KR20230074363A - 표시 장치 및 그것의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는 제1 전압 라인을 통해 구동 전압을 수신하는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널, 제1 내지 제3 색상 신호들을 포함하는 입력 영상 신호를 수신하고, 상기 제1 내지 제3 색상 신호들에 근거해서 상기 구동 전압의 전압 레벨을 제어하기 위한 전압 제어 신호를 출력하는 구동 컨트롤러 및 상기 제1 전압 라인으로 상기 구동 전압을 제공하되, 상기 전압 제어 신호에 근거해서 상기 구동 전압의 전압 레벨을 결정하는 전압 발생기를 포함한다. 상기 구동 컨트롤러는 상기 제1 내지 제3 색상 신호들 각각에 대응하는 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들을 결정하고, 상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들에 근거해서 상기 전압 제어 신호를 출력한다.

Description

표시 장치 및 그것의 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING THEREOF}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
사용자에게 영상을 제공하는 스마트 폰, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터, 네비게이션, 모니터 및 스마트 텔레비전 등의 전자 기기는 영상을 표시하기 위한 표시 장치를 포함한다. 표시 장치는 영상을 생성하고, 생성된 영상을 표시 화면을 통해 사용자에게 제공한다.
표시 장치는 복수 개의 화소들 및 복수 개의 화소들을 제어하는 구동 회로들을 포함한다. 복수 개의 화소들 각각은 발광 소자 및 발광 소자를 제어하는 화소 회로를 포함한다. 화소 회로는 유기적으로 연결된 복수 개의 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
표시 장치는 표시 패널로 데이터 신호를 인가하고, 데이터 신호에 대응되는 전류가 발광 소자로 제공됨에 따라 소정의 영상을 표시할 수 있다.
발광 소자로 제공되는 전류량을 조절하는 것에 의해 원하는 영상이 표시될 수 있다.
본 발명의 목적은 표시 장치의 소비 전력을 감소시키는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 표시 장치는 제1 전압 라인을 통해 구동 전압을 수신하는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널, 입력 영상 신호를 수신하고, 상기 입력 영상 신호에 대응하는 게이트-소스 전압에 근거해서 상기 구동 전압의 전압 레벨을 제어하기 위한 전압 제어 신호를 출력하는 구동 컨트롤러 및 상기 제1 전압 라인으로 상기 구동 전압을 제공하되, 상기 전압 제어 신호에 근거해서 상기 구동 전압의 전압 레벨을 결정하는 전압 발생기를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 입력 영상 신호는 제1 내지 제3 색상 신호들을 포함하고, 상기 구동 컨트롤러는 상기 제1 내지 제3 색상 신호들 각각에 대응하는 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들을 결정하고, 상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들에 근거해서 상기 전압 제어 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 구동 컨트롤러는 상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들 중 가장 높은 전압 레벨에 대응하는 상기 전압 제어 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 구동 컨트롤러는 상기 구동 컨트롤러는 상기 제1 내지 제3 색상 신호들 각각에 대응하는 상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들에 근거해서 전압 선택 신호를 출력하는 영상 프로세서 및 상기 전압 선택 신호에 응답해서 상기 전압 제어 신호를 출력하는 전압 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 영상 프로세서는 상기 제1 색상 신호에 대응하는 상기 제1 게이트-소스 전압을 출력하는 제1 영상 분석기, 상기 제2 색상 신호에 대응하는 상기 제2 게이트-소스 전압을 출력하는 제2 영상 분석기, 상기 제3 색상 신호에 대응하는 상기 제3 게이트-소스 전압을 출력하는 제3 영상 분석기 및 상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들 중 최고 전압 레벨에 대응하는 어느 하나를 선택하고, 선택된 게이트-소스 전압에 대응하는 상기 전압 선택 신호를 출력하는 구동 전압 선택기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 영상 분석기는 한 프레임의 상기 제1 색상 신호 중 최고 계조 레벨에 대응하는 상기 제1 게이트-소스 전압을 출력하고, 상기 제2 영상 분석기는 한 프레임의 상기 제2 색상 신호 중 최고 계조 레벨에 대응하는 상기 제2 게이트-소스 전압을 출력하고, 그리고 상기 제3 영상 분석기는 한 프레임의 상기 제3 색상 신호 중 최고 계조 레벨에 대응하는 상기 제3 게이트-소스 전압을 출력할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 구동 전압 선택기는 상기 입력 영상 신호의 영상 패턴을 판별하고, 판별된 영상 패턴에 대응하는 오프셋 전압을 결정하고, 상기 선택된 게이트-소스 전압과 상기 오프셋 전압에 근거해서 상기 전압 선택 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 구동 컨트롤러는 상기 입력 영상 신호의 상기 영상 패턴이 전압 강하 패턴에 대응할 때 상기 구동 전압의 전압 레벨이 증가하도록 상기 오프셋 전압을 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 화소들은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향 각각으로 배치되고, 상기 제1 전압 라인은 각각이 상기 제2 방향으로 신장하고, 상기 제1 방향으로 이격되어 배치된 복수의 서브 전압 라인들을 포함하며, 상기 복수의 화소들 각각은 상기 복수의 서브 전압 라인들 중 대응하는 서브 전압 라인에 각각 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 구동 컨트롤러는 상기 영상 패턴의 최고 계조 레벨이 기준 레벨보다 크고, 상기 영상 패턴의 상기 제2 방향의 길이가 기준값보다 크면 상기 영상 패턴이 상기 전압 강하 패턴에 대응하는 것으로 판별할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 화소들은 제1 내지 제3 색상 화소들을 포함하고, 상기 제1 내지 제3 색상 신호들은 상기 제1 내지 제3 색상 화소들로 각각 제공될 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 표시 장치는 각각이 제1 전압 라인을 통해 구동 전압을 수신하는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널, 입력 영상 신호를 수신하고, 전압 제어 신호를 출력하는 구동 컨트롤러 및 상기 제1 전압 라인으로 상기 구동 전압을 제공하되, 상기 전압 제어 신호에 근거해서 상기 구동 전압의 전압 레벨을 결정하는 전압 발생기를 포함한다. 상기 구동 컨트롤러는 상기 입력 영상에 대응하는 게이트-소스 전압을 결정하고, 상기 입력 영상 신호의 영상 패턴에 대응하는 오프셋 전압을 결정하고, 상기 제1 게이트-소스 전압 및 상기 오프셋 전압에 근거해서 상기 전압 제어 신호를 출력한다.
일 실시예에서, 상기 입력 영상 신호는 제1 내지 제3 색상 신호들을 포함하고, 상기 구동 컨트롤러는 상기 제1 내지 제3 색상 신호들 각각에 대응하는 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들을 결정하고, 상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들 및 상기 오프셋 전압에 근거해서 상기 전압 제어 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 구동 컨트롤러는 상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들 중 가장 높은 전압 레벨에 대응하는 게이트-소스 전압 및 상기 오프셋 전압에 근거해서 상기 전압 제어 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 구동 컨트롤러는 상기 구동 컨트롤러는 상기 제1 내지 제3 색상 신호들 각각에 대응하는 상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들 및 상기 오프셋 전압에 근거해서 전압 선택 신호를 출력하는 영상 프로세서 및 상기 전압 선택 신호에 응답해서 상기 전압 제어 신호를 출력하는 전압 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 영상 프로세서는 상기 제1 색상 신호에 대응하는 상기 제1 게이트-소스 전압을 출력하는 제1 영상 분석기, 상기 제2 색상 신호에 대응하는 상기 제2 게이트-소스 전압을 출력하는 제2 영상 분석기, 상기 제3 색상 신호에 대응하는 상기 제3 게이트-소스 전압을 출력하는 제3 영상 분석기 및 상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들 중 최고 전압 레벨에 대응하는 어느 하나를 선택하고, 선택된 게이트-소스 전압 및 상기 오프셋 전압에 근거해서 상기 전압 선택 신호를 출력하는 구동 전압 선택기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 영상 분석기는 한 프레임의 상기 제1 색상 신호 중 최고 계조 레벨에 대응하는 상기 제1 게이트-소스 전압을 출력하고, 상기 제2 영상 분석기는 한 프레임의 상기 제2 색상 신호 중 최고 계조 레벨에 대응하는 상기 제2 게이트-소스 전압을 출력하고, 그리고 상기 제3 영상 분석기는 한 프레임의 상기 제3 색상 신호 중 최고 계조 레벨에 대응하는 상기 제3 게이트-소스 전압을 출력할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 구동 컨트롤러는 상기 입력 영상 신호의 상기 영상 패턴이 전압 강하 패턴에 대응할 때 상기 구동 전압의 전압 레벨이 증가하도록 상기 오프셋 전압을 결정할 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 표시 장치의 구동 방법은 제1 내지 제3 색상 신호들을 포함하는 입력 영상 신호를 수신하는 단계, 상기 제1 색상 신호에 대응하는 제1 게이트-소스 전압을 출력하는 단계, 상기 제2 색상 신호에 대응하는 제2 게이트-소스 전압을 출력하는 단계, 상기 제3 색상 신호에 대응하는 제3 게이트-소스 전압을 출력하는 단계, 상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들에 근거해서 구동 전압의 전압 레벨을 변경하는 단계 및 상기 구동 전압을 복수의 화소들로 제공하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 구동 전압의 전압 레벨을 변경하는 단계는 상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들 중 최고 전압 레벨에 대응하는 어느 하나를 선택하고, 선택된 게이트-소스 전압에 근거해서 상기 구동 전압의 전압 레벨을 변경하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 구동 전압의 전압 레벨을 변경하는 단계는 상기 입력 영상 신호의 영상 패턴에 대응하는 오프셋 전압을 결정하고, 상기 선택된 게이트-소스 전압 및 상기 오프셋 전압에 근거해서 상기 구동 전압의 전압 레벨을 변경하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 화소들은 제1 내지 제3 색상 화소들을 포함하고, 상기 제1 내지 제3 색상 신호들은 상기 제1 내지 제3 색상 화소들로 각각 제공될 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 표시 장치는 입력 영상 신호의 특성에 따라서 제1 구동 전압의 전압 레벨을 변경할 수 있다. 입력 영상 신호의 특성에 따라서 제1 구동 전압의 전압 레벨을 최적으로 설정함에 따라 표시 장치의 소비 전력을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 등가 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 유효 영역의 평면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 제1 트랜지스터의 전류-전압 특성을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 발광 소자의 전류-전압 특성을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 도 4에 도시된 제1 트랜지스터의 전류-전압 특성과 발광 소자의 전류-전압 특성을 보여주는 도면이다.
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 표시 장치에 표시되는 영상들을 예시적으로 보여준다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 컨트롤러의 블록도이다.
도 11은 영상 프로세서를 보여주는 블록도이다.
도 12는 입력 영상 신호의 계조 레벨에 따른 게이트-소스 전압을 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 13은 도 4에 도시된 제1 트랜지스터의 전류-전압 특성과 발광 소자의 전류-전압 특성을 보여주는 도면이다.
도 14a는 도 9c에 도시된 영상에 화소들을 중첩하여 표시한 도면이다.
도 14b는 도 14a에 도시된 화소들에서의 전압 강하 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 보여주는 플로우차트이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. "및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 여기서 명시적으로 정의되지 않는 한 너무 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치(DD)는 전기적 신호에 따라 활성화되는 장치일 수 있다. 본 발명에 따른 표시 장치(DD)는 텔레비전, 모니터 등과 같은 대형 표시 장치를 비롯하여, 휴대 전화, 태블릿, 노트북, 자동차 내비게이션, 게임기 등과 같은 중소형 표시 장치일 수 있다. 이것들은 단지 예시로 제시된 것들이며, 본 발명의 개념에서 벗어나지 않은 이상 다른 형태의 표시 장치를 포함할 수 있음은 물론이다. 표시 장치(DD)는 제1 방향(DR1)으로 장변을 갖고, 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)으로 단변을 갖는 직사각형 형상을 갖는다. 그러나, 표시 장치(DD)의 형상은 이에 한정되지 않고, 다양한 형상의 표시 장치(DD)가 제공될 수 있다. 표시 장치(DD)는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2) 각각에 평행한 표시면(IS)에 제3 방향(DR3)을 향해 영상(IM)을 표시할 수 있다. 영상(IM)이 표시되는 표시면(IS)은 표시 장치(DD)의 전면(front surface)과 대응될 수 있다.
본 실시예에서는 영상(IM)이 표시되는 방향을 기준으로 각 부재들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)이 정의된다. 전면과 배면은 제3 방향(DR3)에서 서로 대향(opposing)되고, 전면과 배면 각각의 법선 방향은 제3 방향(DR3)과 평행할 수 있다.
제3 방향(DR3)에서의 전면과 배면 사이의 이격 거리는 표시 장치(DD)의 제3 방향(DR3)에서의 두께와 대응될 수 있다. 한편, 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다.
표시 장치(DD)는 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 외부 입력은 표시 장치(DD)의 외부에서 제공되는 다양한 형태의 입력들을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 외부에서 인가되는 사용자의 외부 입력을 감지할 수 있다. 사용자의 외부 입력은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 시선, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들 중 어느 하나 또는 그들의 조합일 수 있다. 또한, 표시 장치(DD)는 표시 장치(DD)의 구조에 따라 표시 장치(DD)의 측면이나 배면에 인가되는 사용자의 외부 입력을 감지할 수도 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다. 본 발명의 일 예로, 외부 입력은 입력 장치(예를 들어, 스타일러스 펜, 액티브 펜, 터치 펜, 전자 펜, e-펜 등)에 의한 입력 등을 포함할 수도 있다.
표시 장치(DD)의 표시면(IS)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)으로 구분될 수 있다. 표시 영역(DA)은 영상(IM)이 표시되는 영역일 수 있다. 사용자는 표시 영역(DA)을 통해 영상(IM)을 시인한다. 본 실시예에서, 표시 영역(DA)은 꼭지점들이 둥근 사각 형상으로 도시되었다. 다만, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 표시 영역(DA)은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)에 인접한다. 비표시 영역(NDA)은 소정의 컬러를 가질 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 에워쌀 수 있다. 이에 따라, 표시 영역(DA)의 형상은 실질적으로 비표시 영역(NDA)에 의해 정의될 수 있다. 다만, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 일 측에만 인접하여 배치될 수도 있고, 생략될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 다양한 실시예들을 포함할 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
도 2에 도시된 바와 같이, 표시 장치(DD)는 표시 모듈(DM) 및 표시 모듈(DM) 상에 배치된 윈도우(WM)를 포함할 수 있다. 표시 모듈(DM)은 표시 패널(DP) 및 입력 감지층(ISP)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)은 발광형 표시 패널일 수 있다. 그 일 예로 표시 패널(DP)은 유기 발광 표시 패널, 무기 발광 표시 패널 또는 퀀텀닷(quantum dot) 발광 표시 패널일 수 있다. 유기 발광 표시 패널의 발광층은 유기 발광 물질을 포함할 수 있다. 무기 발광 표시 패널의 발광층은 무기 발광 물질을 포함할 수 있다. 퀀텀닷 발광 표시 패널의 발광층은 퀀텀닷, 및 퀀텀로드 등을 포함할 수 있다. 이하, 본 실시예에서 표시 패널(DP)은 유기 발광 표시 패널로 설명된다.
표시 패널(DP)은 영상(IM)을 출력하고, 출력된 영상(IM)은 표시면(IS)을 통해 표시될 수 있다.
입력 감지층(ISP)은 표시 패널(DP) 상에 배치되어 외부 입력을 감지할 수 있다. 입력 감지층(ISP)은 표시 패널(DP) 상에 직접 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 입력 감지층(ISP)은 연속공정에 의해 표시 패널(DP) 상에 형성될 수 있다. 즉, 입력 감지층(ISP)이 표시 패널(DP) 상에 직접 배치되는 경우, 내부 접착 필름(미도시)이 입력 감지층(ISP)과 표시 패널(DP) 사이에 배치되지 않는다. 그러나, 입력 감지층(ISP)과 표시 패널(DP) 사이에 내부 접착 필름이 배치될 수 있다. 이 경우, 입력 감지층(ISP)은 표시 패널(DP)과 연속 공정에 의해 제조되지 않으며, 표시 패널(DP)과 별도의 공정을 통해 제조된 후, 내부 접착 필름에 의해 표시 패널(DP)의 상면에 고정될 수 있다.
윈도우(WM)는 영상(IM)을 출사할 수 있는 투명한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 유리, 사파이어, 플라스틱 등으로 구성될 수 있다. 윈도우(WM)는 단일층으로 도시되었으나, 이에 한정하는 것은 아니며 복수 개의 층들을 포함할 수 있다.
한편, 도시되지 않았으나, 상술한 표시 장치(DD)의 비표시 영역(NDA)은 실질적으로 윈도우(WM)의 일 영역에 소정의 컬러를 포함하는 물질이 인쇄된 영역으로 제공될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 윈도우(WM)는 비표시 영역(NDA)을 정의하기 위한 차광 패턴을 포함할 수 있다. 차광 패턴은 유색의 유기막일 수 있으며, 예컨대, 코팅 방식으로 형성될 수 있다.
윈도우(WM)는 접착 필름을 통해 표시 모듈(DM)에 결합될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 접착 필름은 광학투명접착필름(OCA, Optically Clear Adhesive film)을 포함할 수 있다. 그러나, 접착 필름은 이에 한정되지 않으며, 통상의 접착제 또는 점착제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 접착 필름은 광학투명접착수지(OCR, Optically Clear Resin) 또는 감압접착필름(PSA, Pressure Sensitive Adhesive film)을 포함할 수 있다.
윈도우(WM)와 표시 모듈(DM) 사이에는 반사방지층이 더 배치될 수 있다. 반사방지층은 윈도우(WM)의 상측으로부터 입사되는 외부광의 반사율을 감소시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 반사방지층은 위상지연자(retarder) 및 편광자(polarizer)를 포함할 수 있다. 위상지연자는 필름타입 또는 액정 코팅타입일 수 있고, λ/2 위상지연자 및/또는 λ/4 위상지연자를 포함할 수 있다. 편광자 역시 필름타입 또는 액정 코팅타입일 수 있다. 필름타입은 연신형 합성수지 필름을 포함하고, 액정 코팅타입은 소정의 배열로 배열된 액정들을 포함할 수 있다. 위상지연자 및 편광자는 하나의 편광필름으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 예로, 반사방지층은 컬러 필터들을 포함할 수도 있다. 표시 패널(DP)에 포함된 복수의 화소들(PX, 도 3 참조)이 생성하는 광의 컬러들을 고려하여 컬러 필터들의 배열이 결정될 수 있다. 반사방지층은 차광 패턴을 더 포함할 수도 있다.
표시 모듈(DM)은 전기적 신호에 따라 영상(IM)을 표시하고, 외부 입력에 대한 정보를 송/수신할 수 있다. 표시 모듈(DM)은 유효 영역(AA) 및 비유효 영역(NAA)으로 정의될 수 있다. 유효 영역(AA)은 표시 모듈(DM)에서 제공되는 영상(IM)을 출사하는 영역으로 정의될 수 있다. 또한 유효 영역(AA)은 입력 감지층(ISP)이 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지하는 영역으로 정의될 수도 있다.
비유효 영역(NAA)은 유효 영역(AA)에 인접한다. 예를 들어, 비유효 영역(NAA)은 유효 영역(AA)을 에워쌀 수 있다. 다만, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 비유효 영역(NAA)은 다양한 형상으로 정의될 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다. 일 실시예에 따르면, 표시 모듈(DM)의 유효 영역(AA)은 표시 영역(DA)의 적어도 일부와 대응될 수 있다.
표시 모듈(DM)은 메인 회로 기판(MCB), 연성 회로 필름들(D-FCB) 및 구동 칩들(DIC)을 더 포함할 수 있다. 메인 회로 기판(MCB)은 연성 회로 필름들(D-FCB)과 접속되어 표시 패널(DP)과 전기적으로 연결될 수 있다. 연성 회로 필름들(D-FCB)은 표시 패널(DP)에 접속되어 표시 패널(DP)과 메인 회로 기판(MCB)을 전기적으로 연결한다. 메인 회로 기판(MCB)은 복수의 구동 소자를 포함할 수 있다. 복수의 구동 소자는 표시 패널(DP)을 구동하기 위한 회로부를 포함할 수 있다. 연성 회로 필름들(D-FCB) 상에는 구동 칩들(DIC)이 실장될 수 있다.
본 발명의 일 예로, 연성 회로 필름들(D-FCB)은 제1 연성 회로 필름(D-FCB1), 제2 연성 회로 필름(D-FCB2) 및 제3 연성 회로 필름(D-FCB3)을 포함할 수 있다. 구동 칩들(DIC)은 제1 구동 칩(DIC1), 제2 구동 칩(DIC2) 및 제3 구동 칩(DIC3)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 연성 회로 필름들(D-FCB1, D-FCB2, D-FCB3)은 제1 방향(DR1)으로 이격되어 배치되고, 표시 패널(DP)에 접속되어 표시 패널(DP)과 메인 회로 기판(MCB)을 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 연성 회로 필름(D-FCB1) 상에는 제1 구동 칩(DIC1)이 실장될 수 있다. 제2 연성 회로 필름(D-FCB2) 상에는 제2 구동 칩(DIC2)이 실장될 수 있다. 제3 연성 회로 필름(D-FCB3)에는 제3 구동 칩(DIC3)이 실장될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 패널(DP)은 하나의 연성 회로 필름을 통하여 메인 회로 기판(MCB)에 전기적으로 연결되고, 하나의 연성 회로 필름 상에는 하나의 구동 칩만이 실장될 수도 있다. 또한, 표시 패널(DP)은 네 개 이상의 연성 회로 필름들을 통하여 메인 회로 기판(MCB)에 전기적으로 연결되고, 연성 회로 필름들 상에 구동 칩들이 각각 실장될 수도 있다.
도 2에서는 제1 내지 제3 구동 칩들(DIC1, DIC2, DIC3)이 제1 내지 제3 연성 회로 필름들(D-FCB1, D-FCB2, D-FCB3) 상에 각각 실장된 구조를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 내지 제3 구동 칩들(DIC1, DIC2, DIC3)은 표시 패널(DP) 상에 직접 실장될 수 있다. 이 경우, 표시 패널(DP)의 제1 내지 제3 구동 칩(DIC1, DIC2, DIC3)이 실장된 부분은 밴딩되어 표시 모듈(DM)의 후면에 배치될 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 구동 칩들(DIC1, DIC2, DIC3)은 메인 회로 기판(MCB) 상에 직접 실장될 수도 있다.
입력 감지층(ISP)은 연성 회로 필름들(D-FCB)을 통해 메인 회로 기판(MCB)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 즉, 표시 모듈(DM)은 입력 감지층(ISP)을 메인 회로 기판(MCB)과 전기적으로 연결하기 위한 별도의 연성 회로 필름을 추가적으로 포함할 수 있다.
표시 장치(DD)는 표시 모듈(DM)을 수용하는 외부케이스(EDC)를 더 포함한다. 외부케이스(EDC)는 윈도우(WM)와 결합되어 표시 장치(DD)의 외관을 정의할 수 있다. 외부케이스(EDC)는 외부로부터 가해지는 충격을 흡수하며 표시 모듈(DM)로 침투되는 이물질/수분 등을 방지하여 외부케이스(EDC)에 수용된 구성들을 보호한다. 한편, 본 발명의 일 예로, 외부케이스(EDC)는 복수의 수납 부재들이 결합된 형태로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 표시 모듈(DM)을 동작시키기 위한 다양한 기능성 모듈을 포함하는 전자 모듈, 표시 장치(DD)의 전반적인 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원 공급 모듈(예를 들면, 배터리), 표시 모듈(DM) 및/또는 외부케이스(EDC)와 결합되어 표시 장치(DD)의 내부 공간을 분할하는 브라켓 등을 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 표시 장치(DD)는 구동 컨트롤러(100), 데이터 구동 회로(200), 전압 발생기(300) 및 표시 패널(DP)을 포함한다.
구동 컨트롤러(100)는 입력 영상 신호(RGB) 및 제어 신호(CTRL)를 수신한다. 구동 컨트롤러(100)는 데이터 구동 회로(200)와의 인터페이스 사양에 맞도록 입력 영상 신호(RGB)의 데이터 포맷을 변환한 출력 영상 신호(DS)를 생성한다. 구동 컨트롤러(100)는 스캔 제어 신호(SCS) 및 데이터 제어 신호(DCS)를 출력한다. 이 실시예에서, 구동 컨트롤러(100)는 전압 발생기(300)를 제어하기 위한 전압 제어 신호(VCTRL)를 출력할 수 있다.
데이터 구동 회로(200)는 구동 컨트롤러(100)로부터 데이터 제어 신호(DCS) 및 출력 영상 신호(DS)를 수신한다. 데이터 구동 회로(200)는 출력 영상 신호(DS)를 데이터 신호들로 변환하고, 데이터 신호들을 후술하는 복수 개의 데이터 라인들(DL1-DLm)에 출력한다. 데이터 신호들 각각은 출력 영상 신호(DS)의 계조 값에 대응하는 전압 레벨을 가질 수 있다. 데이터 구동 회로(200)는 도 2에 도시된 구동 칩들(DIC)에 배치될 수 있다.
표시 패널(DP)은 제1 스캔 라인들(SCL1-SCLn), 제2 스캔 라인들(SSL1-SSLn), 데이터 라인들(DL1-DLm) 및 화소들(PX)을 포함한다. 표시 패널(DP)은 스캔 구동 회로(SD)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 스캔 구동 회로(SD)는 표시 패널(DP)의 제1 측에 배열된다. 제1 스캔 라인들(SCL1-SCLn) 및 제2 스캔 라인들(SSL1-SSLn)은 스캔 구동 회로(SD)로부터 제1 방향(DR1)으로 연장된다.
구동 컨트롤러(100), 데이터 구동 회로(200) 및 스캔 구동 회로(SD)는 표시 패널(DP)의 화소들(PX)로 데이터 신호를 제공하는 구동 회로일 수 있다.
표시 패널(DP)은 유효 영역(AA) 및 비유효 영역(NAA)으로 구분될 수 있다. 화소들(PX)은 유효 영역(AA)에 배치되고, 스캔 구동 회로(SD)는 비유효 영역(NAA)에 배치될 수 있다.
제1 스캔 라인들(SCL1-SCLn) 및 제2 스캔 라인들(SSL1-SSLn)은 제2 방향(DR2)으로 서로 이격되어 배열된다. 데이터 라인들(DL1-DLm)은 데이터 구동 회로(200)로부터 제2 방향(DR2)의 반대 방향으로 연장되며, 제1 방향(DR1)으로 서로 이격되어 배열된다.
복수의 화소들(PX)은 제1 스캔 라인들(SCL1-SCLn), 제2 스캔 라인들(SSL2-SSLn) 그리고 데이터 라인들(DL1-DLm)에 각각 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 1 번째 행의 화소들은 스캔 라인들(SCL1, SSL1)에 연결될 수 있다. 또한 2 번째 행의 화소들은 스캔 라인들(SCL2, SSL2)에 연결될 수 있다.
복수의 화소들(PX) 각각은 발광 소자(ED, 도 4 참조) 및 발광 소자의 발광을 제어하는 화소 회로(PXC, 도 4 참조)를 포함한다. 화소 회로(PXC)는 복수의 트랜지스터들 및 적어도 하나의 커패시터를 포함할 수 있다. 스캔 구동 회로(SD)는 화소 회로(PXC)와 동일한 공정을 통해 형성된 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 발광 소자(ED)는 유기 발광 다이오드일 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
복수의 화소들(PX) 각각은 제1 구동 전압(ELVDD), 제2 구동 전압(ELVSS) 및 초기화 전압(VINT)을 수신할 수 있다.
스캔 구동 회로(SD)는 구동 컨트롤러(100)로부터 스캔 제어 신호(SCS)를 수신한다. 스캔 구동 회로(SD)는 스캔 제어 신호(SCS)에 응답해서 제1 스캔 라인들(SCL1-SCLn)로 제1 스캔 신호들을 출력하고, 제2 스캔 라인들(SSL1-SSLn)로 제2 스캔 신호들을 출력할 수 있다. 스캔 구동 회로(SD)의 회로 구성 및 동작은 추후 상세히 설명된다.
일 실시예에서, 스캔 구동 회로(SD)는 표시 영역(DA)의 제1 측에 배치되나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예에서, 스캔 구동 회로(SD)는 유효 영역(AA)의 제1 측 및 제2 측에 각각 배치될 수 있다.
전압 발생기(300)는 표시 패널(DP)의 동작에 필요한 전압들을 발생한다. 이 실시예에서, 전압 발생기(300)는 표시 패널(DP)의 동작에 필요한 제1 구동 전압(ELVDD), 제2 구동 전압(ELVSS) 및 초기화 전압(VINT)을 발생한다. 제1 구동 전압(ELVDD), 제2 구동 전압(ELVSS) 및 초기화 전압(VINT)은 제1 전압 라인(VL1), 제2 전압 라인(VL2) 및 제3 전압 라인(VL3)을 통해 표시 패널(DP)로 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 전압 라인(VL1)은 서브 전압 라인들(VL11-VL1m)을 포함할 수 있다. 서브 전압 라인들(VL11-VL1m) 각각은 제2 방향(DR2)으로 연장되며, 제1 방향(DR1)으로 이격되어 배치될 수 있다.
전압 발생기(300)는 제1 구동 전압(ELVDD), 제2 구동 전압(ELVSS) 및 초기화 전압(VINT)뿐만 아니라 표시 패널(DP) 및 스캔 구동 회로(SD)의 동작에 필요한 다양한 전압들을 더 발생할 수 있다.
일 실시예에서, 구동 컨트롤러(100)는 입력 영상 신호(RGB)의 특성 예를 들면, 입력 영상 신호(RGB)의 계조 레벨, 영상 패턴 등을 근거해서 전압 발생기(300)를 제어하기 위한 전압 제어 신호(VCTRL)을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 구동 컨트롤러(100) 및 전압 발생기(300)는 각각 집적 회로로 구현되어서 도 2에 도시된 메인 회로 기판(MCB) 상에 실장될 수 있다. 일 실시예에서, 구동 컨트롤러(100)는 데이터 구동 회로(200)와 함께 도 2에 도시된 구동 칩들(DIC)에 배치될 수 있다. 구동 컨트롤러(100)의 구성 및 동작은 추후 상세히 설명된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 등가 회로도이다.
도 4에는 도 1에 도시된 데이터 라인들(DL1-DLm) 중 i번째 데이터 라인(DLi), 제1 스캔 라인들(SCL1-SCLn) 중 j번째 제1 스캔 라인(SCLj), 제2 스캔 라인들(SSL2-SSLn) 중 j번째 제2 스캔 라인(SSLj)에 접속된 화소(PXij)의 등가 회로도를 예시적으로 도시하였다.
도 1에 도시된 복수의 화소들(PX) 각각은 도 4에 도시된 화소(PXij)의 등가 회로도와 동일한 회로 구성을 가질 수 있다. 이 실시예에서 화소(PXij)는 적어도 하나의 발광 소자(ED) 및 화소 회로(PXC)를 포함한다.
화소 회로(PXC)는 발광 소자(ED)와 전기적으로 연결되고, 데이터 라인(DLi)으로부터 전달된 데이터 신호(Di)에 대응하는 전류를 발광 소자(ED)로 제공하기 위한 적어도 하나의 트랜지스터를 포함할 수 있다. 이 실시예에서 화소(PXij)의 화소 회로(PXC)는 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 제3 트랜지스터(T3) 및 커패시터(Cst)를 포함한다. 제1 내지 제3 트랜지스터들(T1-T3) 각각은 산화물 반도체를 반도체층으로 하는 N-타입 트랜지스터이다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 내지 제3 트랜지스터들(T1-T3) 각각은 LTPS(low-temperature polycrystalline silicon) 반도체층을 갖는 P-타입 트랜지스터일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 내지 제3 트랜지스터들(T1-T3) 중 적어도 하나가 N-타입 트랜지스터이고, 나머지는 P-타입 트랜지스터일 수 있다. 또한 본 발명에 따른 화소의 회로 구성은 도 4에 제한되지 않는다. 도 4에 도시된 화소 회로(PXC)는 하나의 예시에 불과하고 화소 회로(PXC)의 구성은 변형되어 실시될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 스캔 라인(SCLj)은 제1 스캔 신호(SCj)를 전달하고, 제2 스캔 라인(SSLj)은 제2 스캔 신호(SSj)를 전달할 수 있다. 데이터 라인(DLi)은 데이터 신호(Di)를 전달한다. 데이터 신호(Di)는 표시 장치(DD, 도 1 참조)에 입력되는 입력 영상 신호(RGB)에 대응하는 전압 레벨을 가질 수 있다.
제1 전압 라인(VL1) 및 제3 전압 라인(VL3)은 제1 구동 전압(ELVDD) 및 초기화 전압(VINT)을 화소 회로(PXC)로 전달하고, 제2 전압 라인(VL2)은 제2 구동 전압(ELVSS)을 발광 소자(ED)의 캐소드(또는 제2 단자)로 전달할 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 제1 전압 라인(VL1)과 연결된 제1 전극(또는 드레인 전극), 발광 소자(ED)의 애노드(anode)(또는 제1 단자)와 전기적으로 연결된 제2 전극(또는 소스 전극), 커패시터(Cst)의 일단과 연결된 게이트 전극을 포함한다. 제1 트랜지스터(T1)는 제2 트랜지스터(T2)의 스위칭 동작에 따라 데이터 라인(DLi)이 전달하는 데이터 신호(Di)에 응답해서 발광 소자(ED)에 구동 전류를 공급할 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 데이터 라인(DLi)과 연결된 제1 전극, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 연결된 제2 전극 및 제1 스캔 라인(SCLj)과 연결된 게이트 전극을 포함한다. 제2 트랜지스터(T2)는 제1 스캔 라인(SCLj)을 통해 전달받은 제1 스캔 신호(SCj)에 따라 턴 온되어 데이터 라인(DLi)으로부터 전달된 데이터 신호(Di)를 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극으로 전달할 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 제3 전압 라인(VL3)과 연결된 제1 전극, 발광 소자(ED)의 애노드와 연결된 제2 전극, 제2 스캔 라인(SSLj)과 연결된 게이트 전극을 포함한다. 제3 트랜지스터(T3)는 제2 스캔 라인(SSLj)을 통해 전달받은 제2 스캔 신호(SSj)에 따라 턴 온되어 초기화 전압(VINT)을 발광 소자(ED)의 애노드로 전달할 수 있다.
커패시터(Cst)의 일단은 앞에서 설명한 바와 같이 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 연결되어 있고, 타단은 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극과 연결된다. 일 실시예에 따른 화소(PXij)의 구조는 도 4에 도시한 구조에 한정되는 것은 아니다. 화소(PXij)가 포함하는 트랜지스터의 수와 커패시터의 수 및 연결 관계는 다양하게 변형 가능하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 유효 영역의 평면도이다.
도 5를 참조하면, 표시 패널(DP, 도 3 참조)의 유효 영역(AA)에는 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA_R, PXA_G, PXA_B)이 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA_R, PXA_G, PXA_B)은 유효 영역(AA) 전체에 반복적으로 배치될 수 있다. 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA_R, PXA_G, PXA_B)의 주변에는 주변 영역(NPXA)이 배치된다. 주변 영역(NPXA)은 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA_R, PXA_G, PXA_B)의 경계를 설정하며, 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA_R, PXA_G, PXA_B) 사이의 혼색을 방지한다.
본 실시예에서 평면상 면적이 서로 다른 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA_R, PXA_G, PXA_B)을 예시적으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA_R, PXA_G, PXA_B) 중 적어도 2 이상의 면적은 서로 동일할 수도 있다. 도 5에는 평면상 다각형상인 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA_R, PXA_G, PXA_B)이 도시되었으나 이에 제한되지 않는다. 평면상에서 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA_R, PXA_G, PXA_B)은 직사각형, 마름모, 오각형 등과 같은 다른 형상의 다각형상을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 제1 화소 영역(PXA_R)은 제1 색광(예를 들면, 레드 광)을 제공하고, 제2 화소 영역(PXA_G)은 제2 색광(예를 들면, 그린 광)을 제공하고, 제3 화소 영역(PXA_B)은 제3 색광(예를 들면, 블루 광)을 제공할 수 있다.
제1 내지 제3 화소 영역들(PXA_R, PXA_G, PXA_B)은 도 3에 도시된 화소들(PX) 중 제1 내지 제3 색상 화소들에 각각 대응할 수 있다. 제1 내지 제3 색상 화소들은 레드, 그린 및 블루 화소들일 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제1 내지 제3 색상 화소들은 레드, 그린 및 블루 화소뿐만 아니라 옐로우, 시안, 마젠타, 화이트 등 다양한 색상 화소들을 포함할 수 있다. 또한 유효 영역(AA)에 배치되는 화소 영역들은 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA_R, PXA_G, PXA_B)에 한정되지 않는다. 또한 유효 영역(AA)은 서로 다른 색상 화소를 포함하는 복수 개의 화소 영역들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 유효 영역(AA)에는 레드, 그린, 블루 및 화이트 화소에 각각 대응하는 4가지 색상 화소들이 배치될 수 있다.
도 6은 도 4에 도시된 제1 트랜지스터의 전류-전압 특성을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6에 도시된 그래프의 가로축은 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극(드레인 전극)과 제2 전극(소스 전극) 사이의 전압 즉, 드레인-소스 전압(Vds)이고, 세로축은 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 제2 전극을 통해 노드(NA)에서 흐르는 전류(Id)를 나타낸다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 제1 트랜지스터(T1)는 게이트 전극과 제1 전극(소스 전극) 사이의 전압을 게이트-소스 전압(Vgs)이라 할 때, 게이트-소스 전압(Vgs)에 따라 제2 전극으로부터 제1 전극으로 흐르는 전류(Id)가 변화할 수 있다.
포화(Saturation) 영역에서는 제1 트랜지스터(T1)의 드레인-소스 전압(Vds)이 증가하더라도 전류가 포화된 상태 즉, 일정 레벨로 유지될 수 있다. 또한 포화 영역에서는 게이트-소스 전압(Vgs)이 높을수록 더 많은 전류(Id)가 발광 소자(ED)로 제공될 수 있다. 예를 들어, Vgs1<Vgs2이면, Id1<Id2이다.
선형(linear) 영역에서는 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 제2 전극 사이의 전압 즉, 드레인-소스 전압(Vds)에 따라 전류(Id)가 변화하므로 발광 소자(ED)의 휘도를 조절하는 것이 용이하지 않다.
도 7은 발광 소자의 전류-전압 특성을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7에서 가로축은 노드(NA)의 전압(V_NA)이고, 세로축은 발광 소자(ED)를 통해 흐르는 전류(Id)이다.
도 4 및 도 7을 참조하면, 발광 소자(ED)의 애노드 즉, 노드(NA)의 전압(V_NA)은 제1 트랜지스터(T1)와 발광 소자(ED)의 전압 분배에 의해 결정될 수 있다. 또한 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극으로부터 제2 전극으로 흐르는 전류(I_TFT라 칭함)와 발광 소자(ED)를 통해 흐르는 전류(I_ED라 칭함)가 동일해지도록 노드(NA)의 전압(V_NA)이 결정될 수 있다.
도 8은 도 4에 도시된 제1 트랜지스터의 전류-전압 특성과 발광 소자의 전류-전압 특성을 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 8을 참조하면, 발광 소자(ED)를 통해 흐르는 전류(I_ED)가 증가하면 전압 강하(IR drop) 현상에 의해 발광 소자(ED)의 전류-전압 특성이 변화할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(ED)의 전류-전압 특성이 곡선들(V_A1, V_A2, V_A3)과 같은 경우 제1 트랜지스터(T1)의 전류-전압 특성이 포화 영역에 있으므로 화소(PXij)는 정상적으로 동작할 수 있다.
만일 전압 강하 현상에 의해 노드(NA)의 전압 레벨이 낮아지는 경우 발광 소자(ED)의 전류-전압 특성이 곡선(V_A4)으로 변화할 수 있다. 이 경우, 발광 소자(ED)의 전류-전압 특성이 제1 트랜지스터(T1)의 선형 영역과 중첩하므로 화소(PXij)에 원하는 영상이 표시되지 않을 수 있다.
발광 소자(ED)에서의 전압 강하 현상을 보상하기 위한 방법 가운데 하나는 발광 소자(ED)의 전류-전압 특성 곡선(V_A4)이 제1 트랜지스터(T1)의 포화 영역과 중첩하도록 제1 구동 전압(ELVDD)의 전압 레벨을 상승시키는 것이다.
제1 구동 전압(ELVDD)의 전압 레벨이 충분히 높다면 발광 소자(ED)에서 전압 강하가 생기더라도 발광 소자(ED)의 전류-전압 특성 곡선은 제1 트랜지스터(T1)의 포화 영역과 중첩할 수 있다. 그러나, 제1 구동 전압(ELVDD)의 전압 레벨을 상승시키는 것은 소비 전력의 증가를 유발한다. 그러므로 제1 구동 전압(ELVDD)의 전압 레벨을 최적화한다면 소비 전력을 감소시키면서 표시 품질의 저하를 방지할 수 있다.
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 표시 장치에 표시되는 영상들을 예시적으로 보여준다.
도 9a에 도시된 영상(IMG1)은 낮은 휘도(예를 들면, 10 nit)의 영상을 표시하는 영역(A11)과 높은 휘도(예를 들면, 1000 nit)의 영상을 표시하는 영역(A12)을 포함한다. 영역(A11)의 휘도는 낮으므로 도 4에 도시된 발광 소자(ED)에서의 전압 강하는 크지 않다. 그러나, 영역(A12)의 휘도가 높으므로 발광 소자(ED)에서의 전압 강하가 크므로 영상(IMG1)의 제1 구동 전압(ELVDD)은 영역(A12)의 휘도에 따라서 높은 레벨로 설정되는 것이 바람직하다.
도 9b에 도시된 영상(IMG2)은 중간 휘도(예를 들면, 200 nit)의 영상을 표시하는 영역(A21)을 포함한다. 도 9b에 도시된 영상(IMG2)은 영역(A21) 전체에서 중간 휘도를 표시하므로 제1 구동 전압(ELVDD)은 최대 전압 레벨보다 낮은 전압 레벨이어도 발광 소자(ED)는 도 8에 도시된 제1 트랜지스터(T1)의 포화 영역에서 동작할 수 있다.
도 9c에 도시된 영상(IMG3)은 낮은 휘도(예를 들면, 10 nit)의 영상을 표시하는 영역(A31)과 높은 휘도(예를 들면, 1000 nit)의 영상을 표시하는 영역(A32)을 포함한다.
도 3에 도시된 서브 전압 라인들(VL11-VL1m)은 제2 방향(DR2)으로 연장되며, 복수의 화소들(PX)은 서브 전압 라인들(VL11-VL1m) 중 대응하는 서브 전압 라인에 각각에 연결된다.
영상(IMG3)의 영역(A32)이 제2 방향(DR2)을 따라 길게 연장된 직사각 형태를 가지므로 서브 전압 라인들(VL11-VL1m) 중 일부에 연결된 화소들(PX)이 높은 휘도의 영상을 표시하게 된다. 예를 들어, 서브 전압 라인(VL1m)에 연결된 화소들(PX)이 높은 휘도의 영상을 표시하는 경우, 데이터 구동 회로(200)와 인접하게 배치된 화소(PX)보다 데이터 구동 회로(200)로부터 멀리 떨어진 화소(PX)의 전압 강하 현상이 더 클 수 있다.
그러므로 높은 휘도의 영상이 제2 방향(DR2)을 따라 길게 연장된 형태를 갖는 영상(IMG3)의 경우 도 9a에 도시된 영상(IMG1)보다 제1 구동 전압(ELVDD)을 더 높게 설정하는 것이 바람직하다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 컨트롤러의 블록도이다.
도 10을 참조하면, 구동 컨트롤러(100)는 영상 프로세서(110), 제어 신호 발생부(120) 및 전압 제어부(130)를 포함한다.
영상 프로세서(110)는 입력 영상 신호(RGB) 및 제어 신호(CTRL)에 응답해서 출력 영상 신호(DS)를 출력한다. 일 실시예에서, 영상 프로세서(110)는 입력 영상 신호(RGB)에 근거해서 제1 구동 전압(ELVDD)의 전압 레벨을 선택하기 위한 전압 선택 신호(ELV)를 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 영상 프로세서(110)는 입력 영상 신호(RGB)에 대응하는 게이트-소스 전압에 근거해서 제1 구동 전압(ELVDD)의 전압 레벨을 선택하기 위한 전압 선택 신호(ELV)를 출력할 수 있다. 게이트-소스 전압은 입력 영상 신호(RGB)에 따른 도 4에 도시된 제1의 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 제2 전극(또는 소스 전극) 사이의 전압이며, 미리 예측된 값일 수 있다.
제어 신호 발생부(120)는 입력 영상 신호(RGB) 및 제어 신호(CTRL)에 응답해서 데이터 제어 신호(DCS) 및 스캔 제어 신호(SCS)를 출력한다.
전압 제어부(130)는 제어 신호(CTRL) 및 전압 선택 신호(ELV)에 응답해서 전압 제어 신호(VCTRL)를 출력한다. 일 실시예에서, 전압 제어부(130)는 전압 선택 신호(ELV)에 응답해서 제1 구동 전압(ELVDD)의 전압 레벨을 변경하기 위한 전압 제어 신호(VCTRL)를 출력할 수 있다.
전압 제어 신호(VCTRL)는 도 3에 도시된 전압 발생기(300)로 제공될 수 있다. 전압 발생기(300)는 전압 제어 신호(VCTRL)에 응답해서 제1 구동 전압(ELVDD)의 전압 레벨을 변경할 수 있다.
도 11은 영상 프로세서를 보여주는 블록도이다.
도 11을 참조하면, 영상 프로세서(110)는 제1 영상 분석기(111), 제2 영상 분석기(112), 제3 영상 분석기(113) 및 구동 전압 선택기(114)를 포함한다.
입력 영상 신호(RGB)는 제1 색상 신호(R), 제2 색상 신호(G) 및 제3 색상 신호(B)를 포함할 수 있다.
제1 영상 분석기(111)는 입력 영상 신호(RGB) 중 제1 색상 신호(R)를 수신하고, 제1 색상 신호(R)에 대응하는 제1 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M1)를 출력한다. 일 실시예에서, 제1 영상 분석기(111)는 한 프레임의 제1 색상 신호(R) 중 최고 계조 레벨을 검색한다. 제1 영상 분석기(111)는 제1 색상 신호(R) 중 최고 계조 레벨에 대응하는 제1 게이트-소스 전압을 결정하고, 결정된 제1 게이트-소스 전압에 대응하는 제1 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M1)를 출력할 수 있다.
제2 영상 분석기(112)는 입력 영상 신호(RGB) 중 제2 색상 신호(G)를 수신하고, 제2 색상 신호(G)에 대응하는 제2 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M2)를 출력한다. 일 실시예에서, 제2 영상 분석기(112)는 한 프레임의 제2 색상 신호(G) 중 최고 계조 레벨을 제2 게이트-소스 전압을 결정하고, 결정된 제2 게이트-소스 전압에 대응하는 제2 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M2)를 출력한다.
제3 영상 분석기(113)는 입력 영상 신호(RGB) 중 제3 색상 신호(B)를 수신하고, 제3 색상 신호(B)에 대응하는 제3 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M3)를 출력한다. 일 실시예에서, 제3 영상 분석기(113)는 한 프레임의 제3 색상 신호(B) 중 최고 계조 레벨을 제3 게이트-소스 전압을 결정하고, 결정된 제3 게이트-소스 전압에 대응하는 제3 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M3)를 출력한다.
구동 전압 선택기(114)는 제1 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M1), 제2 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M2) 및 제3 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M3)를 수신한다. 구동 전압 선택기(114)는 제1 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M1), 제2 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M2) 및 제3 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M3) 중 가장 높은 전압 레벨에 대응하는 어느 하나를 선택하고, 선택된 게이트-소스 전압 신호에 대응하는 전압 선택 신호(ELV)를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 구동 전압 선택기(114)는 입력 영상 신호(RGB)의 영상 패턴을 판별하고, 오프셋 전압을 계산할 수 있다. 구동 전압 선택기(114)는 제1 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M1), 제2 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M2) 및 제3 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M3) 중 가장 높은 전압 레벨에 대응하는 어느 하나를 선택하고, 선택된 게이트-소스 전압 신호와 오프셋 전압에 근거해서 전압 선택 신호(ELV)를 출력할 수 있다.
도 12는 입력 영상 신호의 계조 레벨에 따른 게이트-소스 전압을 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 4, 도 11 및 도 12를 참조하면, 게이트-소스 전압(Vgs)은 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 제2 전극(소스 전극) 사이의 전압이다.
도 12에 도시된 것과 같이, 제1 내지 제3 색상 신호들(R, G, B)의 계조 레벨이 높아지면 제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(Vgs)은 대체로 증가한다. 그러나, 제1 내지 제3 색상 신호들(R, G, B) 각각에 대응하는 제1 내지 제3 게이트-소스 전압 곡선들(Vgs_R, Vgs_G, Vgs_B)은 서로 약간 차이가 있다.
제1 내지 제3 색상 신호들(R, G, B)이 동일한 계조 레벨인 경우, 제1 색상 신호(R)에 대응하는 게이트-소스 전압(Vgs)이 가장 높고, 제3 색상 신호(B)에 대응하는 게이트-소스 전압(Vgs)이 가장 낮다.
도 12에 도시된 제1 내지 제3 색상 신호들(R, G, B) 각각에 대응하는 제1 내지 제3 게이트-소스 전압 곡선들(Vgs_R, Vgs_G, Vgs_B)은 일 예에 불과하며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 표시 패널(DP)의 특성에 따라서 제1 내지 제3 색상 신호들(R, G, B) 각각에 대응하는 제1 내지 제3 게이트-소스 전압 곡선들은 도 12에 도시된 것과 다들 수 있다.
일 실시예에서, 입력 영상 신호(RGB)에 포함된 제1 색상 신호(R)의 계조 레벨이 160이고, 제2 색상 신호(G)의 계조 레벨이 128이고, 제3 색상 신호(B)의 계조 레벨이 192일 수 있다. 이 경우 제3 색상 신호(B)의 계조 레벨이 제1 색상 신호(R) 및 제2 색상 신호(G)의 각각의 계조 레벨보다 높다. 그러나 제1 색상 신호(R)에 대응하는 게이트-소스 전압이 제3 색상 신호(B)에 대응하는 게이트-소스 전압보다 높은 전압 레벨을 갖는다.
제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압이 높을수록 발광 소자(ED)로 제공되는 전류량이 증가하고 이는 발광 소자(ED)에서의 전압 강하를 증가시킨다. 입력 영상 신호(RGB)에 포함된 제1 내지 제3 색상 신호들(R, G, B)에 대응하는 게이트-소스 전압들 중 가장 높은 게이트-소스 전압에 근거해서 제1 구동 전압(ELVDD)의 전압 레벨을 결정함으로써 표시 품질의 저하를 방지할 수 있다.
도 13은 도 4에 도시된 제1 트랜지스터의 전류-전압 특성과 발광 소자의 전류-전압 특성을 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 13을 참조하면, 제1 구동 전압(ELVDD)이 제1 전압 레벨일 때 발광 소자(ED)의 전류-전압 특성은 제1 곡선(V_A11)일 수 있다.
제1 구동 전압(ELVDD)이 제1 전압 레벨(예를 들면, 25V)일 때 제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압 Vgs1(예를 들면, 4V) 및 Vgs2(예를 들면, 6V) 모두에서 제1 트랜지스터(T1)는 포화 영역에서 동작할 수 있다.
제1 구동 전압(ELVDD)이 제1 전압 레벨보다 낮은 제2 전압 레벨(예를 들면, 20V)일 때 발광 소자(ED)의 전류-전압 특성은 제2 곡선(V_A12)일 수 있다.
제1 구동 전압(ELVDD)이 제2 전압 레벨(예를 들면, 20V)이더라도 제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압 Vgs1(예를 들면, 4V) 및 Vgs2(예를 들면, 6V) 모두에서 제1 트랜지스터(T1)는 포화 영역에서 동작할 수 있다. 제1 구동 전압(ELVDD)이 제2 전압 레벨보다 낮은 제3 전압 레벨(예를 들면, 17V) 일 때 발광 소자(ED)의 전류-전압 특성은 제3 곡선(V_A13)일 수 있다.
제1 구동 전압(ELVDD)이 제3 전압 레벨(예를 들면, 17V)이면 제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압 Vgs1(예를 들면, 4V)일 때 트랜지스터(T1)는 포화 영역에서 동작할 수 있다.
즉, 화소(PXij)로 제공되는 데이터 신호(Di)의 전압 레벨이 낮은 경우, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(Vgs)도 낮아진다.
제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(Vgs)이 Vgs2(6V)인 경우 제1 구동 전압(ELVDD)을 제1 전압 레벨(25V)보다 낮은 제2 전압 레벨(20V)로 설정하더라도 트랜지스터(T1)가 포화 영역에서 동작하므로 화소(PXij)는 정상적으로 동작할 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(Vgs)이 Vgs1(4V)인 경우 제1 구동 전압(ELVDD)을 제1 전압 레벨(25V) 및 제2 전압 레벨(20V)보다 낮은 제3 전압 레벨(17V)로 설정하더라도 트랜지스터(T1)가 포화 영역에서 동작하므로 화소(PXij)는 정상적으로 동작할 수 있다.
이와 같이, 데이터 신호(Di)에 대응하는 제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(Vgs)이 낮은 것으로 판별될 때 제1 구동 전압(ELVDD)의 전압 레벨을 낮춤으로써 표시 장치에서 소비되는 전력은 감소할 수 있다.
도 13에 도시된 제1 트랜지스터(T1)의 전류-전압 특성과 발광 소자(ED)의 전류-전압 특성은 예시에 불과하며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또한 이더라도 제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(Vgs)에 따른 제1 구동 전압(ELVDD)의 전압 레벨들 25V, 20V, 17V 등은 일 예에 불과하며 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제1 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(Vgs)에 따른 제1 구동 전압(ELVDD)의 전압 레벨은 다양하게 변경될 수 있다.
다시 도 9a를 참조하면, 영상(IMG1)은 낮은 휘도(예를 들면, 10 nit)의 영상을 표시하는 영역(A11)과 높은 휘도(예를 들면, 1000 nit)의 영상을 표시하는 영역(A12)을 포함한다. 그러므로 영역(A12)의 휘도에 따라서 제1 구동 전압(ELVDD)은 22V로 설정될 수 있다.
도 9b에 도시된 영상(IMG2)은 중간 휘도(예를 들면, 200 nit)의 영상을 표시하는 영역(A21)을 포함한다. 영역(A21)에 휘도에 따라서 제1 구동 전압(ELVDD)은 18V로 설정될 수 있다.
도 14a는 도 9c에 도시된 영상에 화소들을 중첩하여 표시한 도면이다.
도 14b는 도 14a에 도시된 화소들에서의 전압 강하 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 영상(IMG3)은 낮은 휘도(예를 들면, 10 nit)의 영상을 표시하는 영역(A31)과 높은 휘도(예를 들면, 1000 nit)의 영상을 표시하는 영역(A32)을 포함한다.
도 3에 도시된 서브 전압 라인들(VL11-VL1m)은 제2 방향(DR2)으로 연장되며, 복수의 화소들(PX)은 서브 전압 라인들(VL11-VL1m) 중 대응하는 서브 전압 라인에 각각에 연결된다. 일 실시예에서 제2 방향(DR2)으로 동일한 화소 열에 배치된 화소들(PX)은 서브 전압 라인들(VL11-VL1m) 중 동일한 서브 전압 라인에 연결될 수 있다.
도 14a에 도시된 예에서, 영상(IMG3)의 영역(A32)이 제2 방향(DR2)을 따라 길게 연장된 직사각 형태를 갖는다. 예를 들어, 서브 전압 라인(VL1m)에 연결된 화소들(PX)이 높은 휘도의 영상을 표시하는 경우, 데이터 구동 회로(200)와 인접하게 배치된 화소(PX_U)보다 데이터 구동 회로(200)로부터 멀리 떨어질수록 화소(PX_L)에서 전압 강하 현상이 더 클 수 있다.
도 11 및 도 14b를 참조하면, 구동 전압 선택기(114)는 제1 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M1), 제2 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M2) 및 제3 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M3) 중 가장 높은 전압 레벨에 대응하는 어느 하나를 선택할 수 있다. 일 실시예에서, 구동 전압 선택기(114)는 높은 휘도의 영상을 표시하는 영역(A32)에 대응하는 게이트-소스 전압 신호를 선택하고, 제1 구동 전압(ELVDD)이 예를 들어, 22V가 되도록 전압 선택 신호(ELV)를 출력할 수 있다
제1 구동 전압(ELVDD)이 22V인 경우, 데이터 구동 회로(200)와 인접하게 배치된 화소(PX_U)는 22V의 제1 구동 전압(ELVDD)을 수신하나, 데이터 구동 회로(200)로부터 멀리 떨어진 화소(PX_L)는 전압 강하 현상에 의해 22V보다 낮은 19V의 제1 구동 전압(ELVDD)을 수신할 수 있다.
높은 휘도(예를 들면, 1000 nit)의 영상을 표시하는 영역(A32)에는 제1 구동 전압(ELVDD)이 22V가 필요한 것으로 판단하였더라도 전압 강하 현상을 유발하는 영상 패턴의 경우 22V보다 높은 제1 구동 전압(ELVDD)을 제공하는 것이 필요하다.
도 14a에 도시된 것과 같이, 높은 휘도의 영역(A32)이 제2 방향(DR2)을 따라 길게 연장된 형상을 갖는 경우 제1 구동 전압(ELVDD)을 25V로 설정할 수 있다.
이 실시예에서, 도 14a에 도시된 영상(IMG3)의 영상 패턴에 따라 결정된 오프셋 전압은 3V일 수 있다.
도 11에 도시된 구동 전압 선택기(114)는 입력 영상 신호(RGB)의 영상 패턴을 판별하고, 오프셋 전압을 계산할 수 있다. 일 실시예에서, 입력 영상 신호(RGB)의 영상 패턴이 전압 강하를 유발하는 전압 강하 패턴이 아닌 경우 오프셋 전압은 0일 수 있다.
일 실시예에서, 입력 영상 신호(RGB)의 영상 패턴이 전압 강하 패턴이면, 구동 전압 선택기(114)는 제1 구동 전압(ELVDD)의 전압 레벨이 높아지도록 오프셋 전압을 선택할 수 있다.
일 실시예에서, 구동 전압 선택기(114)는 입력 영상 신호(RGB)의 영상 패턴에서 최고 계조 레벨이 기준 레벨보다 크고, 영상 패턴의 제2 방향(DR2)의 길이가 기준값보다 크면 영상 패턴이 전압 강하 패턴에 대응하는 것으로 판별할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제1 내지 제3 게이트-소스 전압 신호들(Vgs_M1, Vgs_M2, Vgs_M3)은 제1 내지 제3 색상 신호들(R, G, B) 각각의 최고 계조 레벨에 대응하므로, 제1 내지 제3 게이트-소스 전압 신호들(Vgs_M1, Vgs_M2, Vgs_M3) 중 적어도 하나가 기준 전압 레벨보다 클 때 영상 패턴의 최고 계조 레벨이 기준 레벨보다 큰 것으로 판별할 수 있다.
영상 패턴의 제2 방향(DR2)의 길이가 기준값보다 크면, 데이터 구동 회로(200)와 인접하게 배치된 화소(PX_U)보다 데이터 구동 회로(200)로부터 멀리 떨어진 화소(PX_L)가 전압 강하 현상에 의해 낮은 전압 레벨의 제1 구동 전압(ELVDD)을 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 입력 영상 신호(RGB)의 영상 패턴이 전압 강하 패턴일 때 전압 강하 패턴의 크기(또는 면적)에 따라 오프셋 전압의 전압 레벨이 결정될 수 있다. 예를 들어, 입력 영상 신호(RGB)의 중 전압 강하 패턴의 제2 방향(DR2)의 길이에 따라서 오프셋 전압의 전압 레벨이 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 전압 강하 패턴의 제2 방향(DR2)의 길이가 길수록 오프셋 전압의 전압 레벨이 커지고, 제1 구동 전압(ELVDD)의 전압 레벨이 높아질 수 있다.
구동 전압 선택기(114)는 제1 내지 제3 영상 분석기들(111-113)로부터의 제1 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M1), 제2 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M2) 및 제3 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M3) 중 가장 높은 전압 레벨에 대응하는 어느 하나를 선택하고, 선택된 게이트-소스 전압 신호와 오프셋 전압에 근거해서 전압 선택 신호(ELV)를 출력할 수 있다.
이와 같이, 영상 프로세서(110)는 입력 영상 신호(RGB)에 포함된 제1 색상 신호(R), 제2 색상 신호(G) 및 제3 색상 신호(B) 각각의 최고 계조 레벨에 대응하는 게이트-소스 전압뿐만 아니라 입력 영상 신호(RGB)의 영상 패턴을 고려하여 제1 구동 전압(ELVDD)의 전압 레벨을 결정할 수 있다. 그러므로 표시 장치(DD)는 표시 품질의 저하없이 소비 전력을 최소화할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 보여주는 플로우차트이다.
설명의 편의를 위해 도 10에 도시된 구동 컨트롤러 및 도 11에 도시된 영상 프로세서를 참조하여 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 10, 도 11 및 도 15를 참조하면, 제1 영상 분석기(111)는 입력 영상 신호(RGB) 중 제1 색상 신호(R)에 대응하는 제1 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M1)를 출력한다(단계 S100). 제1 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M1)는 한 프레임의 제1 색상 신호(R) 중 최고 계조 레벨에 대응하는 게이트-소스 전압일 수 있다.
제2 영상 분석기(112)는 입력 영상 신호(RGB) 중 제2 색상 신호(G)에 대응하는 제2 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M2)를 출력한다(단계 S110). 제2 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M2)는 한 프레임의 제2 색상 신호(G) 중 최고 계조 레벨에 대응하는 게이트-소스 전압일 수 있다.
제3 영상 분석기(113)는 입력 영상 신호(RGB) 중 제3 색상 신호(B)에 대응하는 제3 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M3)를 출력한다(단계 S120). 제3 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M3)는 한 프레임의 제3 색상 신호(B) 중 최고 계조 레벨에 대응하는 게이트-소스 전압일 수 있다.
구동 전압 선택기(114)는 제1 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M1), 제2 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M2) 및 제3 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M3) 중 최고 전압 레벨에 대응하는 어느 하나를 선택한다(단계 S130).
구동 전압 선택기(114)는 입력 영상 신호(RGB)의 영상 패턴을 판별하고, 판별된 영상 패턴에 대응하는 오프셋 전압을 결정한다(단계 S140).
구동 전압 선택기(114)는 제1 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M1), 제2 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M2) 및 제3 게이트-소스 전압 신호(Vgs_M3) 중 선택된 어느 하나 및 오프셋 전압에 근거해서 제1 구동 전압(ELVDD)의 전압 레벨을 선택하기 위한 전압 선택 신호(ELV)를 출력할 수 있다(단계 S150). 전압 제어부(130)는 전압 선택 신호(ELV)에 응답해서 전압 제어 신호(VCTRL)를 출력한다.
도 3에 도시된 전압 제어 신호(VCTRL)는 전압 제어 신호(VCTRL)에 응답해서 제1 구동 전압(ELVDD)의 전압 레벨을 변경할 수 있다. 즉, 구동 전압 선택기(114)로부터 출력되는 전압 선택 신호(ELV)에 따라서 제1 구동 전압(ELVDD)의 전압 레벨이 변경될 수 있다. 제1 구동 전압(ELVDD)은 도 3에 도시된 화소들(PX)로 제공될 수 있다.
표시 장치(DD)는 입력 영상 신호(RGB)에 포함된 제1 색상 신호(R), 제2 색상 신호(G) 및 제3 색상 신호(B) 각각의 최고 계조 레벨에 대응하는 게이트-소스 전압뿐만 아니라 입력 영상 신호(RGB)의 영상 패턴을 고려하여 제1 구동 전압(ELVDD)의 전압 레벨을 결정할 수 있다. 그러므로 표시 장치(DD)는 표시 품질의 저하 없이 소비 전력을 최소화할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
DD: 표시 장치
DP: 표시 패널
100: 구동 컨트롤러
200: 데이터 구동 회로
300: 전압 발생기
SD: 스캔 구동 회로
EDC: 발광 구동 회로
PX: 화소
PXC: 화소 회로

Claims (22)

  1. 제1 전압 라인을 통해 구동 전압을 수신하는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널;
    입력 영상 신호를 수신하고, 상기 입력 영상 신호에 대응하는 게이트-소스 전압에 근거해서 상기 구동 전압의 전압 레벨을 제어하기 위한 전압 제어 신호를 출력하는 구동 컨트롤러; 및
    상기 제1 전압 라인으로 상기 구동 전압을 제공하되, 상기 전압 제어 신호에 근거해서 상기 구동 전압의 전압 레벨을 결정하는 전압 발생기를 포함하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 영상 신호는 제1 내지 제3 색상 신호들을 포함하고,
    상기 구동 컨트롤러는 상기 제1 내지 제3 색상 신호들 각각에 대응하는 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들을 결정하고, 상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들에 근거해서 상기 전압 제어 신호를 출력하는 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동 컨트롤러는 상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들 중 가장 높은 전압 레벨에 대응하는 상기 전압 제어 신호를 출력하는 표시 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동 컨트롤러는,
    상기 구동 컨트롤러는 상기 제1 내지 제3 색상 신호들 각각에 대응하는 상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들에 근거해서 전압 선택 신호를 출력하는 영상 프로세서; 및
    상기 전압 선택 신호에 응답해서 상기 전압 제어 신호를 출력하는 전압 제어부를 포함하는 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 영상 프로세서는,
    상기 제1 색상 신호에 대응하는 상기 제1 게이트-소스 전압을 출력하는 제1 영상 분석기;
    상기 제2 색상 신호에 대응하는 상기 제2 게이트-소스 전압을 출력하는 제2 영상 분석기;
    상기 제3 색상 신호에 대응하는 상기 제3 게이트-소스 전압을 출력하는 제3 영상 분석기; 및
    상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들 중 최고 전압 레벨에 대응하는 어느 하나를 선택하고, 선택된 게이트-소스 전압에 대응하는 상기 전압 선택 신호를 출력하는 구동 전압 선택기를 포함하는 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 영상 분석기는 한 프레임의 상기 제1 색상 신호 중 최고 계조 레벨에 대응하는 상기 제1 게이트-소스 전압을 출력하고,
    상기 제2 영상 분석기는 한 프레임의 상기 제2 색상 신호 중 최고 계조 레벨에 대응하는 상기 제2 게이트-소스 전압을 출력하고, 그리고
    상기 제3 영상 분석기는 한 프레임의 상기 제3 색상 신호 중 최고 계조 레벨에 대응하는 상기 제3 게이트-소스 전압을 출력하는 표시 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 구동 전압 선택기는 상기 입력 영상 신호의 영상 패턴을 판별하고, 판별된 영상 패턴에 대응하는 오프셋 전압을 결정하고, 상기 선택된 게이트-소스 전압과 상기 오프셋 전압에 근거해서 상기 전압 선택 신호를 출력하는 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 구동 컨트롤러는 상기 입력 영상 신호의 상기 영상 패턴이 전압 강하 패턴에 대응할 때 상기 구동 전압의 전압 레벨이 증가하도록 상기 오프셋 전압을 결정하는 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 화소들은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향 각각으로 배치되고,
    상기 제1 전압 라인은 각각이 상기 제2 방향으로 신장하고, 상기 제1 방향으로 이격되어 배치된 복수의 서브 전압 라인들을 포함하며,
    상기 복수의 화소들 각각은 상기 복수의 서브 전압 라인들 중 대응하는 서브 전압 라인에 각각 연결된 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 구동 컨트롤러는 상기 영상 패턴의 최고 계조 레벨이 기준 레벨보다 크고, 상기 영상 패턴의 상기 제2 방향의 길이가 기준값보다 크면 상기 영상 패턴이 상기 전압 강하 패턴에 대응하는 것으로 판별하는 표시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 화소들은 제1 내지 제3 색상 화소들을 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 색상 신호들은 상기 제1 내지 제3 색상 화소들로 각각 제공되는 표시 장치.
  12. 각각이 제1 전압 라인을 통해 구동 전압을 수신하는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널;
    입력 영상 신호를 수신하고, 전압 제어 신호를 출력하는 구동 컨트롤러; 및
    상기 제1 전압 라인으로 상기 구동 전압을 제공하되, 상기 전압 제어 신호에 근거해서 상기 구동 전압의 전압 레벨을 결정하는 전압 발생기를 포함하되,
    상기 구동 컨트롤러는 상기 입력 영상 신호에 대응하는 게이트-소스 전압을 결정하고, 상기 입력 영상 신호의 영상 패턴에 대응하는 오프셋 전압을 결정하고, 상기 게이트-소스 전압 및 상기 오프셋 전압에 근거해서 상기 전압 제어 신호를 출력하는 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 입력 영상 신호는 제1 내지 제3 색상 신호들을 포함하고,
    상기 구동 컨트롤러는 상기 제1 내지 제3 색상 신호들 각각에 대응하는 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들을 결정하고, 상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들 및 상기 오프셋 전압에 근거해서 상기 전압 제어 신호를 출력하는 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 구동 컨트롤러는 상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들 중 가장 높은 전압 레벨에 대응하는 게이트-소스 전압 및 상기 오프셋 전압에 근거해서 상기 전압 제어 신호를 출력하는 표시 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 구동 컨트롤러는,
    상기 구동 컨트롤러는 상기 제1 내지 제3 색상 신호들 각각에 대응하는 상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들 및 상기 오프셋 전압에 근거해서 전압 선택 신호를 출력하는 영상 프로세서; 및
    상기 전압 선택 신호에 응답해서 상기 전압 제어 신호를 출력하는 전압 제어부를 포함하는 표시 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 영상 프로세서는,
    상기 제1 색상 신호에 대응하는 상기 제1 게이트-소스 전압을 출력하는 제1 영상 분석기;
    상기 제2 색상 신호에 대응하는 상기 제2 게이트-소스 전압을 출력하는 제2 영상 분석기;
    상기 제3 색상 신호에 대응하는 상기 제3 게이트-소스 전압을 출력하는 제3 영상 분석기; 및
    상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들 중 최고 전압 레벨에 대응하는 어느 하나를 선택하고, 선택된 게이트-소스 전압 및 상기 오프셋 전압에 근거해서 상기 전압 선택 신호를 출력하는 구동 전압 선택기를 포함하는 표시 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 영상 분석기는 한 프레임의 상기 제1 색상 신호 중 최고 계조 레벨에 대응하는 상기 제1 게이트-소스 전압을 출력하고,
    상기 제2 영상 분석기는 한 프레임의 상기 제2 색상 신호 중 최고 계조 레벨에 대응하는 상기 제2 게이트-소스 전압을 출력하고, 그리고
    상기 제3 영상 분석기는 한 프레임의 상기 제3 색상 신호 중 최고 계조 레벨에 대응하는 상기 제3 게이트-소스 전압을 출력하는 표시 장치.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 구동 컨트롤러는 상기 입력 영상 신호의 상기 영상 패턴이 전압 강하 패턴에 대응할 때 상기 구동 전압의 전압 레벨이 증가하도록 상기 오프셋 전압을 결정하는 표시 장치.
  19. 제1 내지 제3 색상 신호들을 포함하는 입력 영상 신호를 수신하는 단계;
    상기 제1 색상 신호에 대응하는 제1 게이트-소스 전압을 출력하는 단계;
    상기 제2 색상 신호에 대응하는 제2 게이트-소스 전압을 출력하는 단계;
    상기 제3 색상 신호에 대응하는 제3 게이트-소스 전압을 출력하는 단계;
    상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들에 근거해서 구동 전압의 전압 레벨을 변경하는 단계; 및
    상기 구동 전압을 복수의 화소들로 제공하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 구동 전압의 전압 레벨을 변경하는 단계는
    상기 제1 내지 제3 게이트-소스 전압들 중 최고 전압 레벨에 대응하는 어느 하나를 선택하고, 선택된 게이트-소스 전압에 근거해서 상기 구동 전압의 전압 레벨을 변경하는 것을 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 구동 전압의 전압 레벨을 변경하는 단계는
    상기 입력 영상 신호의 영상 패턴에 대응하는 오프셋 전압을 결정하고, 상기 선택된 게이트-소스 전압 및 상기 오프셋 전압에 근거해서 상기 구동 전압의 전압 레벨을 변경하는 것을 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수의 화소들은 제1 내지 제3 색상 화소들을 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 색상 신호들은 상기 제1 내지 제3 색상 화소들로 각각 제공되는 표시 장치의 구동 방법.
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