신호(SC2)와 동일하게 구동하였으며, 이로 인하여 바어이스 구간이 2개 존재한다.
도 3을 참조하여 설명한 리프레쉬 프레임에서의 구동과, 도 4에서의 홀드 프레임의 구동 신호의 차이는 제1, 3 스캔 신호(SC1, SC3)에 있다. 홀드 프레임에서는 초기화 및 샘플링 구간이 불필요하기 때문에 리프레쉬 프레임의 경우와 달리 제1 스캔 신호(SC1)는 항상 로우이고, 제3 스캔 신호(SC3)는 항상 하이 이다. 즉 제1, 2 트랜지스터(T1, T2)는 항상 오프 동작한다.
한편, 홀드 프레임의 구간에서는 이전 프레임의 데이터 전압(Vdata)을 그대로 유지하여 사용하고, 새로운 데이터 전압(Vdata)이 인가되지 않기 때문에 구동 트랜지스터에 데이터 신호를 공급하는 데이터 공급 트랜지스터는 장시간 오프 상태를 유지하게 된다. 제2 트랜지스터(T2, 혹은 데이터 공급 트랜지스터)가 장시간 오프 상태를 유지하는 동안 제2 트랜지스터(T2, 혹은 데이터 공급 트랜지스터)의 소스 전극과 드레인 전극 사이의 전위차에 의해서 누설 전류가 발생할 수 있다. 누설 전류는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트-소스 전압 차이의 변동을 유발하게 되고, 결과적으로 홀드 프레임기간 동안 발광 소자(ELD)의 구동 전류(Id)가 변동되어 화질 저하 문제가 발생하게 된다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시장치에 포함되는 화소의 다른 예를 나타내는 회로도이다. 도 6은 리프레쉬 프레임 구간과 홀드 프레임 구간에서의 구동 파형을 도시한 것이다.
도 5에서 화소(P) 각각은 구동 트랜지스터(DT)를 갖는 화소 회로(PC), 및 화소 회로(PC)에 연결된 발광 소자(ELD)를 포함할 수 있다. 화소(P)에 대해서는 도 2에서 설명하였으므로 중복되는 사항은 생략한다.
제2 트랜지스터(T2)는 데이터 라인(DL)에 연결된 제1 전극, 제2 노드(N2)에 연결된 제2 전극, 및 제3 스캔 신호(SC3)를 수신하는 게이트 전극을 포함한다. 제2 트랜지스터(T2)는 데이터 라인(DL)에 연결된 데이터 구동부(140)로부터 데이터 전압(Vdata)을 공급받아, 제2 노드(N2)에 인가한다.
스위칭 소자(SW)는 파킹 전압 인에이블 신호(Vpark_EN)가 인가되는 게이트 전극, 파킹 전압(Vpark)이 인가되는 제1 전극 및 데이터 선과 연결되는 제2 전극을 포함하는 트랜지스터로 구성될 수 있다. 스위칭 소자(SW)는 PMOS 트랜지스터일 수 있다. 스위칭 소자(SW)는 제1 전극은 드레인 전극이고 제2 전극은 소스 전극일 수 있다. 스위칭 소자(SW)의 온 오프를 제어하는 파킹 전압 인에이블 신호(Vpark_EN)는 제어부(120)로부터 공급될 수 있다. 파킹 전압(Vpark)은 전원 공급부(160)로부터 공급될 수 있다.
전원 공급부(160)는 제1, 제2 전원전압(ELVDD, ELVSS) 및 파킹 전압(Vpark)을 생성할 수 있다. 전원 공급부(160)는 홀드 프레임동안 파킹 전압(Vpark)을 각각의 화소(P)에 제공할 수 있다. 홀드 프레임동안 파킹 전압(Vpark)이 인가되어 각각의 화소(P)의 화소 구동회로(PC)를 구성하는 제2 트랜지스터(T2, 혹은 데이터 공급 트랜지스터)에서 누설 전류가 발생하는 것이 방지될 수 있다. 전술한 바와 같이 홀드 프레임 구간에서는 이전 데이터 신호를 그대로 유지하여 사용하기 때문에 제2 트랜지스터(T2, 혹은 데이터 공급 트랜지스터)의 소스 전극과 드레인 전극 사이의 전위차에 의해서 누설 전류가 발생하는 문제가 있었다. 본 개시의 실시예에 따른 구동 드라이버는 홀드 프레임 구간 동안 화소(P)에 파킹 전압(Vpark)을 제공함으로써 제2 트랜지스터(T2, 혹은 데이터 공급 트랜지스터)의 누설 전류로 인해 구동 전류가 변경되는 것을 방지할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 리프레쉬 프레임 구간에서 제6 노드의 전압(V_N6)은 데이터 구동부로부터 공급받는 데이터 전압(Vdata)이고, 홀드 프레임 구간에서 제6 노드의 전압(V_N6)은 전원 공급부(160)로부터 공급받은 파킹 전압(Vpark)이다.
한편 다른 실시예에 따른 전원 공급부(160)는 파킹 전압(Vpark)을 고정된 전압 값이 아닌 입력 화상 데이터의 휘도 값에 기초하여 전압의 크기가 조절된 파킹 전압(Vpark)을 각각의 화소(P)에 공급할 수 있다.
도 7은 제어부, 전원 공급부, 데이터 구동부 및 각 화소의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
각각의 화소(P)는 데이터 라인에 연결되어 데이터 전압 또는 파킹 전압(Vpark)을 공급받는다. 데이터 구동부는 출력단에 버퍼(AMP)를 포함하여 구성될 수 있다. 데이터 구동부(140)는 제어부(120)로부터 공급된 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 영상 데이터(RGB)를 데이터 전압(Vdata)으로 변환하고, 변환된 데이터 전압(Vdata)을 데이터 라인(DL)을 통해 화소(P)에 공급한다.
스위칭 소자(SW)는 제어부(120)의 제어를 받아 온/오프 동작할 수 있다. 제어부(120)는 스위칭 소자(SW)의 게이트 전극에 파킹 전압 인에이블 신호(Vpark_EN)를 인가할 수 있다. 제어부(120)는 리프레쉬 프레임 구간에서 데이터 구동부가 데이터 라인을 통하여 각각의 화소(P)에 데이터 전압을 공급하도록 제어할 수 있다. 그리고 제어부(120)는 홀드 프레임 구간에서 스위칭 소자(SW)를 제어하여 전원 공급부(160)가 데이터 라인을 통하여 각각의 화소(P)에 파킹 전압(Vpark)을 공급하도록 제어할 수 있다.
실시예에 따른 전원 공급부(160)는 파킹 전압(Vpark)을 고정된 전압 값이 아닌 제어부(120)가 출력하는 현재 이미지 휘도 값(Current Luminance, 이하 CL)에 기초하여 전압의 크기가 조절된 파킹 전압(Vpark)을 각각의 화소(P)에 공급할 수 있다. 제어부(120)의 제어 신호는 입력 화상 데이터의 휘도 값에 기초할 수 있다.
도 8은 제어부(120)에 포함된 영상처리부의 블록도이다.
실시예에 따른 제어부(120)는 영상처리부(125)를 포함하여 구성될 수 있다.
영상 처리부(125)는 입력 영상의 평균 화상 레벨(APL) 및 밴드(band) 별 최대 휘도에 기초하여 현재 이미지 휘도 값(CL)을 산출할 수 있다.
본 개시의 목적은 홀드 프레임 구간에서 제2 트랜지스터(T2, 도5 참고)의 누설 전류를 방지하기 위한 것이다. 제2 트랜지스터(T2, 혹은 데이터 공급 트랜지스터)의 누설 전류를 막기 위해서 홀드 프레임 구간에서 제2 트랜지스터(T2, 혹은 데이터 공급 트랜지스터)와 연결된 데이터 라인에 파킹 전압(Vpark)을 인가한다. 파킹 전압(Vpark)은 제2 트랜지스터(T2, 혹은 데이터 공급 트랜지스터)의 제1,2 전극사이의 전위차를 없애 누설 전류가 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다.
제2 트랜지스터(T2, 혹은 데이터 공급 트랜지스터)에 연결된 제2 노드(N2)의 전압은 제1 전원 전압(ELVDD)에 영향을 받는다. 그리고 각 화소(P)에 공급되는 제1 전원 전압(ELVDD)은 표시 패널에 인가되는 전류랑에 따라 달라질 수 있다. 전원 공급부(160)에서 공급하는 제1 전원 전압은 패널 내의 저항 성분에 따라 실제 각 화소(P)에 인가되는 제1 전원 전압은 드랍 되어 공급될 수 있다. 이러한 전압 드랍은 표시 패널 내의 저항 성분에 의한 것으로 표시 패널에 인가되는 전류량에 비례한다. V = I*R. 그리고 표시 패널에 인가되는 전류량은 입력 영상의 픽셀 데이터가 높은 계조 값을 가지거나, 혹은 입력 영상의 휘도가 밝을 수록 커지게 된다. 따라서 파킹 전압(Vpark)의 크기는 입력 영상의 휘도에 맞춰 조절될 필요가 있다.
영상 처리부(125)는 입력 영상의 픽셀 데이터(DATA)를 입력 받아 매 프레임 마다 입력 영상의 평균 화상 레벨(APL)을 계산한다. 평균 화상 레벨(APL)은 1 프레임 영상 데이터에서 가장 밝은 색의 휘도 평균으로 계산될 수 있다.
구체적으로 평균 화상 레벨(APL)은 수학식 1과 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00001
여기서, R은 적색 데이터, G는 녹색 데이터, B는 청색 데이터를 의미한다. Max(R, G, B)는 R, G, B 중 최대값이고, SUM{Max(R, G, B)}는 R, G, B 중 최대값의 합이다. 밝은 픽셀 데이터의 개수가 많은 영상은 평균 화상 레벨(APL)이 높다. 반면에, 밝은 픽셀 데이터의 개수가 적은 영상은 평균 화상 레벨(APL)이 낮다. 픽셀 데이터가 8 bit 일 때, 피크 화이트 계조(Peak white gray level)는 계조값 255 이다.
한편, 표시 장치의 최대 휘도는 밴드(band) 별로 다르게 설정될 수 있다.
예를 들면 표시 장치가 모바일 기기인 경우, 야외에서는 표시 장치가 밝게 표시될 필요가 있고, 야외 보다 어두운 실내에서는 야외에서 만큼 표시 장치가 밝게 표시될 필요는 없다. 따라서 야외 에서는 소비 전력 저감을 위하여 표시 장치가 보다 어둡게 표시되도록 설정될 수 있다.
또는 사용자가 UI를 통해서 휘도를 조절하여 표시할 수 있다.
표시 장치의 최대 휘도는 밴드 별로, 제1 전원 전압(ELVDD)를 조절하거나, 피크 휘도 제어(Peak Luminance Control: PLC) 커브의 휘도에 비례하여 감마보상전압을 조절하거나, 혹은 PLC 커브의 휘도에 비례하여 입력 영상의 데이터 계조를 조절하여 다르게 설정할 수 있다.
여기서 표시 장치의 최대 휘도가 제1 전원 전압(ELVDD)를 조절하여 밴드 별로 다르게 설정된 경우, 도 5의 제2 트랜지스터(T2, 혹은 데이터 공급 트랜지스터)와 연결된 제2 노드(N2)의 전압이 달라지게 된다. 본 개시는 홀드 프레임 구간에서 제2 트랜지스터(T2, 혹은 데이터 공급 트랜지스터)의 누설 전류를 방지하기 위하여 제2 트랜지스터(T2, 혹은 데이터 공급 트랜지스터)와 연결된 데이터 라인에 파킹 전압(Vpark)을 인가한다. 홀드 프레임 구간에서 제2 트랜지스터(T2, 혹은 데이터 공급 트랜지스터)의 제1, 2 전극 사이의 전압 차이를 해소하여 누설 전류를 막기 위한 것이므로 파킹 전압(Vpark)은 제2 노드(N2)의 전압이 고려되어야 한다. 그리고 표시 장치의 최대 휘도가 제1 전원 전압(ELVDD)를 조절하여 밴드 별로 다르게 설정된 경우, 밴드 별로 제1 전원 전압(ELVDD)가 달라지고 그 결과 제2 노드(N2)의 전압도 달라진다. 결과적으로 제2 트랜지스터(T2, 혹은 데이터 공급 트랜지스터)의 누설 전류를 막기 위해서는 파킹 전압(Vpark)의 크기가 밴드 별 최대 휘도가 반영될 필요가 있다.
현재 이미지 휘도 값(CL)은 수학식 2와 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00002
여기서 BMB는 밴드(band) 별 최대 휘도이고, 255는 화소 데이터가 8bit 일 때 피크 화이트 계조의 값이다. 그리고 g는 감마 값이며 표준 감마 값인 2.2를 적용할 수 있다.
도 9는 제어부(120), 전원 공급부(160), 및 스위칭 소자(SW)의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
전술한 바와 같이 제어부(120)는 현재 이미지 휘도 값(CL)을 생성하여 전원 공급부(160)에 출력하고, 전원 공급부(160)는 이미지 휘도 값에 기초하여 전압의 크기가 조절된 파킹 전압(Vpark)을 각각의 화소(P)에 공급한다. 그리고 제어부(120)는 전원 공급부(160)와 데이터 라인을 연결하도록 구성된 스위칭 소자(SW)의 온 오프를 제어하는 파킹 전압 인에이블 신호(Vpark_EN)를 스위칭 소자(SW)에 출력한다.
전원 공급부(160)는 현재 이미지 휘도 값(CL)과 매핑된 파킹 전압(Vpark)이 저장된 레지스터를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
제어부(120)로부터 입력 받는 현재 이미지 휘도 값(CL)과 파킹 전압(Vpark)의 매핑은 표1과 같이 정리될 수 있으며, 실험적으로 도출할 수 있다.
현재 이미지 휘도(CL) 파킹 전압 (Vpark)
1000 1.7 V
150 2.1 V
200 2.5 V
20 2.9 V
제어부(120)로부터 입력 받은 현재 이미지 휘도 값(CL)이 레지스터에 저장된 현재 이미지 휘도와 일치하지 않는 경우, 즉 매핑 값들 사이 값인 경우는 보간(Interpolation) 되어 파킹 전압(Vpark)을 출력할 수 있다.
본 개시는 VRR(가변 리프레쉬 레이트: variable refresh rate) 모드를 이용하는 전계발광 표시장치에 관한 것으로서, 데이터 공급 트랜지스터의 누설전류를 방지하기 위하여 인가되는 파킹 전압(Vpark)을 입력 데이터의 휘도 값에 기초하여 적응적으로 조절하여 공급하여 데이터 공급 트랜지스터의 누설전류를 방지할 수 있다.
또한 실시예에 따른 표시장치는 홀드 프레임기간 동안 발광 소자의 구동 전류가 변동되는 것을 막음으로써, 화질 저하의 문제가 없다.
본 개시는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 화소에 데이터 전압을 기입하는 리프레쉬 프레임 동안 하이 레벨 및 로우 레벨 사이에서 스윙하는 클럭 신호를 제공하고, 상기 화소에 기입된 데이터 전압을 유지하는 홀드 프레임 동안 직류 전압을 갖는 클럭 신호를 제공하는 제어부;
    상기 제어부의 데이터 제어 신호에 따라 상기 리프레쉬 프레임 동안 상기 화소에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부; 및
    상기 홀드 프레임 동안 상기 화소에 파킹 전압을 공급하는 전원 공급부; 를 포함하는 디스플레이 구동 드라이버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 상기 제어부가 출력하는 현재 이미지 휘도 값에 기초하여 상기 파킹 전압을 생성하고,
    상기 제어부는 입력 영상의 평균 화상 레벨에 기초하여 상기 현재 이미지 휘도 값을 출력하는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 구동 드라이버.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 밴드별 최대 휘도를 더 포함하여, 상기 현재 이미지 휘도 값을 출력하는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 구동 드라이버.
  4. 제2항에 있어서
    상기 전원 공급부는,
    현재 이미지 휘도 값과 매핑된 파킹 전압이 저장된 레지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 구동 드라이버.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 밴드별 최대 휘도와 매핑된 파킹 전압이 사전에 저장된 레지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 구동 드라이버.
  6. 발광 소자와 상기 발광 소자와 연결된 화소 회로를 포함하는 표시 패널;
    게이트 신호를 상기 표시 패널에 제공하는 게이트 구동부;
    데이터 전압을 리프레쉬 프레임 동안 상기 표시 패널에 제공하는 데이터 구동부;
    상기 표시 패널에 데이터 전압을 제공하는 리프레쉬 프레임 동안 하이 레벨 및 로우 레벨 사이에서 스윙하는 클럭 신호를 게이트 구동부에 제공하고, 상기 화소에 기입된 데이터 전압을 유지하는 홀드 프레임 동안 직류 전압을 갖는 클럭 신호를 상기 게이트 구동부에 제공하는 제어부; 및
    상기 홀드 프레임 동안 상기 화소에 파킹 전압을 공급하는 전원 공급부; 를 포함하는 표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 화소 회로는
    제1 전극, 제2 전극 및 게이트 전극을 갖고, 상기 발광 소자에 구동 전류를 공급하는 구동 트랜지스터;
    상기 제어부로부터 공급받는 스캔 신호에 따라, 상기 데이터 전압 또는 상기 파킹 전압을 인가 받는 데이터 라인과, 상기 구동 트랜지스터의 제1 전극 또는 제2 전극을 연결하도록 구성된 데이터 공급 트랜지스터; 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 홀드 프레임 동안 상기 데이터 공급 트랜지스터가 오프 동작하도록 상기 스캔 신호를 공급하는 것을 특징으로 하는, 표시장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 표시장치는
    상기 제어부의 파킹 전압 인에이블 신호(Vpark_EN)에 따라 상기 전원 공급부와 상기 데이터 라인을 연결하도록 구성된 스위칭 소자(SW); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 홀드 프레임 동안 상기 스위칭 소자(SW)가 온 동작하도록 상기 파킹 전압 인에이블 신호(Vpark_EN)를 출력하는 것을 특징으로 하는, 표시장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 상기 제어부가 출력하는 현재 이미지 휘도 값에 기초하여 상기 파킹 전압을 생성하고,
    상기 제어부는 입력 영상의 평균 화상 레벨에 기초하여 상기 현재 이미지 휘도 값을 출력하는 것을 특징으로 하는, 표시장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 밴드별 최대 휘도를 더 포함하여, 상기 현재 이미지 휘도 값을 출력하는 것을 특징으로 하는, 표시장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 전원 공급부는,
    현재 이미지 휘도 값과 매핑된 파킹 전압이 저장된 레지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 표시장치.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 전원 공급부는,
    밴드별 최대 휘도와 매핑된 파킹 전압이 사전에 저장된 레지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 표시장치.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 화소 회로는
    상기 구동 트랜지스터의 상기 제1 전극 또는 제2 전극과, 상기 게이트 전극을 연결하도록 구성된 보상 트랜지스터; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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CN113920945B (zh) 2021-09-14 2023-01-24 厦门天马显示科技有限公司 显示面板和显示装置
CN114927101B (zh) * 2022-05-26 2023-05-09 武汉天马微电子有限公司 一种显示装置及其驱动方法
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Family Cites Families (8)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100817095B1 (ko) * 2007-01-17 2008-03-27 삼성전자주식회사 비동기 인터페이스 방식에서 계조 보정 처리를 수행할 수있는 디스플레이 드라이버 및 디스플레이 드라이빙 방법
JPWO2009141914A1 (ja) * 2008-05-23 2011-09-29 パイオニア株式会社 アクティブマトリクス型表示装置
JP5955098B2 (ja) * 2012-05-24 2016-07-20 シャープ株式会社 液晶表示装置、データ線駆動回路、および液晶表示装置の駆動方法
KR102661651B1 (ko) * 2017-02-06 2024-04-30 삼성디스플레이 주식회사 화소 및 이를 포함하는 표시 장치 및 화소
KR102453259B1 (ko) * 2018-04-19 2022-10-11 엘지디스플레이 주식회사 전계 발광 표시장치와 그 구동 방법
CN108538253B (zh) * 2018-04-23 2019-11-26 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 Amoled显示器的像素驱动系统及驱动方法
KR102555125B1 (ko) * 2018-09-20 2023-07-14 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR102482335B1 (ko) * 2018-10-04 2022-12-29 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이를 이용한 표시 패널의 구동 방법

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