KR20210013509A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20210013509A
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김나영
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Abstract

표시 장치는, 제1 주사선들, 제2 주사선들, 제3 주사선들, 발광 제어선들, 및 데이터선들에 접속되는 화소들; 상기 제3 주사선들 각각에 제1 주파수로 바이어스 주사 신호를 공급하고, 상기 제1 및 제2 주사선들 각각에 상기 화소들의 영상 리프레시 레이트(refresh rate)에 대응하는 제2 주파수로 주사 신호들을 공급하는 주사 구동부; 상기 발광 제어선들 각각에 상기 제1 주파수로 발광 제어 신호를 공급하는 발광 구동부; 상기 제2 주파수에 따라 상기 데이터선들로 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부; 및 상기 주사 구동부, 상기 발광 구동부, 및 상기 데이터 구동부의 구동을 제어하는 타이밍 제어부를 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다양한 구동 주파수에 적용되는 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보 간의 연결매체인 표시 장치의 중요성이 부각되고 있다.
표시 장치는 복수의 화소들을 포함한다. 화소들 각각은 복수의 트랜지스터들, 트랜지스터들에 전기적으로 연결된 발광 소자 및 커패시터를 포함한다. 트랜지스터들은 배선을 통해 제공되는 신호들에 각각 응답하여 턴 온되고, 이에 의해 소정의 구동 전류가 생성된다. 발광 소자는 이러한 구동 전류에 대응하여 발광한다.
최근에는 표시 장치의 구동 효율 향상 및 소비 전력을 최소화하기 위하여 표시 장치를 저주파로 구동하는 방법이 사용된다. 따라서, 표시 장치가 저주파로 구동될 때 표시 품질을 향상시킬 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명의 일 목적은 다양한 구동 주파수로 구동되는 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상술한 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는, 제1 주사선들, 제2 주사선들, 제3 주사선들, 발광 제어선들, 및 데이터선들에 접속되는 화소들; 상기 제3 주사선들 각각에 제1 주파수로 바이어스 주사 신호를 공급하고, 상기 제1 및 제2 주사선들 각각에 상기 화소들의 영상 리프레시 레이트(refresh rate)에 대응하는 제2 주파수로 주사 신호들을 공급하는 주사 구동부; 상기 발광 제어선들 각각에 상기 제1 주파수로 발광 제어 신호를 공급하는 발광 구동부; 상기 제2 주파수에 따라 상기 데이터선들로 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부; 및 상기 주사 구동부, 상기 발광 구동부, 및 상기 데이터 구동부의 구동을 제어하는 타이밍 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 주파수는 상기 제2 주파수보다 클 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 영상 리프레시 레이트 및 상기 영상 리프레시 레이트와 동일한 상기 제2 주파수는 상기 제1 주파수의 약수에 상응할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 주사 구동부는 상기 표시 장치에 설정된 최대 리프레시 레이트의 2배인 상기 제1 주파수로 상기 바이어스 주사 신호를 상기 제3 주사선들 각각으로 공급할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 발광 구동부는 상기 표시 장치의 최대 리프레시 레이트의 2배인 상기 제1 주파수로 상기 발광 제어 신호를 상기 발광 제어선들 각각으로 공급할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 주사 구동부는, 상기 제2 주파수로 상기 제1 주사선들에 기입 주사 신호를 공급하는 제1 주사 구동부; 상기 제2 주파수로 상기 제2 주사선들에 보상 주사 신호를 공급하는 제2 주사 구동부; 및 상기 제1 주파수로 상기 제3 주사선들에 상기 바이어스 주사 신호를 공급하는 제3 주사 구동부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 주사 구동부 및 상기 제2 주사 구동부는, 한 프레임 기간 내의 표시 주사 기간 동안 상기 기입 주사 신호 및 상기 보상 주사 신호를 공급할 수 있다. 상기 제1 주사 구동부 및 상기 제2 주사 구동부는, 상기 한 프레임 기간 내의 자가 주사 기간 동안 상기 기입 주사 신호 및 상기 보상 주사 신호를 공급하지 않을 수 있다. 상기 표시 주사 기간에 상기 데이터 신호가 상기 화소들에 기입되고, 상기 자가 주사 기간에 상기 제3 주사 구동부가 상기 바이어스 주사 신호를 공급함으로써, 상기 화소들 각각에 포함되는 구동 트랜지스터에 바이어스가 인가될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 화소들이 최대 리프레시 레이트로 구동될 때, 상기 표시 주사 기간과 상기 자가 주사 기간이 반복되는 횟수가 동일할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 영상 리프레시 레이트가 감소하면, 상기 자가 주사 기간의 개수가 증가할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 발광 구동부는, 상기 화소들에 접속되는 제1 발광 제어선들에 상기 제1 주파수로 제1 발광 제어 신호를 공급하는 제1 발광 구동부; 및 상기 화소들에 접속되는 제2 발광 제어선들에 상기 제1 주파수로 제2 발광 제어 신호를 공급하는 제2 발광 구동부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 화소들 중 i(단, i는 자연수)번째 수평라인에 위치하는 화소들 각각은, 제1 전극 및 제2 전원에 접속되는 제2 전극을 포함하는 발광 소자; 제1 전원에 전기적으로 연결되는 제1 노드에 접속되는 제1 전극을 포함하며, 제2 노드의 전압에 기초하여 구동 전류를 제어하는 제1 트랜지스터; 데이터선과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, i번째 제1 주사선으로 공급되는 상기 기입 주사 신호에 의해 턴-온되는 제2 트랜지스터; 상기 제1 트랜지스터의 제2 전극에 접속되는 제3 노드와 상기 제2 노드 사이에 접속되며, i번째 제2 주사선으로 공급되는 상기 보상 주사 신호에 의해 턴-온되는 제3 트랜지스터; 상기 제3 노드와 i번째 제1 발광 제어선 사이에 접속되며, i번째 제3 주사선으로 공급되는 상기 바이어스 주사 신호에 의해 턴-온되는 제4 트랜지스터; 상기 제1 전원과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, 상기 i번째 제1 발광 제어선으로 공급되는 상기 제1 발광 제어 신호에 의해 턴-오프되는 제5 트랜지스터; 상기 제3 노드와 상기 발광 소자의 상기 제1 전극에 접속되며, i번째 제2 발광 제어선으로 공급되는 상기 제2 발광 제어 신호에 의해 턴-오프되는 제6 트랜지스터; 및 상기 제1 전원과 상기 제2 노드 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 i번째 수평라인에 위치하는 화소들 각각은, 상기 발광 소자의 상기 제1 전극과 초기화 전원 사이에 접속되며, 상기 제1 발광 제어 신호 또는 상기 제2 발광 제어 신호에 의해 턴-온되는 제7 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 i번째 수평라인에 위치하는 화소들 각각은, 상기 제5 트랜지스터와 상기 제1 노드 사이에 접속되며, 상기 i번째 제2 발광 제어선으로 공급되는 상기 제2 발광 제어 신호에 의해 턴-오프되는 제8 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 트랜지스터, 상기 제2 트랜지스터, 상기 제4 트랜지스터, 상기 제5 트랜지스터, 및 상기 제6 트랜지스터는 P형 트랜지스터이고, 상기 제3 트랜지스터 및 상기 제7 트랜지스터는 N형 산화물 반도체 트랜지스터일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제3 트랜지스터의 턴-온 기간과 상기 제4 트랜지스터의 턴-온 기간은 중첩하지 않는다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 주사 구동부, 상기 제3 주사 구동부, 상기 제1 발광 구동부, 및 상기 제2 발광 구동부 각각은 2i-1번째 수평라인의 화소들과 2i번째 수평라인의 화소들을 동일하게 제어하고, 상기 제1 주사 구동부는 상기 2i-1번째 수평라인의 화소들과 상기 2i번째 수평라인의 화소들을 서로 다른 시간에 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 화소들 중 i(단, i는 자연수)번째 수평라인에 위치하는 화소들 각각은, 제1 전극 및 제2 전원에 접속되는 제2 전극을 포함하는 발광 소자; 제1 전원에 전기적으로 연결되는 제1 노드에 접속되는 제1 전극을 포함하며, 제2 노드의 전압에 기초하여 구동 전류를 제어하는 제1 트랜지스터; 데이터선과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, i번째 제1 주사선으로 공급되는 상기 기입 주사 신호에 의해 턴-온되는 제2 트랜지스터; 상기 제1 트랜지스터의 제2 전극에 접속되는 제3 노드와 상기 제2 노드 사이에 접속되며, i번째 제2 주사선으로 공급되는 상기 보상 주사 신호에 의해 턴-온되는 제3 트랜지스터; 및 i번째 제3 주사선으로 공급되는 상기 바이어스 주사 신호에 의해 턴-온되어 상기 제1 노드에 바이어스 전압을 인가하는 제4 트랜지스터를 포함할 수 있다. 상기 제4 트랜지스터의 제1 전극은 상기 i번째 제1 주사선, i번째 제1 발광 제어선, i번째 제2 발광 제어선, 및 바이어스 전원 중 하나에 접속되고, 상기 제4 트랜지스터의 제2 전극은 상기 제1 노드에 접속될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 주사 구동부는, 상기 제2 주파수로 제4 주사선들에 초기화 주사 신호를 공급하는 제4 주사 구동부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 화소들 중 i(단, i는 자연수)번째 수평라인에 위치하는 화소들 각각은, 제1 전극 및 제2 전원에 접속되는 제2 전극을 포함하는 발광 소자; 제1 전원에 전기적으로 연결되는 제1 노드에 접속되는 제1 전극을 포함하며, 제2 노드의 전압에 기초하여 구동 전류를 제어하는 제1 트랜지스터; 데이터선과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, i번째 제1 주사선으로 공급되는 상기 기입 주사 신호에 의해 턴-온되는 제2 트랜지스터; 상기 제1 트랜지스터의 제2 전극에 접속되는 제3 노드와 상기 제2 노드 사이에 접속되며, i번째 제2 주사선으로 공급되는 상기 보상 주사 신호에 의해 턴-온되는 제3 트랜지스터; 상기 제3 노드와 i번째 발광 제어선 사이 또는 상기 제3 노드와 바이어스 전원 사이에 접속되며, i번째 제3 주사선으로 공급되는 상기 바이어스 주사 신호에 의해 턴-온되는 제4 트랜지스터; 상기 제1 전원과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, 상기 i번째 발광 제어선으로 공급되는 상기 발광 제어 신호에 의해 턴-오프되는 제5 트랜지스터; 상기 제3 노드와 상기 발광 소자의 상기 제1 전극에 접속되며, 상기 제5 트랜지스터와 함께 턴-오프되는 제6 트랜지스터; 상기 발광 소자의 상기 제1 전극과 제1 초기화 전원 사이에 접속되며, 상기 발광 제어 신호 또는 상기 바이어스 주사 신호에 의해 턴-온되는 제7 트랜지스터; 상기 제2 노드와 제2 초기화 전원 사이에 접속되며, i번째 제4 주사선으로 공급되는 상기 초기화 주사 신호에 의해 턴-온되는 제8 트랜지스터; 및 상기 제1 전원과 상기 제2 노드 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제4 트랜지스터가 턴-온된 후, 상기 제8 트랜지스터가 턴-온되고, 상기 제4 트랜지스터의 턴-온 기간과 상기 제8 트랜지스터의 턴-온 기간이 중첩하지 않는다.
본 발명의 실시예들에 따른 표지 장치는 하나의 프레임에 하나의 표시 주사 기간과 적어도 하나의 자가 주사 기간을 포함함으로써 다양한 구동 주파수들의 영상 출력이 지원될 수 있다. 또한, 구동 주파수가 감소할수록 자가 주사 기간의 개수가 증가됨으로써, 저주파수 구동에서의 휘도 감소 및 플리커 시인이 개선될 수 있다.
나아가, 데이터 신호 및 영상의 계조와 관계 없이, 주기적으로 제4 트랜지스터를 통해 제1 트랜지스터에 일정한 전압으로 바이어스를 인가함으로써, 인접 화소들 사이의 온-바이어스 차이(및 계조 차이)로 인한 히스테리시스(문턱 전압 시프트의 차이)가 개선될 수 있다. 따라서, 히스테리시스 편차에 의한 화면 끌림(고스트 현상)이 개선(제거)될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2a는 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 2b는 도 2a의 화소의 연결 관계의 일 예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 2c는 도 2b의 화소들에 공급되는 주사 신호들 및 발광 제어 신호들을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3a는 도 2b의 화소의 구동의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 3b는 도 2b의 화소의 구동의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 4는 도 1의 표시 장치가 제1 영상 리프레시 레이트로 구동될 때의 구동 방법의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 5는 도 1의 표시 장치가 제2 영상 리프레시 레이트로 구동될 때의 구동 방법의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 6a는 도 2b의 화소의 구동의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 6b는 도 2b의 화소의 구동의 다른 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 7a 내지 도 7d는 영상 리프레시 레이트에 따라 표시 장치에 포함되는 발광 구동부 및 주사 구동부로 공급되는 게이트 스타트 펄스들의 일 예들을 나타내는 타이밍도들이다.
도 8은 영상 리프레시 레이트에 따른 표시 장치의 구동 방법의 일 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 9a 내지 도 9d는 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예들을 나타내는 회로도들이다.
도 10a 및 도 10b는 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예들을 나타내는 회로도들이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 12a 내지 도 12d는 도 11의 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예들을 나타내는 회로도들이다.
도 13은 도 12a 내지 도 12d의 화소들의 구동의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 14a 내지 도 14d는 영상 리프레시 레이트에 따른 표시 장치의 구동 방법의 일 예들을 나타내는 타이밍도들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1000)는 화소부(100), 주사 구동부(200, 300, 400), 발광 구동부(500, 600), 및 타이밍 제어부(800)를 구비한다.
주사 구동부(200, 300, 400)는 제1 주사 구동부(200), 제2 주사 구동부(300), 및 제3 주사 구동부(400)의 구성 및 동작으로 구분될 수 있다. 발광 구동부(500, 600)는 제1 발광 구동부(500), 제2 발광 구동부(600)의 구성 및 동작으로 구분될 수 있다. 다만, 상기 주사 구동부 및 발광 구동부의 구분은 설명의 편의를 위한 것이며, 설계에 따라 주사 구동부들 및 발광 구동부들의 적어도 일부는 하나의 구동 회로, 모듈 등으로 통합될 수 있다.
표시 장치(1000)는 구동 조건에 따라 다양한 영상 리프레시 레이트(refresh rate, 구동 주파수, 또는, 화면 재생률)로 영상을 표시할 수 있다. 영상 리프레시 레이트는 화소(PX)의 구동 트랜지스터에 실질적으로 데이터 신호가 기입되는 빈도수이다. 예를 들어, 영상 리프레시 레이트는 화면 주사율, 화면 재생 빈도수라도고 하며, 1초 동안 표시 화면이 재생되는 빈도수를 나타낸다.
일 실시예에서, 영상 리프레시 레이트는 데이터 구동부(700) 및/또는 기입 주사 신호를 출력하는 제1 주사 구동부(200)의 출력 주파수이다. 예를 들어, 동영상 구동을 위한 리프레시 레이트는 약 60Hz 이상(예를 들어, 120Hz)의 주파수일 수 있다.
일 실시예에서, 표시 장치(1000)는, 구동 조건에 따라 제1 및 제2 주사 구동부들(200, 300)의 출력 주파수 및 이에 대응하는 데이터 구동부(700)의 출력 주파수를 조절할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(1000)는 1Hz 내지 120Hz의 다양한 영상 리프레시 레이트들에 대응하여 영상을 표시할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 표시 장치(1000)는 120Hz 이상의 영상 리프레시 레이트(예를 들어, 240Hz, 480Hz)로도 영상을 표시할 수 있다.
타이밍 제어부(800)는 소정의 인터페이스를 통해 AP(Application processor)와 같은 호스트 시스템으로부터 입력 영상 데이터(IRGB) 및 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, CLK)을 공급받을 수 있다.
타이밍 제어부(800)는 입력 영상 데이터(IRGB), 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE) 및 클럭 신호(CLK) 등의 타이밍 신호들에 기초하여 데이터 구동 제어 신호(DCS)를 생성할 수 있다. 데이터 구동 제어 신호(DCS)는 데이터 구동부(700)로 공급될 수 있다. 그리고, 타이밍 제어부(800)는 입력 영상 데이터(IRGB)를 재정렬하여 데이터 구동부(700)로 공급한다.
타이밍 제어부(800)는 타이밍 신호들에 기초하여 게이트 스타트 펄스들(GSP1, GSP2, GPS3) 및 클럭 신호(CLK)들을 제1 주사 구동부(200), 제2 주사 구동부(300), 및 제3 주사 구동부(400)로 공급한다.
타이밍 제어부(800)는 타이밍 신호들에 기초하여 발광 스타트 펄스들(ESP1, ESP2) 및 클럭 신호(CLK)들을 제1 발광 구동부(500) 및 제2 발광 구동부(600)로 공급한다. 발광 스타트 펄스는 발광 제어 신호의 첫 번째 타이밍을 제어한다. 클럭 신호들은 발광 스타트 펄스를 쉬프트시키기 위하여 사용된다.
제1 게이트 스타트 펄스(GSP1)는 제1 주사 구동부(200)로부터 공급되는 주사 신호(예를 들어, 기입 주사 신호)의 첫 번째 타이밍을 제어한다. 클럭 신호(CLK)들은 제1 게이트 스타트 펄스(GSP1)를 쉬프트시키기 위하여 사용된다.
제2 게이트 스타트 펄스(GSP2)는 제2 주사 구동부(300)로부터 공급되는 주사 신호(예를 들어, 보상 주사 신호)의 첫 번째 타이밍을 제어한다. 클럭 신호(CLK)들은 제2 게이트 스타트 펄스(GSP2)를 쉬프트시키기 위하여 사용된다.
제3 게이트 스타트 펄스(GSP3)는 제3 주사 구동부(400)로부터 공급되는 주사 신호(예를 들어, 바이어스 주사 신호)의 첫 번째 타이밍을 제어한다. 클럭 신호(CLK)들은 제3 게이트 스타트 펄스(GSP3)를 쉬프트시키기 위하여 사용된다.
일 실시예에서, 제1 내지 제3 게이트 스타트 펄스들(GSP1 내지 GSP3) 중 적어도 하나의 펄스폭이 상이할 수 있다. 따라서, 이에 대응하는 주사 신호의 폭도 달라질 수 있다.
데이터 구동부(700)는 데이터 구동 제어 신호(DCS)에 대응하여 데이터선(D)들로 데이터 신호를 공급한다. 데이터선(D)들로 공급된 데이터 신호는 주사 신호에 의하여 선택된 화소(PX)들로 공급된다.
데이터 구동부(700)는 영상 리프레시 레이트에 대응하여 한 프레임 기간 동안 데이터선(D)들로 데이터 신호를 공급한다. 예를 들어, 데이터 구동부(700)는 영상 리프레시 레이트와 동일한 주파수로 데이터선(D)들로 데이터 신호를 공급한다. 이때, 데이터선(D)들로 공급되는 데이터 신호는 제1 주사선(S1)들로 공급되는 주사 신호와 동기되도록 공급될 수 있다.
제1 주사 구동부(200)는 제1 게이트 스타트 펄스(GSP1)에 대응하여 제1 주사선(S1)들로 주사 신호를 공급한다. 일례로, 제1 주사 구동부(200)는 제1 주사선(S1)들로 주사 신호를 순차적으로 공급할 수 있다. 여기서, 주사 신호는 화소(PX)에 포함된 트랜지스터가 턴-온될 수 있도록 게이트 온 전압으로 설정된다.
일 실시예에서, 제1 주사선(S1)들로 공급되는 주사 신호는 기입 주사 신호일 수 있다. 즉, 기입 주사 신호가 공급되면, 화소(PX)에 데이터 신호가 공급될 수 있다.
제1 주사 구동부(200)는 표시 장치(1000)의 영상 리프레시 레이트와 동일한 주파수(예를 들어, 제2 주파수)로 주사 신호를 제1 주사선(S1)들로 공급할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 주파수는 타이밍 제어부(800)로부터 제1 주사 구동부(200)로 공급되는 제1 게이트 스타트 펄스(GSP1)의 출력 주파수에 상응할 수 있다.
제2 주파수는 발광 구동부들(500, 600)을 구동하는 제1 주파수의 약수로 설정될 수 있다.
제1 주사 구동부(200)는 한 프레임의 표시 주사 기간에 제1 주사선(S1)들로 주사 신호를 공급한다. 일례로, 제1 주사 구동부(200)는 표시 주사 기간 동안 제1 주사선(S1)들 각각으로 적어도 하나의 주사 신호를 공급할 수 있다.
제2 주사 구동부(300)는 제2 게이트 스타트 펄스(GSP2)에 대응하여 제2 주사선(S2)들로 주사 신호를 공급한다. 일례로, 제2 주사 구동부(300)는 제2 주사선(S2)들로 주사 신호를 순차적으로 공급할 수 있다. 여기서, 제2 주사 구동부(300)로부터 공급되는 주사 신호는 화소(PX)에 포함된 트랜지스터가 턴-온될 수 있도록 게이트 온 전압으로 설정된다.
일 실시예에서, 제2 주사선(S2)들로 공급되는 주사 신호는 보상 주사 신호일 수 있다. 즉, 보상 주사 신호가 공급되면, 화소(PX)의 구동 트랜지스터가 다이오드 형태로 접속될 수 있다.
제2 주사 구동부(300)는 제1 주사 구동부(200)의 출력과 동일한 주파수(예를 들어, 제2 주파수)로 주사 신호를 제2 주사선(S2)들로 공급할 수 있다. 제2 주파수는 타이밍 제어부(800)로부터 제2 주사 구동부(300)로 공급되는 제2 게이트 스타트 펄스(GSP2)의 출력 주파수에 상응할 수 있다.
제 2주사 구동부(300)는 한 프레임의 표시 주사 기간 동안 제2 주사선(S2)들로 주사 신호를 공급한다. 일례로, 제2 주사 구동부(300)는 표시 주사 기간 동안 제2 주사선(S2)들 각각으로 적어도 하나의 주사 신호를 공급할 수 있다.
제3 주사 구동부(400)는 제3 게이트 스타트 펄스(GSP3)에 대응하여 제3 주사선(S3)들로 주사 신호를 공급한다. 일례로, 제3 주사 구동부(400)는 제3 주사선(S3)들로 주사 신호를 순차적으로 공급할 수 있다. 여기서, 주사 신호는 화소(PX)에 포함된 트랜지스터가 턴-온될 수 있도록 게이트 온 전압으로 설정된다.
일 실시예에서, 제3 주사선(S3)들로 공급되는 주사 신호는 바이어스 주사 신호일 수 있다. 즉, 바이어스 주사 신호가 공급되면, 화소(PX)의 구동 트랜지스터의 소스 전극 및/또는 드레인 전극에 소정의 바이어스 전압이 인가되고, 구동 트랜지스터는 온-바이어스될 수 있다.
한편, 제3 주사 구동부(400)는 표시 장치(1000)의 영상 리프레시 레이트의 주파수와 관계없이 항상 일정한 제1 주파수로 주사 신호를 제3 주사선(S3)들로 공급할 수 있다. 여기서, 제1 주파수는 타이밍 제어부(800)로부터 제3 주사 구동부(400)로 공급되는 제3 게이트 스타트 펄스(GSP3)의 출력 주파수에 상응할 수 있다.
또한, 제3 주사 구동부(400)가 주사 신호를 공급하는 제1 주파수는 영상 리프레시 레이트보다 크다. 일 실시예에서, 영상 리프레시 레이트의 주파수(및 제2 주파수)는 제1 주파수의 약수로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 주파수는 표시 장치(1000)의 최대 리프레시 레이트(최대 구동 주파수)의 약 2배로 설정될 수 있다. 표시 장치(1000)의 최대 리프레시 레이트가 120Hz인 경우, 제1 주파수는 240Hz로 설정될 수 있다. 따라서, 한 프레임 기간 내에서, 제3 주사선(S3)들로 주사 신호가 순차적으로 출력되는 스캐닝 동작이 소정 주기로 복수회 반복될 수 있다.
예를 들어, 표시 장치(1000)가 구동 가능한 모든 구동 주파수들에서, 제3 주사 구동부(400)는 표시 주사 기간 동안 스캐닝을 1회 수행하며, 자가 주사 기간 동안 영상 리프레시 레이트에 따라 스캐닝을 적어도 1회 수행할 수 있다. 즉, 표시 주사 기간 동안 제3 주사선(S3)들 각각으로 주사 신호가 순차적으로 1회 출력되고, 자가 주사 기간 동안 제3 주사선(S3)들 각각으로 주사 신호가 순차적으로 1회 이상 출력될 수 있다.
또한, 영상 리프레시 레이트가 감소되는 경우, 하나의 프레임 기간 내에서 제3 주사 구동부(400)가 제3 주사선(S3)들 각각으로 주사 신호를 공급하는 동작의 반복 횟수가 증가될 수 있다.
제1 발광 구동부(500)는 제1 발광 스타트 펄스(ESP1)에 대응하여 제1 발광 제어선(E1)들로 제1 발광 제어 신호를 공급한다. 일례로, 제1 발광 구동부(500)는 제1 발광 제어선(E1)들로 제1 발광 제어 신호를 순차적으로 공급할 수 있다. 제1 발광 제어선(E1)들로 제1 발광 제어 신호가 순차적으로 공급되면 화소(PX)들이 수평라인 단위로 비발광된다. 이를 위하여 제1 발광 제어 신호는 화소(PX)들에 포함된 일부 트랜지스터(예를 들어, P형 트랜지스터)가 턴-오프될 수 있도록 게이트 오프 전압(예를 들어, 논리 하이 레벨)으로 설정된다.
제2 발광 구동부(600)는 제2 발광 스타트 펄스(ESP2)에 대응하여 제2 발광 제어선(E2)들로 제2 발광 제어 신호를 공급한다. 일례로, 제2 발광 구동부(600)는 제2 발광 제어선(E2)들로 제2 발광 제어 신호를 순차적으로 공급할 수 있다. 제2 발광 제어 신호는 화소(PX)들에 포함된 일부 트랜지스터(예를 들어, P형 트랜지스터)가 턴-오프될 수 있도록 게이트 오프 전압(예를 들어, 논리 하이 레벨)으로 설정된다.
일 실시예에서, 화소(PX)에 공급되는 제2 발광 제어 신호는 제1 발광 제어 신호가 소정의 수평주기(예를 들어, 4 수평주기)로 시프트된 신호일 수 있다. 예를 들어, i(단, i는 자연수)번째 화소행에 공급되는 제2 발광 제어 신호는 i+5번째 화소행에 공급되는 제1 발광 제어 신호와 동일한 파형을 가질 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 제2 발광 제어 신호의 길이는 제1 발광 제어 신호의 길이보다 짧을 수도 있다.
일 실시예에서, 제3 주사 구동부(400)와 마찬가지로, 제1 및 제2 발광 구동부들(500, 600)은 제1 주파수로 제1 및 제2 발광 제어 신호들을 제1 및 제2 발광 제어선들(E1, E2)에 공급할 수 있다. 따라서, 한 프레임 기간 내에서, 제1 및 제2 발광 제어선들(E1, E2) 각각으로 공급되는 발광 제어 신호들은 소정 주기마다 반복적으로 공급될 수 있다.
이에 따라, 영상 리프레시 레이트가 감소되는 경우, 하나의 프레임 기간 내에서 제1 및 제2 발광 제어 신호들을 공급하는 동작의 반복 횟수가 증가될 수 있다.
화소부(100)는 데이터선(D)들, 주사선들(S1, S2, S3) 및 발광 제어선들(E1, E2)에 접속되도록 위치되는 화소(PX)들을 구비한다. 화소(PX)들은 외부로부터 제1 전원(VDD), 제2 전원(VSS), 및 초기화 전원(Vint)의 전압들을 공급받을 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 화소(PX)의 회로구조에 대응하여 화소(PX)에 접속되는 신호선들(S1, S2, S3, E1, E2, D)은 다양하게 설정될 수 있다.
도 2a는 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 2a에서는 설명의 편의를 위하여 i번째 수평라인에 위치되며, j번째 데이터선(Dj)과 접속된 화소를 도시하기로 한다.
도 2a를 참조하면, 화소(10)는 발광 소자(LD), 제1 내지 제7 트랜지스터들(M1 내지 M7), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
발광 소자(LD)의 제1 전극(애노드 전극 또는 캐소드 전극)은 제4 노드(N4)에 접속되고 제2 전극(캐소드 전극 또는 애노드 전극)은 제2 전원(VSS)에 접속된다. 발광 소자(LD)는 제1 트랜지스터(M1)로부터 공급되는 전류량에 대응하여 소정 휘도의 빛을 생성한다.
일 실시예에서, 발광 소자(LD)는 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 다이오드일 수 있다. 다른 실시예에서, 발광 소자(LD)는 무기 물질로 형성되는 무기 발광 소자일 수 있다. 또는 발광 소자(LD)는 복수의 무기 발광 소자들이 제2 전원(VSS)과 제4 노드(N4) 사이에 병렬 및/또는 직렬로 연결된 형태를 가질 수도 있다.
제1 트랜지스터(M1)(또는 구동 트랜지스터)의 제1 전극은 제1 노드(N1)에 접속되고, 제2 전극은 제3 노드(N3)에 접속된다. 제1 트랜지스터(M1)의 게이트 전극은 제2 노드(N2)에 접속된다. 제1 트랜지스터(M1)는 제2 노드(N2)의 전압에 대응하여 제1 전원(VDD)으로부터 발광 소자(LD)를 경유하여 제2 전원(VSS)으로 흐르는 전류량을 제어할 수 있다. 이를 위하여, 제1 전원(VDD)은 제2 전원(VSS)보다 높은 전압으로 설정될 수 있다.
제2 트랜지스터(M2)는 데이터선(Dj)과 제1 노드(N1) 사이에 접속된다. 제2 트랜지스터(M2)의 게이트 전극은 i번째 제1 주사선(S1i)에 접속된다. 제2 트랜지스터(M2)는 i번째 제1 주사선(S1i)으로 주사 신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터선(Dj)과 제1 노드(N1)를 전기적으로 접속시킨다.
제3 트랜지스터(M3)는 제1 트랜지스터(M1)의 제2 전극(즉, 제3 노드)(N3))과 제2 노드(N2) 사이에 접속된다. 제3 트랜지스터(M3)의 게이트 전극은 i번째 제2 주사선(S2i)에 접속된다. 제3 트랜지스터(M3)는 i번째 제2 주사선(S2i)으로 주사 신호가 공급될 때 턴-온되어 제1 트랜지스터(M1)의 제2 전극과 제2 노드(N2)를 전기적으로 접속시킨다. 따라서, 제3 트랜지스터(M3)가 턴-온되면 제1 트랜지스터(M1)는 다이오드 형태로 접속된다.
일 실시예에서, 제2 트랜지스터(M2)가 턴-오프되고 제3 트랜지스터(M3)가 턴-온된 상태에서는, 제3 트랜지스터를 통해 제1 트랜지스터(M1)의 게이트 전극으로 초기화 전원(Vint)의 전압이 공급될 수 있다.
제4 트랜지스터(M4)는 제3 노드(N3)와 i번째 제1 발광 제어선(E1i) 사이에 접속된다. 제4 트랜지스터(M4)의 게이트 전극은 i번째 제3 주사선(S3i)에 접속된다. 제4 트랜지스터(M4)는 i번째 제3 주사선(S3i)으로 주사 신호가 공급될 때 턴-온되어 i번째 제1 발광 제어선(E1i)의 전압을 제3 노드(N3)로 공급한다. 이 때, i번째 제1 발광 제어선(E1i)으로는 게이트 오프 전압(논리 하이 레벨의 전압)이 공급될 수 있다. 예를 들어, 게이트 오프 전압은 약 5~7V 수준이다.
이에 따라, 제4 트랜지스터(M4)의 턴-온에 의해 제1 트랜지스터(M1)의 드레인 전극(및 소스 전극)에 소정의 고전압이 인가되고, 제1 트랜지스터(M1)가 온-바이어스(on-bias) 상태를 가질 수 있다(즉, 온-바이어스됨).
제5 트랜지스터(M5)는 제1 전원(VDD)과 제1 노드(N1) 사이에 접속된다. 제5 트랜지스터(M5)의 게이트 전극은 i번째 제1 발광 제어선(E1i)에 접속된다. 제5 트랜지스터(M5)는 i번째 제1 발광 제어선(Ei)으로 발광 제어 신호가 공급될 때 턴-오프되고, 그 외의 경우에 턴-온된다.
제6 트랜지스터(M6)는 제1 트랜지스터(M1)의 제2 전극(즉, 제3 노드(N3))과 발광 소자(LD)의 제1 전극(즉, 제4 노드(N4)) 사이에 접속된다. 제6 트랜지스터(M6)의 게이트 전극은 i번째 제2 발광 제어선(E2i)에 접속된다. 제6 트랜지스터(M6)는 i번째 제2 발광 제어선(E2i)으로 발광 제어 신호가 공급될 때 턴-오프되고, 그 외의 경우에 턴-온된다. 따라서, 제5 트랜지스터(M5)와 제6 트랜지스터(M6)의 턴-온 시간은 일부만 중첩할 수 있다.
제7 트랜지스터(M7)는 발광 소자(LD)의 제1 전극(즉, 제4 노드(N4))과 초기화 전원(Vint) 사이에 접속된다. 제7 트랜지스터(M7)의 게이트 전극은 i번째 제1 발광 제어선(E1i)에 접속된다. 제7 트랜지스터(M7)는 i번째 제1 발광 제어선(E1i)으로 발광 제어 신호가 공급될 때 턴-온되어 초기화 전원(Vint)의 전압을 발광 소자(LD)의 제1 전극으로 공급한다. 제7 트랜지스터(M7)는 제5 트랜지스터(M5)와 반대 타입의 트랜지스터일 수 있다. 따라서, 제5 트랜지스터(M5)가 턴-오프될 때, 제7 트랜지스터(M7)는 턴-온된다.
다만, 이는 예시적인 것으로서, 제7 트랜지스터(M7)의 게이트 전극은 i번째 제2 발광 제어선(E2i)에 연결될 수도 있다.
발광 소자(LD)의 제1 전극으로 초기화 전원(Vint)의 전압이 공급되면, 발광 소자(LD)의 기생 커패시터가 방전될 수 있다. 기생 커패시터에 충전된 잔류 전압이 방전(제거)됨에 따라 의도치 않은 미세 발광이 방지될 수 있다. 따라서, 화소(10)의 블랙 표현 능력이 향상될 수 있다.
한 프레임 기간의 길이가 길어지는 저주파 구동에서, 제2 트랜지스터(M2)의 턴-온에 의해 데이터선(Dj)으로 공급되는 신호를 이용하여 제1 트랜지스터(M1)에 온-바이어스를 인가하는 경우, 인접한 화소 간의 계조 차이로 인한 히스테리시스 차이가 심하게 발생될 수 있다. 따라서, 인접한 화소들의 구동 트랜지스터들의 문턱 전압 시프트량의 차이가 발생되고, 이로 인한 화면 끌림(고스트 현상)이 시인될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는, 제4 트랜지스터(M4)를 이용하여, 주기적으로 구동 트랜지스터의 드레인 전극(및/또는 소스 전극)에 일정한 전압으로 바이어스를 인가할 수 있다. 따라서, 인접한 화소들 사이의 계조 차이로 인한 히스테리시스 편차가 제거되고, 이로 인한 화면 끌림이 저감(제거)될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 전원(VDD)과 제2 노드(N2) 사이에 접속된다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제2 노드(N2)에 인가된 전압을 저장할 수 있다.
한편, 제1 트랜지스터(M1), 제2 트랜지스터(M2), 제4 트랜지스터(M4), 제5 트랜지스터(M5), 및 제6 트랜지스터(M6)는 폴리실리콘 반도체 트랜지스터로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 트랜지스터(M1), 제2 트랜지스터(M2), 제4 트랜지스터(M4), 제5 트랜지스터(M5), 및 제6 트랜지스터(M6)는 액티브층(채널)로서 LTPS(low temperature poly-silicon) 공정을 통해 형성된 폴리실리콘 반도체층을 포함할 수 있다. 또한, 제1 트랜지스터(M1), 제2 트랜지스터(M2), 제4 트랜지스터(M4), 제5 트랜지스터(M5), 및 제6 트랜지스터(M6)는 P형 트랜지스터일 수 있다. 이에 따라, 제1 트랜지스터(M1), 제2 트랜지스터(M2), 제4 트랜지스터(M4), 제5 트랜지스터(M5), 및 제6 트랜지스터(M6)를 턴-온시키는 게이트 온 전압은 논리 로우 레벨일 수 있다.
폴리실리콘 반도체 트랜지스터는 빠른 응답 속도의 장점이 있으므로, 빠른 스위칭이 요구되는 스위칭 소자에 적용될 수 있다.
제3 및 제7 트랜지스터들(M3, M7)은 산화물 반도체 트랜지스터로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3 및 제7 트랜지스터들(M3, M7)은 N형 산화물 반도체 트랜지스터일 수 있고, 액티브층으로서 산화물 반도체층을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제3 및 제7 트랜지스터들(M3, M7)을 턴-온시키는 게이트 온 전압은 논리 하이 레벨일 수 있다.
산화물 반도체 트랜지스터는 저온 공정이 가능하며, 폴리실리콘 반도체 트랜지스터에 비하여 낮은 전하 이동도를 갖는다. 즉, 산화물 반도체 트랜지스터는 오프 전류 특성이 우수하다. 따라서, 제3 트랜지스터(M3) 및 제7 트랜지스터(M7)를 산화물 반도체 트랜지스터로 형성하면 제2 노드(N2)로부터의 누설전류를 최소화할 수 있고, 이에 따라 표시품질을 향상시킬 수 있다.
도 2b는 도 2a의 화소의 연결 관계의 일 예를 설명하기 위한 회로도이고, 도 2c는 도 2b의 화소들에 공급되는 주사 신호들 및 발광 제어 신호들을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1 내지 도 2c를 참조하면, i번째 화소행(i번째 수평라인)에 위치하는 i번째 화소(PXi) 및 i+1번째 화소행(i+1번째 수평라인)에 위치하는 i+1번째 화소(PXi+1)는 실질적으로 동일한 화소 구조를 가질 수 있다.
i번째 화소(PXi) 및 i+1번째 화소(PXi+1)는 j번째 데이터 라인(Dj)에 연결됨을 전제로 설명하기로 한다.
i번째 제1 주사선(S1i)으로는 i번째 기입 주사 신호(GWi)가 공급되고, i+1번째 제1 주사선(S1i+1)으로는 i+1번째 기입 주사 신호(GWi+1)가 공급될 수 있다. i+1번째 기입 주사 신호(GWi+1)는 i번째 기입 주사 신호(GWi)가 1 수평주기(1H) 시프트(지연)된 주사 신호일 수 있다.
i번째 제2 주사선(S2i) 및 i+1번째 제2 주사선(S2i+1)으로는 p(단, p는 자연수)번째 보상 주사 신호(GCp)가 공통으로 공급될 수 있다. 즉, i번째 화소(PXi) 및 i+1번째 화소(PXi+1)는 동일한 보상 주사 신호(GCp)에 의해 공통으로 제어될 수 있다.
i번째 제3 주사선(S3i) 및 i+1번째 제3 주사선(S3i+1)으로는 p번째 바이어스 주사 신호(Bp)가 공통으로 공급될 수 있다. 즉, i번째 화소(PXi) 및 i+1번째 화소(PXi+1)는 동일한 바이어스 주사 신호(Bp)에 의해 공통으로 제어될 수 있다.
i번째 제1 발광 제어선(E1i) 및 i+1번째 제1 발광 제어선(E1i+1)으로는 p번째 제1 발광 제어 신호(EM1_p)가 공통으로 공급될 수 있다. 즉, i번째 화소(PXi) 및 i+1번째 화소(PXi+1)는 동일한 제1 발광 제어 신호(EM1_p)에 의해 공통으로 제어될 수 있다.
i번째 제2 발광 제어선(E2i) 및 i+1번째 제2 발광 제어선(E2i+1)으로는 p번째 제2 발광 제어 신호(EM2_p)가 공통으로 공급될 수 있다. 즉, i번째 화소(PXi) 및 i+1번째 화소(PXi+1)는 동일한 제2 발광 제어 신호(EM2_p)에 의해 공통으로 제어될 수 있다.
다시 말하면, 제1 주사선들은 화소행마다 제어되고, 제2 주사선들, 제3 주사선들, 제1 발광 제어선들, 및 제2 발광 제어선들은 기설정된 연속된 화소행들마다 공통으로 제어될 수 있다. 이에 따라, 60Hz를 초과하는 구동 주파수를 갖는 표시 장치(1000)의 고속 구동이 용이하게 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 주사 구동부들(200, 300, 400) 및 발광 구동부들(500, 600)은 도 2c와 같은 출력 구성을 가질 수 있다.
제1 주사 구동부(200)에 포함되는 i번째 제1 주사 스테이지(SST1_i)는 i번째 제1 주사선(S1i)을 통해 i번째 화소행(PXLi)에 연결될 수 있다. i+1번째 제1 주사 스테이지(SST1_i+1)는 i+1번째 제1 주사선(S1i+1)을 통해 i+1번째 화소행(PXLi+1)에 연결될 수 있다. 실시예에 따라, 제1 주사 구동부(200)는 화소부(100)의 양 측에 배치될 수 있다.
제2 주사 구동부(300)에 포함되는 p번째 제2 주사 스테이지(SST2_p)는 i번째 제2 주사선(S2i) 및 i+1번째 제2 주사선(S2i+1)에 접속된다. p번째 제2 주사 스테이지(SST2_p)는 i번째 제2 주사선(S2i) 및 i+1번째 제2 주사선(S2i+1)을 통해 i번째 화소행(PXLi) 및 i+1번째 화소행(PXLi+1)에 동시에 p번째 보상 주사 신호(GCp)를 공급할 수 있다.
제3 주사 구동부(400)에 포함되는 p번째 제3 주사 스테이지(SST3_p)는 i번째 제3 주사선(S3i) 및 i+1번째 제3 주사선(S3i+1)에 접속된다. p번째 제3 주사 스테이지(SST3_p)는 i번째 제3 주사선(S3i) 및 i+1번째 제3 주사선(S3i+1)을 통해 i번째 화소행(PXLi) 및 i+1번째 화소행(PXLi+1)에 동시에 p번째 바이어스 주사 신호(Bp)를 공급할 수 있다.
제1 발광 구동부(500)에 포함되는 p번째 제1 발광 스테이지(EST1_p)는 i번째 제1 발광 제어선(E1i) 및 i+1번째 제1 발광 제어선(E1i+1)에 접속된다. p번째 제1 발광 스테이지(EST1_p)는 i번째 제1 발광 제어선(E1i) 및 i+1번째 제1 발광 제어선(E1i+1)을 통해 i번째 화소행(PXLi) 및 i+1번째 화소행(PXLi+1)에 동시에 p번째 제1 발광 제어 신호(EM1_p)를 공급할 수 있다.
제2 발광 구동부(600)에 포함되는 p번째 제2 발광 스테이지(EST2_p)는 i번째 제2 발광 제어선(E2i) 및 i+1번째 제2 발광 제어선(E2i+1)에 접속된다. p번째 제2 발광 스테이지(EST2_p)는 i번째 제2 발광 제어선(E2i) 및 i+1번째 제2 발광 제어선(E2i+1)을 통해 i번째 화소행(PXLi) 및 i+1번째 화소행(PXLi+1)에 동시에 p번째 제2 발광 제어 신호(EM2_p)를 공급할 수 있다.
이에 따라, 제2 주사 구동부(300), 제3 주사 구동부(400)는 제1 주사 구동부(200)보다 적은 수의 스테이지 회로들을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제1 및 제2 발광 구동부들(500, 600)도 제1 주사 구동부(200)보다 적은 수의 스테이지 회로들을 포함할 수 있다.
도 3a는 도 2b의 화소의 구동의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 2b 및 도 3a를 참조하면, 화소(PXi, PXi+1)는 표시 주사 기간 동안 영상 표시를 위한 신호들을 공급받을 수 있다. 표시 주사 기간은 출력 영상에 실제로 대응하는 데이터 신호(Dm)가 기입되는 기간을 포함할 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위해, i번째 발광 제어선들(E1i, E2i)은 각각 제1 발광 제어선(E1i) 및 제2 발광 제어선(E2i)으로, i번째 주사선들(S1i, S2i, S3i)은 각각 제1 주사선(S1i), 제2 주사선(S2i), 및 제3 주사선(S3i)으로 혼용되어 설명될 수 있다.
먼저 제1 발광 제어선(E1i)으로 제1 발광 제어 신호(EM1_p)가 공급되고, 제2 주사선(S2i)으로 보상 주사 신호(GCp)가 공급된다. 제1 발광 제어 신호(EM1_p)는 제1 기간(P1)부터 제4 기간(P4)까지 유지될 수 있다. 보상 주사 신호(GCp)는 제1 기간(P1)부터 제3 기간(P3)까지 유지될 수 있다.
제1 기간(P1)에, 제1 발광 제어 신호(EM1_p)에 의해 제5 트랜지스터(M5)가 턴-오프되고 제7 트랜지스터(M7)가 턴-온된다. 또한, 보상 주사 신호(GCp)에 의해 제3 트랜지스터(M3)가 턴-온된다. 제1 기간(P1)에는 제6 트랜지스터(M6)가 턴-온 상태를 유지하므로, 초기화 전원(Vint)의 전압은 발광 소자(LD)의 제1 전극(제4 노드(N4)) 및 제1 트랜지스터(M1)의 게이트 전극(제2 노드(N2))에 공급될 수 있다.
따라서, 제1 기간(P1)에는 발광 소자(LD)와 제1 트랜지스터(M1)의 초기화가 수행될 수 있다.
한편, 제1 발광 제어 신호(EM1_p)에 의해 제7 트랜지스터(M7)는 제4 기간(P4)까지 턴-온 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 제4 기간(P4)까지 제4 노드(N4)으로 초기화 전원(Vint)의 전압이 공급될 수 있다.
제2 기간(P2)에 제2 발광 제어선(E2i)으로 제2 발광 제어 신호(EM2_p)가 공급된다. 일 실시예에서, 제2 발광 제어 신호(EM2_p)의 공급은 제5 기간(P5)의 시작 전에 중단될 수 있다. 제2 발광 제어 신호(EM2_p)에 의해 제6 트랜지스터(M6)가 턴-오프된다.
또한, 제2 기간(P2)에 제1 주사선들(S1i, S1i+1)로 순차적으로 기입 주사 신호들(GWi, GWi+1)이 공급될 수 있다. 따라서, 제2 트랜지스터(M2)가 턴-온되어 i번째 화소(PXi) 및 i+1번째 화소(PXi+1) 각각에 i번째 데이터 신호(DVi) 및 i+1번째 데이터 신호(DVi+1)가 공급될 수 있다.
제3 트랜지스터(M3)가 턴-온된 상태에서 제2 트랜지스터(M2)가 턴-온되므로, 제1 트랜지스터(M1)는 다이오드 형태로 접속된다. 즉, 제2 기간(P2)은 데이터 기입 및 문턱전압 보상 기간일 수 있다.
제3 기간(P3)에는 제2 트랜지스터(M2)가 턴-오프되고 제3 트랜지스터(M3)가 턴-온 상태를 유지한다. 제3 기간(P3)에는 제1 트랜지스터(M1)의 다이오드 형태가 지속된다. 따라서, 제3 기간(P3)은 문턱전압 보상 기간이며, 고속 구동에서 문턱 전압 보상을 위한 충분한 시간이 확보될 수 있다.
이후, 제2 주사선(S2i)으로의 보상 주사 신호(GCp)의 공급이 중단되면 제3 트랜지스터(M3)가 턴-오프될 수 있다.
제4 기간(P4)에 제3 주사선(S3i)으로 바이어스 주사 신호(Bp)가 공급될 수 있다. 바이어스 주사 신호(Bp)에 의해 제4 트랜지스터(M4)가 턴-온될 수 있다. 제4 트랜지스터(M4)가 턴-온되면, 제1 발광 제어 신호(EM1_p)의 게이트 오프 전압(논리 하이 레벨)이 제3 노드(N3)에 공급될 수 있다. 제1 발광 제어 신호(EM1_p)의 게이트 오프 전압은 약 5~7V 일 수 있으며, 제4 기간(P4)에 제1 트랜지스터(M4)는 온-바이어스될 수 있다.
한편, 제4 기간(P4)에서, i번째 화소행에 배치되는 모든 화소들의 제1 트랜지스터들은 제1 발광 제어 신호(EM1_p)의 게이트 오프 전압에 의해 온-바이어스되므로, 바이어스 편차(차이)가 제거될 수 있다. 따라서, 화소들의 히스테리시스 차이가 제거(저감)될 수 있다.
이후, 바이어스 주사 신호(Bp), 제1 발광 제어 신호(EM1_p), 및 제2 발광 제어 신호(EM2_p)의 공급이 중단될 수 있다. 따라서, 제4 트랜지스터(M4) 및 제7 트랜지스터(M7)가 턴-오프되고, 제5 및 제6 트랜지스터들(M5, M6)이 턴-온될 수 있다.
또한, 제3 트랜지스터(M3)의 턴-온 기간과 제4 트랜지스터(M4)의 턴-온 기간은 중첩하지 않는다. 즉, 제1 트랜지스터(M1)의 초기화/보상 기간과 바이어스 기간이 서로 분리된다.
제5 기간(P5)에는 제5 및 제6 트랜지스터들(M5, M6)의 턴-온에 의해 제1 트랜지스터(M1)는 제2 노드(N2)의 전압에 대응하여 발광 소자(LD)로 흐르는 구동 전류를 제어한다. 그러면, 발광 소자(LD)는 전류량에 대응하는 휘도의 빛을 생성한다. 제5 기간(P5)은 발광 기간일 수 있다. 한편, 제1 내지 제4 기간(P1 내지 P4)는 비발광 기간일 수 있다.
이러한 표시 주사 기간의 동작은 제1 및 제2 주사선들(S1i, S2i)로 공급되는 주사 신호들에 의해 구현되며, 제1 주사 구동부(200) 및 제2 주사 구동부(300)의 주파수에 동기할 수 있다.
도 3a에서는 설명의 편의성을 위하여 제1 기간 동안 주사선들(S1, S2, S3) 각각으로 하나의 주사 신호가 공급되는 것으로 도시되었지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 일례로, 주사선들(S1, S2, S3) 각각으로는 복수 개의 주사 신호가 공급될 수도 있다. 이 경우에도 실질적인 동작과정은 도 3a와 동일하며 이에 따라 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3b는 도 2b의 화소의 구동의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 2b 및 도 3b를 참조하면, 표시 주사 기간에서 출력되는 영상의 휘도를 유지하기 위해, 자가 주사 기간에 제1 트랜지스터(M1)의 일 전극(예를 들어, 드레인 전극 또는 제3 노드(N3))에 제1 발광 제어 신호(EM1_p)의 게이트 오프 전압을 인가할 수 있다.
영상 프레임 레이트에 따라 한 프레임은 적어도 하나의 자가 주사 기간을 포함할 수 있다. 자가 주사 기간은 바이어스 인가 기간 및 발광 기간을 포함한다. 또한, 자가 주사 기간의 동작은 기입 주사 신호 및 보상 주사 신호 공급을 제외하면, 표시 주사 기간의 동작과 실질적으로 동일하다.
일 실시예에서, 자가 주사 기간에는 제2 및 제3 트랜지스터들(M2, M3)로 주사 신호가 공급되지 않는다. 예를 들어, 자가 주사 기간에서, 제1 주사선(S1i) 및 제2 주사선(S2i)으로 각각 공급되는 기입 주사 신호(GWi, GWi+1) 및 보상 주사 신호(GCp)는 각각 게이트 오프 전압을 가질 수 있다.
예를 들어, P형 트랜지스터를 제어하는 기입 주사 신호(GWi, GWi+1)는 논리 하이 레벨(H)로 공급되고, N형 트랜지스터를 제어하는 보상 주사 신호(GCp)는 논리 로우 레벨(L)로 공급될 수 있다. 따라서, 자가 주사 시간은, 초기화 기간(도 3a의 제1 기간(P1)), 기입 및 보상 기간(도 3a의 제2 및 제3 기간들(P2, P3))을 포함하지 않는다.
제3 및 제4 트랜지스터들(M3, M4)이 턴-오프 상태를 유지하므로, 제1 트랜지스터(M1)의 게이트 전압(즉, 제2 노드(N2))은 자가 주사 기간의 구동에 의한 영향을 받지 않는다.
비발광 기간 중 제4 기간(P4)에 제3 주사선(S3i)으로 바이어스 주사 신호(Bp)가 공급될 수 있다. 바이어스 주사 신호(Bp)에 의해 제4 트랜지스터(M4)가 턴-온될 수 있다. 제4 트랜지스터(M4)가 턴-온되면, 제1 발광 제어 신호(EM1_p)의 게이트 오프 전압(논리 하이 레벨)이 제3 노드(N3)에 공급될 수 있다. 이에 따라, 제4 기간(P4)에 제1 트랜지스터(M1)에 온-바이어스가 인가되므로, 저주파수 구동에서의 플리커가 개선될 수 있다.
바이어스 주사 신호(Bp) 및 발광 제어 신호들(EM1_p, EM2_p)은 영상 리프레시 레이트과 무관하게 제1 주파수로 공급된다. 따라서, 영상 리프레시 레이트가 변하는 경우에도, 제4 기간(P4)의 온-바이어스 인가는 항상 주기적으로 수행될 수 있다. 따라서, 다양한 영상 리프레시 레이트(특히, 저주파수 구동)에 대응하여 플리커가 개선될 수 있다.
이후, 바이어스 주사 신호(Bp), 제1 발광 제어 신호(EM1_p), 및 제2 발광 제어 신호(EM2_p)의 공급이 중단될 수 있다. 따라서, 제4 트랜지스터(M4)가 턴-오프되고, 제5 및 제6 트랜지스터들(M5, M6)이 턴-온될 수 있다.
일 실시예에서, 자가 주사 기간에 데이터 구동부(700)는 화소부(100)에 데이터 신호(Dm)를 공급하지 않을 수 있다. 따라서, 소비 전력이 더욱 저감될 수 있다.
도 4는 도 1의 표시 장치가 제1 영상 리프레시 레이트로 구동될 때의 구동 방법의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
여기서, 제1 영상 리프레시 레이트는 표시 장치(1000)가 구현할 수 있는 최대 리프레시 레이트일 수 있다. 예를 들어, 제1 영상 리프레시 레이트는 120Hz 이상의 고주파수로 설정될 수 있다. 또한, 제1 영상 리프레시 레이트는 데이터 신호가 데이터선(D)들로 공급되는 주기로 이해될 수 있으며, 하나의 프레임 기간은 제1 영상 리프레시 레이트에 상응할 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 표시 장치(1000)가 제1 영상 리프레시 레이트로 구동될 때, 한 프레임 기간은 표시 주사 기간(DSP) 및 하나의 자가 주사 기간(SSP)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 표시 장치(1000)가 제1 영상 리프레시 레이트로 구동될 때, 표시 주사 기간(DSP)과 자가 주사 기간(SSP)의 길이는 실질적으로 동일할 수 있다.
일 실시예에서, 제3 주사 구동부(400)는 제1 주파수로 제3 주사선들(S31 내지 S36)에 순차적으로 주사 신호(바이어스 주사 신호)를 공급하고, 제1 발광 구동부(500)는 제1 주파수로 제1 발광 제어선들(E11 내지 E16)에 제1 발광 제어 신호를 순차적으로 공급하며, 제2 발광 구동부(600)는 제1 주파수로 제2 발광 제어선들(E21 내지 E26)에 제2 발광 제어 신호를 순차적으로 공급할 수 있다. 여기서, 제1 주파수는 제1 영상 리프레시 레이트(즉, 최대 리프레시 레이트)의 2배일 수 있다.
제1 주사 구동부(200)는 제1 영상 리프레시 레이트와 동일한 제2 주파수로 제1 주사선들(S11 내지 S16)에 순차적으로 주사 신호(기입 주사 신호)를 공급할 수 있다. 제2 주사 구동부(300)는 제2 주파수로 제2 주사선들(S21 내지 S26)에 순차적으로 주사 신호(보상 주사 신호)를 공급할 수 있다.
일 실시예에서, 표시 주사 기간(DSP)에서, i번째 화소행(i번째 수평라인)에 공급되는 제1 발광 제어 신호는 i번째 화소행(i번째 수평라인)에 공급되는 기입 주사 신호, 보상 주사 신호, 및 바이어스 주사 신호에 중첩할 수 있다. 또한, 표시 주사 기간(DSP)에서, i번째 화소행(i번째 수평라인)에 공급되는 제2 발광 제어 신호는 i번째 화소행(i번째 수평라인)에 공급되는 기입 주사 신호 및 바이어스 주사 신호에 중첩할 수 있다. 그러나, 제2 발광 제어 신호는 보상 주사 신호의 일부에 중첩할 수 있다.
표시 주사 기간(DSP)에서, i번째 화소행(i번째 수평라인)에 공급되는 보상 신호와 i번째 화소행(i번째 수평라인)에 공급되는 기입 주사 신호는 중첩할 수 있다. 그러나, i번째 화소행(i번째 수평라인)에 공급되는 보상 주사 신호와 i번째 화소행(i번째 수평라인)에 공급되는 바이어스 주사 신호는 중첩하지 않는다.
자가 주사 기간(SSP)에서, 제1 주사선들(S11 내지 S16) 및 제2 주사선들(S21 내지 S26)으로 주사 신호들이 공급되지 않는다. 자가 주사 기간(SSP)에서는 제1 트랜지스터(M1)에 대한 바이어스 인가 및 발광만이 수행될 수 있다. 이에 따라 소비 전력이 저감될 수 있다.
도 3a를 참조하여 설명한 바와 같이, 표시 주사 기간(DSP) 동안 화소(PX)들 각각에는 데이터 신호(Dm)의 전압이 저장되고, 화소(PX)들은 이에 기초하여 발광할 수 있다.
또한, 도 3b를 참조하여 설명한 바와 같이, 자가 주사 기간(SSP) 동안 제3 주사선들(S31 내지 S36) 각각으로 공급되는 바이어스 주사 신호에 의해 제1 트랜지스터(M1)들에 실질적으로 균일한 전압의 온-바이어스가 인가될 수 있다. 이에 따라, 프레임 기간에서의 제1 트랜지스터(M1)들의 히스테리시스의 차이가 개선될 수 있다.
한편, 제3 주사 구동부(400) 및 발광 구동부들(500, 600)의 출력 주파수인 제1 주파수가 표시 장치(1000)의 영상 리프레시 레이트보다 크게 설정됨으로써, 다양한 영상 리프레시 레이트들의 영상 출력 지원이 가능해질 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(1000)의 영상 리프레시 레이트(구동 주파수)는 제1 주파수의 약수인 주파수들을 가질 수 있다.
도 5는 도 1의 표시 장치가 제2 영상 리프레시 레이트로 구동될 때의 구동 방법의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 1, 도 4, 및 도 5를 참조하면, 표시 장치(1000)가 제2 영상 리프레시 레이트로 구동될 때, 한 프레임 기간은 표시 주사 기간(DSP) 및 복수의 자가 주사 기간(SSP)들을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 주파수는 약 240Hz로 설정되고, 제2 리프레시 레이트는 100Hz 미만의 주파수로 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 5는 제2 리프레시 레이트가 80Hz로 설정된 예를 보여준다.
일 실시예에서, 제3 주사 구동부(400) 및 발광 구동부들(500, 600)은 표시 장치(1000)의 영상 리프레시 레이트와 무관하게 일정한 제1 주파수로 제3 주사선들(S31 내지 S36) 및 발광 제어선들(E11 내지 16, E21 내지 E26)을 각각 구동할 수 있다.
제1 주사 구동부(200) 및 제2 주사 구동부(300)는 제2 영상 리프레시 레이트와 실질적으로 동일한 제2 주파수로 제2 주사선들(S21내지 S26) 및 제3 주사선들(S31 내지 S36)을 구동할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 리프레시 레이트가 80Hz로 설정된 경우, 자가 주사 기간(SSP)은 2회 반복될 수 있다. 각각의 화소(PX)들의 제1 트랜지스터(M1)에 주기적으로(즉, 제1 주파수로) 온-바이어스가 인가될 수 있다. 이에 따라, 다양한 구동 주파수들에 대응하여 프레임 기간에서의 제1 트랜지스터(M1)의 히스테리시스가 개선될 수 있다.
도 6a는 도 2b의 화소의 구동의 일 예를 나타내는 타이밍도이고, 도 6b는 도 2b의 화소의 구동의 다른 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 6a 및 도 6b의 구동은 제2 발광 제어 신호(E2i) 및 바이어스 주사 신호(Bp)의 공급 타이밍을 제외하면, 각각 도 3a 및 도 3b의 화소 동작과 동일하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 6a는 표시 주사 기간의 동작을 보여주며, 도 6b는 자가 주사 기간의 동작을 보여준다.
도 2b, 도 6a, 및 도 6b를 참조하면, 표시 주사 기간 또는 자가 주사 기간에 제1 트랜지스터(M1)에 온-바이어스가 2회 인가될 수 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 표시 주사 기간(도 4의 DSP)의 비발광 기간은 제1 바이어스 기간(B_P1), 초기화 기간(I_P), 기입 기간(W_P), 보상 기간(C_P), 및 제2 바이어스 기간(B_P2)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 바이어스 기간(B_P1)은 초기화 기간(I_P) 전에 발생될 수 있다. 또한, 제2 바이어스 기간(B_P2)은 보상 기간(C_P) 후에 발생될 수 있다.
제1 및 제2 바이어스 기간들(B_P1, B_P2)의 동작은 도 3a의 제4 기간(P4)의 동작과 동일할 수 있다. 초기화 기간(I_P)의 동작은 도 3a의 제1 기간(P1)의 동작과 동일할 수 있다. 기입 기간(W_P)의 동작은 도 3a의 제2 기간(P2)의 동작과 동일할 수 있다. 보상 기간(C_P)의 동작은 도 3a의 제3 기간(P3)의 동작과 동일할 수 있다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 자가 주사 기간(도 4의 SSP)의 비발광 기간은 제1 바이어스 기간(B_P1), 초기화 기간(I_P), 및 제2 바이어스 기간(B_P2)을 포함할 수 있다. 자가 주사 기간에는 기입 주사 신호(GWi, GWi+1) 및 보상 주사 신호(GCp)가 토글링되지 않는다. 따라서, 표시 장치(1000)의 소비 전력이 감소될 수 있다.
이와 같이, 표시 주사 기간 및 자가 주사 기간 각각에서 제1 트랜지스터(M1)에 대한 바이어스 인가 횟수가 증가됨으로써, 다양한 영상 리프레시 레이트 구동에서의 플리커가 개선되고 표시 품질이 향상될 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 영상 리프레시 레이트에 따라 표시 장치에 포함되는 발광 구동부 및 주사 구동부로 공급되는 게이트 스타트 펄스들의 일 예들을 나타내는 타이밍도들이고, 도 8은 영상 리프레시 레이트에 따른 표시 장치의 구동 방법의 일 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 1, 도 7a 내지 도 7d, 및 도 8을 참조하면, 영상 리프레시 레이트(RR)에 따라 제1 및 2 게이트 스타트 펄스들(GSP1, GSP2)의 출력 주파수가 달라질 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 발광 스타트 펄스들(ESP1, ESP2)의 펄스 폭은 제1 내지 제3 게이트 펄스들(GSP1, GSP2, GSP3)의 펄스 폭보다 클 수 있다.
일 실시예에서, 구동 주파수와 무관하게 타이밍 제어부(800)는 제1 발광 스타트 펄스(ESP1), 제2 발광 스타트 펄스(ESP2) 및 제3 게이트 스타트 펄스(GSP3)를 일정한 주파수(제1 주파수)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 스타트 펄스(ESP1), 제2 발광 스타트 펄스(ESP2) 및 제3 게이트 스타트 펄스(GSP3)의 출력 주파수는 표시 장치(1000)의 최대 리프레시 레이트의 2배로 설정될 수 있다.
타이밍 제어부(800)는 제1 게이트 스타트 펄스(GSP1) 및 제2 게이트 스타트 펄스(GSP2)를 영상 리프레시 레이트(RR)와 동일한 주파수(제2 주파수)로 출력할 수 있다. 표시 장치의 하나의 프레임 기간은 제1 및 제2 게이트 스타트 펄스들(GSP1, GSP2)의 출력 주기에 의해 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 표시 주사 기간(DSP)에는 제1 발광 스타트 펄스(ESP1), 제2 발광 스타트 펄스(ESP2), 및 제1 게이트 스타트 펄스(GSP1), 제2 게이트 스타트 펄스(GSP2), 및 제3 게이트 스타트 펄스(GSP3)가 모두 출력될 수 있다. 예를 들어, 표시 주사 기간(DSP) 동안 화소(PX)들 각각은 도 3a 또는 도 6a의 구동을 수행할 수 있다. 표시 주사 기간(DSP)에 화소(PX)들 각각은 표시될 영상에 상응하는 데이터 신호들을 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 자가 주사 기간(SSP)에는 제1 발광 스타트 펄스(ESP1), 제2 발광 스타트 펄스(ESP2), 및 제3 게이트 스타트 펄스(GSP3)가 출력될 수 있다. 예를 들어, 자가 주사 기간(SSP) 동안 화소(PX)들 각각은 도 3b 또는 도 6b의 구동을 수행할 수 있다. 자가 주사 기간(SSP)에 화소(PX)들 각각의 제1 트랜지스터(M1)의 제1 전극 및/또는 제2 전극에 바이어스 인가를 위한 소정의 고전압이 공급될 수 있다.
일 실시예에서, 표시 주사 기간(DSP)과 자가 주사 기간(SSP)의 길이는 실질적으로 동일할 수 있다. 다만, 한 프레임 기간에 포함되는 자가 주사 기간(SSP)들의 개수는 영상 리프레시 레이트(RR)에 따라 결정될 수 있다.
도 7a 및 도 8에 도시된 바와 같이, 표시 장치(1000)가 120Hz의 영상 리프레시 레이트(RR)로 구동되는 경우, 하나의 프레임 기간 동안 공급되는 제1 및 제2 게이트 스타트 펄스들(GSP1, GSP2)의 수는 제3 게이트 스타트 펄스(GSP3)의 절반일 수 있다. 따라서, 120Hz의 영상 리프레시 레이트(RR)에 대하여, 한 프레임 기간은 하나의 표시 주사 기간(DSP) 및 하나의 자가 주사 기간(SSP)을 포함할 수 있다.
한편, 제1 및 제2 발광 스타트 펄스들(ESP1, ESP2)는 제3 게이트 스타트 펄스(GSP3)와 동일한 주파수로 공급될 수 있다. 표시 장치(1000)가 120Hz의 영상 리프레시 레이트(RR)로 구동되는 경우, 프레임 기간 동안 화소(PX)들은 각각 발광 및 비발광을 교번하여 2회씩 반복할 수 있다.
도 7b 및 도 8에 도시된 바와 같이, 표시 장치(1000)가 80Hz의 영상 리프레시 레이트(RR)로 구동되는 경우, 하나의 프레임 기간 동안 공급되는 제1 및 제2 게이트 스타트 펄스들(GSP1, GSP2) 각각의 수는 제3 게이트 스타트 펄스(GSP3)의 1/3일 수 있다. 따라서, 80Hz의 영상 리프레시 레이트(RR)로 구동되는 경우, 한 프레임 기간은 하나의 표시 주사 기간(DSP) 및 연속된 두 개의 자가 주사 기간(SSP)들을 포함할 수 있다. 이 때, 화소(PX)들은 발광 및 비발광을 교번하여 3회씩 반복할 수 있다.
도 7c 및 도 8에 도시된 바와 같이, 표시 장치(1000)가 60Hz의 영상 리프레시 레이트(RR)로 구동되는 경우, 하나의 프레임 기간 동안 공급되는 제1 및 제2 게이트 스타트 펄스들(GSP1, GSP2) 각각의 수는 제3 게이트 스타트 펄스(GSP3)의 1/4일 수 있다. 따라서, 60Hz의 영상 리프레시 레이트(RR)로 구동되는 경우, 한 프레임 기간은 하나의 표시 주사 기간(DSP) 및 연속된 3개의 자가 주사 기간(SSP)들을 포함할 수 있다. 이 때, 화소(PX)들은 발광 및 비발광을 교번하여 4회씩 반복할 수 있다.
도 7d 및 도 8에 도시된 바와 같이, 표시 장치(1000)가 48Hz의 영상 리프레시 레이트(RR)로 구동되는 경우, 하나의 프레임 기간 동안 공급되는 제1 및 제2 게이트 스타트 펄스들(GSP1, GSP2) 각각의 수는 제3 게이트 스타트 펄스(GSP3)의 1/5일 수 있다. 따라서, 48Hz의 영상 리프레시 레이트(RR)로 구동되는 경우, 한 프레임 기간은 하나의 표시 주사 기간(DSP) 및 연속된 4개의 자가 주사 기간(SSP)들을 포함할 수 있다. 이 때, 화소(PX)들은 발광 및 비발광을 교번하여 5회씩 반복할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 화소부(100)로부터 실험에 의해 검출되는 광파형(LW)은 제3 게이트 스타트 펄스(GSP3)와 동일한 주기로 출력될 수 있다.
상기와 유사한 방식으로 표시 장치(1000)는 한 프레임 기간에 포함되는 자가 주사 기간(SSP)의 개수를 조절함으로써 60Hz, 30Hz, 24Hz, 1Hz 등의 구동 주파수로 구동될 수 있다. 다시 말하면, 표시 장치(1000)는 제1 주파수의 약수에 해당하는 주파수들로 다양한 영상 리프레시 레이트(RR)들을 지원할 수 있다.
또한, 구동 주파수가 감소할수록 자가 주사 기간(SSP)의 개수가 증가됨으로써, 화소부(100)에 포함되는 제1 트랜지스터(M1)들 각각에 일정한 크기의 온-바이어스가 주기적으로 인가될 수 있다. 따라서, 저주파수 구동에서의 휘도 감소, 플리커(깜빡임), 화면 끌림이 개선될 수 있다.
도 9a 내지 도 9d는 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예들을 나타내는 회로도들이다.
도 9a 내지 도 9d의 화소들은 제4 트랜지스터의 구성을 제외하면, 각각 도 2a의 화소와 동일 또는 유사하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 9a 내지 도 9d를 참조하면, 화소(11, 12, 13, 14)는 발광 소자(LD), 제1 내지 제7 트랜지스터들(M1 내지 M7), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제7 트랜지스터(M7)의 게이트 전극은 제1 발광 제어선(E1i) 또는 제2 발광 제어선(E2i)에 접속될 수 있다. 제7 트랜지스터(M7)는 제5 및 제6 트랜지스터(M5, M6)와 다른 타입이므로, 제1 발광 제어선(E1i) 및 제2 발광 제어선(E2i) 중 어느 것에 연결되어도 무방하다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 제4 트랜지스터(M4)의 제1 전극은 제1 발광 제어선(E1i), 제2 발광 제어선(E2i), 및 제1 주사선(S1i) 중 하나에 접속될 수 있다. 제4 트랜지스터(M4)의 제2 전극은 제3 노드(N3, 즉, 제1 트랜지스터(M1)의 드레인 전극)에 접속될 수 있다. 제4 트랜지스터(M4)가 턴-온될 때, 제1 발광 제어선(E1i), 제2 발광 제어선(E2i), 및 제1 주사선(S1i) 모두에는 논리 하이 레벨의 전압이 공급된다. 따라서, 제4 트랜지스터(M4)의 제1 전극이 제1 발광 제어선(E1i), 제2 발광 제어선(E2i), 및 제1 주사선(S1i) 중 어느 하나에 접속되어도 무방하다.
도 9b에 도시된 바와 같이, 제4 트랜지스터(M4)의 제1 전극은 제1 발광 제어선(E1i), 제2 발광 제어선(E2i), 및 제1 주사선(S1i) 중 하나에 접속될 수 있다. 제4 트랜지스터(M4)의 제2 전극은 제1 노드(N1, 즉, 제1 트랜지스터(M1)의 소스 전극)에 접속될 수 있다. 이와 같이, 제1 트랜지스터(M1)의 소스 전극 및 드레인 전극 중 어느 하나에 온-바이어스를 위한 전압을 공급하여도 무방하다.
도 9c에 도시된 바와 같이, 제4 트랜지스터(M4)는 소정의 바이어스 전원(VEH)과 제3 노드(N3, 즉, 제1 트랜지스터(M1)의 드레인 전극)에 접속될 수 있다. 바이어스 전원(VEH)은 약 5~8V의 전압 레벨을 가질 수 있다. 표시 장치(1000)의 구동 조건에 따라 바이어스 전원(VEH)의 전압 레벨은 용이하게 조절될 수 있다. 또한, 바이어스 전원(VEH)은 DC 전압원으로 구현됨으로써, 제1 트랜지스터(M1)들의 바이어스 차이가 더욱 감소될 수 있다.
도 9d에 도시된 바와 같이, 제4 트랜지스터(M4)는 소정의 바이어스 전원(VEH)과 제1 노드(N1, 즉, 제1 트랜지스터(M1)의 소스 전극)에 접속될 수도 있다.
도 10a 및 도 10b는 도 1의 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예들을 나타내는 회로도들이다.
도 10a 및 도 10b의 화소들은 제8 트랜지스터의 구성을 제외하면, 각각 도 9a 및 도 9b의 화소와 동일 또는 유사하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 화소(15, 16)는 발광 소자(LD), 제1 내지 제8 트랜지스터들(M1 내지 M8), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 도 10a에 도시된 바와 같이, 제4 트랜지스터(M4)는 제3 노드(N3)에 접속될 수 있다. 다른 실시예에서, 도 10b에 도시된 바와 같이, 제4 트랜지스터(M4)는 제1 노드(N1)에 접속될 수 있다.
제4 트랜지스터(M4)의 일 전극은 제1 발광 제어선(E1i), 제2 발광 제어선(E2i), 및 제1 주사선(S1i) 중 하나에 접속될 수 있다. 또는, 제4 트랜지스터(M4)의 일 전극은 소정의 바이어스 전원에 접속될 수도 있다.
제8 트랜지스터(M8)는 제5 트랜지스터(M5)와 제1 노드(N1) 사이에 접속될 수 있다. 제8 트랜지스터(M8)는 제2 발광 제어선(E2i)으로 공급되는 제2 발광 제어 신호에 의해 턴-오프될 수 있다. 따라서, 제8 트랜지스터(M8)는 제6 트랜지스터(M6)와 동시에 제어될 수 있다.
제8 트랜지스터(M8)의 추가는 화소(PX)의 레이아웃 설계를 용이하게 할 수 있다. 따라서, 제8 트랜지스터(M8)의 추가로 인해 화소(PX)의 개구율 및 해상도가 개선될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 11의 표시 장치는 제4 주사 구동부의 구성을 제외하면, 도 1의 표시 장치와 동일 또는 유사하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 11을 참조하면, 표시 장치(1001)는 화소부(100), 제1 주사 구동부(200), 제2 주사 구동부(300), 제3 주사 구동부(400), 발광 구동부(500), 제4 주사 구동부(600'), 데이터 구동부(700), 및 타이밍 제어부(800')를 구비한다.
타이밍 제어부(800')는 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, CLK)에 기초하여 게이트 스타트 펄스들(GSP1, GSP2, GSP3, GSP4) 및 클럭 신호(CLK)들을 제1 주사 구동부(200), 제2 주사 구동부(300), 제3 주사 구동부(400), 및 제4 주사 구동부(600')로 공급한다.
제1 게이트 스타트 펄스(GSP1)는 제1 주사 구동부(200)로부터 공급되는 주사 신호의 첫 번째 타이밍을 제어한다. 제2 게이트 스타트 펄스(GSP2)는 제2 주사 구동부(300)로부터 공급되는 주사 신호의 첫 번째 타이밍을 제어한다. 제3 게이트 스타트 펄스(GSP3)는 제3 주사 구동부(400)로부터 공급되는 주사 신호의 첫 번째 타이밍을 제어한다.
제4 게이트 스타트 펄스(GSP4)는 제4 주사 구동부(600')로부터 공급되는 주사 신호의 첫 번째 타이밍을 제어한다.
일 실시예에서, 제1 내지 제4 게이트 스타트 펄스들(GSP1 내지 GSP4) 중 적어도 하나의 펄스폭이 상이할 수 있다. 따라서, 이에 대응하는 주사 신호의 폭도 달라질 수 있다.
데이터 구동부(700)는 데이터 구동 제어 신호(DCS)에 대응하여 데이터선(D)들로 데이터 신호를 공급한다. 데이터선(D)들로 공급된 데이터 신호는 주사 신호에 의하여 선택된 화소(PX)들로 공급된다.
제1 주사 구동부(200)는 제1 게이트 스타트 펄스(GSP1)에 대응하여 제1 주사선(S1)들로 주사 신호(기입 주사 신호)를 공급한다. 제1 주사 구동부(200)는 영상 리프레시 레이트에 대응하는 제2 주파수로 주사 신호를 제1 주사선(S1)들에 공급할 수 있다. 제1 주사 구동부(200)는 표시 주사 기간에 주사 신호를 출력할 수 있다.
제2 주사 구동부(300)는 제2 게이트 스타트 펄스(GSP2)에 대응하여 제2 주사선(S2)들로 주사 신호를 공급한다. 제2 주사 구동부(300)는 제2 주파수로 주사 신호(보상 주사 신호)를 제2 주사선(S2)들에 공급할 수 있다.
제3 주사 구동부(400)는 제3 게이트 스타트 펄스(GSP3)에 대응하여 제3 주사선(S3)들로 주사 신호를 공급한다. 제3 주사 구동부(400)는 영상 리프레시 레이트와 무관한 제1 주파수로 주사 신호(바이어스 주사 신호)를 제3 주사선(S3)들에 공급할 수 있다. 즉, 제3 주사 구동부(400)는 표시 주사 기간 및 자가 주사 기간에 주사 신호를 출력할 수 있다.
제4 주사 구동부(600')는 제4 게이트 스타트 펄스(GSP4)에 대응하여 제4 주사선(S4)들로 주사 신호(초기화 주사 신호)를 공급한다. 제4 주사 구동부(600')는 제2 주파수로 주사 신호를 제4 주사선(S4)들에 공급할 수 있다.
발광 구동부(500)는 발광 스타트 펄스(ESP1)에 대응하여 발광 제어선(E)들로 발광 제어 신호를 공급한다. 발광 구동부(500)는 제1 주파수로 발광 제어 신호를 발광 제어선(E)들에 공급할 수 있다. 즉, 발광 구동부(500)는 표시 주사 기간 및 자가 주사 기간에 주사 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 주사 구동부(200) 및 제3 주사 구동부(400)로부터 출력되는 주사 신호들은 P형 트랜지스터를 제어하도록 논리 로우 레벨의 게이트 온 전압을 가지며, 제2 및 제4 주사 구동부들(300, 600')로부터 출력되는 주사 신호들은 N형 트랜지스터를 제어하도록 논리 하이 레벨의 게이트 온 전압을 가질 수 있다.
도 12a 내지 도 12d는 도 11의 표시 장치에 포함되는 화소의 일 예들을 나타내는 회로도들이다.
도 12a 및 도 12b의 화소들은 제4 내지 제7 트랜지스터들의 일부 연결 구성을 제외하면, 도 2a의 화소와 동일 또는 유사하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 12a 내지 도 12d를 참조하면, 화소(17, 18, 19, 20)는 발광 소자(LD), 제1 내지 제7 트랜지스터들(M1 내지 M7), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 제4 트랜지스터(M4)는 제3 노드(N3)와 발광 제어선(Ei) 사이에 접속된다. 제4 트랜지스터(M4)의 게이트 전극은 제3 주사선(S3i)에 접속된다. 제4 트랜지스터(M4)는 제3 주사선(S3i)으로 주사 신호가 공급될 때 턴-온되어 발광 제어선(Ei)의 전압을 제3 노드(N3)로 공급한다. 이 때, 발광 제어선(Ei)으로는 게이트 오프 전압(논리 하이 레벨의 전압)이 공급될 수 있다. 즉, 제4 트랜지스터(M4)가 턴-온되면 제1 트랜지스터(M1)는 온-바이어스될 수 있다.
다만, 이는 예시적인 것으로서, 제4 트랜지스터(M4)는 제3 노드(N3)와 소정의 바이어스 전원(VEH) 사이에 접속될 수 있다.
다른 실시예에서, 도 12c 및 도 12d에 도시된 바와 같이, 제4 트랜지스터(M4)는 제1 노드(N1)와 발광 제어선(Ei)의 사이 또는 제1 노드(N1)와 바이어스 전원(VEH) 사이에 접속될 수도 있다.
제5 트랜지스터(M5)는 제1 전원(VDD)과 제1 노드(N1) 사이에 접속된다. 제5 트랜지스터(M5)의 게이트 전극은 발광 제어선(Ei)에 접속된다.
제6 트랜지스터(M6)는 제1 트랜지스터(M1)의 제2 전극(즉, 제3 노드(N3))과 발광 소자(LD)의 제1 전극(즉, 제4 노드(N4)) 사이에 접속된다. 제6 트랜지스터(M6)의 게이트 전극은 발광 제어선(Ei)에 접속된다. 즉, 제5 트랜지스터(M5)와 제6 트랜지스터(M6)는 발광 제어 신호에 의해 동시에 제어될 수 있다.
제8 트랜지스터(M8)는 제2 노드(N2)와 제2 초기화 전원(Vint) 사이에 접속될 수 있다. 제8 트랜지스터(M8)의 게이트 전극은 제4 주사선(S4i)에 접속된다. 제8 트랜지스터(M8)는 제4 주사선(S4i)으로 초기화 주사 신호가 공급될 때 턴-온되어 제2 초기화 전원(Vint)의 전압을 제2 노드(N2)(즉, 제1 트랜지스터(M1)의 게이트 전극)에 공급한다. 따라서, 제1 트랜지스터(M1)의 게이트 전압이 초기화될 수 있다.
제7 트랜지스터(M7)는 제4 노드(N4, 발광 소자(LD)의 제1 전극)와 제1 초기화 전원(Aint) 사이에 접속될 수 있다. 제7 트랜지스터가 턴-온되면 제4 노드(N4)에 제1 초기화 전원(Aint)의 전압이 공급될 수 있다.
일 실시예에서, 도 12a 및 도 12c에 도시된 바와 같이, 제7 트랜지스터(M7)의 게이트 전극은 제3 주사선(S3i)에 접속될 수 있다. 이 때, 제7 트랜지스터(M7)는 P형 트랜지스터이고, 제4 트랜지스터(M4)와 동시에 제어될 수 있다. 즉, 제1 트랜지스터(M1)에 온-바이어스가 인가될 때, 발광 소자(LD)의 제1 전극으로 제1 초기화 전원(Aint)의 전압이 인가될 수 있다.
일 실시예에서, 도 12b 및 도 12d에 도시된 바와 같이, 제7 트랜지스터(M7)의 게이트 전극은 발광 제어선(Ei)에 접속될 수 있다. 이 때, 제7 트랜지스터(M7)는 N형 트랜지스터이고, 제5 트랜지스터(M5)와 반대로 제어될 수 있다. 즉, 제5 및 제6 트랜지스터들(M5, M6)이 턴-오프될 때, 제7 트랜지스터(M7)는 턴-온될 수 있다. 따라서, 비발광 기간 동안 발광 소자(LD)의 제1 전극(제4 노드(N4))으로 제1 초기화 전원(Aint)의 전압이 인가될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 초기화 전원(Aint)과 제2 초기화 전원(Vint)은 서로 다른 전압을 생성할 수 있다. 즉, 제2 노드(N2)를 초기화하는 전압과 제4 노드(N4)를 초기화하는 전압은 서로 다르게 설정될 수 있다.
한 프레임 기간의 길이가 길어지는 저주파 구동에서, 제2 노드(N2)로 공급되는 제2 초기화 전원(Vint)의 전압이 지나치게 낮은 경우, 해당 프레임 기간에서의 제1 트랜지스터(M1)의 히스테리시스 변화가 심해진다. 이러한 히스테리시스는 저주파 구동에서 플리커 현상을 야기할 수 있다. 따라서, 저주파 구동의 표시 장치에서는 제2 전원(VSS)의 전압보다 높은 제2 초기화 전원(Vint)의 전압이 요구될 수 있다.
한편, 제4 노드(N4)에 공급되는 제1 초기화 전원(Aint)의 전압에 의한 발광 소자(LD)의 기생 커패시터의 전압의 충전을 방지하기 위해 제1 초기화 전원(Aint)의 소정의 기준보다 낮은 전압을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 초기화 전원(Aint)의 전압은 제2 전원(VSS)의 전압과 유사한 전압을 가질 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 표시 장치의 구동 조건에 따라 제1 초기화 전원(Aint)의 전압은 제2 전원(VSS)의 전압보다 높을 수도 있고, 낮을 수도 있다.
이와 같이, 도 12a 내지 도 12d의 화소(17, 18, 19, 20)는 제1 트랜지스터(M1)의 게이트 전압을 추가적으로 초기화할 수 있다. 따라서, 표시 장치(1001)의 영상 품질이 개선될 수 있다.
도 13은 도 12a 내지 도 12d의 화소들의 구동의 일 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 12a 내지 도 13을 참조하면, 화소(17, 18, 19, 20)는 표시 주사 기간 동안 영상 표시를 위한 신호들을 공급받을 수 있다. 표시 주사 기간은 출력 영상에 실제로 대응하는 데이터 신호가 기입되는 기간을 포함할 수 있다.
표시 주사 기간의 비발광 기간은 바이어스 기간(B_P), 초기화 기간(I_P), 기입 기간(W_P), 및 보상 기간(C_P)을 포함할 수 있다. 이후, 화소(17, 18, 19, 20)는 발광 기간(E_P)에 소정의 휘도로 발광할 수 있다.
바이어스 기간(B_P)은 초기화 기간(I_P)보다 우선할 수 있다. 바이어스 기간(B_P)에 제3 주사선(S3i)으로 공급되는 주사 신호(바이어스 주사 신호)에 응답하여 제4 및 제7 트랜지스터들(M4, M7)이 턴-온된다. 따라서, 제1 트랜지스터(M1)에 온-바이어스가 인가되고, 제4 노드(N4)에 제1 초기화 전원(Aint)의 전압이 인가될 수 있다. 제4 트랜지스터(M4)는 턴-오프되면 바이어스 기간(B_P)이 종료된다.
이후, 초기화 기간(I_P)에 제2 주사선(S2i)으로 공급되는 주사 신호(보상 주사 신호)에 응답하여 제3 트랜지스터(M3)가 턴-온되고, 제4 주사선(S4i)으로 공급되는 주사 신호(초기화 주사 신호)에 응답하여 제8 트랜지스터(M8)가 턴-온될 수 있다. 따라서, 제2 노드(N2)에 제2 초기화 전원(Vint)이 공급될 수 있다. 제3 트랜지스터(M3)는 보상 기간(C_P)까지 턴-온 상태를 유지할 수 있다. 제8 트랜지스터(M8)는 턴-오프되면 초기화 기간(I_P)이 종료된다.
이후, 기입 기간(W_P)에 제1 주사선(S1i)으로 공급되는 주사 신호(기입 주사 신호)에 응답하여 제2 트랜지스터(M2)가 턴-온될 수 있다. 따라서, 제1 노드(N1)에 데이터 신호가 공급될 수 있다. 제2 트랜지스터(M2)가 턴-오프되면 기입 기간(W_P)이 종료된다.
이후, 보상 기간(C_P)에 턴-온된 제3 트랜지스터(M3)에 의해 제1 트랜지스터(M1)의 문턱 전압 보상이 수행될 수 있다. 제3 트랜지스터(M3)가 턴-오프되면 보상 기간(C_P)이 종료된다.
이후, 발광 기간(E_P)에 제5 및 제6 트랜지스터들(M5, M6)이 턴-온되고, 제1 노드(N1)로 공급된 데이터 신호에 기초하여 발광 소자(LD)가 발광할 수 있다.
도 14a 내지 도 14d는 영상 리프레시 레이트에 따른 표시 장치의 구동 방법의 일 예들을 나타내는 타이밍도들이다.
도 14a 내지 도 14d의 구동 방식은 제4 게이트 펄스(GSP4), 제1 초기화 전원(Aint), 및 바이어스 전원(VEH)의 구동 방식을 제외하면, 도 7a 내지 도 7d의 구동 방식과 동일 또는 유사하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 11, 도 14a 내지 도 14d를 참조하면, 영상 리프레시 레이트(RR)에 따라 제1, 제2, 및 제4 게이트 스타트 펄스들(GSP1, GSP2, GSP4)의 출력 주파수가 달라질 수 있다. 또한, 영상 리프레시 레이트(RR)에 따라 제1 초기화 전원(Aint)의 전압 레벨 및/또는 바이어스 전원(VEH)의 전압 레벨이 제어될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 초기화 전원(Aint) 및 바이어스 전원(VEH)은 소정의 전원 구동부로부터 출력 및 제어될 수 있다.
구동 주파수와 무관하게 타이밍 제어부(800')는 발광 스타트 펄스(ESP) 및 제3 게이트 스타트 펄스(GSP3)를 일정한 주파수(제1 주파수, 예를 들어, 240Hz)로 출력할 수 있다.
타이밍 제어부(800')는 제1 게이트 스타트 펄스(GSP1), 제2 게이트 스타트 펄스(GSP2), 및 제4 게이트 스타트 펄스(GSP4)를 영상 리프레시 레이트(RR)와 동일한 주파수(제2 주파수, 예를 들어, 120Hz, 80HZ, 60HZ, 또는 40Hz)로 출력할 수 있다. 표시 장치의 하나의 프레임 기간은 제1 게이트 스타트 펄스(GSP1)의 출력 주기에 의해 결정될 수 있다.
영상 리프레시 레이트(RR)가 감소할수록 하나의 프레임 기간에 포함되는 자가 주사 기간(SSP)의 개수가 증가할 수 있다.
한편, 영상 리프레시 레이트(RR)의 변경에 응답하여 바이어스 전원(VEH)의 모듈레이션(modulation)이 적용될 수 있다. 일 실시예에서, 자가 주사 기간(SSP)의 반복에 대응하여 바이어스 전원(VEH)의 전압 레벨이 증가될 수 있다. 즉, 영상 리프레시 레이트(RR)가 낮아질수록 하나의 프레임 기간 내에서 시간이 경과함에 따라 제1 트랜지스터(M1)에 더 강한 온-바이어스가 인가될 수 있다.
예를 들어, 바이어스 전원(VEH)의 전압 레벨은 120Hz에 대응하여 약 8.3ms 간격으로 증가될 수 있다. 바이어스 전원(VEH)은 약 5 ~ 7.5V의 범위에서 변경될 수 있다.
한편, 바이어스 전원(VEH)의 전압 레벨은 표시 주사 기간(DSP)에 다시 가장 낮게 설정된 값으로 복귀한다. 즉, 바이어스 전원(VEH)의 변화는 프레임 단위로 반복될 수 있다.
일 실시예에서, 영상 리프레시 레이트(RR)의 변경에 응답하여 제1 초기화 전원(Aint)의 모듈레이션이 적용될 수 있다. 일 실시예에서, 자가 주사 기간(SSP)의 반복에 대응하여 제1 초기화 전원(Aint)의 전압 레벨이 점진적으로 감소될 수 있다. 즉, 영상 리프레시 레이트(RR)가 낮아질수록 하나의 프레임 기간 내에서 시간이 경과함에 따라 발광 소자(LD)에 더 낮은 초기화 전압이 인가될 수 있다.
예를 들어, 제1 초기화 전원(Aint)의 전압 레벨은 120Hz에 대응하여 약 8.3ms 간격으로 감소될 수 있다. 제1 초기화 전원(Aint)은 약 -1 ~ 5V의 범위에서 변경될 수 있다.
한편, 제1 초기화 전원(Aint)의 전압 레벨은 표시 주사 기간(DSP)에 다시 가장 높게 설정된 값으로 복귀한다. 즉, 제1 초기화 전원(Aint)의 변화는 프레임 단위로 반복될 수 있다.
이와 같이, 영상 리프레시 레이트(RR)에 따라 바이어스 전원(VEH) 및/또는 제1 초기화 전원(Aint)의 전압 레벨이 적응적으로 조절될 수 있다. 따라서, 저주파 구동에서의 영상 품질이 더욱 개선될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 하나의 프레임에 하나의 표시 주사 기간과 적어도 하나의 자가 주사 기간을 포함함으로써 다양한 구동 주파수들의 영상 출력이 지원될 수 있다. 또한, 구동 주파수가 감소할수록 자가 주사 기간의 개수가 증가됨으로써, 저주파수 구동에서의 휘도 감소 및 플리커 시인이 개선될 수 있다.
나아가, 데이터 신호 및 영상의 계조와 관계 없이, 주기적으로 제4 트랜지스터를 통해 제1 트랜지스터에 일정한 전압으로 바이어스를 인가함으로써, 인접 화소들 사이의 온-바이어스 차이(및 계조 차이)로 인한 히스테리시스(문턱 전압 시프트의 차이)가 개선될 수 있다. 따라서, 히스테리시스 편차에 의한 화면 끌림(고스트 현상)이 개선(제거)될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 화소부 200: 제1 주사 구동부
300: 제2 주사 구동부 400: 제3 주사 구동부
500: 제1 발광 구동부 600: 제2 발광 구동부
600': 제4 주사 구동부 700: 데이터 구동부
800, 800': 타이밍 제어부 1000, 1001: 표시 장치
GSP1, GSP2, GSP3, GSP4: 게이트 스타트 펄스
ESP1, ESP2: 발광 스타트 펄스
M1~M8: 트랜지스터 S1: 제1 주사선
S2: 제2 주사선 S3: 제3 주사선
E1: 제1 발광 제어선 E2: 제2 발광 제어선

Claims (20)

  1. 제1 주사선들, 제2 주사선들, 제3 주사선들, 발광 제어선들, 및 데이터선들에 접속되는 화소들;
    상기 제3 주사선들 각각에 제1 주파수로 바이어스 주사 신호를 공급하고, 상기 제1 및 제2 주사선들 각각에 상기 화소들의 영상 리프레시 레이트(refresh rate)에 대응하는 제2 주파수로 주사 신호들을 공급하는 주사 구동부;
    상기 발광 제어선들 각각에 상기 제1 주파수로 발광 제어 신호를 공급하는 발광 구동부;
    상기 제2 주파수에 따라 상기 데이터선들로 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부; 및
    상기 주사 구동부, 상기 발광 구동부, 및 상기 데이터 구동부의 구동을 제어하는 타이밍 제어부를 포함하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 주파수는 상기 제2 주파수보다 큰 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 영상 리프레시 레이트 및 상기 영상 리프레시 레이트와 동일한 상기 제2 주파수는 상기 제1 주파수의 약수에 상응하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 주사 구동부는 상기 표시 장치에 설정된 최대 리프레시 레이트의 2배인 상기 제1 주파수로 상기 바이어스 주사 신호를 상기 제3 주사선들 각각으로 공급하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 발광 구동부는 상기 표시 장치의 최대 리프레시 레이트의 2배인 상기 제1 주파수로 상기 발광 제어 신호를 상기 발광 제어선들 각각으로 공급하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 주사 구동부는,
    상기 제2 주파수로 상기 제1 주사선들에 기입 주사 신호를 공급하는 제1 주사 구동부;
    상기 제2 주파수로 상기 제2 주사선들에 보상 주사 신호를 공급하는 제2 주사 구동부; 및
    상기 제1 주파수로 상기 제3 주사선들에 상기 바이어스 주사 신호를 공급하는 제3 주사 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제1 주사 구동부 및 상기 제2 주사 구동부는, 한 프레임 기간 내의 표시 주사 기간 동안 상기 기입 주사 신호 및 상기 보상 주사 신호를 공급하고,
    상기 제1 주사 구동부 및 상기 제2 주사 구동부는, 상기 한 프레임 기간 내의 자가 주사 기간 동안 상기 기입 주사 신호 및 상기 보상 주사 신호를 공급하지 않으며,
    상기 표시 주사 기간에 상기 데이터 신호가 상기 화소들에 기입되고,
    상기 자가 주사 기간에 상기 제3 주사 구동부가 상기 바이어스 주사 신호를 공급함으로써, 상기 화소들 각각에 포함되는 구동 트랜지스터에 바이어스가 인가되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 화소들이 최대 리프레시 레이트로 구동될 때, 상기 표시 주사 기간과 상기 자가 주사 기간이 반복되는 횟수가 동일한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 영상 리프레시 레이트가 감소하면, 상기 자가 주사 기간의 개수가 증가하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 발광 구동부는,
    상기 화소들에 접속되는 제1 발광 제어선들에 상기 제1 주파수로 제1 발광 제어 신호를 공급하는 제1 발광 구동부; 및
    상기 화소들에 접속되는 제2 발광 제어선들에 상기 제1 주파수로 제2 발광 제어 신호를 공급하는 제2 발광 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 화소들 중 i(단, i는 자연수)번째 수평라인에 위치하는 화소들 각각은,
    제1 전극 및 제2 전원에 접속되는 제2 전극을 포함하는 발광 소자;
    제1 전원에 전기적으로 연결되는 제1 노드에 접속되는 제1 전극을 포함하며, 제2 노드의 전압에 기초하여 구동 전류를 제어하는 제1 트랜지스터;
    데이터선과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, i번째 제1 주사선으로 공급되는 상기 기입 주사 신호에 의해 턴-온되는 제2 트랜지스터;
    상기 제1 트랜지스터의 제2 전극에 접속되는 제3 노드와 상기 제2 노드 사이에 접속되며, i번째 제2 주사선으로 공급되는 상기 보상 주사 신호에 의해 턴-온되는 제3 트랜지스터;
    상기 제3 노드와 i번째 제1 발광 제어선 사이에 접속되며, i번째 제3 주사선으로 공급되는 상기 바이어스 주사 신호에 의해 턴-온되는 제4 트랜지스터;
    상기 제1 전원과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, 상기 i번째 제1 발광 제어선으로 공급되는 상기 제1 발광 제어 신호에 의해 턴-오프되는 제5 트랜지스터;
    상기 제3 노드와 상기 발광 소자의 상기 제1 전극에 접속되며, i번째 제2 발광 제어선으로 공급되는 상기 제2 발광 제어 신호에 의해 턴-오프되는 제6 트랜지스터; 및
    상기 제1 전원과 상기 제2 노드 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 i번째 수평라인에 위치하는 화소들 각각은,
    상기 발광 소자의 상기 제1 전극과 초기화 전원 사이에 접속되며, 상기 제1 발광 제어 신호 또는 상기 제2 발광 제어 신호에 의해 턴-온되는 제7 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 i번째 수평라인에 위치하는 화소들 각각은,
    상기 제5 트랜지스터와 상기 제1 노드 사이에 접속되며, 상기 i번째 제2 발광 제어선으로 공급되는 상기 제2 발광 제어 신호에 의해 턴-오프되는 제8 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 제1 트랜지스터, 상기 제2 트랜지스터, 상기 제4 트랜지스터, 상기 제5 트랜지스터, 및 상기 제6 트랜지스터는 P형 트랜지스터이고,
    상기 제3 트랜지스터 및 상기 제7 트랜지스터는 N형 산화물 반도체 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 제3 트랜지스터의 턴-온 기간과 상기 제4 트랜지스터의 턴-온 기간은 중첩하지 않는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 제2 주사 구동부, 상기 제3 주사 구동부, 상기 제1 발광 구동부, 및 상기 제2 발광 구동부 각각은 2i-1번째 수평라인의 화소들과 2i번째 수평라인의 화소들을 동일하게 제어하고,
    상기 제1 주사 구동부는 상기 2i-1번째 수평라인의 화소들과 상기 2i번째 수평라인의 화소들을 서로 다른 시간에 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제 10 항에 있어서, 상기 화소들 중 i(단, i는 자연수)번째 수평라인에 위치하는 화소들 각각은,
    제1 전극 및 제2 전원에 접속되는 제2 전극을 포함하는 발광 소자;
    제1 전원에 전기적으로 연결되는 제1 노드에 접속되는 제1 전극을 포함하며, 제2 노드의 전압에 기초하여 구동 전류를 제어하는 제1 트랜지스터;
    데이터선과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, i번째 제1 주사선으로 공급되는 상기 기입 주사 신호에 의해 턴-온되는 제2 트랜지스터;
    상기 제1 트랜지스터의 제2 전극에 접속되는 제3 노드와 상기 제2 노드 사이에 접속되며, i번째 제2 주사선으로 공급되는 상기 보상 주사 신호에 의해 턴-온되는 제3 트랜지스터; 및
    i번째 제3 주사선으로 공급되는 상기 바이어스 주사 신호에 의해 턴-온되어 상기 제1 노드에 바이어스 전압을 인가하는 제4 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제4 트랜지스터의 제1 전극은 상기 i번째 제1 주사선, i번째 제1 발광 제어선, i번째 제2 발광 제어선, 및 바이어스 전원 중 하나에 접속되고,
    상기 제4 트랜지스터의 제2 전극은 상기 제1 노드에 접속되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제6 항에 있어서, 상기 주사 구동부는,
    상기 제2 주파수로 제4 주사선들에 초기화 주사 신호를 공급하는 제4 주사 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 화소들 중 i(단, i는 자연수)번째 수평라인에 위치하는 화소들 각각은,
    제1 전극 및 제2 전원에 접속되는 제2 전극을 포함하는 발광 소자;
    제1 전원에 전기적으로 연결되는 제1 노드에 접속되는 제1 전극을 포함하며, 제2 노드의 전압에 기초하여 구동 전류를 제어하는 제1 트랜지스터;
    데이터선과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, i번째 제1 주사선으로 공급되는 상기 기입 주사 신호에 의해 턴-온되는 제2 트랜지스터;
    상기 제1 트랜지스터의 제2 전극에 접속되는 제3 노드와 상기 제2 노드 사이에 접속되며, i번째 제2 주사선으로 공급되는 상기 보상 주사 신호에 의해 턴-온되는 제3 트랜지스터;
    상기 제3 노드와 i번째 발광 제어선 사이 또는 상기 제3 노드와 바이어스 전원 사이에 접속되며, i번째 제3 주사선으로 공급되는 상기 바이어스 주사 신호에 의해 턴-온되는 제4 트랜지스터;
    상기 제1 전원과 상기 제1 노드 사이에 접속되며, 상기 i번째 발광 제어선으로 공급되는 상기 발광 제어 신호에 의해 턴-오프되는 제5 트랜지스터;
    상기 제3 노드와 상기 발광 소자의 상기 제1 전극에 접속되며, 상기 제5 트랜지스터와 함께 턴-오프되는 제6 트랜지스터;
    상기 발광 소자의 상기 제1 전극과 제1 초기화 전원 사이에 접속되며, 상기 발광 제어 신호 또는 상기 바이어스 주사 신호에 의해 턴-온되는 제7 트랜지스터;
    상기 제2 노드와 제2 초기화 전원 사이에 접속되며, i번째 제4 주사선으로 공급되는 상기 초기화 주사 신호에 의해 턴-온되는 제8 트랜지스터; 및
    상기 제1 전원과 상기 제2 노드 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 제4 트랜지스터가 턴-온된 후, 상기 제8 트랜지스터가 턴-온되고,
    상기 제4 트랜지스터의 턴-온 기간과 상기 제8 트랜지스터의 턴-온 기간이 중첩하지 않는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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