KR20220103550A - 디스플레이 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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오종수
박상용
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삼성전자주식회사
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Abstract

개시된 발명의 일 측면은, 무기 발광 소자를 구동하기 위한 각종 회로를 별도의 칩에 마련함으로써 회로 검사와 교체 및 디스플레이 모듈 또는 이를 포함하는 디스플레이 장치의 제조 공정을 더 용이하게 할 수 있는 디스플레이 모듈 및 디스플레이 장치를 제공한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 모듈은, 모듈 기판; 상기 모듈 기판 상에 2차원으로 배열되는 복수의 픽셀; 및 상기 복수의 픽셀 사이의 공간에 배치되어 상기 복수의 픽셀 중 2 이상의 픽셀에 구동 전류를 공급하는 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러; 를 포함하고, 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 드라이버 IC로부터 제1전압과 제2전압이 인가되면, 상기 구동 전류의 진폭을 상기 제1전압에 따라 제어하고 상기 구동 전류의 펄스 폭을 상기 제2전압에 따라 제어하는 복수의 픽셀 회로를 포함하고, 상기 제1전압은, 절전 모드에서, 상기 복수의 픽셀 중 특정 영역의 픽셀의 밝기를 감소시키기 위해 조절될 수 있다.

Description

디스플레이 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{DISPLAY MODULE AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
무기 발광 소자를 이용하여 영상을 구현하는 디스플레이 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 각각의 픽셀이 스스로 빛을 내는 자발광 디스플레이와 별도의 광원을 필요로 하는 수발광 디스플레이로 구분할 수 있다.
LCD(Liquid Crystal Display)는 대표적인 수발광 디스플레이로서, 디스플레이 패널의 후방에서 빛을 공급하는 백라이트 유닛, 빛을 통과/차단시키는 스위치 역할을 하는 액정층, 공급된 빛을 원하는 색으로 바꿔주는 컬러필터 등을 필요로 하기 때문에 구조적으로 복잡하고 얇은 두께를 구현하는데 한계가 있다.
반면에, 픽셀마다 발광 소자를 구비하여 각각의 픽셀이 스스로 빛을 내는 자발광 디스플레이는 백라이트 유닛, 액정층 등의 구성요소가 필요 없고, 컬러 필터도 생략할 수 있기 때문에 구조적으로 단순하여 높은 설계 자유도를 가질 수 있다. 또한, 얇은 두께를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 명암비, 밝기 및 시야각을 구현할 수 있다.
자발광 디스플레이 중 마이크로 LED 디스플레이는 평판 디스플레이 중 하나로 크기가 마이크로 단위인 복수의 LED로 구성되어 있다. 백라이트가 필요한 LCD 에 비해 마이크로 LED 디스플레이는 우수한 대비, 응답 시간 및 에너지 효율을 제공할 수 있다.
또한, 무기 발광 소자인 마이크로 LED는 유기물을 보호하기 위해 별도의 봉지층(encapsulation layer)이 필요한 OLED보다 더 밝고 발광 효율이 우수하며 수명이 더 길다.
개시된 발명의 일 측면은, 무기 발광 소자를 구동하기 위한 각종 회로를 별도의 칩에 마련함으로써 회로 검사와 교체 및 디스플레이 모듈 또는 이를 포함하는 디스플레이 장치의 제조 공정을 더 용이하게 할 수 있는 디스플레이 모듈 및 디스플레이 장치를 제공한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 모듈은, 모듈 기판; 상기 모듈 기판 상에 2차원으로 배열되는 복수의 픽셀; 및 상기 복수의 픽셀 사이의 공간에 배치되어 상기 복수의 픽셀 중 2 이상의 픽셀에 구동 전류를 공급하는 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러; 를 포함하고, 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 드라이버 IC로부터 제1전압과 제2전압이 인가되면, 상기 구동 전류의 진폭을 상기 제1전압에 따라 제어하고 상기 구동 전류의 펄스 폭을 상기 제2전압에 따라 제어하는 복수의 픽셀 회로를 포함하고, 상기 제1전압은, 절전 모드에서, 상기 복수의 픽셀 중 특정 영역의 픽셀의 밝기를 감소시키기 위해 조절될 수 있다.
상기 제1전압은, 열(column) 단위로 조절 가능하고, 상기 특정 영역은, 적어도 하나의 열에 배치된 픽셀들에 의해 정의될 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 동일한 열에 배치된 픽셀들을 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러들에는 동일한 크기의 제1전압이 인가될 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 열 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러들에는 동일한 크기의 제1전압이 인가될 수 있다.
상기 제1전압을 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러에 인가하기 위해 사용되는 제1 배선은 상기 적어도 하나의 열마다 마련될 수 있다.
상기 제1전압은, 행(row) 단위로 조절 가능하고, 상기 특정 영역은, 적어도 하나의 행에 배치된 픽셀들에 의해 정의될 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 동일한 행에 배치된 픽셀들을 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러들에는 동일한 크기의 제1전압이 인가될 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 행 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러들에는 동일한 크기의 제1전압이 인가될 수 있다.
상기 제1전압을 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러에 인가하기 위해 사용되는 제1 배선은 상기 적어도 하나의 행마다 마련될 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러는, 복수의 그룹으로 그룹화되고, 상기 특정 영역은, 상기 복수의 그룹 중 적어도 하나의 그룹에 포함되는 마이크로 픽셀 컨트롤러가 제어하는 픽셀들에 의해 정의될 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 동일한 그룹에 속하는 마이크로 픽셀 컨트롤러에는 동일한 크기의 제1전압이 인가될 수 있다.
상기 제1전압은, 일반 모드에서는, 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러에 동일한 크기로 인가될 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 모듈 기판; 상기 모듈 기판 상에 2차원으로 배열되는 복수의 픽셀; 상기 복수의 픽셀 사이의 공간에 배치되어 상기 복수의 픽셀 중 2 이상의 픽셀을 제어하는 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러; 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러에 제1전압과 제2전압을 인가하는 드라이버 IC; 및 상기 드라이버 IC를 제어하는 타이밍 컨트롤러;를 포함하고, 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 상기 구동 전류의 진폭을 상기 제1전압에 따라 제어하고 상기 구동 전류의 펄스 폭을 상기 제2전압에 따라 복수의 픽셀 회로를 포함하고, 상기 드라이버 IC는, 절전 모드에서, 상기 복수의 픽셀 중 특정 영역의 픽셀의 밝기를 감소시키기 위해 증가 또는 감소된 상기 제1전압을 인가한다.
상기 타이밍 컨트롤러는, 영상 데이터에 기초하여 상기 특정 영역을 결정할 수 있다.
상기 드라이버 IC는, 일반 모드에서는, 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러에 동일한 크기의 상기 제1전압을 인가할 수 있다.
상기 드라이버 IC는, 열 단위, 행 단위 또는 마이크로 픽셀 컨트롤러 단위로 상기 제1전압을 조절할 수 있다.
상기 드라이버 IC는, 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 동일한 열에 배치된 픽셀들을 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러들에는 동일한 크기의 제1전압을 인가할 수 있다.
상기 제1전압을 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러에 인가하기 위해 사용되는 제1 배선은 상기 적어도 하나의 열마다 마련될 수 있다.
상기 드라이버 IC는, 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 동일한 행에 배치된 픽셀들을 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러들에는 동일한 크기의 제1전압을 인가할 수 있다.
상기 제1전압을 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러에 인가하기 위해 사용되는 제1전압 배선은 상기 적어도 하나의 행마다 마련될 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러는, 복수의 그룹으로 그룹화되고, 상기 특정 영역은, 상기 복수의 그룹 중 적어도 하나의 그룹에 포함되는 마이크로 픽셀 컨트롤러가 제어하는 픽셀들에 의해 정의될 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 동일한 그룹에 속하는 마이크로 픽셀 컨트롤러에는 동일한 크기의 제1전압이 인가될 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 디스플레이 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 의하면, 무기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터 회로를 별도의 칩으로 마련함으로써 회로 검사와 교체 및 디스플레이 모듈 또는 이를 포함하는 디스플레이 장치의 제조 공정을 더 용이하게 할 수 있다.
도 1 은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 장치의 예시를 나타낸 사시도이다.
도 2 및 도 3은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 마이크로 픽셀 컨트롤러와 픽셀의 배치의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 마이크로 픽셀 컨트롤러의 동작을 나타내기 위한 제어 블록도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 마이크로 픽셀 컨트롤러 내에서의 신호의 흐름을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 무기 발광 소자에 공급되는 구동 전류의 파형을 간략하게 나타낸 그래프이다.
도 9는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에 적용 가능한 픽셀 회로의 예시를 나타내는 회로도이다.
도 10 내지 도 12는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 열 단위로 구동 전류의 진폭을 감소시키기 위해 적용 가능한 배선 구조의 일 예시를 나타낸 도면이다.
도 13 및 도 14는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 열 단위로 구동 전류의 진폭을 감소시키는 경우에 밝기가 제어되는 영역의 예시를 나타낸 도면이다.
도 15 내지 도 17은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 행 단위로 구동 전류의 진폭을 감소시키기 위해 적용 가능한 배선 구조의 일 예시를 나타낸 도면이다.
도 18 및 도 19는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 행 단위로 구동 전류의 진폭을 감소시키는 경우에 밝기가 제어되는 영역의 예시를 나타낸 도면이다.
도 20은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 임의의 영역 단위로 구동 전류의 진폭을 감소시키기 위해 적용 가능한 배선 구조의 일 예시를 나타낸 도면이다.
도 21은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 임의의 영역 단위로 구동 전류의 진폭을 감소시키는 경우에 밝기가 제어되는 영역의 예시를 나타낸 도면이다.
도 22는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 롤러블 디스플레이 장치로 구현되는 경우의 예시를 나타낸 도면이다.
도 23은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 모듈 기판과 마이크로 픽셀 컨트롤러 사이에 패키지 기판이 더 추가되는 실시예를 나타낸 도면이다.
도 24 내지 도 26은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 복수의 디스플레이 모듈과 다른 구성요소들 사이의 연결 관계를 나타내기 위한 도면이다.
도 27은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서 복수의 디스플레이 모듈이 하우징에 결합되는 방식의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 28은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 복수의 디스플레이 모듈에 수행되는 BM 처리의 예시를 나타낸 도면이다.
도 29는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 복수의 디스플레이 모듈이 하나의 디스플레이 장치를 구성하는 경우에 설정될 수 있는 절전 영역의 예시를 나타내는 도면이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 다른 구성요소와 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것 또는 배선, 솔더링 등에 의해 전기적으로 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 신호 또는 데이터를 전달 또는 전송한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소와 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 존재하여 이 구성요소를 통해 전달 또는 전송하는 것을 배제하지 않는다.
명세서 전체에서, "제1", "제2"와 같은 서수의 표현은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되는 것으로서, 사용된 서수가 구성요소들 간의 배치 순서, 제조 순서나 중요도 등을 나타내는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별 부호는 각 단계들을 지칭하기 위해 사용되는 것으로 이 식별 부호가 각 단계들의 순서를 한정하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 일 측면에 따른 디스플레이 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 장치의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1 은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 장치의 예시를 나타낸 사시도이다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 픽셀마다 발광 소자가 배치되어 각각의 픽셀이 스스로 빛을 낼 수 있는 자발광 디스플레이 장치이다. 따라서, 액정 디스플레이 장치와 달리 백라이트 유닛, 액정층 등의 구성요소를 필요로 하지 않기 때문에 얇은 두께를 구현할 수 있고, 구조가 단순하여 다양한 설계의 변경이 가능하다.
또한, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 각각의 픽셀에 배치되는 발광 소자로 무기 발광 다이오드(Inorganic Light Emitting Diode)와 같은 무기 발광 소자를 채용할 수 있다. 무기 발광 소자는 OLED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 유기 발광 소자에 비해 반응속도가 빠르며, 저전력으로 고휘도를 구현할 수 있다.
또한, 수분과 산소의 노출에 취약하여 봉지 공정을 필요로 하고 내구성이 약한 유기 발광 소자와 달리 봉지 공정을 필요로 하지 않고 내구성도 강하다. 이하, 후술하는 실시예에서 언급되는 무기 발광 소자는 무기 발광 다이오드를 의미하는 것으로 한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 채용되는 무기 발광 소자는 짧은 변의 길이가 100 ㎛ 내외, 수십 ㎛ 또는 수 ㎛의 크기를 갖는 마이크로 LED일 수 있다. 이와 같이, 마이크로 단위의 LED를 채용함으로써, 픽셀 사이즈를 줄이고 동일한 화면 크기 내에서도 고해상도를 구현할 수 있다.
또한, LED 칩을 마이크로 단위의 크기로 제조하면, 무기물 재료의 특성 상 휘어질 때 깨지는 문제를 해결할 수 있다. 즉, 마이크로 LED 칩을 플렉서블 기판에 전사했을 때 기판이 휘어지더라도 LED 칩이 깨지지 않으므로, 플렉서블한 디스플레이 장치도 구현이 가능하게 된다.
마이크로 LED를 채용한 디스플레이 장치는 초소형의 픽셀 크기와 얇은 두께를 이용하여 다양한 분야에 응용될 수 있다. 일 예로, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 마이크로 LED가 전사된 복수의 디스플레이 모듈(10)을 타일링하여 하우징(20)에 고정함으로써 대면적 화면을 구현할 수 있고, 이러한 대면적 화면의 디스플레이 장치(1)는 사이니지(signage), 전광판 등으로 사용될 수 있다.
또는, 플렉서블하게 구현 가능하다는 특징에 기반하여, 폴더블 디스플레이 장치 또는 롤러블(rollable) 디스플레이 장치 등으로 구현하는 것도 가능하다.
한편, 도 1에 도시된 XYZ축의 3차원 좌표계는 디스플레이 장치(1)를 기준으로 한 것으로서, 디스플레이 장치(1)의 화면이 위치하는 평면은 XZ 평면이고, 영상이 출력되는 방향 또는 무기 발광 소자의 발광 방향은 +Y방향이다. 좌표계가 디스플레이 장치(1)를 기준으로 한 것이므로, 디스플레이 장치(1)가 누워 있는 경우와 세워져 있는 경우 모두 동일한 좌표계가 적용될 수 있다.
일반적으로 디스플레이 장치(1)는 세워진 상태에서 사용되고, 사용자는 디스플레이 장치(1)의 전면에서 영상을 시청하게 되므로 영상이 출력되는 +Y 방향을 전방이라 하고, 그 반대 방향을 후방이라 할 수 있다.
또한, 일반적으로 디스플레이 장치(1)는 누운 상태에서 제조된다. 따라서, 디스플레이 장치(1)의 -Y 방향을 하부 방향이라 하고, +Y방향을 상부 방향이라 하는 것도 가능하다. 즉, 후술하는 실시예에서는 +Y 방향을 상부 방향이라 할 수도 있고 전방이라 할 수도 있으며, -Y 방향을 하부 방향이라 할 수도 있고 후방이라 할 수도 있다.
평판 형태의 디스플레이 장치(1) 또는 디스플레이 모듈(10)의 상면과 하면을 제외한 나머지 네 면은 디스플레이 장치(1)나 디스플레이 모듈(10)의 자세에 상관없이 모두 측면이라 하기로 한다.
도 1의 예시에서는 디스플레이 장치(1)가 복수의 디스플레이 모듈을 포함하여 대면적 화면을 구현하는 경우를 도시하였으나, 디스플레이 장치(1)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 디스플레이 장치(1)가 단일 디스플레이 모듈(10)을 포함하여 TV, 웨어러블 디바이스, 휴대용 디바이스, PC용 모니터 등으로 구현되는 것도 가능하다.
한편, 디스플레이 모듈(10)은 M x N(M, N은 2 이상의 정수) 배열의 픽셀, 즉 2차원 매트릭스 형태로 배열된 복수의 픽셀을 포함할 수 있다. 당해 실시예에서 어떤 구성요소들이 2차원으로 배열되었다는 것은 해당 구성요소들이 동일한 평면 상에 배치되는 경우뿐만 아니라, 서로 평행한 다른 평면 상에 배치되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 해당 구성요소들이 동일한 평면 상에 배치되는 경우는, 배치된 구성요소들의 상단까지 반드시 동일한 평면 상에 위치해야 하는 것은 아니며 배치된 구성요소들의 상단은 서로 평행한 다른 평면 상에 위치하는 경우도 포함할 수 있다.
하나의 픽셀은 색상 조합에 의해 다양한 색상을 구현하기 위해 서로 다른 색상의 광을 출력하는 복수의 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 픽셀은 서로 다른 색상의 광을 출력하는 적어도 3개의 서브 픽셀로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 하나의 픽셀은 R, G, B에 각각 대응되는 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀 및 청색 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 여기서, 적색 서브 픽셀은 적색광을 출력할 수 있고, 녹색 서브 픽셀은 녹색광을 출력할 수 있으며, 청색 서브 픽셀은 청색광을 출력할 수 있다.
서브 픽셀들은 X축 방향을 따라 일렬로 배열되는 것도 가능하고, Z축 방향을 따라 일렬로 배열되는 것도 가능하며, 일렬로 배열되지 않는 것도 가능하다.
또한, 각각의 서브 픽셀들은 서로 사이즈가 동일하게 구현되는 것도 가능하고, 사이즈가 서로 다르게 구현되는 것도 가능하다.
하나의 픽셀이 다양한 색상을 구현하기 위해 복수의 서브 픽셀을 포함하기만 하면 되고, 각각의 서브 픽셀의 사이즈나 배열 방식에 대해서는 제한을 두지 않는다.
또한, 픽셀이 반드시 적색광을 출력하는 적색 서브 픽셀, 녹색광을 출력하는 녹색 서브 픽셀, 청색광을 출력하는 청색 서브 픽셀로 구성되어야 하는 것은 아니며, 황색광이나 백색광을 출력하는 서브 픽셀이 포함되는 것도 가능하다. 즉, 각각의 서브 픽셀에서 출력되는 광의 색상이나 종류, 서브 픽셀의 개수에 대해서는 제한을 두지 않는다.
다만, 후술하는 실시예에서는 구체적인 설명을 위해, 하나의 픽셀이 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀, 및 청색 서브 픽셀로 구성되는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
앞서 언급한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)과 디스플레이 장치(1)는 각각의 픽셀이 스스로 빛을 낼 수 있는 자발광 디스플레이 장치이다. 따라서, 각각의 서브 픽셀에는 서로 다른 색상의 광을 방출하는 무기 발광 소자가 배치될 수 있다. 예를 들어, 적색 서브 픽셀에는 적색 무기 발광 소자가 배치될 수 있고, 녹색 서브 픽셀에는 녹색 무기 발광 소자가 배치될 수 있으며, 청색 서브 픽셀에는 청색 무기 발광 소자가 배치될 수 있다.
따라서, 당해 실시예에서 픽셀은 적색 무기 발광 소자, 녹색 무기 발광 소자 및 청색 무기 발광 소자를 포함하는 클러스터(cluster)를 나타낼 수 있고, 서브 픽셀은 각각의 무기 발광 소자를 나타낼 수 있다.
도 2 및 도 3은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 블록도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n, n은 2 이상의 정수)을 포함할 수 있고, 복수의 디스플레이 모듈(10)을 제어하는 메인 컨트롤러(300)와 타이밍 컨트롤러(500), 외부 기기와 통신하는 통신부(430), 소스 영상을 입력 받는 소스 입력부(440), 음향을 출력하는 스피커(410) 및 사용자로부터 디스플레이 장치(1)를 제어하기 위한 명령을 입력 받는 입력부(420)를 포함할 수 있다.
입력부(420)는 디스플레이 장치(1)의 일 영역에 마련되는 버튼이나 터치 패드를 포함할 수도 있고, 디스플레이 패널(100, 도 3참조)이 터치 스크린으로 구현되는 경우에는 입력부(420)가 디스플레이 패널(100)의 전면에 마련된 터치 패드를 포함할 수 있다. 또한, 입력부(420)는 리모트 컨트롤러를 포함하는 것도 가능하다.
입력부(420)는 사용자로부터 디스플레이 장치(1)의 전원 온/오프, 볼륨 조정, 채널 조정, 화면 조정, 각종 설정 변경 등 디스플레이 장치(1)를 제어하기 위한 다양한 명령을 수신할 수 있다.
스피커(410)는 하우징(20)의 일 영역에 마련될 수도 있고, 하우징(20)와 물리적으로 분리된 별도의 스피커 모듈이 더 마련되는 것도 가능하다.
통신부(430)는 중계 서버 또는 다른 전자 장치와 통신을 수행하여 필요한 데이터를 주고 받을 수 있다. 통신부(430)는 3G(3Generation), 4G(4Generation), 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(Ultra wideband), 적외선 통신(IrDA; Infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication), 지웨이브(Z-Wave) 등의 다양한 무선 통신 방식 중 적어도 하나를 채용할 수 있다. 또한, PCI(Peripheral Component Interconnect), PCI-express, USB(Universe Serial Bus) 등의 유선 통신 방식을 채용하는 것도 가능하다.
소스 입력부(440)는 셋탑 박스, USB, 안테나 등으로부터 입력되는 소스 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 소스 입력부(440)는 HDMI 케이블 포트, USB 포트, 안테나 포트 등을 포함하는 소스 입력 인터페이스의 그룹에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
소스 입력부(440)가 수신한 소스 신호는 메인 컨트롤러(300)에서 처리되어 디스플레이 패널(100)과 스피커(410)에서 출력 가능한 형태로 변환될 수 있다.
메인 컨트롤러(300)와 타이밍 컨트롤러(500)는 후술하는 동작을 수행하기 위한 프로그램 및 각종 데이터를 저장하는 적어도 하나의 메모리와 저장된 프로그램을 실행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
메인 컨트롤러(300)는 소스 입력부(440)를 통해 입력된 소스 신호를 처리하여 입력된 소스 신호에 대응되는 영상 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 메인 컨트롤러(300)는 소스 디코더, 스케일러, 이미지 인헨서(Image Enhancer) 및 그래픽 프로세서를 포함할 수 있다. 소스 디코더는 MPEG 등의 형식으로 압축되어 있는 소스 신호를 디코딩할 수 있고, 스케일러는 해상도 변환을 통해 원하는 해상도의 영상 데이터를 출력할 수 있다.
이미지 인헨서는 다양한 기법의 보정을 적용하여 영상 데이터의 화질을 개선할 수 있다. 그래픽 프로세서는 영상 데이터의 픽셀을 RGB 데이터로 구분하고, 디스플레이 패널(100)에서의 디스플레이 타이밍을 위한 syncing 신호 등의 제어 신호와 함께 출력할 수 있다. 즉, 메인 컨트롤러(300)는 소스 신호에 대응되는 영상 데이터와 제어 신호를 출력할 수 있다.
전술한 메인 컨트롤러(300)의 동작은 디스플레이 장치(1)에 적용 가능한 예시에 불과하고, 다른 동작을 더 수행하거나 전술한 동작 중 일부를 생략하는 것도 가능함은 물론이다.
메인 컨트롤러(300)에서 출력하는 영상 데이터와 제어 신호는 타이밍 컨트롤러(500)로 전달될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(500)는 메인 컨트롤러(300)로부터 전달된 영상 데이터를 드라이버 IC(200, 도 3참조)에서 처리 가능한 형태의 영상 데이터로 변환하고 영상 데이터를 디스플레이 패널(100)에 표시하기 위해 필요한 타이밍 컨트롤 신호 등의 각종 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)가 반드시 복수의 디스플레이 모듈(10)을 포함해야 하는 것은 아니나, 후술하는 실시예에서는 구체적인 설명을 위해 복수의 디스플레이 모듈(10)을 포함하는 디스플레이 장치(1)를 예로 들어 각 구성요소의 동작을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 복수의 디스플레이 모듈 각각(10-1, 10-2, ..., 10-n)은 영상을 표시하는 디스플레이 패널(100)과 디스플레이 패널(100)을 구동하는 드라이버 IC(200)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(100)은 전술한 바와 같이 2차원으로 배열되는 복수의 픽셀을 포함할 수 있고, 각각의 픽셀은 다양한 색상을 구현하기 위해 복수의 서브 픽셀로 구성될 수 있다.
또한, 앞서 언급한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 각각의 픽셀이 스스로 빛을 낼 수 있는 자발광 디스플레이 장치이다. 따라서, 각각의 서브 픽셀에는 무기 발광 소자(120)가 배치될 수 있다. 즉, 복수의 픽셀 각각은 2 이상의 무기 발광 소자(120)로 이루어질 수 있다.
각각의 무기 발광 소자(120)는 AM(Active Matrix) 방식 또는 PM(Passive Matrix) 방식에 의해 구동될 수 있으나, 후술하는 실시예에서는 구체적인 설명을 위해 무기 발광 소자(120)가 AM 방식에 의해 구동되는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에서는 각각의 무기 발광 소자(120)가 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 의해 개별적으로 제어될 수 있고, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 드라이버 IC(200)로부터 출력되는 구동 신호 또는 타이밍 컨트롤러(500)로부터 출력되는 타이밍 컨트롤 신호에 기초하여 동작할 수 있다.
드라이버 IC(200)는 타이밍 컨트롤러(500)로부터 전달된 영상 데이터에 기초하여 영상의 계조를 표현하기 위한 데이터 신호를 생성할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 데이터 신호는 픽셀 회로(131P, 도 5 참조)에 입력되는 데이터 전압을 포함할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 마이크로 픽셀 컨트롤러와 픽셀의 배치의 예시를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에서는 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 2 이상의 픽셀(P)을 제어할 수 있다. 후술하는 실시예에서는 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 2x2의 배열로 배치된 4개의 픽셀(P)을 제어하는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 무기 발광 소자(120)와 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 모듈 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 모듈 기판(110)은 실리콘 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판, PCB, FPCB, 캐비티 기판 등 다양한 재료의 기판 중 하나로 구현될 수 있다.
후술하는 바와 같이, 무기 발광 소자(120)를 스위칭 및 구동하기 위한 픽셀 회로가 모듈 기판(110) 위에 직접 실장되지 않고, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 마련되기 때문에, 모듈 기판(110)에는 전극 패드나 배선 외에 박막 트랜지스터 등의 회로 소자를 형성하지 않아도 된다. 따라서, 모듈 기판(110)의 종류를 선택함에 있어 박막 트랜지스터의 성능 등 다른 제약 사항들을 고려하지 않아도 되는바, 모듈 기판(110)을 무기 발광 소자(120)의 발열에 대한 내구성이 우수한 유리 기판으로 구현할 수 있다.
또한, 모듈 기판(110)에 박막 트랜지스터 등의 회로 소자들이 마련되지 않기 때문에, 모듈 기판(110)의 절단 및 배선 형성 과정 또는 무기 발광 소자(120)의 교체 과정에서 회로 소자가 손상되는 것을 방지할 수 있고, 디스플레이 모듈(10)의 제조 공정의 난이도를 낮출 수 있다.
마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 IC 기판 상에 무기 발광 소자(120)를 스위칭 및 구동하기 위한 픽셀 회로가 실장된 구조를 갖는다. 후술하는 바와 같이, 무기 발광 소자(120)를 스위칭 및 구동하기 위한 픽셀 회로는 트랜지스터를 포함한다.
IC 기판 역시 실리콘 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판, PCB, FPCB, 캐비티 기판 등 다양한 재료의 기판 중 하나로 구현될 수 있다. 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에는 무기 발광 소자와 같은 발열원이 없으므로, 재료의 내열성에 따른 제한없이 기판의 종류를 선택할 수 있다.
IC 기판에 형성되는 트랜지스터는 실리콘 기반의 트랜지스터일 수도 있고 산화물(oxide) 트랜지스터일 수도 있다. 실리콘 기반의 트랜지스터는 비결정 실리콘(a-Si) 박막 트랜지스터일 수도 있고, 단결정 박막 트랜지스터일 수도 있으며, 다결정 실리콘 박막 트랜지스터일 수도 있다. 일 예로, 다결정 박막 트랜지스터는 저온의 조건에서 생성되는 LTPS(Low Temperature Polycrystalline Silicon) 박막 트랜지스터일 수 있다
픽셀 회로에 포함되는 트랜지스터가 LTPS 박막 트랜지스터인 경우 IC 기판을 선택함에 있어서 전자 이동도에 따른 제약이 발생할 수 있다. 실리콘 기판은 유리 기판에 비해 전자 이동도에 제약이 없기 때문에, IC 기판이 실리콘 기판으로 구현되면 LTPS 박막 트랜지스터의 성능을 향상시킬 수 있다. 당해 실시예에서 발열원인 무기 발광 소자(120)는 모듈 기판(110)에 전사되므로, 내열성에 따른 제한없이 IC 기판을 실리콘 기판으로 구현할 수 있다.
한편, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)를 모듈 기판(110)에 전사하기 전에 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)마다 개별적으로 회로 검사를 수행할 수 있고, 회로 검사에 의해 양품으로 판정된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)만을 디스플레이 모듈(10)에 장착하는 것이 가능하다. 따라서, 모듈 기판에 직접 박막 트랜지스터 회로를 실장하는 경우와 비교하여 회로 검사 및 불량품의 교체가 용이하다.
전술한 바와 같이, 복수의 픽셀(P)은 모듈 기판(110) 상에 2차원 배열로 배치될 수 있고, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 모듈 기판(110) 상에 픽셀(P)이 배치되지 않은 공간에 배치될 수 있다.
모듈 기판(110)에 복수의 픽셀(P)을 배치함에 있어서, 상하좌우에 위치하는 인접한 픽셀들 간의 픽셀 간격(PP)을 모두 동일하게 유지할 수 있다. 당해 실시예에서 어떤 값들이 동일하다는 것은 해당 값들이 완전하게 일치하는 경우뿐만 아니라, 일정 오차 범위 내에서 일치하는 경우까지 포함할 수 있다.
픽셀 간격(PP)은 픽셀 피치(Pixel Pitch)라 지칭될 수 있으며, 당해 실시예에서는 픽셀 간격(PP)을 하나의 픽셀의 중심으로부터 인접한 픽셀의 중심까지의 거리를 나타내는 것으로 정의한다. 다만, 디스플레이 모듈(10)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아닌바, 픽셀 간격(PP)에 대한 다른 정의가 적용되는 것도 가능하다.
예를 들어, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 직육면체 형상을 갖는 경우, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 상면 또는 하면의 짧은 변의 길이(L)는 인접한 픽셀(P)들의 경계선 사이의 거리(D)보다 짧은 초소형의 크기로 마련될 수 있고, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 짧은 변은 인접한 두 픽셀(P) 사이의 최단 거리를 나타내는 수직선과 평행하게 배치될 수 있다. 여기서, 인접한 픽셀(P)들의 경계선 사이의 거리(D)는 서로 인접하는 무기 발광 소자(120) 중 서로 다른 픽셀(P)에 포함되는 무기 발광 소자(120) 사이의 거리를 의미할 수 있다.
즉, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 복수의 픽셀(P) 사이의 간격에 영향을 주지 않고 배치될 수 있다. 따라서, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)를 픽셀(P)들 사이에 배치하더라도 픽셀(P)들 사이의 간격을 최소화하여 동일한 면적 내에서도 고해상도를 구현할 수 있다.
마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 제어 대상 픽셀들에 구동 전류를 공급할 수 있다. 도 4의 예시와 같이, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 당 제어 대상 픽셀이 4개이고, 하나의 픽셀이 3개의 서브 픽셀, 즉 적색 무기 발광 소자(120R), 녹색 무기 발광 소자(120G) 및 청색 무기 발광 소자(120B)를 포함하는 경우에는 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 12개의 무기 발광 소자(120)에 구동 전류를 공급할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 마이크로 픽셀 컨트롤러의 동작을 나타내기 위한 제어 블록도이고, 도 6은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 마이크로 픽셀 컨트롤러 내에서의 신호의 흐름을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 제어 대상 픽셀을 온/오프하고 구동 전류를 공급하는 픽셀 회로(131P)와, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 입력된 다양한 신호들을 픽셀 회로(131P)에 적절하게 분배하는 컨트롤 회로(131C)를 포함할 수 있다.
또한, 픽셀을 온/오프하기 위한 게이트 신호를 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에서 생성함으로써, 드라이버 IC(200)의 부피와 로드를 줄이고 게이트 신호의 전달 과정에서 발생하는 IR 드롭 문제도 해결할 수 있으며, 배선의 복잡도도 줄일 수 있다.
이를 위해, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에는 게이트 신호 생성 회로(131G)가 포함될 수 있다. 타이밍 컨트롤러(500)로부터 전달되는 타이밍 컨트롤 신호가 게이트 신호 생성 회로(131G)에 입력될 수 있고, 게이트 신호 생성 회로(131G)는 입력된 타이밍 컨트롤 신호에 기초하여 픽셀을 온/오프시키기 위한 게이트 신호를 생성할 수 있다. 타이밍 컨트롤 신호는 게이트 펄스를 생성하기 위한 리셋 신호와 클럭신호를 포함할 수 있다.
게이트 신호 생성 회로(131G)에서 생성된 게이트 신호는 컨트롤 회로(131C)에 의해 각 픽셀 회로(131P)로 분배될 수 있다. 컨트롤 회로(131C)는 타이밍 컨트롤 신호에 기초하여, 게이트 신호를 적절한 타이밍에 적절한 픽셀 회로(131P)로 분배할 수 있다.
한편, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에서 생성된 게이트 신호는 행 방향으로 인접하게 배치된 다음 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 전달될 수 있다. 예를 들어, 첫 번째 열에 배치된 픽셀들을 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 게이트 신호를 생성하고, 생성된 게이트 신호는 행 방향으로 인접한 다음 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 전달될 수 있다.
당해 실시예에서, 행 방향으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들은 제어 대상 픽셀들이 동일한 행에 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들, 다시 말해 동일한 행에 배치된 픽셀들을 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들을 의미할 수 있다. 일 예로, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 2 x 2 배열의 픽셀들을 제어하는 경우, 모듈 기판(110) 상에서 첫 번째 행과 두 번째 행에 배치된 픽셀들을 제어하는 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들이 행 방향으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀(130)들이 될 수 있다.
또한, 열 방향으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들은 제어 대상 픽셀들이 동일한 열에 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들, 다시 말해 동일한 열에 배치된 픽셀들을 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들을 의미할 수 있다. 일 예로, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 2 x 2 배열의 픽셀들을 제어하는 경우, 모듈 기판(110) 상에서 첫 번째 열과 두 번째 열에 배치된 픽셀들을 제어하는 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들이 열 방향으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀(130)들이 될 수 있다.
게이트 신호를 전달하기 위한 공통 배선이 사용될 수도 있고, 게이트 신호를 전달받은 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 다음 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 다시 게이트 신호를 전달하는 것도 가능하다.
또는, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)마다 게이트 신호 생성 회로(131G)가 마련될 수도 있다. 또는, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)를 그룹화하고 각 그룹마다 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 게이트 신호를 생성하고 동일 그룹에 속하는 다른 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 생성된 게이트 신호를 전달하는 것도 가능하다.
컨트롤 회로(131C)는 드라이버 IC(200)로부터 전달되는 데이터 신호와 게이트 신호 생성 회로(131G)에서 생성한 게이트 신호를 제어 대상 픽셀을 구동하기 위한 복수의 픽셀 회로(131P)에 분배할 수 있다. 컨트롤 회로(131C)가 하나의 배선을 통해 입력되는 복수의 신호를 복수의 픽셀 회로(131P)에 적절하게 분배함으로써, 디스플레이 패널(100)이 드라이버 IC(200)나 타이밍 컨트롤러(500)와 연결되기 위해 필요한 배선의 개수를 줄일 수 있다.
하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 4개의 픽셀을 제어하고, 하나의 픽셀이 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀 및 청색 서브 픽셀을 포함하는 경우, 도 6의 예시와 같이, 4개의 픽셀 각각에 대한 적색 서브 픽셀 회로(131PR), 녹색 서브 픽셀 회로(131PG) 및 청색 서브 픽셀 회로(131PB)가 마련될 수 있다.
적색 서브 픽셀 회로(131PR)에서는 적색 무기 발광 소자(120R)를 구동하기 위한 구동 전류(IDPR)가 출력되고, 녹색 서브 픽셀 회로(131PG)에서는 녹색 무기 발광 소자(120G)를 구동하기 위한 구동 전류(IDPG)가 출력되고, 청색 서브 픽셀 회로(131PB)에서는 청색 무기 발광 소자를 구동하기 위한 구동 전류(IDPB)가 출력될 수 있다.
도 7 및 도 8은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 무기 발광 소자에 공급되는 구동 전류의 파형을 간략하게 나타낸 그래프이다.
무기 발광 소자의 밝기를 제어하는 방식에는 구동 전류의 진폭을 제어하는 PAM(Pulse Amplitude Modulation) 제어, 구동 전류의 펄스 폭을 제어하는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 및 구동 전류의 진폭과 펄스 폭을 모두 제어하는 하이브리드 제어 등이 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 PWM 제어를 적용하여 무기 발광 소자(120)의 밝기를 제어할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 무기 발광 소자(120)에 공급되는 구동 전류(ID)의 진폭은 고정하고 발광 시간(duration) 즉, 펄스 폭(W)을 제어함으로써 전류 밀도의 변화에 따른 컬러 시프트 현상을 방지하면서 다양한 계조를 표현할 수 있다.
또한, 무기 발광 소자(120)는 유기 발광 소자와 비교하여 높은 전류 밀도에서도 번인(burn-in) 현상 없이 고수명을 가질 수 있기 때문에, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 무기 발광 소자(120)에 높은 전류를 공급하여 고휘도를 구현할 수 있다.
한편, 무기 발광 소자(120)에 항상 높은 전류를 공급하게 되면 소비 전력이 증가하는 문제가 발생할 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 도 8에 도시된 바와 같이 절전 모드와 같은 특정 상황에서는 구동 전류의 진폭을 낮춤으로써 소비 전력을 감소시킬 수 있다. 이하, 이와 관련된 디스플레이 장치(1)의 구성과 동작을 구체적으로 설명한다.
도 9는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에 적용 가능한 픽셀 회로의 예시를 나타내는 회로도이다.
도 9를 참조하면, 픽셀 회로(131P)는 무기 발광 소자(120)에 공급되는 구동 전류의 펄스 폭을 제어하는 PWM 제어 회로(131PWM)와 무기 발광 소자(120)에 공급되는 구동 전류의 진폭을 제어하는 PAM 제어 회로(131PAM)를 포함할 수 있다.
드라이버 IC(200)로부터 제공되는 데이터 신호가 PWM 제어 회로(131PWM) 및 PAM 제어 회로(131PAM)에 각각 입력될 수 있는바, 여기서 데이터 신호는 구동 전류의 진폭을 제어하기 위한 제1전압과 구동 전류의 펄스 폭을 제어하기 위한 제2전압을 포함할 수 있다. 이하, 제1전압은 PAM 데이터 전압이라 하고 제2전압은 PWM 데이터 전압이라 한다.
PAM 제어 회로(131PAM)는, 제 1 구동 트랜지스터(TR1), 제 1 구동 트랜지스터(TR1)의 드레인 단자와 게이트 단자 사이에 연결된 제 1 트랜지스터(TR2), 드레인 단자가 제 1 구동 트랜지스터(TR1)의 소스 단자에 연결되고 게이트 단자가 제 1 트랜지스터(TR2)의 게이트 단자에 연결되며 소스 단자를 통해 PAM 데이터 전압(VPAM)을 인가받는 제2 트랜지스터(TR3)를 포함한다.
제어 신호(SPAM)에 따라 제 1 및 제 2 트랜지스터(TR2, TR3)가 온되어 있는 동안 드라이버 IC(200)로부터 공급되는PAM 데이터 전압이 제 2 트랜지스터(TR3)의 소스 단자를 통해 인가되면, 온된 제 1 구동 트랜지스터(TR1) 및 제 2 트랜지스터(TR2)를 통해, 인가된 PAM 데이터 전압 및 제 1 구동 트랜지스터(TR1)의 문턱 전압이 합산된 제1 전압이 제 1 구동 트랜지스터(TR1)의 게이트 단자에 인가될 수 있다.
PWM 제어 회로(131PWM)는, 제 2 구동 트랜지스터(TR4), 제 2 구동 트랜지스터(TR4)의 드레인 단자와 게이트 단자 사이에 연결된 제 3 트랜지스터(TR5), 드레인 단자가 제 2 구동 트랜지스터(TR4)의 소스 단자에 연결되고 게이트 단자가 제 3 트랜지스터(TR5)의 게이트 단자에 연결되며 소스 단자를 통해 PWM 데이터 전압을 인가받는 제4 트랜지스터(TR6)를 포함한다.
제어 신호(SPWM)에 따라 제 3 및 제 4 트랜지스터(TR5, TR6)가 온되어 있는 동안 드라이버 IC(200)로부터 공급되는PWM 데이터 전압(VPWM)이 제 4 트랜지스터(TR6)의 소스 단자를 통해 인가되면, 온된 제 2 구동 트랜지스터(TR4) 및 제 3 트랜지스터(TR5)를 통해, 인가된 PWM 데이터 전압 및 제 2 구동 트랜지스터(TR4)의 문턱 전압이 합산된 제 2 전압이 제 2 구동 트랜지스터(TR4)의 게이트 단자에 인가될 수 있다.
제 5 트랜지스터(TR7)의 소스 단자는 픽셀 회로(131P)의 전원 전압(VDD) 단자에 연결되고, 드레인 단자는 제 4 트랜지스터(TR6)의 드레인 단자와 제 2 구동 트랜지스터(TR4)의 소스 단자에 공통 연결된다.
제 5 트랜지스터(TR7)는, 제어 신호(Emi)에 따라 온/오프되어 전원 전압 단자와 PWM 제어 회로(131PWM)를 전기적으로 연결 또는 분리한다.
제 6 트랜지스터(TR8)의 소스 단자는 제 2 구동 트랜지스터(TR4)의 드레인 단자에 연결되고, 드레인 단자가 제 1 구동 트랜지스터(TR1)의 게이트 단자에 연결된다.
제 7 트랜지스터(TR9)의 소스 단자는 제 2 구동 트랜지스터(TR4)의 소스 단자, 제 4 트랜지스터(TR6)의 드레인 단자 및 제 5 트랜지스터(TR7)의 드레인 단자에 공통 연결되고, 드레인 단자는 제 1 구동 트랜지스터(TR1)의 소스 단자 및 제 2 트랜지스터(TR3)의 드레인 단자에 공통 연결된다.
제 6 트랜지스터(TR8) 및 제 7 트랜지스터(TR9)는, 제어 신호(Emi)에 따라 온/오프되어 PWM 제어 회로(131PWM)와 PAM 제어 회로(131PAM)를 전기적으로 연결 또는 분리한다.
제 8 트랜지스터(TR10)의 소스 단자는 제 1 구동 트랜지스터(TR1)의 드레인 단자에 연결되고, 드레인 단자는 발광 소자(200)의 애노드 단자에 연결된다. 제 8 트랜지스터(TR10)는, 제어 신호(Emi)에 따라 온/오프되어 PAM 제어 회로(131PAM)와 무기 발광 소자(120)를 전기적으로 연결 또는 분리한다.
제 1 캐패시터(C1)의 일 단에는 제 2 구동 트랜지스터(TR4)의 게이트 단자 및 제 3 트랜지스터(TR5)의 드레인 단자가 공통 연결되고, 타 단에는 선형적으로 변화하는 전압인 슬로프 전압(Vslope)이 인가된다.
제 9 트랜지스터(TR11)의 드레인 단자는 제 1 구동 트랜지스터(TR1)의 게이트 단자 및 제 1 트랜지스터(TR2)의 드레인 단자에 공통 연결되고, 소스 단자는 초기 전압(Vini)이 인가된다. 제 10 트랜지스터(TR12)의 소스 단자는 제 1 캐패시터(C1)의 상기 일 단에 연결되고, 드레인 단자는 제 9 트랜지스터(TR11)의 소스 단자에 연결된다.
한편, 제 2 캐패시터(C2)는, 일 단이 전원 전압 단자에 연결되고, 타 단이 제 1 구동 트랜지스터(TR1)의 게이트 단자(C), 제 1 트랜지스터(TR2)의 드레인 단자, 제 9 트랜지스터(TR11)의 드레인 단자 및 제 6 트랜지스터(TR8)의 드레인 단자와 공통 연결된다.
제 9 트랜지스터(TR11) 및 제 10 트랜지스터(TR12)는, 제어 신호 VST에 따라 온되어, 초기 전압(Vini)을 제 1 구동 트랜지스터(TR1)의 게이트 단자 및 제 2 구동 트랜지스터(TR4)의 게이트 단자에 인가한다.
한편, 제 9 트랜지스터(TR11) 및 제 10 트랜지스터(252)는, 제 1 및 제 2 구동 트랜지스터(TR1, TR4)의 게이트 단자 전압이 초기화된 이후에 전원 전압(VDD)이 제 2 커패시터(C2)를 통해 제 1 구동 트랜지스터(TR1)의 게이트 단자(C)에 커플링되는 것을 막기 위해, 전원 전압(VDD)이 제 2 커패시터(C2)의 상기 일 단에 인가된 후에도 일정 시간 동안 제어 신호 VST에 따라 온된 상태를 유지하여 제 1 및 제 2 구동 트랜지스터(TR1, TR4)의 게이트 단자에 초기 전압(Vini)을 인가한다.
한편, 무기 발광 소자(120)의 캐소드 단자는 그라운드 전압(VSS) 단자에 연결된다.
픽셀 회로(131P)의 구체적인 동작을 설명하면, 제어 신호(SPWM 예를 들어, -5V)에 따라 제 3 및 제 4 트랜지스터(TR5, TR6)가 온되면, PWM 데이터 전압은 제 4 트랜지스터(TR6), 제 2 구동 트랜지스터(TR4) 및 제 3 트랜지스터(TR5)를 차례로 지나며 A 노드에는 보상된 전압(PWM 데이터 전압 및 제 2 구동 트랜지스터(TR4)의 문턱 전압을 합한 값만큼의 전압)이 입력된다. 이에 따라, 보상된 전압은 제 1 커패시터(C1)에 저장되며 A 노드는 플로팅 상태를 유지한다.
한편, 제어 신호 SPWM은 2차원으로 배열된 복수의 픽셀을 행 단위로 순차적으로 온시키기 위한 신호, 즉 게이트 신호에 해당하며 전술한 게이트 신호 생성 회로(131G)에서 생성할 수 있다.
이에 따라, PWM 제어 회로(131PWM)에 포함되는 제 3 및 제 4 트랜지스터(TR5, TR6)는 행 별로 순차적으로 온되며, 영상의 계조를 표현하기 위한 PWM 데이터 전압이 행 별로 순차적으로 인가된다.
제어 신호 SPAM는 PAM 제어 회로(131PAM)를 온시키기 위한 신호로서 제어 신호 SPWM과 마찬가지로 게이트 신호 생성부(131G)에서 생성될 수 있다.
제어 신호 SPMA에 의해 제 1 및 제 2 트랜지스터 (TR2, TR3)가 온되면, PAM 데이터 전압이 PAM 제어 회로(131PAM)에 인가될 수 있다. 이 때, 복수의 픽셀 회로(131P)에 인가되는 PAM 데이터 전압은 디스플레이 장치(1)가 일반 모드로 동작하는지, 절전 모드로 동작하는지에 따라 동일한 크기의 전압일 수도 있고, 영역 별로 크기가 다를 수도 있다.
발광 기간 동안 무기 발광 소자(120)는, 픽셀 회로(131P)가 제공하는 구동 전류의 진폭 및 펄스 폭에 따라 발광함으로써, 인가된 PAM 데이터 전압 및 PWM 데이터 전압에 대응되는 계조를 표현하게 된다.
구체적으로, 발광 기간 동안에는 제어 신호(Emi, 예를 들어 -5V)에 따라 제 5 내지 제 8 트랜지스터(TR7 내지 TR10)가 온되므로, PAM 제어 회로(131PAM), PWM 제어 회로(131PWM)는, 서로 전기적으로 연결되고, 전원 전압 단자 및 무기 발광 소자(120)와도 전기적으로 연결된 상태가 된다.
발광 기간이 시작되면, 전원 전압 단자를 통해 전원 전압(VDD, 예를 들어, + 5V)가 제 5 트랜지스터(TR7), 제 7 트랜지스터(TR9), 제 1 구동 트랜지스터(TR1) 및 제 8 트랜지스터(TR10)를 통해 무기 발광 소자(120)로 전달되므로 무기 발광 소자(120)의 양단에는 +10V의 전위차가 발생하여 무기 발광 소자(120)가 발광을 시작한다. 이때, 무기 발광 소자(120)를 발광시키는 구동 전류는 PAM 데이터 전압에 대응되는 고정된 진폭을 갖는다.
한편, 발광 기간에는 선형적으로 변화하는 전압인 슬로프 전압(Vslope)이 제 1 커패시터(C1)로 인가된다. 예를 들어, 슬로프 전압(Vslope)이 +4V에서 0V로 점점 감소하는 전압인 경우, 제 1 커패시터(C1)를 통해, 플로팅 상태에 있는 제 2 구동 트랜지스터(TR4)의 게이트 단자에 커플링 전압이 발생한다.
따라서, A 노드의 전압은 슬로프 전압(Vslope)에 따라 감소하게 되고, 감소하던 A 노드의 전압이 제 2 구동 트랜지스터 (TR4)의 문턱 전압에 도달하면, 제 2 구동 트랜지스터(TR4)는 오프 상태에서 온 상태가 된다.
제 2 구동 트랜지스터(TR4)가 온되면, 제 5 트랜지스터(TR7), 제 2 구동 트랜지스터(TR4) 및 제 6 트랜지스터(TR8)를 통해 전원 전압(VDD)(예를 들어, +5V)이 C 노드에 전달된다. 전원 전압(VDD)은 +5V이므로, 전원 전압이 C 노드에 인가되면 제 1 구동 트랜지스터(TR1)는 오프된다. 제 1 구동 트랜지스터(TR1)가 오프되면, 전원 전압(VDD)이 발광 소자(200)까지 도달하지 못하게 되므로 발광 소자(200)의 발광은 종료된다.
이와 같이, PWM 제어 회로(131PWM)는 전원 전압(VDD)(예를 들어, +5V)이 무기 발광 소자(120)에 인가된 시점부터, 제 2 구동 트랜지스터(TR4)의 게이트 단자에 인가된 전압이 슬로프 전압(Vslope)에 따라 변화하여 제 2 구동 트랜지스터(TR4)의 문턱 전압이 되는 시점까지, 구동 전류를 무기 발광 소자(120)로 제공하게 된다. 즉, 구동 전류는 PWM 데이터 전압에 대응되는 크기의 펄스 폭을 갖게 된다.
디스플레이 장치(1)가 일반 모드에서 동작할 때에는 모든 픽셀 회로(131P)에 동일한 PAM 데이터 전압이 인가될 수 있다. 디스플레이 장치(1)가 절전 모드에서 동작할 때에는 특정 영역에 인가되는 PAM 데이터 전압을 조절하여 일반 모드에서 공급되는 구동 전류보다 작은 구동 전류를 무기 발광 소자(120)에 공급함으로써 소비 전력을 저감할 수 있다.
일반 모드에서 인가되는 PAM 데이터 전압과 절전 모드에서 특정 영역에 인가되는 PAM 데이터 전압은 미리 설정될 수 있다. 특히, 절전 모드에서 특정 영역에 인가되는 PAM 데이터 전압의 증가량 또는 감소량은 절전 효율 등을 고려하여 설정될 수 있다. 당해 실시예에서는 절전 모드에서 특정 영역에 더 작은 진폭의 구동 전류가 픽셀에 인가되기만 하면 되고 PAM 데이터 전압의 크기에 대해 다른 제한은 두지 않는다.
전술한 픽셀 회로(131P)의 예시에서는 PMOS트랜지스터를 구동 트랜지스터로 사용하였다. 이와 같이, 구동 트랜지스터가 PMOS트랜지스터인 경우에는 일반 모드에서의 PAM 데이터 전압이 절전 모드에서 특정 영역에 인가되는 PAM 데이터 전압보다 작다.
구동 트랜지스터로 NMOS트랜지스터를 사용하는 것도 가능함은 물론이다. 이 경우에는 일반 모드에서의 PAM 데이터 전압이 절전 모드에서 특정 영역에 인가되는 PAM 데이터 전압보다 크다.
즉, 드라이버 IC(200)는 디스플레이 장치(1)가 절전 모드로 동작하면, 특정 영역의 픽셀 회로(131P)에 인가하는 PAM 데이터 전압을 감소시키거나(구동 트랜지스터가 NMOS인 경우) 증가시켜(구동 트랜지스터가 PMOS인 경우) 무기 발광 소자(120)에 인가되는 구동 전류의 진폭을 감소시킬 수 있다.
타이밍 컨트롤러(500) 또는 메인 컨트롤러(300)가 절전 모드로의 진입 또는 일반 모드로의 복귀를 결정할 수 있고, 드라이버 IC(200)는 디스플레이 장치(1)가 일반 모드에서 동작하는지 또는 절전 모드에서 동작하는지 여부에 따라 다른 크기의 PAM 데이터 전압을 디스플레이 패널(100)에 인가할 수 있다.
절전 모드로의 진입은 타이밍 컨트롤러(500) 또는 메인 컨트롤러(300)가 자동으로 결정할 수도 있고, 입력부(420)를 통해 수신된 사용자 입력에 기초하여 결정할 수도 있다.
예를 들어, 타이밍 컨트롤러(500) 또는 메인 컨트롤러(300)는 디스플레이 장치(1)가 위치하는 환경에 관한 정보에 기초하여 절전 모드로의 진입을 결정할 수 있다. 디스플레이 장치(1)가 위치하는 환경에 관한 정보는 조도를 포함할 수 있으며, 디스플레이 장치(1)에 마련된 카메라, 조도 센서 등의 센싱 장치에 의해 획득될 수 있다.
또는, 디스플레이 장치(1)가 야외에 위치하는 경우에는 시간대에 따라 절전 모드로의 진입을 결정할 수도 있다. 낮 시간대에는 디스플레이 장치(1)를 일반 모드에서 동작시켜 고휘도를 구현하고 밤 시간대에는 디스플레이 장치(1)를 절전 모드에서 동작시켜 소비 전력을 저감할 수 있다.
다른 예로, 타이밍 컨트롤러(500) 또는 메인 컨트롤러(300)는 디스플레이 장치(1)의 시청 여부에 기초하여 절전 모드로의 진입을 결정할 수도 있다. 정해진 시간 이상 입력부(420)를 통해 수신되는 사용자 입력이 없는 경우에 사용자가 디스플레이 장치(1)를 시청하지 않는 것으로 판단하여 디스플레이 장치(1)의 동작 모드를 일반 모드에서 절전 모드로 전환할 수 있다.
또는, 디스플레이 장치(1)에 마련된 카메라, 기타 센서에 의해 정해진 시간 이상 사용자가 감지되지 않는 경우에 사용자가 디스플레이 장치(1)를 시청하지 않는 것으로 판단하는 것도 가능하다.
또는, 디스플레이 장치(1)가 공공 장소에 위치하는 경우에는 시간대에 따라 절전 모드로의 진입을 결정할 수도 있다. 유동 인구가 많은 시간대에는 디스플레이 장치(1)를 일반 모드에서 동작시켜 고휘도를 구현하고 유동 인구가 적은 시간대에는 디스플레이 장치(1)를 절전 모드에서 동작시켜 소비 전력을 저감할 수 있다. 디스플레이 장치(1)를 일반 모드에서 동작시키는 시간대와 절전 모드에서 동작시키는 시간대는 사용자에 의해 설정 및 변경될 수 있다.
절전 모드로의 진입이 사용자 입력에 기초하여 결정되는 경우에는, 입력부(420)에 절전 모드를 선택할 수 있는 절전 모드 버튼이 마련될 수 있고, 사용자가 절전 모드 버튼을 선택하면 타이밍 컨트롤러(500) 또는 메인 컨트롤러(300)는 디스플레이 장치(1)의 동작 모드를 일반 모드에서 절전 모드로 전환할 수 있다.
전술한 조건들은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)에 적용 가능한 예시에 불과하다. 전술한 조건들 외에도 절전 모드로의 전환을 결정하기 위한 다양한 조건들이 사용될 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 절전 모드에서 동작할 때 영상 전체의 밝기를 감소시키는 것이 아니라 영역 별로 밝기를 감소시킴으로써, 소비 전력을 저감하되 영상의 품질 저하는 최소화할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 장치(1)는 절전 모드에서 디스플레이 패널(100)에 배치된 복수의 픽셀 중 일부 열에 배치된 복수의 픽셀에 인가되는 구동 전류의 진폭을 감소시킬 수 있다.
다른 예로, 디스플레이 장치(1)는 절전 모드에서 디스플레이 패널(100)에 배치된 복수의 픽셀 중 일부 행에 배치된 복수의 픽셀에 인가되는 구동 전류의 진폭을 감소시킬 수 있다.
또 다른 예로, 디스플레이 장치(1)는 절전 모드에서 디스플레이 패널(100)에 배치된 복수의 픽셀 중 임의의 영역에 배치된 복수의 픽셀에 인가되는 구동 전류의 진폭을 감소시킬 수도 있다.
밝기가 감소되는 영역(이하, 절전 영역이라 함)은 미리 정해지는 것도 가능하고, 타이밍 컨트롤러(500) 또는 메인 컨트롤러(300)가 영상 데이터에 기초하여 결정하는 것도 가능하다.
예를 들어, 영상의 중심부를 제외한 가장자리 영역을 절전 영역으로 미리 정하는 것도 가능하고, 타이밍 컨트롤러(500) 또는 메인 컨트롤러(300)가 영상 데이터에 기초하여 사람이나 동물이 위치하지 않는 배경 영역 또는 움직이는 객체가 위치하지 않는 배경 영역을 절전 영역으로 결정하는 것도 가능하다. 또는, 어두운 색상이 표시되는 영역을 절전 영역으로 결정하는 것도 가능하다.
디스플레이 장치(1)의 실시예가 전술한 예시에 한정되는 것은 아니며, 이 외에도 다양한 방식으로 절전 영역이 결정될 수 있다.
전술한 바와 같이, 구동 전류의 진폭은 PAM 데이터 전압에 의해 조절될 수 있다. 따라서, 구동 전류의 진폭을 낮추기 위해서는 PAM 데이터 전압을 증가 또는 감소시켜야 하는바, 이하, 디스플레이 장치(1)가 영역 별로 구동 전류의 진폭을 감소시키기 위해 적용 가능한 배선 구조의 예시를 설명한다.
도 10 내지 도 12는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 열 단위로 구동 전류의 진폭을 감소시키기 위해 적용 가능한 배선 구조의 일 예시를 나타낸 도면이고, 도 13 및 도 14는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 열 단위로 구동 전류의 진폭을 감소시키는 경우에 밝기가 제어되는 영역의 예시를 나타낸 도면이다.
당해 예시에서는 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 2 x 2 배열의 픽셀을 제어하는 경우를 예로 들어 설명한다.
도 10을 참조하면, 드라이버 IC(200)와 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 PAM 데이터 전압(VPAM)을 전달하는 제1배선과 PWM 데이터 전압(VPWM)을 전달하는 제2배선을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 이하, 제1배선은 PAM 배선이라 하고 제2배선은 PWM 배선이라 하기로 한다.
PWM 배선(LPWM)은 열 단위로 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 연결될 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 하나의 행 방향으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들의 개수만큼 PWM 배선(LPWM)이 마련되어 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 당 하나의 PWM 배선(LPWM)이 연결되는 것도 가능하고, 복수의 픽셀이 구성하는 열의 개수만큼 PWM 배선(LPWM)이 마련되어 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 자신이 제어하는 열의 개수, 즉 제어 대상 픽셀이 배치된 열의 개수만큼의 PWM 배선(LPWM)과 연결되는 것도 가능하다. 도 10 이후의 도면에서는 PWM 배선의 도시는 생략하였다.
도 10의 예시에서는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 당 하나의 PAM 배선(LPAM)이 전기적으로 연결되어 있고, 열 방향(Z축 방향)으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들은 하나의 PAM 배선(LPAM)을 공유할 수 있다. 따라서, 디스플레이 패널(100)에 복수의 픽셀이 M x N 배열로 배치된 경우, 드라이버 IC(200)와 디스플레이 패널(100)은 N/n(n은 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러가 제어하는 픽셀들이 배치된 열의 개수)개의 PAM 배선(LPAM)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
드라이버 IC(200)는 PAM 배선마다 전달되는 PAM 데이터 전압을 독립적으로 조절할 수 있다. 동일한 PAM 배선(LPAM)과 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들에는 동일한 크기의 PAM 데이터 전압이 인가되고, 서로 다른 PAM 배선(LPAM)과 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들에는 서로 다른 크기의 PAM 데이터 전압이 인가되는 것이 가능하다. 즉, PAM 배선의 개수만큼 서로 다른 크기의 PAM 데이터 전압을 동시에 인가할 수 있다.
동일한 PAM 배선(LPAM)과 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들에는 동일한 크기의 PAM 데이터 전압이 인가되기 때문에, 충분한 발광 시간을 확보할 수 있다.
당해 예시의 경우, 열 방향(Z축 방향)으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들에 동일한 크기의 PAM 데이터 전압이 인가되고, 행 방향(X축 방향)으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들에는 다른 크기의 PAM 데이터 전압이 인가될 수 있다.
여기서, 열 방향으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들이 하나의 공통 배선으로부터 PAM 데이터 전압을 인가받는 것도 가능하고, 드라이버 IC(200)와 가장 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130), 예를 들어 첫 번째 행에 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 PAM 데이터 전압이 인가되고, 열 방향으로 인접한 다음 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 PAM 데이터 전압이 순차적으로 전달되는 것도 가능하다.
당해 예시의 경우, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 두 개의 열에 배치된 픽셀들을 제어하므로, 절전 모드에서도 두 개의 열에 배치된 픽셀들이 하나의 단위로서 제어될 수 있고, 서로 다른 단위에 속하는 픽셀들을 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들에는 다른 크기의 PAM 데이터 전압이 인가될 수 있다. 동일한 크기의 PAM 데이터 전압이 인가될 수도 있음은 물론이다.
첫 번째 열과 두 번째 열에 배치된 픽셀들을 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들이 동일한 PAM 배선(LPAM)과 연결되어 있으므로, 첫 번째 열과 두 번째 열에 배치된 픽셀들에 동일한 크기의 PAM 데이터 전압이 인가될 수 있다. 그 이후의 열에 배치된 픽셀들에 대해서도 동일한 설명이 적용될 수 있다.
PAM 데이터 전압이 인가되면, 컨트롤 회로(131C)는 제어 대상 픽셀들을 제어하는 픽셀 회로들(131P)에 PAM 데이터 전압을 전달할 수 있다. 당해 예시와 같이, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 4개의 픽셀을 제어하는 경우에는 12개의 픽셀 회로(131P)에 동일한 크기의 PAM 데이터 전압이 입력될 수 있다.
또는, 디스플레이 패널(100)에 복수의 픽셀이 M x N 배열로 배치된 경우, 도 11에 도시된 바와 같이, 드라이버 IC(200)와 디스플레이 패널(100)을 N 개의 PAM 배선(LPAM)에 의해 전기적으로 연결하는 것도 가능하다. 즉, 픽셀에 공급되는 구동 전류의 진폭을 열 단위로 제어하기 위해 열의 개수만큼 PAM 배선(LPAM)을 마련하는 것도 가능하다. 여기서, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 n개의 열에 배치된 픽셀들을 제어하는 경우, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)마다 n개의 PAM 배선(LPAM)과 연결될 수 있다.
도 11 의 예시에 따르면, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 서로 다른 두 개의 열에 배치된 픽셀들(2 x 2 배열)을 제어하므로, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 두 개의 PAM 배선(LPAM)이 전기적으로 연결될 수 있다. 연결된 PAM 배선(LPAM) 중 하나의 PAM 배선(LPAM)은 하나의 열에 배치된 픽셀들에 대한 PAM 데이터 전압을 전달하고, 다른 하나의 PAM 배선(LPAM)은 다른 하나의 열에 배치된 픽셀들에 대한 PAM 데이터 전압을 전달할 수 있다.
또는, 도 12에 도시된 바와 같이, 행 방향으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들이 드라이버 IC(200)와 연결된 하나의 PAM 배선(LPAM)을 공유하는 것도 가능하다.
예를 들어, 행 방향으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들을 두 개씩 묶어서 하나의 PAM 배선(LPAM)과 전기적으로 연결할 수 있다. 이 경우, 드라이버 IC(200)와 디스플레이 패널(100)은 N/2n개의 PAM 배선(LPAM)에 의해 전기적으로 연결될 수 있고, 2n개의 열에 배치된 픽셀들을 하나의 단위로 제어할 수 있다.
더 많은 개수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들을 하나의 단위로 묶어 PAM 배선(LPAM)의 개수를 줄이는 것도 가능하다. PAM 배선(LPAM)의 개수를 줄일수록 제조 공정이 간소화되고 PAM 배선(LPAM)의 개수를 늘일수록 절전 영역에 대한 미세한 제어가 가능해진다.
PAM 배선(LPAM)이 전술한 예시와 같이 마련되면, 타이밍 컨트롤러(500) 또는 메인 컨트롤러(300)는 디스플레이 장치(1)가 절전 모드에서 동작할 때 밝기를 감소시키는 영역을 열 단위로 제어할 수 있다.
디스플레이 장치(1)가 일반 모드에서 동작할 때에는 모든 픽셀에 공급되는 구동 전류를 동일하게 제어할 수 있다. 디스플레이 장치(1)가 절전 모드로 동작할 때에는, 도 13에 도시된 바와 같이, 복수의 열에 배치된 픽셀들에 공급되는 구동 전류의 진폭을 낮추어 밝기를 감소시키고 소비 전력을 저감할 수 있다. 나머지 열에 배치된 픽셀들에는 일반 모드에서와 동일한 진폭의 구동 전류가 공통적으로 인가될 수 있다. 이하, 절전 모드에서 밝기가 감소된 영역을 절전 영역(RP)이라 하기로 한다.
전술한 바와 같이, 절전 영역(RP)은 미리 정해지거나 일정 기준에 따라 결정될 수 있다. 일 예로, 도 13에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(1)에 표시되는 영상의 배경 영역이 절전 영역(RP)으로 결정될 수 있다.
또는, 도 14에 도시된 바와 같이, 공간적으로 서로 이격된 복수의 영역이 절전 영역들(RP1, RP2)로 결정되는 것도 가능하다. 열 단위로 PAM 데이터 전압을 독립적으로 제어할 수 있으므로, 타이밍 컨트롤러(500) 또는 메인 컨트롤러(300)는 영상의 일부 영역의 밝기만을 감소시킴으로써 소비 전력을 저감하면서도 영상의 품질 저하는 최소화할 수 있다.
당해 예시에서도 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 2 x 2 배열의 픽셀을 제어하는 경우를 예로 들어 설명한다.
도 15 내지 도 17은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 행 단위로 구동 전류의 진폭을 감소시키기 위해 적용 가능한 배선 구조의 일 예시를 나타낸 도면이다.
도 15의 예시를 참조하면, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 당 하나의 PAM 배선(LPAM)이 전기적으로 연결되어 있고, 행 방향으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들은 하나의 PAM 배선(LPAM)을 공유할 수 있다. 따라서, 디스플레이 패널(100)에 복수의 픽셀이 M x N 배열로 배치된 경우, 드라이버 IC(200)와 디스플레이 패널(100)은 M/m(m은 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러가 제어하는 픽셀들이 배치된 행의 개수)개의 PAM 배선(LPAM)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
드라이버 IC(200)는 PAM 배선마다 전달되는 PAM 데이터 전압을 독립적으로 조절할 수 있다. 따라서, 동일한 PAM 배선(LPAM)과 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들에는 동일한 크기의 PAM 데이터 전압이 인가되고, 서로 다른 PAM 배선(LPAM)과 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들에는 서로 다른 크기의 PAM 데이터 전압이 인가되는 것이 가능하다.
당해 예시의 경우, 행 방향(X축 방향)으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들에 동일한 크기의 PAM 데이터 전압이 인가되고, 열 방향(Z축 방향)으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들에는 다른 크기의 PAM 데이터 전압이 인가될 수 있다.
여기서, 행 방향으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들이 하나의 공통 배선으로부터 PAM 데이터 전압을 인가 받는 것도 가능하고, 드라이버 IC(200)와 가장 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130), 예를 들어 첫 번째 열에 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 PAM 데이터 전압이 인가되고, 행 방향으로 인접한 다음 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 PAM 데이터 전압이 순차적으로 전달되는 것도 가능하다.
당해 예시의 경우, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 두 개의 행에 배치된 픽셀들을 제어하므로, 절전 모드에서 두 개의 행에 배치된 픽셀들이 하나의 단위로서 제어될 수 있고, 서로 다른 단위에 속하는 픽셀들을 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들에는 다른 크기의 PAM 데이터 전압이 인가될 수 있다. 동일한 크기의 PAM 데이터 전압이 인가될 수도 있음은 물론이다.
첫 번째 행과 두 번째 행에 배치된 픽셀들을 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들이 동일한 PAM 배선(LPAM)과 연결되어 있으므로, 첫 번째 열과 두 번째 열에 배치된 픽셀들에 동일한 크기의 PAM 데이터 전압이 인가될 수 있다. 그 이후의 열에 배치된 픽셀들에 대해서도 동일한 설명이 적용될 수 있다.
PAM 데이터 전압이 인가되면, 컨트롤 회로(131C)는 제어 대상 픽셀들을 제어하는 픽셀 회로들(131P)에 PAM 데이터 전압을 전달할 수 있다. 당해 예시와 같이, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 4개의 픽셀을 제어하는 경우에는 12개의 픽셀 회로(131P)에 동일한 크기의 PAM 데이터 전압이 입력될 수 있다.
또는, 디스플레이 패널(100)에 복수의 픽셀이 M x N 배열로 배치된 경우, 드라이버 IC(200)와 디스플레이 패널(100)을 M 개의 PAM 배선(LPAM)에 의해 전기적으로 연결하는 것도 가능하다. 즉, 픽셀에 공급되는 구동 전류의 진폭을 행 단위로 제어하기 위해 행의 개수만큼 PAM 배선(LPAM)을 마련하는 것도 가능하다. 여기서, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 m개의 행에 배치된 픽셀들을 제어하는 경우, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)마다 m개의 PAM 배선(LPAM)과 연결될 수 있다.
도 16 의 예시에 따르면, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 서로 다른 두 개의 행에 배치된 픽셀들(2 x 2 배열)을 제어하므로, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 두 개의 PAM 배선(LPAM)이 전기적으로 연결될 수 있다. 연결된 PAM 배선(LPAM) 중 하나의 PAM 배선(LPAM)은 하나의 행에 배치된 픽셀들에 대한 PAM 데이터 전압을 전달하고, 다른 하나의 PAM 배선(LPAM)은 다른 하나의 행에 배치된 픽셀들에 대한 PAM 데이터 전압을 전달할 수 있다.
또는, 도 17에 도시된 바와 같이, 열 방향으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들이 하나의 PAM 배선(LPAM)을 공유하는 것도 가능하다. 예를 들어, 열 방향으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들을 두 개씩 묶어서 하나의 PAM 배선(LPAM)과 전기적으로 연결할 수 있다. 이 경우, 드라이버 IC(200)와 디스플레이 패널(100)은 M/2m개의 PAM 배선(LPAM)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
PAM 배선(LPAM)이 전술한 예시와 같이 마련되면, 타이밍 컨트롤러(500) 또는 메인 컨트롤러(300)는 디스플레이 장치(1)가 절전 모드에서 동작할 때 밝기를 감소시키는 영역을 행 단위로 제어할 수 있다.
도 18 및 도 19는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 행 단위로 구동 전류의 진폭을 감소시키는 경우에 밝기가 제어되는 영역의 예시를 나타낸 도면이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(1)가 절전 모드로 동작하면, 절전 영역(RP)에 대응되는 복수의 행에 배치된 픽셀들에 일반 모드에서보다 작은 진폭의 구동 전류를 공급하여 밝기를 감소시키고 소비 전력을 저감할 수 있다.
또는, 도 19에 도시된 바와 같이, 공간적으로 서로 이격된 복수의 영역이 절전 영역들(RP1, RP2)로 결정되는 것도 가능하다. 행 단위로 PAM 데이터 전압을 독립적으로 제어할 수 있으므로, 타이밍 컨트롤러(500) 또는 메인 컨트롤러(300)는 영상의 일부 영역의 밝기만을 감소시킴으로써 소비 전력을 저감하면서도 영상의 품질 저하는 최소화할 수 있다.
도 20은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 임의의 영역 단위로 구동 전류의 진폭을 감소시키기 위해 적용 가능한 배선 구조의 일 예시를 나타낸 도면이고, 도 21은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 임의의 영역 단위로 구동 전류의 진폭을 감소시키는 경우에 밝기가 제어되는 영역의 예시를 나타낸 도면이다.
당해 예시에서도 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 2 x 2 배열의 픽셀을 제어하는 경우를 예로 들어 설명한다.
절전 영역을 좀 더 미세하게 조절하기 위해 픽셀 단위 또는 마이크로 픽셀 컨트롤러 단위로 구동 전류의 진폭을 제어하는 것도 가능하다. 마이크로 픽셀 컨트롤러 단위로 구동 전류의 진폭을 제어하는 경우에는, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)마다 PAM 배선(LPAM)을 통해 드라이버 IC(200)와 전기적으로 연결시켜 개별적으로 PAM 데이터 전압을 인가할 수 있다.
픽셀 단위로 구동 전류의 진폭을 제어하는 경우에는, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)마다 제어 대상 픽셀의 개수만큼의 PAM 배선(LPAM)을 통해 드라이버 IC(200)와 전기적으로 연결시켜 픽셀마다 개별적으로 PAM 데이터 전압을 인가할 수 있다.
또는, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)를 하나의 단위로 묶어서 제어하는 것도 가능하다. 도 20의 예시와 같이, 열 방향으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들을 두 개씩 하나의 단위로 묶어서 각각 하나의 PAM 배선(LPAM)을 통해 드라이버 IC(200)와 전기적으로 연결할 수 있다. 행 방향으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들을 하나의 단위로 묶는 것도 가능함은 물론이다.
당해 예시에서 열 방향으로 인접하게 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)들을 두 개씩 하나의 단위로 묶는 경우, 두 개의 열에 배치된 픽셀들에 구동 전류를 공급하기 위해 디스플레이 패널(100)과 드라이버 IC(200)를 M/4개의 PAM 배선(LPAM)을 통해 전기적으로 연결할 수 있다.
따라서, M x N 배열로 배치된 복수의 픽셀에 구동 전류를 공급하기 위해서는, 총 M/4*N/2개의 PAM 배선(LPAM)을 통해 디스플레이 패널(100)과 드라이버 IC(200)를 전기적으로 연결할 수 있다.
PAM 배선(LPAM)이 전술한 예시와 같이 마련되면, 타이밍 컨트롤러(500) 또는 메인 컨트롤러(300)는 디스플레이 장치(1)가 절전 모드에서 동작할 때 밝기를 감소시키는 영역을 임의의 영역 단위로 제어할 수 있다. 임의의 영역이 행 단위의 영역 또는 열 단위의 영역도 포함할 수 있음은 물론이다.
도 21의 예시에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(1)가 절전 모드로 동작하면, 절전 영역(RP1, RP2)을 좀 더 미세하게 조절할 수 있다. 당해 예시에서는 절전 영역의 개수를 두 개로 도시하였으나, 절전 영역의 크기와 개수에 대해서는 제한을 두지 않는다.
도 22는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 롤러블 디스플레이 장치로 구현되는 경우의 예시를 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 초소형의 마이크로 LED를 무기 발광 소자(120)로 채용함으로써 플렉서블한 특징을 구현할 수 있고, 플렉서블한 특징을 이용하여 도 22에 도시된 바와 같은 롤러블 디스플레이 장치를 구현할 수 있다.
디스플레이 장치(1)가 롤러블 디스플레이 장치로 구현되는 경우에는, 디스플레이 패널(100) 중 일부 영역이 하우징(20) 내부에 롤링되어 있는 경우에 디스플레이 장치(1)를 절전 모드에서 동작시킬 수 있다. 이 때, 타이밍 컨트롤러(500) 또는 메인 컨트롤러(300)는 하우징(20) 내부에 롤링되어 있는 영역은 외부에서 보이지 않으므로 절전 영역(RP)으로 설정할 수 있고, 해당 영역에 대응되는 픽셀에 공급되는 구동 전류의 진폭을 낮출 수 있다.
PAM 배선은 디스플레이 패널(100)의 롤링 방향에 기초하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(100)이 Z축 방향(열 방향)으로 롤링되는 경우에는 구동 전류의 진폭을 행 단위로 제어할 수 있도록 PAM 배선을 형성할 수 있다. 또는, 디스플레이 패널(100)이 X축 방향(행 방향)으로 롤링되는 경우에는 구동 전류의 진폭을 열 단위로 제어할 수 있도록 PAM 배선을 형성할 수 있다.
도 23은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 모듈 기판과 마이크로 픽셀 컨트롤러 사이에 패키지 기판이 더 추가되는 실시예를 나타낸 도면이다.
도 23을 참조하면, 모듈 기판(110) 상에 복수의 패키지 기판(160)이 배치되고, 복수의 패키지 기판(160) 상에 복수의 픽셀(P)과 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 배치되는 것도 가능하다.
하나의 패키지 기판(160)과 그 위에 배치된 복수의 픽셀(P) 및 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 하나의 마이크로 픽셀 패키지(20)를 구성할 수 있다. 당해 예시에서는 하나의 마이크로 픽셀 패키지(20)에 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 및 그의 제어 대상 픽셀들이 포함되는 것으로 도시하였으나, 하나의 마이크로 픽셀 패키지(20)에 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러 컨트롤러(130)와 그의 제어 대상 픽셀들이 포함되는 것도 가능하다.
당해 실시예의 경우, 무기 발광 소자(120)와 이를 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 하나의 패키지로 마련되기 때문에, 픽셀 회로에 대한 검사 또는 무기 발광 소자에 대한 검사의 신뢰도가 향상될 수 있고, 신속한 검사가 가능하며, 양품으로 판정된 패키지만을 모듈 기판(110)에 실장함으로써 용이하게 불량품을 교체할 수 있다.
무기 발광 소자(120)와 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 모듈 기판(110)이 아닌 패키지 기판(160)에 실장되는 경우에도, 픽셀(P)들 사이의 위치 관계 또는 픽셀(P)들과 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 사이의 위치 관계에 대한 설명 및 PAM 배선에 대한 설명 등은 전술한 실시예에서의 설명이 동일하게 적용될 수 있다.
도 24 내지 도 26은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 복수의 디스플레이 모듈과 다른 구성요소들 사이의 연결 관계를 나타내기 위한 도면이다.
전술한 바와 같이, 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)이 타일링되어 대면적 화면을 갖는 디스플레이 장치(1)를 구현할 수 있다. 도 24 내지 도 27은 XY 평면 상의 디스플레이 장치(1)를 도시한 도면이므로 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-P)의 1차원 배열만 나타나 있으나, 앞서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)이 2차원으로 배열되는 것도 가능함은 물론이다.
도 24를 참조하면, 참조하면, 복수의 디스플레이 모듈(10)은 각각 디스플레이 패널(100)을 구동하는 드라이버 IC(200)를 포함할 수 있다. 드라이버 IC(200)는 COF(Chip on Film) 또는 FOG(Film on Glass) 본딩, COG(Chip on Glass) 본딩, TAB(Tape Automated Bonding) 등 다양한 본딩 방식 중 하나를 채용하여 디스플레이 패널(100)과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 예로, 디스플레이 패널(100)은 드라이버 IC(200)가 실장된 필름을 통해 FPCB와 연결될 수 있다. FPCB는 구동 보드(501)와 접속되어 도 25에 도시된 바와 같이 디스플레이 모듈(10)을 구동 보드(501)와 전기적으로 연결시킬 수 있다.
구동 보드(501)에는 타이밍 컨트롤러(500)가 마련될 수 있다. 따라서, 구동 보드(501)는 티콘(T-con) 보드라 지칭될 수도 있다. 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)은 구동 보드(501)로부터 영상 데이터, 타이밍 제어 신호 등을 공급받을 수 있다.
또한, 도 26에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(1)에는 메인 보드(301)와 전원보드(601)가 더 포함될 수 있다. 메인 보드(301)에는 전술한 메인 컨트롤러(300)가 마련되고, 전원 보드(601)에는 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)에 전원을 공급하기 위해 필요한 전원 회로가 마련될 수 있다.
전원 보드(601)는 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)과 FPCB를 통해 전기적으로 연결될 수 있고, FPCB를 통해 연결된 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)에 전원 전압(VDD), 기준 전압(Vss), 각종 동작 전원 등을 공급할 수 있다.
전술한 예시에서는 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)이 구동 보드(501)를 공유하는 것으로 설명하였으나, 개별 디스플레이 모듈(10)마다 별도의 구동 보드(501)가 연결되는 것도 가능하다. 또는, 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)을 그룹화하고, 그룹 당 하나의 구동 보드(501)를 연결하는 것도 가능하다.
도 27은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서 복수의 디스플레이 모듈이 하우징에 결합되는 방식의 일 예를 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 복수의 디스플레이 모듈(10)은 2차원 매트릭스 형태로 배열되어 하우징(20)에 고정될 수 있다. 도 27의 예시를 참조하면, 복수의 디스플레이 모듈(10)은 그 하부에 위치하는 프레임(21)에 설치될 수 있고, 프레임(21)은 복수의 디스플레이 모듈(10)에 대응되는 일부 영역이 개방된 2차원 메쉬(mesh) 구조를 가질 수 있다.
구체적으로, 프레임(21)에는 디스플레이 모듈(10)의 개수만큼의 개구(21H)가 형성될 수 있고, 개구(21H)는 복수의 디스플레이 모듈(10)과 동일한 배열을 가질 수 있다.
복수의 디스플레이 모듈(10) 각각은 그 하면의 테두리 영역이 프레임(21)에 장착될 수 있다. 하면의 테두리 영역은 회로 소자나 배선이 형성되지 않은 영역일 수 있다.
복수의 디스플레이 모듈(10)은 자석에 의한 자력을 이용하거나, 기구적인 구조물에 의해 결합되거나, 접착제에 의해 접착되는 방식으로 프레임(21)에 장착될 수 있다. 디스플레이 모듈(10)이 프레임(21)에 장착되는 방식에 대해서는 제한을 두지 않는다.
구동 보드(501), 메인 보드(301) 및 전원 보드(601)는 프레임(21)의 하부에 배치될 수 있고, 프레임(21)에 형성된 개구(21H)를 통해 복수의 디스플레이 모듈(10)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
프레임(21)의 하부에는 하부 커버(22)가 결합되며, 하부 커버(22)는 디스플레이 장치(1)의 하면 외관을 형성할 수 있다.
전술한 예시에서는 디스플레이 모듈(10)이 2차원으로 배열되는 경우를 예로 들었으나, 디스플레이 모듈(10)이 1차원으로 배열되는 것도 가능함은 물론이며, 이 경우 프레임(21)의 구조 역시 1차원 메쉬 구조로 변형할 수 있다.
또한, 전술한 프레임(21)의 형상 역시 디스플레이 장치의 실시예에 적용 가능한 예시에 불과하며, 다양한 형상의 프레임(21)을 적용하여 디스플레이 모듈(10)을 고정할 수 있다.
도 28은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 복수의 디스플레이 모듈에 수행되는 BM 처리의 예시를 나타낸 도면이다.
도 28을 참조하면, 각각의 디스플레이 모듈(10-1~10-6)에는 영상 구현을 위해 필요한 광을 제외한 불필요한 광을 차단하고 픽셀 간 간극에서 광이 난반사되는 것을 방지하며 콘트라스트를 향상시키기 위해 블랙 매트릭스(Black Matrix: BM) 처리가 수행될 수 있다.
예를 들어, 모듈 기판(110)의 상면에 블랙 잉크를 인쇄하거나, 블랙 감광성 재료를 이용한 패터닝을 수행하거나, 무기 발광 소자(120)를 모듈 기판(110)에 실장할 때 블랙 ACF를 이용하는 등 다양한 BM 처리 방식 중 하나를 적용하여 모듈 기판(110)의 상면에 블랙 매트릭스 층을 형성할 수 있다.
또한, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 상면에도 BM 처리를 수행하여 블랙 매트릭스 층을 형성할 수 있다.
또한, 복수의 디스플레이 모듈(10) 사이의 공간에 대해서도 BM 처리를 수행하여 모듈 간 간극에서 광이 난반사되는 것을 방지할 수 있다.
도 29는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 복수의 디스플레이 모듈이 하나의 디스플레이 장치를 구성하는 경우에 설정될 수 있는 절전 영역의 예시를 나타내는 도면이다.
도 29를 참조하면, 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5, 10-6)에 표시된 영상들이 합쳐져 디스플레이 장치(1)에 표시되는 하나의 영상을 구성할 수 있다. 즉 하나의 입력 영상을 복수 개로 분할하여 각각의 디스플레이 모듈(10)에 각각의 분할된 영상을 표시할 수 있다.
또는, 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5, 10-6)이 모두 동일한 영상을 표시하거나, 상호 독립적인 영상을 표시하는 것도 가능하다.
복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)이 하나의 디스플레이 장치(1)를 구성하는 경우에도 각각의 디스플레이 모듈(10)에 대해 전술한 설명이 적용될 수 있다.
하나의 디스플레이 모듈(10)이 행 단위로 PAM 데이터 전압을 제어할 수 있는 경우, 나머지 디스플레이 모듈(10) 역시 행 단위로 PAM 데이터 전압을 제어할 수 있다.
하나의 디스플레이 모듈(10)이 열 단위로 PAM 데이터 전압을 제어할 수 있는 경우, 나머지 디스플레이 모듈(10) 역시 열 단위로 PAM 데이터 전압을 제어할 수 있다.
하나의 디스플레이 모듈(10)이 임의의 영역 단위로 PAM 데이터 전압을 제어할 수 있는 경우, 나머지 디스플레이 모듈(10) 역시 임의의 영역 단위로 PAM 데이터 전압을 제어할 수 있다.
또는, 일부 디스플레이 모듈(10)은 행 단위로 PAM 데이터 전압을 제어하고, 나머지 디스플레이 모듈(10)은 열 단위로 PAM 데이터 전압을 제어하는 것도 가능하다.
타이밍 컨트롤러(500) 또는 메인 컨트롤러(300)는 디스플레이 장치(1)가 절전 모드에서 동작할 때, 복수의 디스플레이 모듈(10)의 절전 영역이 상호 매칭되도록 제어할 수 있다.
디스플레이 장치(1)가 행 단위로 PAM 데이터 전압을 제어하는 경우, 도 29의 예시와 같이 디스플레이 장치(1)를 구성하는 2 x 3 배열의 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5, 10-6) 중 동일한 행에 배치된 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, 10-3/ 10-4, 10-5, 10-6)들은 절전 영역의 위치를 동일하게 제어할 수 있고, 다른 행에 배치된 디스플레이 모듈들은 절전 영역의 위치를 다르게 제어할 수 있다. 당해 예시에서는 절전 영역(RP)이 첫 번째 행에 배치된 디스플레이 모듈들(10-1, 10-2, 10-3)에만 설정되고, 두 번째 행에 배치된 디스플레이 모듈들(10-4, 10-5, 10-6)에는 설정되지 않는다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 디스플레이 장치
10: 디스플레이 모듈
100: 디스플레이 패널
110: 모듈 기판
120: 무기 발광 소자
130: 마이크로 픽셀 컨트롤러
200: 드라이버 IC

Claims (22)

  1. 모듈 기판;
    상기 모듈 기판 상에 2차원으로 배열되는 복수의 픽셀; 및
    상기 복수의 픽셀 사이의 공간에 배치되어 상기 복수의 픽셀 중 2 이상의 픽셀에 구동 전류를 공급하는 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러; 를 포함하고,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은,
    드라이버 IC로부터 제1전압과 제2전압이 인가되면, 상기 구동 전류의 진폭을 상기 제1전압에 따라 제어하고 상기 구동 전류의 펄스 폭을 상기 제2전압에 따라 제어하는 복수의 픽셀 회로를 포함하고,
    상기 제1전압은,
    절전 모드에서, 상기 복수의 픽셀 중 특정 영역의 픽셀의 밝기를 감소시키기 위해 조절되는 디스플레이 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1전압은,
    열(column) 단위로 조절 가능하고,
    상기 특정 영역은,
    적어도 하나의 열에 배치된 픽셀들에 의해 정의되는 디스플레이 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 동일한 열에 배치된 픽셀들을 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러들에는 동일한 크기의 제1전압이 인가되는 디스플레이 모듈.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 열 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러들에는 동일한 크기의 제1전압이 인가되는 디스플레이 모듈.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1전압을 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러에 인가하기 위해 사용되는 제1 배선은 상기 적어도 하나의 열마다 마련되는 디스플레이 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1전압은,
    행(row) 단위로 조절 가능하고,
    상기 특정 영역은,
    적어도 하나의 행에 배치된 픽셀들에 의해 정의되는 디스플레이 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 동일한 행에 배치된 픽셀들을 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러들에는 동일한 크기의 제1전압이 인가되는 디스플레이 모듈.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 행 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러들에는 동일한 크기의 제1전압이 인가되는 디스플레이 모듈.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1전압을 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러에 인가하기 위해 사용되는 제1 배선은 상기 적어도 하나의 행마다 마련되는 디스플레이 모듈 디스플레이 모듈.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러는,
    복수의 그룹으로 그룹화되고,
    상기 특정 영역은,
    상기 복수의 그룹 중 적어도 하나의 그룹에 포함되는 마이크로 픽셀 컨트롤러가 제어하는 픽셀들에 의해 정의되는 디스플레이 모듈.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 동일한 그룹에 속하는 마이크로 픽셀 컨트롤러에는 동일한 크기의 제1전압이 인가되는 디스플레이 모듈.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1전압은,
    일반 모드에서는, 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러에 동일한 크기로 인가되는 디스플레이 모듈.
  13. 모듈 기판;
    상기 모듈 기판 상에 2차원으로 배열되는 복수의 픽셀;
    상기 복수의 픽셀 사이의 공간에 배치되어 상기 복수의 픽셀 중 2 이상의 픽셀을 제어하는 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러;
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러에 제1전압과 제2전압을 인가하는 드라이버 IC; 및
    상기 드라이버 IC를 제어하는 타이밍 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은,
    상기 드라이버 IC로부터 제1전압과 제2전압이 인가되면, 상기 제1전압에 대응되는 진폭을 갖는 구동 전류의 펄스 폭을 상기 제2전압에 따라 제어하는 복수의 픽셀 회로를 포함하고,
    상기 드라이버 IC는,
    절전 모드에서, 상기 복수의 픽셀 중 특정 영역의 픽셀의 밝기를 감소시키기 위해 증가 또는 감소된 상기 제1전압을 인가하는 디스플레이 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    영상 데이터에 기초하여 상기 특정 영역을 결정하는 디스플레이 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 드라이버 IC는,
    일반 모드에서는, 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러에 동일한 크기의 상기 제1전압을 인가하는 디스플레이 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 드라이버 IC는,
    열 단위, 행 단위 또는 마이크로 픽셀 컨트롤러 단위로 상기 제1전압을 조절하는 디스플레이 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 드라이버 IC는,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 동일한 열에 배치된 픽셀들을 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러들에는 동일한 크기의 제1전압을 인가하는 디스플레이 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제1전압을 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러에 인가하기 위해 사용되는 제1 배선은 상기 적어도 하나의 열마다 마련되는 디스플레이 장치.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 드라이버 IC는,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 동일한 행에 배치된 픽셀들을 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러들에는 동일한 크기의 제1전압을 인가하는 디스플레이 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1전압을 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러에 인가하기 위해 사용되는 제1전압 배선은 상기 적어도 하나의 행마다 마련되는 디스플레이 장치.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러는,
    복수의 그룹으로 그룹화되고,
    상기 특정 영역은,
    상기 복수의 그룹 중 적어도 하나의 그룹에 포함되는 마이크로 픽셀 컨트롤러가 제어하는 픽셀들에 의해 정의되는 디스플레이 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 동일한 그룹에 속하는 마이크로 픽셀 컨트롤러에는 동일한 크기의 제1전압이 인가되는 디스플레이 장치.
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