KR20210081959A - 표시장치 및 이의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상을 표시하는 표시 패널; 상기 표시 패널에 고전위전압과 저전위전압을 공급하는 전원 공급부; 및 상기 전원 공급부를 제어하는 전압 제어부를 포함하고, 상기 전압 제어부는 상기 표시 패널의 구동 주파수가 제1주파수에서 제2주파수로 변경되면 상기 저전위전압의 레벨을 가변하기 위한 전압제어신호를 생성하여 상기 전원 공급부에 공급하는 표시장치를 제공한다.
상기 제2주파수는 상기 제1주파수보다 1/2 느린 주파수일 수 있다.

Description

표시장치 및 이의 구동방법{Display Device and Driving Method of the same}

본 발명은 표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.

정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 발광표시장치(Light Emitting Display: LED), 양자점표시장치(Quantum Dot Display; QDD), 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD) 등과 같은 표시장치의 사용이 증가하고 있다.

앞서 설명한 표시장치들은 서브 픽셀들을 포함하는 표시패널, 표시패널을 구동하는 구동 신호를 출력하는 구동부 및 표시패널 또는 구동부에 공급할 전원을 생성하는 전원 공급부 등이 포함된다.

위와 같은 표시장치들은 표시패널에 형성된 서브 픽셀들에 구동 신호 예컨대, 스캔신호 및 데이터신호 등이 공급되면, 선택된 서브 픽셀이 빛을 투과시키거나 빛을 직접 발광을 하게 됨으로써 영상을 표시할 수 있게 된다.

한편, 앞서 설명한 표시장치들 중 발광표시장치는 빠른 응답속도, 고휘도 및 시야각이 넓은 전기적 그리고 광학적 특성과 더불어 유연한 형태로 구현할 수 있는 기구적 특성 등과 같이 많은 장점이 있다.

본 발명은 저속 구동 시, 데이터전압과 스캔신호가 출력되지 않는 스킵 구간 동안 표시 패널 상에 나타날 수 있는 휘도 불균일 또는 플리커를 개선하는 것이다. 또한, 본 발명은 저속 구동 시에도 균일한 표시품질을 유지하면서 소비전력을 개선하는 것이다.

상술한 과제 해결 수단으로 본 발명은 영상을 표시하는 표시 패널; 상기 표시 패널에 고전위전압과 저전위전압을 공급하는 전원 공급부; 및 상기 전원 공급부를 제어하는 전압 제어부를 포함하고, 상기 전압 제어부는 상기 표시 패널의 구동 주파수가 제1주파수에서 제2주파수로 변경되면 상기 저전위전압의 레벨을 가변하기 위한 전압제어신호를 생성하여 상기 전원 공급부에 공급하는 표시장치를 제공한다.

상기 제2주파수는 상기 제1주파수와 같거나 상기 제1주파수보다 1/2 느린 주파수일 수 있다.

상기 저전위전압의 레벨은 일시적으로 승압되거나 단계적으로 승압될 수 있다.

상기 저전위전압의 레벨은 상기 표시 패널의 구동에 필요한 데이터전압과 스캔신호가 인가되지 않는 스킵 구간 동안 일시적으로 승압되거나 단계적으로 승압될 수 있다.

상기 전압 제어부는 상기 표시 패널의 구동 주파수가 상기 제1주파수에서 상기 제2주파수로 변경되면 일정 지연 시간을 가진 후 상기 전압제어신호를 출력할 수 있다.

상기 전압 제어부는 상기 표시 패널을 구동하기 위한 동기신호와 상기 표시 패널을 스캐닝하기 위한 게이트스타트신호를 기반으로 상기 전압제어신호를 생성할 수 있다.

상기 전압 제어부는 상기 표시 패널을 구동하기 위한 동기신호를 카운트하는 신호 카운터부와, 상기 동기신호를 지연하여 출력하는 지연 제어부와, 상기 지연 제어부로부터 출력된 지연된 동기신호와 상기 표시 패널을 스캐닝하기 위한 게이트스타트신호를 비교한 후 결과값을 출력하는 신호 비교부와, 상기 신호 비교부로부터 출력된 결과값을 기반으로 상기 전압제어신호를 출력하는 전압제어신호 출력부를 포함할 수 있다.

상기 신호 카운터부는 상기 동기신호를 입력받는 제1단자와, 제1레지스터값을 입력받는 제2단자와, 상기 동기신호를 변경한 변경된 동기신호를 출력하는 제3단자를 포함하고, 상기 변경된 동기신호의 주파수는 상기 제1레지스터값에 따라 달라질 수 있다.

상기 지연 제어부는 상기 동기신호를 입력받는 제1단자와, 제2레지스터값을 입력받는 제2단자와, 상기 지연된 동기신호를 출력하는 제3단자를 포함하고, 상기 지연된 동기신호의 지연시간은 상기 제2레지스터값에 따라 달라질 수 있다.

상기 전압제어신호 출력부는 상기 결과값을 입력받는 제1단자와, 제3레지스터값을 입력받는 제2단자와, 제4레지스터값을 입력받는 제3단자와, 상기 전압제어신호를 출력하는 제4단자를 포함하고, 상기 저전위전압은 상기 제3레지스터값에 따라 가변되고, 상기 제4레지스터값에 따라 복원될 수 있다.

다른 측면에서 본 발명은 제1주파수를 기반으로 생성된 스캔신호와 데이터전압으로 표시 패널을 구동하는 단계; 및 상기 표시 패널의 구동 주파수가 상기 제1주파수보다 느린 제2주파수로 변경되면 상기 표시 패널에 인가할 저전위전압의 레벨을 가변하는 단계를 포함하는 표시장치의 구동방법을 제공한다.

상기 저전위전압의 레벨을 가변하는 단계는 상기 표시 패널의 구동에 필요한 데이터전압과 스캔신호가 인가되지 않는 스킵 구간 동안 일시적으로 승압되거나 단계적으로 승압될 수 있다.

본 발명은 저속 구동 시, 데이터전압과 스캔신호가 출력되지 않는 스킵 구간의 시작점 또는 스킵 구간 내의 선택된 어느 한 지점부터 저전위전압을 승압하는 방식으로 표시 패널 상의 휘도 불균일 또는 플리커를 개선할 수 있는 효과가 있다. 아울러, 본 발명은 저속 구동 시에도 균일한 표시품질을 유지할 수 있고 정지영상과 같은 특정 영상 표현 시 구동 주파수를 낮춤과 더불어 저전위전압을 가변하므로 소비전력을 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 발광표시장치의 개략적인 블록도이고, 도 2는 서브 픽셀의 개략적인 회로 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 구동 방법을 설명하기 위한 파형 예시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 저전위전압의 가변과 관련된 회로의 구성을 간략히 나타낸 제1예시도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 저전위전압의 가변과 관련된 회로의 구성을 간략히 나타낸 제2예시도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따라 전압 제어부를 간략히 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따라 전압 제어부를 더욱 구체적으로 나타낸 블록도이고, 도 8은 신호 카운터부의 동작에 따른 동기신호의 변화를 설명하기 위한 파형도이고, 도 9 및 도 10은 저속 구동시 저전위전압을 가변하는 방법을 설명하기 위한 파형도들이고, 도 11 및 도 12는 저전위전압의 가변 예시를 나타낸 도면들이다.
도 13 내지 도 16은 본 발명의 제3실시예에 따른 발광표시장치의 구동방법을 설명한기 위한 도면들이다.

본 발명에 따른 발광표시장치는 텔레비전, 영상 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈시어터, 스마트폰 등으로 구현된다. 발광표시장치는 무기 발광다이오드를 기반으로 구현되거나 유기 발광다이오드를 기반으로 구현된다. 그러나 이하에서는 설명의 편의를 위해 유기 발광다이오드를 기반으로 구현된 것을 일례로 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 발광표시장치의 개략적인 블록도이고, 도 2는 서브 픽셀의 개략적인 회로 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 발광표시장치에는 영상 처리부(110), 타이밍 제어부(120), 데이터 구동부(130), 스캔 구동부(140), 전원 공급부(180) 및 표시 패널(150)이 포함된다.

영상 처리부(110)는 외부로부터 공급된 데이터신호(DATA)와 더불어 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 출력한다. 영상 처리부(110)는 데이터 인에이블 신호(DE) 외에도 수직 동기신호, 수평 동기신호 및 클럭신호 중 하나 이상을 출력할 수 있으나 이 신호들은 설명의 편의상 생략 도시한다.

타이밍 제어부(120)는 영상 처리부(110)로부터 데이터 인에이블 신호(DE) 또는 수직 동기신호, 수평 동기신호 및 클럭신호 등을 포함하는 구동신호와 더불어 데이터신호(DATA)를 공급받는다. 타이밍 제어부(120)는 구동신호에 기초하여 스캔 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC)와 데이터 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC) 등을 출력한다.

데이터 구동부(130)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에 응답하여 타이밍 제어부(120)로부터 공급되는 디지털 형태의 데이터신호(DATA)를 샘플링하고 래치한 후 감마 기준전압을 기반으로 아날로그 형태의 데이터전압으로 변환하여 출력한다. 데이터 구동부(130)는 데이터라인들(DL1 ~ DLn)을 통해 데이터전압을 출력한다. 데이터 구동부(130)는 IC(Integrated Circuit) 형태로 형성될 수 있다.

스캔 구동부(140)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호(GDC)에 응답하여 스캔신호를 출력한다. 스캔 구동부(140)는 게이트라인들(GL1 ~ GLm)을 통해 스캔하이전압과 스캔로우전압으로 이루어진 스캔신호 등을 출력한다. 스캔 구동부(140)는 IC 형태로 형성되거나 표시 패널(150)에 게이트인패널(Gate In Panel) 방식으로 형성된다. 게이트인 패널 방식 스캔 구동부와 관련된 설명은 이하에서 다룬다.

전원 공급부(180)는 표시 패널(150)에 배치된 제1전원라인(VDDEL)과 제2전원라인(VSSEL)에 연결된다. 전원 공급부(180)는 제1전원라인(VDDEL)과 제2전원라인(VSSEL)을 통해 고전위전압(제1전위전압)과 저전위전압(제2전위전압)을 출력한다. 제1전원라인(VDDEL)과 제2전원라인(VSSEL)을 통해 전달되는 고전위전압과 저전위전압은 표시 패널(150)의 서브 픽셀들(SP)에 인가된다.

표시 패널(150)은 전원 공급부(180)로부터 공급된 전압과 데이터 구동부(130) 및 스캔 구동부(140)로부터 공급된 데이터전압 및 스캔신호에 대응하여 영상을 표시한다. 표시 패널(150)은 영상을 표시할 수 있도록 동작하는 서브 픽셀들(SP)을 포함한다. 서브 픽셀들(SP)은 발광 특성(소자의 재료, 수명, 광도 등)에 따라 하나 이상 다른 발광 면적을 가질 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 서브 픽셀(SP)은 데이터라인(DL1), 게이트라인(GL1), 제1전원라인(VDDEL) 및 제2전원라인(VSSEL)에 전기적으로 연결된다. 하나의 서브 픽셀(SP)에는 빛을 발광하는 유기 발광다이오드(OLED)와 이를 구동하는 픽셀 회로(CC)가 포함된다.

픽셀 회로(CC)는 데이터전압을 전달하기 위한 스위칭 트랜지스터, 데이터전압을 저장하는 커패시터, 커패시터에 저장된 데이터전압 등을 기반으로 구동전류를 생성하는 구동 트랜지스터 등을 포함한다. 픽셀 회로(CC)는 구동 트랜지스터나 유기 발광다이오드(OLED) 등의 열화를 보상하기 위한 보상회로가 더 포함될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 구동 방법을 설명하기 위한 파형 예시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 저전위전압의 가변과 관련된 회로의 구성을 간략히 나타낸 제1예시도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 저전위전압의 가변과 관련된 회로의 구성을 간략히 나타낸 제2예시도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따라 전압 제어부를 간략히 나타낸 블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 표시 패널의 구동 주파수를 변경하기(낮추기) 위한 주파수 변경신호(VRR_en)가 활성화(예: 로직하이로 발생하면)되면 표시 패널의 구동 주파수(Freq)는 일반 구동용 주파수(예: 60Hz)(제1주파수)에서 저속 구동용 주파수(예: 30Hz)(제2주파수)로 변경될 수 있다.

표시 패널이 저속 구동용 주파수(예: 30Hz)에 대응하여 구동할 경우, 표시 패널을 구동하기 위한 데이터전압(Vdata)과 스캔신호(Scan)는 리프레쉬(Refresh)를 위한 구간 동안만 일시적으로 출력될 수 있다.

표시 패널의 저속 구동을 위해 데이터전압(Vdata)과 스캔신호(Scan)가 일시적으로 출력될 경우, 표시 패널 상에 표현되는 휘도는 균일하게 유지되지 않고 시간이 지남(데이터전압의 홀딩 타임 증가 등)에 따라 변경되거나 저하될 수 있다.

그 예로, 일반 구동용 주파수(예: 60Hz)로 동작시 구동 트랜지스터의 게이트전압(Vg) 감소분과 저속 구동용 주파수(예: 30Hz)로 동작시 구동 트랜지스터의 게이트전압(Vg) 감소분을 비교하면 알 수 있다. 또 다른 예로, 일반 구동용 주파수(예: 60Hz)로 동작시 표시 패널의 휘도(Luminance) 증가분과 저속 구동용 주파수(예: 30Hz)로 동작시 표시 패널의 휘도(Luminance) 증가분을 비교하면 알 수 있다.

본 발명은 표시장치의 구동 주파수 변경 시 표시 패널 상에 표현되는 휘도가 균일하게 유지되지 않고 시간이 지남(데이터전압의 홀딩 타임 증가 등)에 따라 변경되거나 저하되는 현상을 최소화하기 위해, 저속 구동용 주파수(예: 30Hz)로 동작시 제2전원라인을 통해 인가되는 저전위전압을 가변(예: 일시적 승압)한다.

이하의 설명에서는 데이터전압(Vdata)과 스캔신호(Scan)가 인가되지 않는 스킵 구간이 일반 구동용 주파수인 60Hz의 1/2인 30Hz 이하의 구동 주파수를 저속 구동용 주파수로 정의한 후 설명한다. 그러나 저속 구동용 주파수의 정의는 표시 패널이나 이를 구동하는 장치에 따라 달라질 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1예시에 따르면, 전원 공급부(180)는 표시 패널의 저속 구동시 전압 제어부(160)로부터 출력된 전압제어신호(Vcs)를 기반으로 저전위전압(Vssel)의 레벨을 가변하여 출력할 수 있다. 이때, 전원 공급부(180)로부터 출력되는 고전위전압(Vddel)의 레벨은 가변되지 않고 고정될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2예시에 따르면, 전원 공급부(180)는 표시 패널의 저속 구동시 데이터 구동부(130)의 내부에 포함된 전압 제어부(160)로부터 출력된 전압제어신호(Vcs)를 기반으로 저전위전압(Vssel)의 레벨을 가변하여 출력할 수 있다. 이때, 전원 공급부(180)로부터 출력되는 고전위전압(Vddel)의 레벨은 가변되지 않고 고정될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

즉, 상기의 두 예시에 따르면, 전원 공급부(180)의 전압 레벨을 가변하기 위한 전압 제어부(160)는 별도로 존재하거나, 데이터 구동부(130)의 내부 또는 타이밍 제어부의 내부와 같이 다른 IC의 내부에 존재할 수도 있다.

한편, 표시장치가 소형 모델로 구현되는 경우, 데이터 구동부와 타이밍 제어부는 하나의 통합 구동 IC로 통합되고, 전압 제어부(160)는 통합 구동 IC의 내부에 포함될 수 있다. 그러나 이하의 설명에서는 전압 제어부(160)가 별도로 존재하는 것을 일례로 설명하나 위의 설명과 같이 다른 장치 내에 포함될 수 있음을 참고한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따르면 전압 제어부(160)는 신호 카운터부(161), 지연 제어부(163), 신호 비교부(165) 및 전압제어신호 출력부(167)를 포함할 수 있다.

신호 카운터부(161)는 동기신호(예: 1 프레임의 시작을 알리는 신호)를 카운트하는 역할 등을 할 수 있다. 신호 카운터부(161)는 동기신호의 카운트뿐만 아니라 구동 주파수를 변경하기 위해 동기신호의 주파수 특성을 변경하는 역할도 수행할 수 있다. 지연 제어부(163)는 동기신호를 지연하여 출력하는 역할 등을 할 수 있다.

신호 비교부(165)는 지연 제어부(163)로부터 출력된 지연된 동기신호와 표시 패널을 스캐닝하기 위한 게이트스타트신호(하나의 스캔라인의 시작을 알리는 신호)를 비교한 후 결과값을 출력하는 역할 등을 할 수 있다. 전압제어신호 출력부(167)는 신호 비교부(165)로부터 출력된 결과값을 기반으로 전원 공급부(180)의 저전위전압(Vssel)의 레벨을 가변하기 위한 전압제어신호(Vcs)를 출력하는 역할 등을 할 수 있다.

위와 같은 구성에 의해 저속 구동 조건이 되면, 전압 제어부(160)는 전압제어신호(Vcs)를 출력하고, 이를 전달받은 전원 공급부(180)는 전압제어신호(Vcs)의 논리 상태에 따라 저전위전압(Vssel)의 레벨을 가변(예: 일시적 승압)할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따라 전압 제어부를 더욱 구체적으로 나타낸 블록도이고, 도 8은 신호 카운터부의 동작에 따른 동기신호의 변화를 설명하기 위한 파형도이고, 도 9 및 도 10은 저속 구동시 저전위전압을 가변하는 방법을 설명하기 위한 파형도들이고, 도 11 및 도 12는 저전위전압의 가변 예시를 나타낸 도면들이다.

도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따르면 전압 제어부(160)는 신호 카운터부(161), 지연 제어부(163), 신호 비교부(165) 및 전압제어신호 출력부(167)를 포함할 수 있다.

신호 카운터부(161)는 동기신호를 카운트하며 입력된 동기신호의 주파수 특성을 변경하여 출력하는 역할(구동 주파수(Freq) 변경) 등을 할 수 있다. 신호 카운터부(161)는 제1동기신호(Bsync1)를 입력받는 제1단자와, 제1레지스터값(REG[0])을 입력받는 제2단자와, 변경된 제2동기신호(Bsync2)를 출력하는 제3단자를 포함할 수 있다.

신호 카운터부(161)는 제2단자를 통해 입력된 제1레지스터값(REG[0])을 기반으로 내부 또는 외부로부터 입력된 제1동기신호(Bsync1)를 제2동기신호(Bsync2)로 변경한 후 제3단자를 통해 출력할 수 있다. 제2동기신호(Bsync2)는 표시장치에서 실제 사용할 구동 주파수(Freq)를 갖는 동기신호(실제 1 프레임의 시작을 알리는 신호)가 된다.

일례로, 신호 카운터부(161)는 도 8(a)에 해당하는 동기신호(60Hz)가 입력되면 이를 도 8(b)에 해당하는 동기신호(30Hz) 또는 도 8(c)에 해당하는 동기신호(20Hz) 등의 형태로 주파수를 변경한 후 출력할 수 있다. 그리고 이는 제2단자를 통해 입력된 제1레지스터값(REG[0])에 따라 달라질 수 있다. 즉, 제1레지스터값(REG[0])은 신호 카운터부(161)에서 선택할 구동 주파수를 제어(결정)하는 인자이다.

지연 제어부(163)는 제1동기신호(Bsync1)를 지연하여 출력하는 역할 등을 할 수 있다. 지연 제어부(163)는 제1동기신호(Bsync1)를 입력받는 제1단자와, 제2레지스터값(REG[1])을 입력받는 제2단자와, 지연된 제3동기신호(지연된 제3동기신호는 동기신호로서 활용되는 것이 아니므로 이하 출력신호인 'Out'으로 명명함)를 출력하는 제3단자를 포함할 수 있다. 일례로(도 10의 ①, ②참고), 지연 제어부(163)는 제2레지스터값(REG[1])을 기반으로 입력된 제1동기신호(Bsync1)를 일정 시간 홀딩(출력 지연)한 후 출력할 수 있다. 즉, 제1동기신호(Bsync1)의 지연시간은 제3레지스터값에 따라 달라질 수 있다.

신호 비교부(165)는 지연 제어부(163)에 의해 지연된 제3동기신호(Out)와 게이트스타트신호(Gvst)를 비교한 후 결과값(Comp1)을 출력하는 역할 등을 할 수 있다. 신호 비교부(165)는 지연된 제3동기신호(Out)를 입력받는 제1단자와, 게이트스타트신호(Gvst)를 입력받는 제2단자와, 활성화신호(Enable)를 입력받는 제3단자와, 결과값(Comp1)을 출력하는 제4단자를 포함할 수 있다.

일례로, 신호 비교부(165)는 "OUT(High) & GVST(High)" 조건일 때 'COMP1_High'를 결과값(Comp1)으로 출력할 수 있고, "OUT(High) & GVST(Low)" 조건일 때 'COMP1 Low'를 결과값(Comp1)으로 출력할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 이밖에, 신호 비교부(165)는 활성화신호(Enable)의 논리 상태에 따라 입력된 두 신호의 비교를 진행할 수 있다.

전압제어신호 출력부(167)는 신호 비교부(165)로부터 출력된 결과값(Comp1)을 기반으로 전압제어신호(Vcs)를 출력하는 역할 등을 할 수 있다. 전압제어신호 출력부(167)는 신호 비교부(165)의 결과값(Comp1)을 입력받는 제1단자와, 제3레지스터값(REG[2])을 입력받는 제2단자와, 제4레지스터값(REG[3])을 입력받는 제3단자와, 전압제어신호(Vcs)를 출력하는 제4단자를 포함할 수 있다.

제1예로(도 10의 ①참고), 전압제어신호 출력부(167)는 신호 비교부(165)의 결과값(Comp1)이 'COMP1_High'일 때 전원 공급부(180)의 저전위전압(Vssel)의 레벨을 가변할 수 있는 형태로 전압제어신호(Vcs)를 마련하여 출력할 수 있다. 이때, 전압제어신호(Vcs)는 제3레지스터값(REG[2])에 따른 제어를 받을 수 있다.

전압제어신호(Vcs)에 의해, 전원 공급부(180)의 저전위전압(Vssel)의 레벨은 계단형(다수의 레벨)으로 가변(승압/감압)될 수 있다. 즉, 제3레지스터값(REG[2])은 저속 구동용 주파수별 저전위전압(Vssel)의 조정 정보를 기반으로 마련될 수 있다.

제2예로(도 10의 ②참고), 전압제어신호 출력부(167)는 신호 비교부(165)의 결과값(Comp1)이 'COMP1_Low'일 때 전원 공급부(180)의 저전위전압(Vssel)의 레벨을 초기값으로 복원할 수 있는 형태로 전압제어신호(Vcs)를 마련하여 출력할 수 있다. 이때, 전압제어신호(Vcs)는 제4레지스터값(REG[3])에 따른 제어를 받을 수 있다.

전압제어신호(Vcs)에 의해, 전원 공급부(180)의 저전위전압(Vssel)의 레벨은 초기 상태로 복원될 수 있다. 즉, 제4레지스터값(REG[3])은 일반 구동용 주파수에 대한 저전위전압(Vssel)의 초기 정보를 기반으로 마련될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 표시 패널의 구동 주파수를 변경하기(낮추기) 위한 주파수 변경신호(VRR_en)가 활성화(예: 로직하이로 발생하면)되면 표시 패널의 구동 주파수(Freq)는 일반 구동용 주파수(예: 60Hz)에서 저속 구동용 주파수(예: 30Hz)로 변경될 수 있다.

표시 패널의 저속 구동을 위해 데이터전압(Vdata)과 스캔신호(Scan)가 일시적으로 출력될 경우, 구동 트랜지스터의 게이트전압(Vg)은 감소하는 반면 표시 패널의 휘도(Luminance)는 상승할 수 있다. 이에 따라, 표시 패널 상에 표현되는 휘도는 균일하게 유지되지 않고 시간이 지남(데이터전압의 홀딩 타임 증가 등)에 따라 변경되거나 저하될 수 있다.

위와 같은 문제를 해소하기 위해 저속 구동 조건이 되면, 제2실시예에 따른 전압 제어부(160)는 전압제어신호(Vcs)를 출력할 수 있다. 그리고 전원 공급부(180)는 전압제어신호(Vcs)의 논리 상태에 따라 벅 부스트 컨버터(185; Buck-Boost Converter)로부터 출력되는 저전위전압(Vssel)의 레벨을 가변(승압)할 수 있다.

도 11 또는 도 12와 같이, 전원 공급부(180)는 전압제어신호(Vcs)의 논리값 또는 비트값에 따라 저전위전압(Vssel)의 레벨을 계단형(다수의 레벨)으로 가변(승압/감압)할 수 있다. 저전위전압(Vssel)의 레벨은 구동 주파수가 nHz인지 또는 12Hz인지와 같은 주파수 변화에 대응하여 다양한 형태로 가변(승압/감압)될 수 있음은 물론이다. 여기서, nHz = 60Hz / (1 + skip 횟수)이다.

이하, 본 발명의 제3실시예를 기반으로 발광표시장치의 저속 구동 시 데이터전압 누설(Vdata leakage)에 의한 문제(휘도 불균일 또는 플리커)를 해소하는 예시를 설명한다. 다만, 발광표시장치의 서브 픽셀이 7T(Transistor)1C(Capacitor) 구조를 갖는 것을 일례로 하나 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

도 13 내지 도 16은 본 발명의 제3실시예에 따른 발광표시장치의 구동방법을 설명한기 위한 도면들이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 제3실시예에 따른 발광표시장치는 제1트랜지스터(T1), 제2트랜지스터(T2a, T2b), 제3트랜지스터(T3), 제4트랜지스터(T4), 제5트랜지스터(T5a, T5b), 제6트랜지스터(T6), 구동 트랜지스터(DT), 커패시터(CST) 및 유기 발광다이오드(OLED)를 갖는 서브 픽셀을 포함할 수 있다.

제1트랜지스터(T1)는 제N스캔라인(SCAN[n])에 게이트전극이 연결되고 제1데이터라인(DL1)에 제1전극이 연결되고 구동 트랜지스터(DT)의 제1전극에 제2전극이 연결된다. 제2트랜지스터(T2a, T2b)는 제N스캔라인(SCAN[n])에 게이트전극이 연결되고 구동 트랜지스터(DT)의 제2전극에 제1전극이 연결되고 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극에 제2전극이 연결된다. 제2트랜지스터(T2a, T2b)는 전류 누설 방지를 위해 2개의 트랜지스터로 이루어진 것을 일례로 하였으나 이는 1개의 트랜지스터 이루어질 수도 있다. 제3트랜지스터(T3)는 제N발광제어라인(EM[n])에 게이트전극이 연결되고 제1전원라인(VDDEL)에 제1전극이 연결되고 구동 트랜지스터(DT)의 제1전극에 제2전극이 연결된다.

제4트랜지스터(T4)는 제N발광제어라인(EM[n])에 게이트전극이 연결되고 구동 트랜지스터(DT)의 제2전극에 제1전극이 연결되고 유기 발광다이오드(OLED)의 애노드전극에 제2전극이 연결된다. 제5트랜지스터(T5a, T5b)는 제N-1스캔라인(SCAN[n-1])에 게이트전극이 연결되고 초기화전압라인(VINI)에 제1전극이 연결되고 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극에 제2전극이 연결된다. 제6트랜지스터(T6)는 제N스캔라인(SCAN[n])에 게이트전극이 연결되고 초기화전압라인(VINI)에 제1전극이 연결되고 유기 발광다이오드(OLED)의 애노드전극에 제2전극이 연결된다.

구동 트랜지스터(DT)는 커패시터(CST)의 타단, 제2트랜지스터(T2a, T2b)의 제1전극, 제5트랜지스터(T5a, T5b)의 제2전극에 게이트전극이 연결되고 제1트랜지스터(T1)의 제2전극과 제3트랜지스터(T3)의 제2전극에 제1전극이 연결되고 제2트랜지스터(T2a, T2b)의 제2전극, 제4트랜지스터(T4)의 제1전극에 제2전극이 연결된다. 커패시터(CST)는 제1전원라인(EVDD)에 일단이 연결되고 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극에 타단이 연결된다. 유기 발광다이오드(OLED)는 제4트랜지스터(T4)의 제2전극에 애노드전극이 연결되고 제2전원라인(EVSS)에 캐소드전극이 연결된다.

도 14에 도시된 바와 같이, 도 13의 서브 픽셀은 초기화 구간(t1), 문턱전압 센싱 구간(t2), 유지 구간(t3) 및 발광 구간(t4)의 순으로 동작한다.

초기화 구간(t1) 동안, 제N-1스캔라인(SCAN[N-1])에는 로직로우의 제N-1스캔신호(Scan[n-1]), 제N스캔라인(SCAN[N])에는 로직하이의 제N스캔신호(Scan[n]), 제N발광제어라인(EM[n])에는 로직하이의 제N발광제어신호(Em[n])가 전달된다.

초기화 구간(t1) 동안, 제5트랜지스터(T5a, T5b)는 제N-1스캔라인(SCAN[N-1])을 통해 전달된 제N-1스캔신호(Scan[n-1])에 대응하여 턴온된다. 제5트랜지스터(T5a, T5b)가 턴온되면 초기화전압라인(VINI)을 통해 전달된 초기화전압(Vini)은 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극에 연결된 제1노드에 인가된다. 제1노드에 인가된 초기화전압(Vini)에 의해 커패시터(CST)는 초기화(또는 잔류 전하가 방전)된다.

문턱전압 센싱 구간(t2) 동안, 제N-1스캔라인(SCAN[N-1])에는 로직하이의 제N-1스캔신호(Scan[n-1]), 제N스캔라인(SCAN[N])에는 로직로우의 제N스캔신호(Scan[n]), 제N발광제어라인(EM[n])에는 로직하이의 제N발광제어신호(Em[n])가 전달된다.

문턱전압 센싱 구간(t2) 동안, 제2트랜지스터(T2a, T2b)는 제N스캔라인(SCAN[N])을 통해 전달된 제N스캔신호(Scan[n])에 대응하여 턴온된다. 제2트랜지스터(T2a, T2b)가 턴온되면 구동 트랜지스터(DT)의 드레인전극 및 게이트전극이 연결됨에 따라 다이오드 커넥션 상태가 된다. 이로 인하여, 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth)은 센싱 및 샘플링된다. 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth)을 센싱 및 샘플링하기 위한 동작은 보상 동작으로 정의된다.

문턱전압 센싱 구간(t2) 동안, 제1트랜지스터(T1)는 제N스캔라인(SCAN[N])을 통해 전달된 제N스캔신호(Scan[n])에 대응하여 턴온된다. 제1트랜지스터(T1)가 턴온되면 제1데이터라인(DL1)을 통해 전달된 데이터전압은 구동 트랜지스터(DT)의 소스전극을 거치고 이후, 드레인전극을 거친 후 커패시터(CST)의 타단에 인가된다. 제1트랜지스터(T1)의 턴온 동작과 구동 트랜지스터(DT)의 다이오드 커넥션 동작에 의해 커패시터(CST)에는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압 변동분이 반영된 데이터전압(Vdata+Vth)이 충전되기 시작한다.

문턱전압 센싱 구간(t2) 동안, 제6트랜지스터(T6)는 제N스캔라인(SCAN[N])을 통해 전달된 제N스캔신호(Scan[n])에 대응하여 턴온된다. 제6트랜지스터(T6)가 턴온되면 초기화전압라인(VINI)을 통해 전달된 초기화전압(Vini)은 유기 발광다이오드(OLED)의 애노드전극에 인가된다. 이로 인하여, 유기 발광다이오드(OLED)는 초기화된다.

유지 구간(t3) 동안, 제N-1스캔라인(SCAN[N-1])에는 로직하이의 제N-1스캔신호(Scan[n-1]), 제N스캔라인(SCAN[N])에는 로직하이의 제N스캔신호(Scan[n]), 제N발광제어라인(EM[n])에는 로직하이의 제N발광제어신호(Em[n])가 전달된다.

유지 구간(t3) 동안, 제1트랜지스터(T1), 제2트랜지스터(T2a, T2b), 제3트랜지스터(T3), 제4트랜지스터(T4), 제5트랜지스터(T5a, T5b), 제6트랜지스터(T6) 및 구동 트랜지스터(DT)는 턴오프 상태를 갖는다. 유지 구간(t3) 동안, 커패시터(CST)에는 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압 변동분이 반영된 데이터전압(Vdata+Vth)으로 충전이 이루어지고 충전된 전압값이 유지된다.

발광 구간(t4) 동안, 제N-1스캔라인(SCAN[N-1])에는 로직하이의 제N-1스캔신호(Scan[n-1]), 제N스캔라인(SCAN[N])에는 로직하이의 제N스캔신호(Scan[n]), 제N발광제어라인(EM[n])에는 로직로우의 제N발광제어신호(Em[n])가 전달된다.

발광 구간(t4) 동안, 제3 및 제4트랜지스터(T3, T4)는 제N발광제어라인(EM[n])을 통해 전달된 제N발광제어신호(Em[n])에 대응하여 턴온된다. 구동 트랜지스터(DT)는 커패시터(CST)에 저장된 데이터전압에 대응하여 턴온되며 제1전원라인(VDDEL)을 통해 전달된 제1전원전압에 기초한 구동전류를 생성하게 된다. 그 결과, 유기 발광다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)로부터 생성된 구동전류를 인가받으며 빛을 발광하는 발광 동작을 하게 된다. 유기 발광다이오드(OLED)가 빛을 발광하는 동작은 표시 패널 상의 영상 표시 동작으로 정의된다.

도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 앞서 설명한 서브 픽셀의 경우 P타입 트랜지스터들의 특성상 발광 구간(t4) 동안 커패시터(CST)에 저장된 데이터전압 초기화전압라인(VINI)으로 흐르게 되는 전압 누설이 발생할 수 있다. 이 경우, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극에 충전된 게이트전압은 내려가는 반면 휘도는 상승할 수 있다. 이러한 문제는 발광표시장치의 저속 구동 시 표시 패널의 휘도를 균일하게 표현할 수 없는 저해 요소가 될 수 있다.

도 16에 도시된 바와 같이, 저전위전압(Vssel)의 변화에 따른 전류 변화(DT IV curve & OLED IV curve)를 참고하면, 구동 트랜지스터(DT)의 구동 영역이 세츄레이션(Saturation) 영역에 있더라도 유기 발광다이오드(OLED)에 미세한 휘도 변화가 있을 수 있음을 알 수 있다.

본 발명은 이러한 특징을 이용하여 저속 구동 시, 데이터전압과 스캔신호가 출력되지 않는 스킵 구간(또는 구동 주파수 변경 시점)의 시작점(또는 스킵 구간 내의 선택된 어느 한 지점)부터 저전위전압을 일시적으로 승압하는 보상을 하여 표시 패널의 휘도 불균일 또는 플리커(Flicker)를 개선할 수 있음을 알게 되었다. 저전위전압을 일시적으로 승압하는 보상 방식과 관련된 예시는 앞서 설명한 도 9, 도 11 및 도 12를 참고하면 이해할 수 있을 것이다.

이상 본 발명은 저속 구동 시, 데이터전압과 스캔신호가 출력되지 않는 스킵 구간의 시작점 또는 스킵 구간 내의 선택된 어느 한 지점부터 저전위전압을 승압하는 방식으로 표시 패널 상의 휘도 불균일 또는 플리커를 개선할 수 있는 효과가 있다. 아울러, 본 발명은 저속 구동 시에도 균일한 표시품질을 유지할 수 있고 정지영상과 같은 특정 영상 표현 시 구동 주파수를 낮춤과 더불어 저전위전압을 가변하므로 소비전력을 개선할 수 있는 효과가 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

130: 데이터 구동부 140: 스캔 구동부
180: 전원 공급부 150: 표시 패널
160: 전압 제어부 161: 신호 카운터부
163: 지연 제어부 165: 신호 비교부
167: 전압제어신호 출력부

Claims (12)

1. 영상을 표시하는 표시 패널;
   상기 표시 패널에 고전위전압과 저전위전압을 공급하는 전원 공급부; 및
   상기 전원 공급부를 제어하는 전압 제어부를 포함하고,
   상기 전압 제어부는 상기 표시 패널의 구동 주파수가 제1주파수에서 제2주파수로 변경되면 상기 저전위전압의 레벨을 가변하기 위한 전압제어신호를 생성하여 상기 전원 공급부에 공급하는 표시장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2주파수는
   상기 제1주파수와 같거나 상기 제1주파수보다 1/2 느린 주파수인 표시장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 저전위전압의 레벨은
   일시적으로 승압되거나 단계적으로 승압되는 표시장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 저전위전압의 레벨은
   상기 표시 패널의 구동에 필요한 데이터전압과 스캔신호가 인가되지 않는 스킵 구간 동안 일시적으로 승압되거나 단계적으로 승압되는 표시장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 전압 제어부는
   상기 표시 패널의 구동 주파수가 상기 제1주파수에서 상기 제2주파수로 변경되면 일정 지연 시간을 가진 후 상기 전압제어신호를 출력하는 표시장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 전압 제어부는
   상기 표시 패널을 구동하기 위한 동기신호와 상기 표시 패널을 스캐닝하기 위한 게이트스타트신호를 기반으로 상기 전압제어신호를 생성하는 표시장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 전압 제어부는
   상기 표시 패널을 구동하기 위한 동기신호를 카운트하는 신호 카운터부와,
   상기 동기신호를 지연하여 출력하는 지연 제어부와,
   상기 지연 제어부로부터 출력된 지연된 동기신호와 상기 표시 패널을 스캐닝하기 위한 게이트스타트신호를 비교한 후 결과값을 출력하는 신호 비교부와,
   상기 신호 비교부로부터 출력된 결과값을 기반으로 상기 전압제어신호를 출력하는 전압제어신호 출력부를 포함하는 표시장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 신호 카운터부는
   상기 동기신호를 입력받는 제1단자와, 제1레지스터값을 입력받는 제2단자와, 상기 동기신호를 변경한 변경된 동기신호를 출력하는 제3단자를 포함하고,
   상기 변경된 동기신호의 주파수는 상기 제1레지스터값에 따라 달라지는 표시장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 지연 제어부는
   상기 동기신호를 입력받는 제1단자와,
   제2레지스터값을 입력받는 제2단자와,
   상기 지연된 동기신호를 출력하는 제3단자를 포함하고,
   상기 지연된 동기신호의 지연시간은 상기 제2레지스터값에 따라 달라지는 표시장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 전압제어신호 출력부는
    상기 결과값을 입력받는 제1단자와,
    제3레지스터값을 입력받는 제2단자와,
    제4레지스터값을 입력받는 제3단자와,
    상기 전압제어신호를 출력하는 제4단자를 포함하고,
    상기 저전위전압은 상기 제3레지스터값에 따라 가변되고, 상기 제4레지스터값에 따라 복원되는 표시장치.
11. 제1주파수를 기반으로 생성된 스캔신호와 데이터전압으로 표시 패널을 구동하는 단계; 및
    상기 표시 패널의 구동 주파수가 상기 제1주파수보다 느린 제2주파수로 변경되면 상기 표시 패널에 인가할 저전위전압의 레벨을 가변하는 단계를 포함하는 표시장치의 구동방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 저전위전압의 레벨을 가변하는 단계는
    상기 표시 패널의 구동에 필요한 데이터전압과 스캔신호가 인가되지 않는 스킵 구간 동안 일시적으로 승압되거나 단계적으로 승압되는 표시장치의 구동방법.

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