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KR102137636B1 - 접점 수가 감소한 픽셀 및 디지털 구동 방법 - Google Patents

접점 수가 감소한 픽셀 및 디지털 구동 방법 Download PDF

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KR102137636B1
KR102137636B1 KR1020190169783A KR20190169783A KR102137636B1 KR 102137636 B1 KR102137636 B1 KR 102137636B1 KR 1020190169783 A KR1020190169783 A KR 1020190169783A KR 20190169783 A KR20190169783 A KR 20190169783A KR 102137636 B1 KR102137636 B1 KR 102137636B1
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KR
South Korea
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pixel
driving
potential
circuit
driving circuit
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Application number
KR1020190169783A
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English (en)
Inventor
이재훈
장진웅
Original Assignee
주식회사 사피엔반도체
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Priority to KR1020200081455A priority patent/KR20210078385A/ko
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Abstract

본 명세서는 접점의 개수가 줄어든 픽셀 회로를 제공하고, 이러한 픽셀 회로가 동작할 수 있는 방법을 개시한다. 본 명세서에 따른 픽셀회로는, 복수의 발광소자들을 구동시키는 픽셀구동회로부의 구동에 필요한 전력과 관련된 양전원단자와 음전원단자로 구성된 픽셀회로로서, 상기 양전원단자는 데이터구동회로에 연결되고, 상기 음전원단자는 스캔구동회로에 연결될 수 있다. 상기 데이터구동회로에서 출력된 신호와 상기 스캔구동회로에서 출력된 신호의 전위 차이에 의해 픽셀회로가 구동될 수 있다.

Description

접점 수가 감소한 픽셀 및 디지털 구동 방법{PIXEL HAVING LESS CONTACTING POINT AND DIGITAL DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 디스플레이 장치에 포함되는 픽셀에 관한 것이며, 보다 상세하게는 외부와 연결되는 접점의 개수가 감소한 픽셀에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 픽셀의 구조를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 1을 참조하면, 3개의 발광소자(R, G, B)가 포함된 픽셀을 확인할 수 있다. 일반적인 픽셀은 4개의 접점이 필요하다. 픽셀의 구동에 필요한 전력과 관련된 2개의 접점(Vcc, GND), 행 방향으로 배열된 픽셀을 동시에 턴온(turn on) 시키는 스캔 라인과 연결되는 접점(Scan) 및 비디오 데이터와 관련된 신호가 입력되는 데이터 라인과 연결되는 접점(Data)이다.
이러한 픽셀구동회로는 일반적으로 반도체 웨이퍼 상에 증착 방법 등을 통해 구현하는데, 접점의 수가 많을 수록 전사 효율이 낮아질 수 있다. 또한, 최근 마이크로 LED를 이용한 디스플레이 패널에 대한 관심이 증가하면서, 종래 픽셀보다 작은 픽셀구동회로가 필요하게 되었다. 그러나 이 역시, 접점의 개수가 많아질 수록 픽셀의 크기를 줄이는데 한계로 작용한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0111788호
본 명세서는 접점의 개수가 줄어든 픽셀 회로를 제공하고, 이러한 픽셀 회로가 동작할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서는 상기 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 따른 픽셀회로는, 복수의 발광소자들을 구동시키는 픽셀구동회로부의 구동에 필요한 전력과 관련된 양전원단자와 음전원단자로 구성된 픽셀회로로서, 상기 양전원단자는 데이터구동회로에 연결되고, 상기 음전원단자는 스캔구동회로에 연결될 수 있다.
본 명세서에 따른 상기 픽셀구동회로부는 상기 양전원단자를 통해 입력된 복수의 발광소자의 구동과 관련된 데이터를 저장하는 픽셀내장메모리부;를 포함할 수 있다.
본 명세서에 따른 상기 픽셀구동회로부는 상기 픽셀내장메모리부에 포함된 회로를 동작시키기 위한 전압을 출력하는 기준전압공급부;를 더 포함할 수 있다.
본 명세서에 따른 상기 기준전압공급부는 상기 음전원단자의 전위 변동에 따라 함께 변동하는 전압을 상기 픽셀내장메모리부에 출력할 수 있다.
본 명세서에 따른 상기 픽셀내장메모리부는 적어도 하나 이상의 시프트 레지스터; 및 상기 시프트 레지스터의 동작 전환을 위한 적어도 하나의 플립플롭;을 포함할 수 있다.
본 명세서에 따른 픽셀회로는, 복수의 픽셀회로를 포함하는 디스플레이 패널; 각 픽셀회로의 음전원단자와 연결된 복수의 스캔라인들 중 어느 하나 스캔라인에 연결되어 행 방향으로 배열된 픽셀회로들을 구동시키는 스캔구동회로; 및 각 픽셀회로의 양전원단자와 연결된 복수의 데이터라인들을 통해 각 픽셀회로에 포함된 복수의 발광소자들의 구동과 관련된 신호를 출력하는 데이터구동회로;를 포함하는 디스플레이 장치의 일 구성요소가 될 수 있다.
본 명세서에 따른 상기 데이터구동회로에서 출력되는 신호는 기준전위, 상기 기준전위보다 높은 제1 전위 또는 상기 제1 전위보다 높은 제2 전위를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 발광소자들의 구동과 관련된 신호는 제1 전위에서 제2 전위로 바뀌는 적어도 하나 이상의 펄스를 가진 신호일 수 있다.
본 명세서에 따른 상기 스캔구동회로는 각 스캔라인마다 발광소자의 구동 데이터 입력 구간과 발광소자 구동 구간을 가진 신호를 출력할 수 있다.
본 명세서에 따른 상기 스캔구동회로에서 출력되는 신호는 기준전위, 상기 기준전위보다 높은 제1 전위 또는 상기 제1 전위보다 높은 제2 전위를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 구동 데이터 입력 구간은 제1 전위를 가진 신호이고, 상기 발광소자 구동 구간은 기준전위에서 제1 전위로 바뀌는 적어도 하나 이상의 펄스를 가진 신호일 수 있다.
본 명세서에 따른 상기 스캔구동회로는 상기 발광소자 구동 구간 이후 다음 프레임의 구동 데이터 입력 구간 전까지 상기 제2 전위를 가진 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 명세서의 일 측면에 따르면, 신호 전달에 필요한 접점의 개수가 종래 픽셀보다 줄어들어 들어서, 웨이퍼 상에 제조하는 과정에서 수율 및 효율이 증가할 수 있다.
본 명세서의 다른 측면에 따르면, 접점이 감소한 만큼 픽셀 회로의 소형화가 가능하여 소형 디스플레이 또는 마이크로 LED의 구동 회로에 적합하다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 픽셀의 구조를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 2는 본 명세서에 따른 복수의 픽셀회로를 포함하는 디스플레이 장치이다.
도 3은 본 명세서에 따른 픽셀회로의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 명세서에 따른 디스플레이 장치에서 픽셀회로를 구동하기 위해 출력되는 신호의 파형도이다.
도 5는 하나의 픽셀회로의 동작에 대한 타이밍 참고도이다.
도 6은 본 명세서에 따른 구동 데이터 입력 구간에서 픽셀내장메모리부의 동작 참고도이다.
도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 픽셀내장메모리부()의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
본 명세서에 개시된 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 명세서가 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하고, 본 명세서가 속하는 기술 분야의 통상의 기술자(이하 '당업자')에게 본 명세서의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서의 권리 범위는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 명세서의 권리 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 명세서에 따른 복수의 픽셀회로를 포함하는 디스플레이 장치이다.
도 2를 참조하면, 본 명세서에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 스캔구동회로(120), 데이터구동회로(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 패널(110)은 본 명세서에 따른 복수의 픽셀(pixel, PX)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 픽셀(PX)들은 m X n(m, n은 자연수)개가 매트릭스(matrix) 형태로 배열될 수 있다. 다만, 상기 복수의 픽셀들이 배열되는 패턴은 지그재그 형 등 실시예에 따라 다양한 패턴으로 배열될 수 있다.
디스플레이 패널(110)은 LCD(liquid crystal display), LED(light emitting diode) 디스플레이, OLED(organic LED) 디스플레이, AMOLED(active-matrix OLED) 디스플레이, ECD(Electrochromic Display), DMD(Digital Mirror Device), AMD(Actuated Mirror Device), GLV(Grating Light Valve), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 중 하나로 구현될 수 있고, 그 밖에 다른 종류의 평판 디스플레이 또는 플렉서블 디스플레이로 구현될 수 있다. 본 명세서에서는 일 예로 LED 디스플레이 패널을 설명하겠다.
각각의 픽셀(PX)은 복수의 발광소자들을 포함할 수 있다. 발광소자는 발광다이오드(LED)일 수 있다. 발광다이오드는 80um이하의 크기를 가진 마이크로 엘이디(Micro LED)일 수 있다. 하나의 픽셀(PX)은 서로 다른 색을 가진 복수의 발광소자를 통해 다양한 색을 출력할 수 있다. 일 예로, 하나의 픽셀(PX)은 적색, 녹색, 청색으로 구성된 발광소자를 포함할 수 있다. 다른 예로, 백색 발광소자가 더 포함될 수 있으면, 백색 발광소자가 적색, 녹색, 청색 발광소자 중 어느 하나의 발광소자를 대체할 수도 있다. 하나의 픽셀(PX)에 포함된 각 발광소자를 '서브픽셀(sub pixel)'이라고 부른다.
각각의 픽셀(PX)은 복수의 서브픽셀들을 구동시키는 픽셀구동회로를 포함할 수 있다. 상기 픽셀구동회로는 상기 스캔구동회로(120) 및/또는 데이터구동회로(130)에서 출력된 제어 신호에 의해 서브픽셀의 턴온 또는 턴오프 동작을 구동시킬 수 있다. 상기 픽셀구동회로는 적어도 하나의 박막 트랜지스터 및 적어도 하나의 캐패시터 등을 포함할 수 있다. 상기 픽셀구동회로는 반도체 웨이퍼 상에 적층 구조에 의해 구현될 수 있다.
상기 디스플레이 패널(110)은 행(raw) 방향으로 배열된 스캔 라인들(SL1~SLm) 및 열(column) 방향으로 배열된 데이터 라인들(DL1~DLn)을 포함할 수 있다. 상기 스캔 라인들(SL1~SLm) 및 데이터 라인들(DL1~DLn)의 교차 지점에 픽셀(PX)들이 위치할 수 있다. 각 픽셀(PX)은 어느 하나의 스캔 라인(SLk) 및 어느 하나의 데이터 라인(DLk)과 연결될 수 있다. 상기 스캔 라인들(SL1~SLm)은 상기 스캔구동회로(120)에 연결되고, 상기 데이터 라인들(DL1~DLn)은 상기 데이터구동회로(130)에 연결될 수 있다.
상기 스캔구동회로(120)는 상기 스캔 라인들(SL1~SLm) 중 어느 하나 라인에 연결된 픽셀들이 구동되도록 할 수 있다. 바람직하게, 상기 스캔구동회로(120)는 상기 스캔 라인들(SL1~SLm)이 순차적으로 선택할 수 있다. 예를 들어, 제1 스캔 구동 기간 동안 제1 스캔 라인(SL1)에 연결된 픽셀들이 구동하고, 제2 스캔 구동 기간 동안 제2 스캔 라인(SL2)에 연결된 픽셀들이 구동할 수 있다. 본 명세서에 따른 스캔구동회로(120)의 동작은 이후에 보다 자세히 설명하겠다.
상기 데이터구동회로(130)는 상기 데이터 라인들(DL1~DLn)을 통해서 각 픽셀에게 계조(gradation)와 관련된 신호을 출력할 수 있다. 하나의 데이터 라인은 종 방향으로 다수의 픽셀들과 연결되어 있지만, 상기 스캔구동회로(120)에 의해 선택된 스캔 라인과 연결된 픽셀들에게만 계조와 관련된 신호가 입력될 수 있다. 본 명세서에 따른 데이터구동회로(130)의 동작은 이후에 보다 자세히 설명하겠다.
상기 제어부(140)는 상기 스캔구동회로(120) 및 데이터구동회로(130)의 동작을 실행하도록 제어 신호를 출력할 수 있다. 상기 제어부(140)는 하나의 영상 프레임에 해당하는 영상 데이터에 대응하는 제어 신호를 상기 스캔구동회로(120) 및 데이터구동회로(130)에 각각 출력할 수 있다.
도 3은 본 명세서에 따른 픽셀회로의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 본 명세서에 따른 픽셀회로(1000)는 복수의 발광소자들(R/G/B)과 픽셀구동회로부(1100)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 발광소자들은 마이크로 LED일 수 있다. 상기 픽셀구동회로부(1100)는 복수의 발광소자들을 구동시키는 역할을 한다. 즉, 상기 픽셀구동회로부(1100)는 각각의 프레임마다 픽셀이 출력해야 하는 빛의 색깔과 밝기에 따라 상기 복수의 발광소자들이 동작하도록 제어하는 역할을 할 수 있다.
상기 양전원단자(Vcc)와 상기 음전원단자(GND)는 복수의 발광소자들(R/G/B)과 상기 픽셀구동회로부(1100)의 구동에 필요한 전력과 관련된 접점이다. 따라서, 본 명세서에 따른 픽셀회로(1000)의 동작에 필요한 전기적 에너지는 모두 상기 양전원단자(Vcc)와 상기 음전원단자(GND) 사이의 전위차에 의해서 공급받을 수 있다. 그리고 상기 양전원단자(Vcc)는 상기 데이터구동회로(130)에 연결될 수 있고, 상기 음전원단자(GND)는 상기 스캔구동회로(120)에 연결될 수 있다.
본 명세서에 따른 픽셀회로(1000)는 외부와 전기적으로 연결되는 접점(contacting point)이 양전원단자(Vcc)와 음전원단자(GND)로 구성된 것을 확인할 수 있다. 도 1에 도시된 픽셀과 비교할 때, 본 명세서에 따른 픽셀회로(1000)는 접점 2개가 적은 것을 확인할 수 있다. 따라서, 상대적으로 적은 접점에도 불구하고 디스플레이 패널의 픽셀로서 동작하기 위해, 본 명세서에 따른 픽셀회로(1000)의 상기 양전원단자(Vcc)는 상기 데이터구동회로(130)에 연결되고, 상기 음전원단자(GND)는 상기 스캔구동회로(120)에 연결된 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 데이터구동회로(130)에서 출력된 신호와 상기 스캔구동회로(120)에서 출력된 신호의 전위차로 인해 픽셀회로(1000)가 동작하게 된다.
상기 픽셀구동회로부(1100)는 픽셀내장메모리부(1140)를 포함할 수 있다. 상기 픽셀내장메모리부(1140)는 상기 양전원단자(Vcc)를 통해 입력된 복수의 발광소자의 구동과 관련된 데이터를 저장할 수 있다. 상기 복수의 발광소자의 구동과 관련된 신호는 디지털 형식으로 입력된 신호일 수 있다. 즉, 본 명세서에 따른 디스플레이 패널(110)은 디지털 구동 방식의 픽셀을 가진 장치일 수 있다.
상기 픽셀구동회로부(1100)는 상기 픽셀내장메모리부(1140)에 포함된 회로를 동작시키기 위한 전압을 출력하는 기준전압공급부(1120)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 픽셀구동회로부(1100)는 바이어스 전류공급부(1110), 리셋부(1130) 및 발광소자구동부(1150)를 더 포함할 수 있다. 상기 발광소자구동부(1150)는 픽셀내장메모리부에 저장된 각 발광소자의 구동 데이터에 따라 상기 복수의 발광소자를 구동시키는 구성이다. 상기 발광소자구동부(1150)는 PWM(Pulse Width Modulation)방식으로 상기 발광소자를 구동시키는 회로일 수 있다. PWM 구동 방식은 당업자에게 알려진 기술이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다. 상기 바이어스 전류공급부(1110), 기준전압공급부(1120) 및 리셋부(1130)에 대해서는 이후에 보다 자세히 설명하도록 하겠다.
도 2 및 3을 함께 참조하여, 본 명세서에 따른 픽셀회로(1000) 및 디스플레이 장치(100)가 동작하는 원리에 대해서 설명하도록 하겠다.
도 4는 본 명세서에 따른 디스플레이 장치에서 픽셀회로를 구동하기 위해 출력되는 신호의 파형도이다.
도 4를 참조하면, 각각의 프레임마다 스캔구동회로(120) 및 데이터구동회로(130)의 동작을 일치시키기 위한 신호(Sync)를 확인할 수 있다. 상기 싱크 신호(Sync)는 상기 스캔구동회로(120) 및 데이터구동회로(130)를 제어하는 제어부(140)에서 출력될 수 있다.
상기 데이터구동회로(130)에서 출력되는 신호는 기준전위(V0), 상기 기준전위(V0)보다 높은 제1 전위(V1) 또는 상기 제1 전위(V1)보다 높은 제2 전위(V2)를 가질 수 있다. 일 예로, 상기 기준전위(V0)는 디스플레이 장치의 기준 접지 전압일 수 있고, 상기 제1 전위(V1)는 상기 기준전위(V0)보다 0.7V 이상 전위차를 가질 수 있고, 상기 제2 전위(V2)는 상기 제1 전위(V1)보다 0.7V 이상 전위차를 가질 수 있다. 그리고 상기 데이터구동회로(130)에서 출력되는 신호 즉, 상기 발광소자들의 구동과 관련된 신호는, 제1 전위(V1)에서 제2 전위(V2)로 바뀌는 적어도 하나 이상의 펄스를 가진 신호일 수 있다. 상기 펄스의 길이에 따라 '0' 또는 '1'의 데이터를 표현할 수 있다.
상기 스캔구동회로(120)는 상기 싱크 신호(Sync)의 타이밍에 맞추어 각 스캔라인마다 상기 픽셀회로(1000)를 구동시킬 수 있는 신호를 출력할 수 있다. 상기 픽셀회로(1000)를 구동시키는 신호는 발광소자의 구동 데이터 입력 구간(RGB Program)과 발광소자 구동 구간(PWM Driving)을 가질 수 있다.
상기 스캔구동회로(120)에서 출력되는 신호는 역시, 기준전위(V0), 상기 기준전위(V0)보다 높은 제1 전위(V1) 또는 상기 제1 전위(V1)보다 높은 제2 전위(V2)를 가질 수 있다. 일 예로, 상기 기준전위(V0)는 디스플레이 장치의 기준 접지 전압일 수 있고, 상기 제1 전위(V1)는 상기 기준전위(V0)보다 0.7V 이상 전위차를 가질 수 있고, 상기 제2 전위(V2)는 상기 제1 전위(V1)보다 0.7V 이상 전위차를 가질 수 있다. 즉, 상기 데이터구동회로(130)에서 출력되는 신호의 기준전위(V0), 제1 전위(V1) 및 제2 전위(V2)와 동일할 수 있다.
상기 스캔구동회로(120)에서 출력되는 신호에서 상기 구동 데이터 입력 구간(RGB Program)은 제1 전위(V1)를 가진 신호일 수 있다. 상기 구동 데이터 입력 구간(RGB Program)은 하나의 펄스로 구성될 수 있다. 상기 발광소자 구동 구간(PWM Driving)은 기준전위(V0)에서 제1 전위(V1)로 바뀌는 적어도 하나 이상의 펄스를 가진 신호일 수 있다. 상기 발광소자 구동 구간(PWM Driving)은 발광소자의 PWM 구동을 위해 영역으로서, 상기 발광소자 구동 구간(PWM Driving)에서 펄스의 개수는 발광소자의 구동과 관련된 데이터의 비트(bit) 크기와 대응될 수 있다.
앞서 설명하였듯이, 본 명세서에 따른 픽셀회로(1000)의 양전원단자(Vcc)와 음전원단자(GND) 사이의 일정한 전위차가 존재할 때 구동될 수 있다. 상기 구동 데이터 입력 구간(RGB Program) 및 발광소자 구동 구간(PWM Driving) 동안, 상기 데이터구동회로(130)는 제1 전위(V1)와 제2 전위(V2) 사이의 전압을 상기 양전원단자(Vcc)에 인가하고, 상기 스캔구동회로(120)는 기준전위(V0)와 제1 전위(V1) 사이의 전압을 상기 음전원단자(GND)에 인가할 수 있다. 따라서, 상기 구동 데이터 입력 구간(RGB Program) 및 발광소자 구동 구간(PWM Driving) 동안, 본 명세서에 따른 픽셀회로(1000)는 상기 양전원단자(Vcc)와 음전원단자(GND) 사이의 전위차에 의해 구동이 가능하다. 한편, 상기 스캔구동회로(120)는, 상기 발광소자 구동 구간(PWM Driving) 이후 다음 프레임의 구동 데이터 입력 구간(RGB Program) 전까지 상기 제2 전위(V2)를 가진 신호를 출력할 수 있다. 이때, 상기 양전원단자(Vcc)와 상기 음전원단자(GND) 사이의 전위차가 거의 없기 때문에, 본 명세서에 따른 픽셀회로(1000)는 구동하지 않을 수 있다.
상기 스캔구동회로(120)는 복수의 스캔라인(SL1~SLm)에 순차적으로 상기 픽셀회로(1000)를 구동시킬 수 있는 신호를 출력할 수 있다. 이때, 상기 스캔구동회로(120)는 스캔라인과 스캔라인 사이에 미리 설정된 시간 간격(1H)만큼 지연된 신호를 출력할 수 있다. 이때, 상기 미리 설정된 시간 간격(1H)과 상기 구동 데이터 입력 구간(RGB Program)과 동일할 수 있다.
상기 데이터구동회로(130)는 복수의 픽셀회로(1000)의 구동과 관련된 신호를 출력할 수 있다. 상기 픽셀회로(1000)의 구동과 관련된 신호란, 픽셀회로(1000)에 포함된 복수의 발광소자가 한 프레임 안에서 출력해야 하는 빛의 밝기와 관련된 데이터가 포함된 신호이다. 상기 데이터구동회로(130)가 각 데이터라인(DL1~DLn)에 출력하는 신호는 상기 디스플레이 패널(110)에서 종 방향으로 배열된 픽셀의 개수(m)만큼의 데이터가 포함되어 있다. 그리고 하나의 데이터라인에서, 상기 데이터구동회로(130)가 각각의 픽셀회로(1000)의 구동과 관련된 데이터 신호의 간격은 상기 구동 데이터 입력 구간(RGB Program)과 동일할 수 있다.
한편, 도 4에서 상기 데이터구동회로(130)가 픽셀회로(1000)의 구동과 관련된 데이터 신호(RGB)의 모양이 모두 동일한 것으로 표시하였지만, 상기 신호의 모양은 표현하고자 하는 색상에 따라 다양할 수 있음을 이해해야 한다.
이하에서는, 도 4에 도시된 신호가 하나의 픽셀회로(1000)에 입력되어 어떻게 픽셀회로(1000)가 구동하게 되는지 설명하겠다. 이해의 편의를 위해, 1번 스캔라인(SL1)과 1번 데이터라인(DL1)이 만나는 1-1 픽셀회로(1000)를 예시로 설명하겠다.
도 5는 하나의 픽셀회로의 동작에 대한 타이밍 참고도이다.
도 5를 참고하면, 프레임과 프레임을 구분하기 위해 상기 제어부(140)에 출력된 싱크 신호(Sync)를 확인할 수 있다. 상기 싱크 신호(Sync)에 따라 상기 1번 데이터라인(DL1)과 1번 스캔라인(SL1)을 통해 입력된 신호를 확인할 수 있다. 상기 1번 데이터라인(DL1)을 통한 신호는 양전원단자(Vcc)로 입력되고, 상기 1번 스캔라인(SL1)을 통한 신호는 음전원단자(GND)로 입력된다. 상기 양전원단자(Vcc)와 상기 음전원단자(GND) 사이의 전위 차로 인해 상기 픽셀구동회로부(1100)가 동작을 시작할 수 있다.
먼저, 상기 바이어스 전류공급부(1110)는 상기 기준전압공급부(1120)에 바이어스 전류를 출력할 수 있다. 상기 기준전압공급부(1120)는 상기 리셋부(1130), 픽셀내장메모리부(1140)및 발광소자구동부(1150)에 미리 설정된 크기의 전압을 출력할 수 있다. 도 3에 도시된 전압 중 "VDD_int"는 상기 리셋부(1130) 및 상기 픽셀내장메모리부(1140) 내부에 포함된 회로를 동작시키기 위한 전압이고, "V-bias"는 상기 발광소자구동부(1150)를 구동시키기 위한 전압이다. 다만, 상기 기준전압공급부(1120)에서 출력되는 전압의 종류 및 크기가 도면에 도시된 예시에 제한되지 않으며, 다양하게 설정될 수 있음은 자명하다.
상기 리셋부(1130)는 상기 픽셀내장메모리부(1140)를 초기화 시킬 수 있다. 상기 픽셀내장메모리부(1140)는 초기화된 이후 구동 데이터 입력 구간(RGB Program)동안 상기 기준전압공급부(1120)에서 출력된 신호 즉, 발광소자들의 구동과 관련된 신호(Video data)를 저장할 수 있다. 이후, 상기 픽셀내장메모리부(1140)는 상기 발광소자 구동 구간(PWM Driving)동안 상기 음전원단자(GND)를 통해 입력된 PWM 제어 신호(PWM CLK)에 의해 상기 발광소자구동부(1150)에 각각의 발광소자를 PWM 구동시키는 신호를 출력할 수 있다. 각각의 발광소자(R/G/B)는 상기 발광소자구동부(1150)는 PWM 구동 신호에 따라 다양한 밝기를 출력 하게된다(도 5의 'Output' 참조).
이하에서는 상기 픽셀내장메모리부(1140)가 구동 데이터 입력 구간(RGB Program)과 발광소자 구동 구간(PWM Driving)에서 어떻게 동작하는지 보다 자세히 설명하겠다.
도 6은 본 명세서에 따른 구동 데이터 입력 구간에서 픽셀내장메모리부의 동작 참고도이다.
도 6을 참조하면, 시프트 레지스터(1141)를 포함한 픽셀내장메모리부(1140)를 확인할 수 있다. 상기 픽셀내장메모리부(1140)는 상기 기준전압공급부(1120)로부터 상기 시프트 레지스터(1141)를 동작시키기 위한 전압(VDD_int)을 공급받을 수 있다. 그리고 상기 시프트 레지스터(1141)는 상기 음전원단자(GND)와 연결될 수 있다. 따라서, 상기 시프트 레지스터(1141)는 상기 기준전압공급부(1120)에서 출력된 전압(VDD_int)과 상기 음전원단자(GND) 사이의 전위차에 의해서 동작될 수 있다.
한편, 상기 기준전압공급부(1120)는 상기 음전원단자(GND)의 전위 변동에 따라 함께 변동하는 전압을 상기 픽셀내장메모리부(1140)에 출력할 수 있다. 앞서 설명하였듯이, 상기 구동 데이터 입력 구간(RGB Program) 동안 상기 스캔구동회로(120)에서 출력되어 상기 음전원단자(GND)를 통해 입력되는 신호는 기준 전위(V0)에서 제1 전위(V1)로 상승할 수 있다. 이때, 상기 기준전압공급부(1120) 역시 상기 픽셀구동회로부(1100)에 발광소자의 구동과 관련된 데이터를 저장할 때, 즉 상기 구동 데이터 입력 구간(RGB Program) 동안 상기 음전원단자(GND)의 전위가 상승한 만큼(V0에서 V1로) 상승된 전압을 출력할 수 있다. 상기 구동 데이터 입력 구간(RGB Program) 동안 상기 기준전압공급부(1120)에서 공급되는 전원(VDD_int)와 상기 음전원단자(GND)에서 출력되는 전위의 동반 상승으로 상기 데이터구동회로(130)에서 출력되는 신호에서 특정 구간을 선택하여 상기 시프트 레지스터(1141)에 입력되게 할 수 있다.
한편, 상기 양전원단자(Vcc)를 통해 입력된 발광소자의 구동과 관련된 데이터(Video data)는 분기되어 하나는 직접 시프트 레지스터(1141)에 입력되고, 나머지는 저주파 통과 필터(Low Pass Filter, LPF)를 거쳐서 시프트 레지스터(1141)에 입력될 수 있다. 상기 저주파 통과 필터(LPF)를 거친 신호는 상기 시프트 레지스터(1141)의 'CLK'로 입력될 수 있고, 상기 저주파 통과 필터(LPF)를 거치지 않은 신호는 상기 시프트 레지스터(1141)의 'DATA'로 입력될 수 있다. 상기 두 신호의 입력 전위차이를 통해 "0" 또는 "1"이 입력될 수 있다.
도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 픽셀내장메모리부(1140)의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 7을 참조하면, 상기 픽셀내장메모리부(1140)가 3개의 시프트 레지스터(Shift Register)와 1개의 플립플롭(Flip-Flop)을 포함한 것을 확인할 수 있다. 상기 각 시프트 레지스터는 복수개의 플립플롭으로 구성될 수 있다. 일반적으로 하나의 픽셀 회로는 3개의 발광소자를 포함한다. 일 예로, 상기 하나의 프레임에서 각 발광소자의 구동과 관련된 데이터는 8bits일 수 있다. 이 경우, 상기 픽셀내장메모리부(1140)는 는 8bits를 저장할 수 있는 3개의 시프트 레지스터를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 하나의 프레임에서 각 발광소자의 구동과 관련된 데이터는 감마보정 또는 미스매치 보정을 위해 8bits보다 확장된 11bits일 수도 있다. 이 경우, 상기 픽셀내장메모리부(1140)는 11bits를 저장할 수 있는 3개의 시프트 레지스터를 포함할 수 있다. 상기 3개의 시프트 레지스트는 직렬로 연결되어, 순차적으로 발광소자의 구동과 관련된 데이터가 입력될 수 있다.
한편, 상기 픽셀내장메모리부(1140)는 상기 시프트 레지스터의 동작 전환을 위한 적어도 하나의 플립플롭을 포함할 수 있다. 상기 상기 시프트 레지스터의 동작 전환이란, 구동 데이터 입력 구간(RGB Program)과 발광소자 구동 구간(PWM Driving)에서 데이터 쓰기 및 출력 전환을 의미한다. 상기 시프트 레지스터의 동작 전환을 위한 플립플롭은 상기 시프트 레지스터의 입력단에서 제일 끝(마지막)에 위치할 수 있다. 따라서, 상기 데이터구동회로(130)에서 출력된 데이터는 발광소자의 구동과 관련된 데이터 외에 추가 1bit가 더 포함될 수 있다. 예를 들어, 하나의 프레임동안 상기 데이터구동회로(130)에서 출력된 신호는 25bits(= 8bits x 3 + 1bit) 또는 33bits(= 11bits x 3 + 1bit)가 될 수 있다.
상기 추가 1bit는 신호의 가장 첫 부분에 포함되지만, 상기 시프트 레지스터의 동작 전환을 위한 플립플롭에 가장 마지막에 도달하게 된다. 상기 추가 1bit가 상기 플립플롭에 입력되면, 상기 시프트 레지스터가 저장된 데이터를 상기 발광소자구동부(1150)로 출력하도록 스위칭 회로에 신호를 출력할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 명세서의 실시예를 설명하였지만, 본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 디스플레이 장치
110 : 디스플레이 패널 120 : 스캔구동회로
130 : 데이터구동회로 140 : 제어부
1000 : 픽셀회로 1100 : 픽셀구동회로부
1110: 바이어스 전류공급부 1120 : 기준전압공급부
1130 : 리셋부 1140 : 픽셀내장메모리부
1141 : 시프트 레지스터 1150 : 발광소자구동부

Claims (10)

  1. 복수의 발광소자들을 구동시키는 픽셀구동회로부의 구동에 필요한 전력과 관련된 양전원단자와 음전원단자로 구성된 픽셀회로로서,
    상기 양전원단자는, 데이터구동회로에 연결되고,
    상기 음전원단자는, 스캔구동회로에 연결되며,
    상기 픽셀구동회로부는,
    상기 양전원단자를 통해 입력된 복수의 발광소자의 구동과 관련된 데이터를 저장하는 픽셀내장메모리부; 및
    상기 픽셀내장메모리부에 포함된 회로를 동작시키기 위한 전압을 출력하는 기준전압공급부;를 포함하고,
    상기 기준전압공급부는, 상기 음전원단자의 전위 변동에 따라 함께 변동하는 전압을 상기 픽셀내장메모리부에 출력하는 것을 특징으로 하는 픽셀회로.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 픽셀내장메모리부는, 적어도 하나 이상의 시프트 레지스터; 및 상기 시프트 레지스터의 동작 전환을 위한 적어도 하나의 플립플롭;을 포함하는 픽셀회로.
  6. 청구항 1 또는 청구항 5에 따른 복수의 픽셀회로를 포함하는 디스플레이 패널;
    각 픽셀회로의 음전원단자와 연결된 복수의 스캔라인들 중 어느 하나 스캔라인에 연결되어 행 방향으로 배열된 픽셀회로들을 구동시키는 스캔구동회로; 및
    각 픽셀회로의 양전원단자와 연결된 복수의 데이터라인들을 통해 각 픽셀회로에 포함된 복수의 발광소자들의 구동과 관련된 신호를 출력하는 데이터구동회로;를 포함하는 디스플레이 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 데이터구동회로에서 출력되는 신호는 기준전위, 상기 기준전위보다 높은 제1 전위 또는 상기 제1 전위보다 높은 제2 전위를 가지고,
    상기 발광소자들의 구동과 관련된 신호는, 제1 전위에서 제2 전위로 바뀌는 적어도 하나 이상의 펄스를 가진 신호인 디스플레이 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 스캔구동회로는, 각 스캔라인마다 발광소자의 구동 데이터 입력 구간과 발광소자 구동 구간을 가진 신호를 출력하는 디스플레이 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 스캔구동회로에서 출력되는 신호는 기준전위, 상기 기준전위보다 높은 제1 전위 또는 상기 제1 전위보다 높은 제2 전위를 가지고,
    상기 구동 데이터 입력 구간은 제1 전위를 가진 신호이고,
    상기 발광소자 구동 구간은 기준전위에서 제1 전위로 바뀌는 적어도 하나 이상의 펄스를 가진 신호인 디스플레이 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 스캔구동회로는, 상기 발광소자 구동 구간 이후 다음 프레임의 구동 데이터 입력 구간 전까지 상기 제2 전위를 가진 신호를 출력하는 디스플레이 장치.
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