WO2022075573A1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

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WO2022075573A1
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김용상
오동건
오종수
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Samsung Electronics Co Ltd
Sungkyunkwan University
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    • G09G3/2081—Display of intermediate tones by a combination of two or more gradation control methods with combination of amplitude modulation and time modulation

Definitions

  • the present disclosure relates to a display device, and more particularly, to a display device including a pixel array formed of a self-luminous element.
  • each sub-pixel A driving circuit (hereinafter referred to as a sub-pixel circuit) is provided.
  • the threshold voltage (Vth) or mobility ( ⁇ ) of the driving transistor included in each sub-pixel circuit may be different for each driving transistor.
  • the driving transistor is a key component that determines the operation of the sub-pixel circuit.
  • electrical characteristics such as the threshold voltage (Vth) or mobility ( ⁇ ) of the driving transistor are mutually exclusive between the sub-pixel circuits of the display panel 100 . should be the same
  • the threshold voltage (Vth) and mobility ( ⁇ ) of the actual driving transistor may vary for each pixel circuit due to various factors such as process variation or change over time, and the variation in electrical characteristics of the driving transistor is It causes image quality degradation and thus needs to be compensated.
  • the sub-pixel circuit has a common cathode structure in which an electrode to which a cathode terminal of an inorganic light emitting device is connected is used as a common electrode in order to set a stable data voltage.
  • the forward voltage deviation of the inorganic light emitting device cannot be compensated for, which is a problem.
  • An object of the present disclosure is to provide a display device that provides improved color reproducibility and improved luminance uniformity with respect to an input image signal, and a driving method thereof.
  • Another object of the present disclosure is to provide a display device including a sub-pixel circuit capable of driving an inorganic light emitting device more efficiently and stably, and a method of driving the same.
  • Another object of the present disclosure is to provide a display device including a driving circuit suitable for high-density integration by optimizing the design of various circuits for driving an inorganic light emitting device, and a driving method thereof.
  • a display device provides a pixel array in which each pixel including a plurality of inorganic light emitting devices is disposed on a plurality of row lines, and each of the plurality of inorganic light emitting devices a display panel comprising a sub-pixel circuit for driving a corresponding inorganic light emitting device based on the applied image data voltage; a sensing unit sensing a current flowing through a driving transistor included in the sub-pixel circuit based on a specific voltage applied to the sub-pixel circuit, and outputting sensing data corresponding to the sensed current; and a correction unit for correcting the image data voltage applied to the sub-pixel circuit based on the sensed data, wherein the driving transistor is a PMOSFET, and the inorganic light emitting device has an anode to which a driving voltage is applied. An electrode is connected, and a cathode electrode is connected to a source terminal of the driving transistor.
  • the image data voltage includes a constant current source data voltage
  • the sub-pixel circuit includes a first driving transistor
  • the image data voltage includes a first driving transistor based on the constant current source data voltage applied to a gate terminal of the first driving transistor. It may include; a constant current source circuit for controlling the magnitude of the driving current provided to the inorganic light emitting device.
  • the specific voltage includes a first specific voltage applied to a gate terminal of the first driving transistor, and the sensing unit senses a first current flowing through the first driving transistor based on the first specific voltage and output first sensed data corresponding to the sensed first current, and the compensator may correct the constant current source data voltage based on the first sensed data.
  • the sub-pixel circuit includes a first transistor having a source terminal connected to a drain terminal of the first driving transistor and a drain terminal connected to the sensing unit, wherein the first specific voltage is applied to the first driving transistor.
  • the first current may be provided to the sensing unit through the first transistor while being applied to the gate terminal of the transistor.
  • the constant current source circuit may include a second transistor connected in parallel to the inorganic light emitting device, wherein the constant current source data voltage is applied to the gate terminal of the first driving transistor while the second transistor is on , the driving current may flow through the inorganic light emitting device in a state in which the second transistor is turned off.
  • the constant current source circuit includes a first capacitor connected between a source terminal and a gate terminal of the first driving transistor, and a voltage across the first capacitor is independent of a forward voltage drop of the inorganic light emitting device. can be maintained
  • the image data voltage further includes a PWM data voltage
  • the sub-pixel circuit includes a second driving transistor
  • the weapon is based on the PWM data voltage applied to a gate terminal of the second driving transistor. It may further include a PWM circuit for controlling the driving time of the driving current provided to the light emitting device.
  • the specific voltage includes a first specific voltage applied to the gate terminal of the first driving transistor and a second specific voltage applied to the gate terminal of the second driving transistor
  • the sensing unit includes the first specific voltage Senses a first current flowing through the first driving transistor based on a voltage, outputs first sensing data corresponding to the sensed first current, and flows through the second driving transistor based on the second specific voltage
  • a second current is sensed, and second sensed data corresponding to the sensed second current is output
  • the compensator is configured to correct the constant current source data voltage based on the first sensed data, and the second sensed data based on the PWM data voltage may be corrected.
  • the sub-pixel circuit may include: a first transistor having a source terminal connected to a drain terminal of the first driving transistor and a drain terminal connected to the sensing unit; and a third transistor having a source terminal connected to a drain terminal of the second driving transistor and a drain terminal connected to the sensing unit, wherein the first specific voltage is applied to the gate terminal of the first driving transistor while providing the first current to the sensing unit through the first transistor, and transferring the second current to the sensing unit through the third transistor while the second specific voltage is applied to the gate terminal of the second driving transistor can provide
  • the constant current source circuit may include a second transistor connected in parallel to the inorganic light emitting device, wherein the constant current source data voltage is applied to the gate terminal of the first driving transistor while the second transistor is on , the driving current may flow through the inorganic light emitting device in a state in which the second transistor is turned off.
  • the constant current source circuit includes a first capacitor connected between a source terminal and a gate terminal of the first driving transistor, and a voltage across the first capacitor is independent of a forward voltage drop of the inorganic light emitting device. can be maintained
  • the sub-pixel circuit includes a linearly changing sweep in a state in which the constant current source data voltage is applied to the gate terminal of the first driving transistor and the PWM data voltage is applied to the gate terminal of the second driving transistor.
  • a driving current corresponding to the constant current source voltage is applied to the inorganic light emitting device until the voltage of the gate terminal of the second driving transistor changes according to the sweep voltage and the second driving transistor is turned on.
  • the constant current source circuit includes a fourth transistor for applying the constant current source data voltage to the gate terminal of the first driving transistor while it is turned on, and the PWM circuit is configured to apply a linearly varying sweep voltage a second capacitor including one end connected to the gate terminal of the second driving transistor and the other end connected to the second driving transistor; and a fifth transistor configured to apply the PWM data voltage to a gate terminal of the second driving transistor while turned on, wherein a drain terminal of the second driving transistor may be connected to a gate terminal of the first driving transistor .
  • the image data voltage is applied to the sub-pixel circuit during a data setting period of one image frame time
  • the inorganic light emitting device is configured to be configured based on the image data voltage applied within a light emitting period of the one image frame time.
  • the sub-pixel circuit may include a fifth transistor that emits light, has a source terminal connected to a drain terminal of the first driving transistor, a drain terminal connected to a ground voltage terminal, and is turned on during the emission period.
  • the sensing unit may sense a current flowing through the driving transistor based on the specific voltage applied within a blanking period of one image frame, and output sensing data corresponding to the sensed current.
  • the specific voltage may be applied to sub-pixel circuits corresponding to some row lines among all row lines of the pixel array for each image frame.
  • constant current source circuit and the PWM circuit may be driven by different driving voltages.
  • the inorganic light emitting device may be a micro LED (Light Emitting Diode) having a size of 100 micrometers or less.
  • a micro LED Light Emitting Diode
  • FIG. 1 is a view for explaining a pixel structure of a display device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a block diagram of a display device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 3 is a detailed block diagram of a display device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating an implementation example of a sensing unit according to an embodiment of the present disclosure
  • 4B is a view showing an example of an implementation of a sensing unit according to another embodiment of the present disclosure.
  • 5A is a detailed circuit diagram of a sub-pixel circuit and a sensing unit according to an embodiment of the present disclosure
  • 5B is a driving timing diagram of a display device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 6A is a view for explaining the operation of the sub-pixel circuit in the data setting section of FIG. 5B;
  • 6B is a view for explaining the operation of the sub-pixel circuit in the light emission section of FIG. 5B;
  • 6C is a view for explaining the operation of the sub-pixel circuit and the driver in the sensing driving section of FIG. 5B;
  • FIG. 7A is a detailed circuit diagram of a sub-pixel circuit and a sensing unit according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7B is a driving timing diagram of a display device according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8A is a view for explaining the operation of the sub-pixel circuit in the PWM data setting section of FIG. 7B;
  • 8B is a view for explaining the operation of the sub-pixel circuit in the constant current source data setting section of FIG. 7B;
  • FIG. 8c is a view for explaining the operation of the sub-pixel circuit in the emission period of FIG. 7b;
  • 8D is a view for explaining the operation of the sub-pixel circuit and the driver in the PWM circuit sensing section of FIG. 7B;
  • 8E is a view for explaining the operation of the sub-pixel circuit and the driver in the constant current source circuit sensing section of FIG. 7B;
  • 9A is a cross-sectional view of a display panel according to an embodiment of the present disclosure.
  • 9B is a cross-sectional view of a display panel according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
  • a component eg, a first component
  • another component eg, a second component
  • the certain element may be directly connected to the other element or may be connected through another element (eg, a third element).
  • FIG. 1 is a view for explaining a pixel structure of a display panel according to an embodiment of the present disclosure.
  • a display panel 100 includes a plurality of pixels 10 disposed (or arranged) in a matrix form, that is, a pixel array.
  • the pixel array includes a plurality of row lines or a plurality of column lines.
  • the row line may be called a horizontal line, a scan line, or a gate line
  • the column line may be called a vertical line or a data line.
  • row line, column line, horizontal line, and vertical line are used as terms to refer to lines on the pixel array
  • scan line, gate line, and data line are the display panel 100 to which data or signals are transmitted. It may also be used as a term to refer to an actual line on the image.
  • each pixel 10 of the pixel array has three types: a red (R) sub-pixel 20-1, a green (G) sub-pixel 20-2, and a blue (B) sub-pixel 20-3.
  • R red
  • G green
  • B blue
  • each pixel 10 may include a plurality of inorganic light emitting devices constituting the sub-pixels 20-1, 20-2, and 20-3 of the corresponding pixel.
  • each pixel 10 includes an R inorganic light-emitting device corresponding to the R sub-pixel 20-1, a G inorganic light-emitting device corresponding to the G sub-pixel 20-2, and the B sub-pixel 20-3.
  • each pixel 10 may include three blue inorganic light emitting devices.
  • color filters for implementing R, G, and B colors may be provided on each inorganic light emitting device.
  • the color filter may be a quantum dot (QD) color filter, but is not limited thereto.
  • the inorganic light emitting device refers to a light emitting device manufactured using an inorganic material that is different from an OLED (Organic Light Emitting Diode) manufactured using an organic material.
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • the inorganic light emitting device may be a micro LED (Light Emitting Diode) ( ⁇ -LED) having a size of 100 micrometers ( ⁇ m) or less.
  • ⁇ -LED Light Emitting Diode
  • the display panel 100 becomes a micro LED display panel in which each sub-pixel is implemented as a micro LED.
  • the micro LED display panel is one of the flat panel display panels and is composed of a plurality of inorganic light emitting diodes (inorganic LEDs) each having a size of 100 micrometers or less.
  • Inorganic LEDs inorganic light emitting diodes
  • Micro LED display panels offer better contrast, response time and energy efficiency compared to liquid crystal display (LCD) panels that require a backlight.
  • LCD liquid crystal display
  • OLEDs organic light emitting diodes
  • micro LEDs have good energy efficiency, but micro LEDs provide better performance than OLEDs in terms of brightness, luminous efficiency, and lifespan.
  • the inorganic light emitting device is not necessarily limited to the micro LED.
  • a sub-pixel circuit for driving an inorganic light emitting device constituting the corresponding sub-pixel may be provided in each of the sub-pixels 20 - 1 , 20 - 2 , and 20 - 3 .
  • the sub-pixel circuit may include a constant current source circuit for driving the inorganic light emitting device by Pulse Amplitude Modulation (PAM) by controlling the magnitude of the driving current.
  • PAM Pulse Amplitude Modulation
  • the sub-pixel circuit may further include a PWM circuit for controlling the driving time of the driving current to drive the inorganic light emitting device by PWM (Pulse Width Modulation) in addition to the constant current source circuit.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the inorganic light emitting device 110 when the inorganic light emitting device 110 is driven by the PWM driving method, various gray levels can be expressed by varying the driving time of the driving current even though the magnitude of the driving current is the same. Accordingly, there is no problem in that the wavelength of the light emitted by the inorganic light emitting device is changed according to the size of the driving current, so that better color reproducibility can be realized.
  • the sub-pixels 20 - 1 to 20 - 3 are arranged in an inverted L-shape in one pixel 10 .
  • the illustrated arrangement of the sub-pixels 20 - 1 to 20 - 3 is only an example, and may be arranged in various forms in the pixel 10 according to embodiments.
  • the pixel is composed of three types of sub-pixels such as R, G, and B as an example, but the present invention is not limited thereto.
  • a pixel may be composed of four types of sub-pixels such as R, G, B, and W (white).
  • the W sub-pixel is used to express the luminance of the pixel, power consumption may be reduced compared to a pixel including three types of sub-pixels such as R, G, and B.
  • the pixel 10 is composed of three types of sub-pixels such as R, G, and B will be described as an example.
  • the display apparatus 1000 includes a display panel 100 , a sensing unit 200 , and a correction unit 300 .
  • the display panel 100 includes the pixel array as described above with reference to FIG. 1 , and may display an image corresponding to an image data voltage applied thereto.
  • each sub-pixel circuit included in the display panel 100 provides a driving current to the inorganic light emitting device based on an applied image data voltage.
  • the inorganic light emitting device emits light with different luminance according to the amount of the provided driving current or the driving time, so that an image is displayed on the display panel 100 .
  • the above-described deviation is compensated through an external compensation method.
  • the external compensation method is a method of compensating for deviations in threshold voltage (Vth) and mobility ( ⁇ ) between the driving transistors by sensing the current flowing through the driving transistor and correcting the image data voltage based on the sensing result.
  • the sensing unit 200 is configured to sense a current flowing through the driving transistor and output sensing data corresponding to the sensed current.
  • the sensing unit 200 senses the current flowing through the driving transistor, converts it into sensing data, and outputs the converted sensing data to the correction unit 300 .
  • the specific voltage refers to a voltage applied to the sub-pixel circuit separately from the image data voltage to sense the current flowing through the driving transistor.
  • the correction unit 300 is configured to correct the image data voltage applied to the sub-pixel circuit based on the sensed data.
  • the correction unit 300 may calculate or obtain a compensation value for correcting the image data based on a lookup table including a sensing data value for each voltage and sensing data output from the sensing unit 200 . .
  • the lookup table including the sensed data value for each voltage may be pre-stored in various memories (not shown) inside or outside the compensator 300, and the compensator 300 stores the lookup table in memory (if necessary). It can be loaded and used from (not shown).
  • the compensator 300 may correct the image data voltage applied to the sub-pixel circuit by correcting the image data based on the obtained compensation value.
  • the driving transistor may be implemented as a PMOSFET.
  • the sub-pixel circuit has a common cathode structure, the forward voltage deviation of the inorganic light emitting device cannot be compensated for.
  • the forward voltage deviation of the inorganic light emitting device is compensated for by using the common anode structure using the electrode to which the anode terminal of the inorganic light emitting device is connected as a common electrode.
  • a sub-pixel circuit structure capable of stably setting and maintaining a data voltage during operation while using a common anode structure as described above and a driving method thereof are proposed. Specific details on this will be described later.
  • the display apparatus 1000 includes a display panel 100 , a sensing unit 200 , a correction unit 300 , a timing controller 400 (hereinafter, referred to as TCON) and a driving unit 500 .
  • the TCON 400 controls the overall operation of the display apparatus 1000 .
  • the TCON 400 may perform sensing driving and display driving of the display device 1000 .
  • sensing driving is driving updating a compensation value to compensate for deviations in threshold voltage (Vth) and mobility ( ⁇ ) of driving transistors included in the display panel 100
  • driving display is an image data voltage to which the compensation value is reflected. Based on the driving, the image is displayed on the display panel 100 .
  • the TCON 400 When display driving is performed, the TCON 400 provides image data for an input image to the driving unit 500 .
  • the image data provided to the driving unit 500 may be image data corrected by the correction unit 300 .
  • the compensator 300 may correct the image data of the input image based on the compensation value.
  • the compensation value may be a compensation value obtained through sensing driving, which will be described later.
  • the compensator 300 may be implemented as a function module of the TCON 400 mounted on the TCON 400 as shown in FIG. 3 .
  • the present invention is not limited thereto, and may be mounted on a separate processor different from the TCON 400, and may be implemented as a separate chip in an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or FPGA (Field-Programmable Gate Array) method. .
  • the driver 500 may generate an image data voltage based on image data provided from the TCON 400 , and provide the generated image data voltage to the display panel 100 . Accordingly, the display panel 100 may display an image based on the image data voltage provided from the driver 500 .
  • the TCON 400 when sensing driving is performed, the TCON 400 provides specific voltage data for sensing a current flowing through a driving transistor included in the sub-pixel circuit 110 to the driving unit 500 .
  • the driving unit 500 generates a specific voltage corresponding to specific voltage data and provides it to the display panel 100 . Accordingly, the driving transistor included in the sub-pixel circuit 110 of the display panel 100 has a current will flow.
  • the sensing unit 200 senses the current flowing through the driving transistor and outputs the sensed data to the compensator 300, and the compensator 300 obtains or updates a compensation value for compensating the image data based on the sensing data. do.
  • the display panel 100 includes an inorganic light-emitting device 20 constituting a sub-pixel and a sub-pixel circuit 110 for providing a driving current to the inorganic light-emitting device 20 .
  • 3 shows only one sub-pixel-related configuration included in the display panel 100 for convenience of explanation, but as described above, the sub-pixel circuit 110 and the inorganic light emitting device 20 may be provided for each sub-pixel.
  • the inorganic light emitting device 20 may express various gray levels according to the magnitude of the driving current provided from the sub-pixel circuit 110 or the driving time of the driving current.
  • driving time terms such as pulse width or duty ratio may be used with the same meaning.
  • the inorganic light emitting device 20 may express a brighter grayscale value as the driving current increases.
  • the inorganic light emitting device 20 may express a brighter grayscale value as the driving time of the driving current increases (ie, as the pulse width increases or the duty ratio increases).
  • the sub-pixel circuit 110 provides a driving current to the inorganic light emitting device 20 when the aforementioned display is driven. Specifically, the sub-pixel circuit 110 may provide a driving current to the inorganic light emitting device 120 based on an image data voltage (eg, a constant current source data voltage, a PWM data voltage) applied from the driver 500 . there is.
  • an image data voltage eg, a constant current source data voltage, a PWM data voltage
  • the sub-pixel circuit 110 may control the luminance of the light emitted from the inorganic light emitting device 20 by driving the inorganic light emitting device 20 by PAM (Pulse Amplified Modulation) and/or PWM (Pulse Width Modulation). .
  • PAM Pulse Amplified Modulation
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the sub-pixel circuit 110 may include a constant current generator circuit 111 for providing a constant current of a constant magnitude to the inorganic light emitting device 20 based on the constant current source data voltage.
  • the sub-pixel circuit 110 may include a PWM circuit 112 for providing the constant current provided from the constant current source circuit 111 to the inorganic light emitting device 20 for a time corresponding to the PWM data voltage. In this case, the constant current provided to the inorganic light emitting device 20 becomes the driving current.
  • the constant current source circuit 111 and the PWM circuit 112 each include a driving transistor.
  • a driving transistor included in the constant current source circuit 111 is referred to as a first driving transistor
  • a driving transistor included in the PWM circuit 112 is referred to as a second driving transistor.
  • the sensing unit 200 senses the first and second currents, respectively, and outputs the first sensing data corresponding to the first current and the second sensing data corresponding to the second current to the correction unit 300 , respectively. can do.
  • the sensing unit 200 may include a current detector and an analog to digital converter (ADC).
  • the current detector may be implemented using an operational amplifier (OP-AMP) and a current integrator including a capacitor, but is not limited thereto.
  • the correction unit 300 identifies a sensing data value corresponding to a first specific voltage in a lookup table including a sensing data value for each voltage, and identifies the detected sensing data value and the first output from the sensing unit 200 .
  • a first compensation value for correcting the constant current source data voltage may be calculated or obtained by comparing the sensed data values.
  • the compensator 300 checks the sensed data value corresponding to the second specific voltage in the lookup table including the sensed data value for each voltage, and the checked sensing data value and the second sensing output from the sensing unit 200 .
  • a second compensation value for correcting the PWM data voltage may be calculated or obtained by comparing the data values.
  • the first and second compensation values obtained in this way may be stored or updated in a memory (not shown) inside or outside the compensator 300 , and then used to correct the image data voltage when the display is driven. can be
  • the compensator 300 corrects image data to be provided to the driver 500 (particularly, a data driver (not shown)) using the compensation value, thereby applying the image data voltage to the sub-pixel circuit 110 . can be corrected.
  • the compensator 300 corrects the image data value and applies it to the sub-pixel circuit 110 . It is possible to correct the image data voltage.
  • the compensator 300 may correct the constant current source data value among the image data based on the first compensation value. Also, the compensator 300 may correct the PWM data value among the image data based on the second compensation value. Accordingly, the correction unit 300 may correct the constant current source data voltage and the PWM data voltage applied to the sub-pixel circuit 110 , respectively.
  • the driving unit 500 drives the display panel 100 .
  • the driving unit 500 may drive the display panel 100 by providing various control signals, data signals, power signals, and the like to the display panel 100 .
  • the driving unit 500 includes a data driver (or a source driver) for providing the above-described image data voltage or a specific voltage to each sub-pixel circuit 110 of the display panel 100 ( FIGS. 4A and 4B to be described later). reference numeral 510 in FIGS. 5A and 7A ).
  • the data driver (not shown) may include a digital to analog converter (DAC) for converting image data and specific voltage data provided from the TCON 400 into an image data voltage and a specific voltage, respectively.
  • DAC digital to analog converter
  • the driving unit 500 includes at least one scan driver (or gate driver) that provides various control signals for driving the pixel array of the display panel 100 in units of at least one row line ( FIGS. 4A and 4A to be described later). reference number 520 of 4b).
  • the driver 500 may include a MUX circuit (not shown) for selecting a plurality of sub-pixels of different colors constituting the pixel 10 , respectively.
  • the driving unit 500 applies various driving voltages (eg, a first driving voltage (VDD_CCG), a second driving voltage (VDD_PWM), a ground voltage (VSS), etc. to be described later) to each included in the display panel 100 .
  • a driving voltage providing circuit (not shown) to be provided to the sub-pixel circuit 110 may be included.
  • the driving unit 500 may include a clock signal providing circuit (not shown) that provides various clock signals for driving the scan driver or data driver, and a sweep voltage providing circuit (not shown) for providing a sweep voltage to be described later. city) may be included.
  • the various components that may be included in the above-described driving unit 500 are implemented in a separate chip form and mounted on an external printed circuit board (PCB) together with the TCON 400, and are mounted on a film on glass (FOG). ) may be connected to the pixel circuits 110 formed in the TFT layer of the display panel 100 through wiring.
  • PCB printed circuit board
  • FOG film on glass
  • At least some of the various components that may be included in the above-described driving unit 500 are implemented in a separate chip form and disposed on a film in a COF (Chip On Film) form, and through a FOG (Film On Glass) wiring. It may be connected to the pixel circuits 110 formed in the TFT layer of the display panel 100 .
  • At least some of the various components that may be included in the above-described driving unit 500 are implemented in a separate chip form and arranged in a COG (Chip On Glass) form (that is, a glass substrate of the display panel 100 (to be described later). ) may be disposed on the rear surface (a surface opposite to the surface on which the TFT layer is formed with respect to the glass substrate) and may be connected to the pixel circuits 110 formed in the TFT layer of the display panel 100 through a connection wire.
  • COG Chip On Glass
  • At least some of the various components that may be included in the above-described driver 500 are formed in the TFT layer together with the pixel circuits 110 formed in the TFT layer in the display panel 100 to form the pixel circuits 110 and may be connected.
  • a scan driver, a sweep voltage providing circuit, and a multiplexer circuit are formed in the TFT layer of the display panel 100
  • the data driver is a data driver of the display panel 100 . It is disposed on the rear surface of the glass substrate, and the driving voltage providing circuit, the clock signal providing circuit, and the TCON 400 may be disposed on an external printed circuit board (PCB), but are not limited thereto.
  • PCB printed circuit board
  • FIG. 3 illustrates an embodiment in which both the constant current source circuit 111 and the PWM circuit 112 are included in the sub-pixel circuit 110 , the embodiment is not limited thereto. That is, according to an embodiment of the present disclosure, the sub-pixel circuit 110 may include only the constant current source circuit 111 .
  • the sub-pixel circuit 110 includes both the constant current source circuit 111 and the PWM circuit 112 is described as an example based on the bar shown in FIG. 3 . Except for the content related to the circuit 112 , the above description may be applied to an embodiment in which the sub-pixel circuit 110 includes only the constant current source circuit 111 .
  • the display panel 100 includes a plurality of pixels disposed in each area where a plurality of data lines DL and a plurality of scan lines SCL intersect in a matrix form.
  • each pixel may include three sub-pixels such as R, G, and B, and each sub-pixel included in the display panel 100 is, as described above, an inorganic light emitting device 20 having a corresponding color. and a sub-pixel circuit 110 .
  • the data line DL is a line for applying the above-described image data voltage (specifically, a constant current source data voltage and a PWM data voltage) and a specific voltage to each sub-pixel included in the display panel 100
  • scan The line SCL is a line for selecting pixels (or sub-pixels) included in the display panel 100 for each row line.
  • the image data voltage or a specific voltage applied from the data driver 510 through the data line DL is a control signal (eg, SPWM(n) and SCCG(n), which will be described later, applied from the scan driver 520 ). ), etc.) may be applied to a pixel (or sub-pixel) of a selected row line.
  • a control signal eg, SPWM(n) and SCCG(n), which will be described later, applied from the scan driver 520 ).
  • voltages (image data voltage and specific voltage) to be applied to each of the R, G, and B sub-pixels may be time division multiplexed and applied to the display panel 100 .
  • the time division multiplexed voltages may be respectively applied to the corresponding sub-pixels through a multiplexer circuit (not shown).
  • each R, G, and B sub-pixel may be provided for each R, G, and B sub-pixel.
  • voltages to be applied to each of the R, G, and B sub-pixels image data voltage and a specific voltage
  • a mux circuit not shown.
  • the sensing line SSL may be provided for each column line of the pixel as shown in FIGS. 4A and 4B .
  • a mux circuit (not shown) will be required for the operation of the sensing unit 200 for each of the R, G, and B sub-pixels.
  • the sensing line SSL may be provided in units of column lines of sub-pixels, unlike FIGS. 4A and 4B .
  • a separate MUX circuit (not shown) is not required for the operation of the sensing unit 200 for each of the R, G, and B sub-pixels.
  • the unit configuration of the sensing unit 200 to be described later will be required three times more.
  • FIGS. 4A and 4B only one scan line is illustrated for one row line for convenience of illustration.
  • the actual number of scan lines may vary according to a driving method or implementation example of the pixel circuit 110 included in the display panel 100 .
  • a plurality of scan lines for providing each of the control signals (SPWM(n), SCCG(n), Emi, Sweep, PWM_Sen(n), CCG_Sen(n), etc.) shown in FIGS. 5A and 7A are provided. It may be provided for each row line.
  • the first and second currents flowing through the first and second driving transistors based on a specific voltage may be transferred to the sensing unit 200 through the sensing line SSL. Accordingly, the sensing unit 200 senses the first and second currents, respectively, and outputs the first sensing data corresponding to the first current and the second sensing data corresponding to the second current to the correction unit 300 , respectively. can do.
  • the sensing unit 200 may be implemented as an integrated circuit (IC) separate from the data driver 510 as shown in FIG. 4A , and as shown in FIG. 4B , Likewise, it may be implemented as a single IC together with the data driver 520 .
  • IC integrated circuit
  • the correction unit 300 may correct the constant current source data voltage based on the first sensed data output from the sensing unit 200 and correct the PWM data voltage based on the second sensed data. .
  • the first and second currents are transmitted to the sensing unit 200 through a sensing line SSL separate from the data line DL.
  • the embodiment is not limited thereto.
  • the data driver 520 and the sensing unit 200 are implemented as one IC as shown in FIG. 4B
  • the first and second currents flow through the data line DL without the sensing line SSL.
  • An example of being transmitted to the sensing unit 200 may also be possible.
  • the sub-pixel circuit 110 includes only the constant current source circuit 111 without the PWM circuit 112 will be described in detail with reference to FIGS. 5A to 8E .
  • FIG. 5A is a detailed circuit diagram of the sub-pixel circuit 110 and the sensing unit 200 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the data driver 510 the correction unit 300 , and the TCON 400 are shown together for convenience of understanding.
  • FIG. 5A shows a circuit related to one sub-pixel, that is, one inorganic light-emitting device 20, a sub-pixel circuit 110 for driving the inorganic light-emitting device 20, and the sub-pixel circuit 110 included in the circuit.
  • the unit configuration of the sensing unit 200 for sensing the current flowing through the driving transistor T_cc is specifically illustrated.
  • the sub-pixel circuit 110 may include a constant current source circuit 111 , a transistor T_emi, a transistor T_csen, a transistor T_psen, and a transistor T_ini.
  • the constant current source circuit 111 includes a driving transistor T_cc having a source terminal connected to a cathode terminal of the inorganic light emitting device, a capacitor C_cc connected between a source terminal and a gate terminal of the driving transistor T_cc, and a control signal SCCG ( and a transistor T_scc for applying the constant current source data voltage applied from the data driver 510 to the gate terminal of the driving transistor T_cc while being turned on/off according to n).
  • a driving transistor T_cc having a source terminal connected to a cathode terminal of the inorganic light emitting device, a capacitor C_cc connected between a source terminal and a gate terminal of the driving transistor T_cc, and a control signal SCCG ( and a transistor T_scc for applying the constant current source data voltage applied from the data driver 510 to the gate terminal of the driving transistor T_cc while being turned on/off according to n).
  • the transistor T_emi is turned on/off according to the control signal Emi, a source terminal is connected to a drain terminal of the driving transistor T_cc, and a drain terminal is connected to a ground voltage terminal.
  • the transistor T_csen has a source terminal connected to a drain terminal of the driving transistor T_cc and a drain terminal connected to the sensing unit 200 .
  • the transistor T_csen is turned on according to the control signal CCG_Sen(n) while sensing driving is performed, and transmits a current flowing through the driving transistor T_cc to the sensing unit 200 through the sensing line SSL.
  • the transistor T_ini is connected to both ends of the inorganic light emitting device 20 .
  • the source terminal of the transistor T_ini is commonly connected to the driving voltage terminal and the anode terminal of the inorganic light emitting device 20
  • the drain terminal is the source terminal of the driving transistor T_cc and the cathode terminal of the inorganic light emitting device 20 . is commonly connected to
  • the transistor T_ini is turned on according to the control signal Vintial while a constant current source data voltage or a specific voltage is applied to the sub-pixel circuit 110 to transmit the driving voltage VDD_CCG to the source terminal of the driving transistor T_cc.
  • the driving current is turned off according to the control signal Vintial so that the inorganic light emitting device 20 flows in the light emitting section.
  • the display panel 100 has a common anode structure in which the anode terminals of all inorganic light emitting devices 20 are connected to a common anode electrode.
  • the unit configuration of the sensing unit 200 includes a current integrator 210 and an ADC 220 .
  • the current integrator 210 may include an amplifier 211 , an integrating capacitor 212 , a first switch 213 , and a second switch 214 .
  • the amplifier 211 is connected to the sensing line SSL and receives an inverting input terminal (-) that receives a current flowing through the driving transistor T_cc through the sensing line SSL, and a non-inverting input terminal that receives the reference voltage Vpre. It may include an input terminal (+) and an output terminal (Vout).
  • the integrating capacitor 212 may be connected between the inverting input terminal ( ⁇ ) and the output terminal Vout of the amplifier 211 , and the first switch 213 may be connected to both ends of the integrating capacitor 212 . Meanwhile, both ends of the second switch 214 are respectively connected to the output terminal Vout of the amplifier 211 and the input terminal of the ADC 220 , and may be switched according to the control signal Sam.
  • the unit configuration of the sensing unit 200 illustrated in FIG. 5A may be provided for each sensing line SSL. Accordingly, for example, when a sensing line is provided for each column line of a pixel in the display panel 100 including 480 pixel column lines, the sensing unit 200 may include 480 unit components.
  • FIG. 5B is a driving timing diagram of the display apparatus 1000 according to an embodiment of the present disclosure. Specifically, FIG. 5B shows various control signals, driving voltage signals, and data signals applied to the sub-pixel circuits 110 included in the display panel 100 for one image frame time.
  • the display panel 100 may be driven in the order of display driving and sensing driving for one image frame time.
  • the display driving period includes a data setting period and a light emission period.
  • each sub-pixel circuit 110 During the display driving period, a corresponding image data voltage, that is, a constant current source data voltage, is applied to each sub-pixel circuit 110 of the display panel 100 to be set. In the subsequent light-emitting period, each sub-pixel circuit 110 provides a driving current to the inorganic light-emitting device 20 based on the image data voltage set during the data setting period, and accordingly, the inorganic light-emitting device 20 emits light. The image is displayed.
  • a corresponding image data voltage that is, a constant current source data voltage
  • the constant current source data voltage applied from the data driver 510 is set to the constant current source circuit 111 (specifically, the gate terminal (C node) of the driving transistor T_cc) of the sub-pixel circuit 110 .
  • the constant current source data voltage is applied in the order of row lines of the pixel array from the data driver 510 and may be set to the constant current source circuit 111 in the order of row lines, that is, the control signal SCCG(n) of FIG. ), n in parentheses indicates the number of the row line.
  • the emission period is a period in which the inorganic light emitting device 20 of each sub-pixel collectively emits light based on the constant current source data voltage set in the data setting period.
  • a specific voltage is applied to the sub-pixel circuit 110 from the data driver 510 , and the sensing unit 200 senses a current flowing through the driving transistor T_cc based on the specific voltage to obtain sensing data. to output
  • the sensing driving may be performed within a blanking section (particularly, a vertical blanking section) of one image frame time, as shown in FIG. 5B .
  • the vertical blanking period refers to a time period in which valid image data is not input to the display panel 100 .
  • the sensing driving may be performed during a boot-up period, a power-off period, or a screen-off period of the display apparatus 1000 .
  • the booting period refers to a period from when the system power is applied to before the screen is turned on
  • the power-off period refers to the period from when the screen is turned off to when the system power is released
  • the screen-off period refers to the period from when the system power is released. may mean a period in which the screen is off although being authorized.
  • 6A is a diagram for explaining an operation of the sub-pixel circuit 110 in a data setting section.
  • the constant current source data voltage is set in the constant current source circuit 111 .
  • a constant current source data voltage is applied from the data driver 510 to the data signal line Vdata.
  • the transistor T_scc is turned on according to the control signal SCCG(n), and the constant current source data voltage is input to the gate terminal (hereinafter referred to as the C node) of the driving transistor T_cc through the turned-on transistor T_scc. or set).
  • the transistor T_ini is turned on according to the control signal Vinitial. Accordingly, the driving voltage VDD_CCG is input to the source terminal (node D) of the driving transistor T_cc through the turned-on transistor T_ini.
  • the constant current source data voltage may be within a voltage range less than the sum of the driving voltage VDD_CCG and the threshold voltage Vth_cc of the driving transistor T_cc. Accordingly, in a state in which the constant current source data voltage is set at node C, the driving transistor T_cc is turned on.
  • This constant current source data voltage setting operation for example, when the display panel 100 consists of 270 row lines, may be repeated 270 times in the order of each row line.
  • FIG. 6B is a diagram for explaining the operation of the sub-pixel circuit 110 in the emission period.
  • the transistor T_emi When the emission period starts, the transistor T_emi is turned on according to the control signal Emi, and the on state is maintained during the emission period.
  • the driving transistor T_cc is in an on state in a state in which the constant current source data voltage is set at the node C. Referring to FIG. Also, during the light emission period, the transistor T_ini is turned off according to the control signal Vinital.
  • the magnitude of the driving current is determined according to the magnitude of the voltage applied between the gate terminal (node C) and the source terminal (node D) of the driving transistor T_cc.
  • the voltage at the C node is also dropped by the voltage dropped at the D node, so the voltage applied between the gate terminal and the source terminal of the driving transistor T_cc is maintained the same in the data setting period and the light emission period. do.
  • the forward voltage deviation of the inorganic light emitting device 20 can be naturally compensated for while the sub-pixel circuit 110 is operating while using the common anode structure.
  • 6C is a diagram for explaining operations of the sub-pixel circuit 110 and the driver 500 in a sensing driving period.
  • a specific voltage is applied from the data driver 510 to the data signal line Vdata.
  • the transistor T_cc is turned on according to the control signal SCCC(n), and a specific voltage is input to the node C through the turned-on transistor T_cc.
  • the specific voltage may be any predetermined voltage for turning on the driving transistor T_cc.
  • the transistor T_csen is turned on according to the control signal CCG_Sen(n), and the current flowing through the driving transistor T_cc is transmitted to the sensing unit 200 through the turned-on transistor T_csen.
  • the first switch 213 of the sensing unit 200 is turned on and off according to the control signal Spre.
  • a period in which the first switch 213 is turned on is referred to as an initialization period and a period in which the first switch 213 is turned off is referred to as a sensing period in the sensing driving period.
  • the reference voltage Vpre input to the non-inverting input terminal (+) of the amplifier 211 is maintained at the output terminal Vout of the amplifier 211 .
  • the amplifier 211 Since the first switch 213 is turned off during the sensing period, the amplifier 211 operates as a current integrator to integrate the input current. In this case, the voltage difference across the integrating capacitor 212 due to the current flowing into the inverting input terminal (-) of the amplifier 211 during the sensing period increases as the sensing time elapses, that is, as the amount of accumulated charge increases.
  • the voltage of the inverting input terminal (-) in the sensing period is maintained as the reference voltage Vpre regardless of the increase in the voltage difference of the integrating capacitor 212 , so the integrating capacitor The voltage of the output terminal Vout of the amplifier 211 is lowered in response to the voltage difference between both ends of 212 .
  • the current flowing into the sensing unit 200 during the sensing period is accumulated as an integral value Vpsen, which is a voltage value, through the integrating capacitor 212 . Since the falling slope of the voltage of the output terminal Vout of the amplifier 211 increases as the input current increases, the magnitude of the integral value Vpsen decreases as the input current increases.
  • the integral value Vpsen is input to the ADC 220 while the second switch 214 is maintained in the on state during the sensing period, and is converted into sensing data in the ADC 200 and then output to the compensator 300 .
  • the compensator 300 may obtain each compensation value based on the sensed data, and store or update the acquired compensation value in a memory (not shown).
  • the compensator 300 may correct the constant current source data voltage to be applied to the sub-pixel circuit 110 based on the compensation value. Accordingly, a deviation in electrical characteristics between the driving transistors T_cc may be compensated.
  • a specific voltage may be applied to sub-pixel circuits corresponding to one row line per one image frame. That is, according to an embodiment of the present disclosure, the above-described sensing driving may be performed for one row line per one image frame. In this case, the above-described sensing driving may be performed in the row line order.
  • the above-described sensing driving of the sub-pixel circuits included in the first row line is performed with respect to the first image frame, and the second image frame
  • the above-described sensing driving may be performed for the sub-pixel circuits included in the second row line.
  • a specific voltage may be applied to sub-pixel circuits corresponding to a plurality of row lines per one image frame. That is, according to an embodiment of the present disclosure, the above-described sensing driving may be performed for a plurality of row lines per one image frame. Even at this time, the above-described sensing driving may be performed in the order of the row lines.
  • the display panel 100 includes 270 row lines and the above-described sensing driving is performed for three row lines per one image frame, for the first image frame,
  • the above-described sensing driving of the sub-pixel circuits included in the third row line may be performed, and the above-described sensing driving of the sub-pixel circuits included in the fourth to sixth row lines may be performed with respect to the second image frame.
  • the above-described sensing driving of the sub-pixel circuits included in row lines 268 to 270 is performed with respect to the 90th image frame, so that all sub-pixel circuits included in the display panel 100 are The sensing operation may be completed once. Accordingly, in this case, when the driving of the 270th image frame is completed, the above-described sensing driving for all sub-pixel circuits included in the display panel 100 is completed three times.
  • the example in which the sensing driving is performed after the display is driven is not limited thereto, and according to an embodiment, the sensing driving may be performed first and the display driving may be performed thereafter.
  • the sub-pixel circuit 110 includes both the constant current source circuit 111 and the PWM circuit 112 will be described in detail with reference to FIGS. 7A to 8E .
  • FIG. 7A is a detailed circuit diagram of the sub-pixel circuit 110 and the sensing unit 200 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the data driver 510 the correction unit 300 , and the TCON 400 are illustrated together for convenience of understanding.
  • FIG. 7A shows a circuit related to one sub-pixel, that is, one inorganic light-emitting device 20, a sub-pixel circuit 110 for driving the inorganic light-emitting device 20, and the sub-pixel circuit 110 included in the circuit.
  • the unit configuration of the sensing unit 200 for sensing the current flowing through the driving transistors T_cc and T_pwm is specifically illustrated.
  • the sub-pixel circuit 110 may include a constant current source circuit 111 , a PWM circuit 112 , a transistor T_emi, a transistor T_csen, a transistor T_psen, and a transistor T_ini.
  • the constant current source circuit 111 includes a first driving transistor T_cc having a source terminal connected to a cathode terminal of the inorganic light emitting device 20 and a capacitor C_cc connected between a source terminal and a gate terminal of the first driving transistor T_cc. , and a transistor T_scc for applying the constant current source data voltage applied from the data driver 510 to the gate terminal of the first driving transistor T_cc while being turned on/off according to the control signal SCCG(n) and being turned on. do.
  • the PWM circuit 112 includes a second driving transistor T_pwm having a source terminal connected to a driving voltage VDD_PWM terminal, and a capacitor for coupling a linearly changing sweep voltage to a gate terminal of the second driving transistor T_pwm. (C_sweep) and a transistor T_spwm for applying the PWM data voltage applied from the data driver 510 to the gate terminal of the second driving transistor T_pwm while being turned on/off according to the control signal SPWM(n) and being turned on includes
  • drain terminal of the second driving transistor T_pwm is connected to the gate terminal of the first driving transistor T_cc.
  • the transistor T_emi is turned on/off according to the control signal Emi, a source terminal is connected to a drain terminal of the driving transistor T_cc, and a drain terminal is connected to a ground voltage terminal.
  • the transistor T_csen has a source terminal connected to a drain terminal of the first driving transistor T_cc and a drain terminal connected to the sensing unit 200 .
  • the transistor T_csen is turned on according to the control signal CCG_Sen(n) while sensing driving is performed, and transmits the first current flowing through the first driving transistor T_cc to the sensing unit 200 through the sensing line SSL. .
  • the transistor T_psen has a source terminal connected to a drain terminal of the second driving transistor T_pwm and a drain terminal connected to the sensing unit 200 .
  • the transistor T_psen is turned on according to the control signal PWM_Sen(n) while sensing driving is performed, and transmits the second current flowing through the second driving transistor T_pwm to the sensing unit 200 through the sensing line SSL. .
  • the transistor T_ini is turned on according to the control signal Vintial while an image data voltage (a constant current source data voltage, a PWM data voltage) or a specific voltage (a first specific voltage, a second specific voltage) is applied to the sub-pixel circuit 110 . to transfer the driving voltage VDD_CCG to the source terminal of the driving transistor T_cc.
  • the driving current is turned off according to the control signal Vintial so that the inorganic light emitting device 20 flows in the light emitting section (3), which will be described later.
  • the display panel 100 has a common anode structure in which the anode terminals of all inorganic light emitting devices 20 are connected to a common anode electrode.
  • FIG. 7B is a driving timing diagram of the display apparatus 1000 according to an embodiment of the present disclosure. Specifically, FIG. 7B illustrates various control signals, driving voltage signals, and data signals applied to the sub-pixel circuits 110 included in the display panel 100 for one image frame time.
  • the display panel 100 may be driven in the order of display driving and sensing driving for one image frame time.
  • the display driving section includes a PWM data setting section (1), a constant current source data setting section (2), and a light emission section (3).
  • a corresponding image data voltage is set in each sub-pixel circuit 110 of the display panel 100 .
  • the PWM data voltage applied from the data driver 510 is applied to the PWM circuit 112 of the sub-pixel circuit 110 (specifically, the gate of the second driving transistor T_pwm). terminal) can be set.
  • the PWM data voltage may be applied to the sub-pixel circuits of the display panel 100 in a row-line order, and may be set to the PWM circuit 112 of each sub-pixel in a row-line order. That is, in the control signal SPWM(n) of FIG. 7B , n in parentheses means the nth row line.
  • the constant current source data voltage applied from the data driver 510 is applied to the constant current source circuit 111 of the sub-pixel circuit 110 (specifically, the gate of the first driving transistor T_cc). terminal) is set.
  • the constant current source data voltage may also be applied to the sub-pixel circuits of the display panel 100 in a row-line order, and may be set to the constant current source circuit 111 of each sub-pixel in a row-line order. That is, in the control signal SCCG(n) of FIG. 7B , n in parentheses means the nth row line.
  • the inorganic light emitting device 20 of each sub-pixel is collectively based on the PWM data voltage and constant current source data voltage set in the PWM data voltage setting period (1) and the constant current source data voltage setting period (2). It is a section in which luminescence proceeds in a progressive manner.
  • the sensing driving section includes a sensing section (4) of the PWM circuit 112 and a sensing section (5) of the constant current source circuit 111 .
  • the second current flowing through the second driving transistor T_pwm is transferred to the sensing unit 200 based on the second specific voltage applied from the data driver 510 .
  • the first current flowing through the first driving transistor T_cc is transferred to the sensing unit 200 based on the first specific voltage applied from the data driver 510 .
  • the sensing unit 200 may output the first sensing data and the second sensing data, respectively, based on the first and second currents.
  • the sensing driving operation may be performed within a blanking period (particularly, a vertical blanking period) during one image frame time, as shown in FIG. 7B .
  • the vertical blanking period refers to a time period in which valid image data is not input to the display panel 100 .
  • the sensing unit 200 may sense a current flowing through the driving transistors T_cc and T_pwm based on a specific voltage applied during the blanking period of one image frame, and output sensing data corresponding to the sensed current.
  • the sensing driving may be performed during a boot-up period, a power-off period, or a screen-off period of the display apparatus 100 .
  • the booting period refers to a period from when the system power is applied to before the screen is turned on
  • the power-off period refers to the period from when the screen is turned off to when the system power is released
  • the screen-off period refers to the period from when the system power is released. may mean a period in which the screen is off although being authorized.
  • a first driving voltage VDD_CCG and a second driving voltage VDD_PWM are applied to the constant current source circuit 111 and the PWM circuit 112 .
  • the driving voltage is used to apply the driving current to the inorganic light emitting device 20 . It may be a problem for the constant current source circuit 111 and the PWM circuit 112 for controlling only the pulse width of the driving current through on/off control of the second driving transistor T_pwm to use the same driving voltage VDD. .
  • the actual display panel 100 has a different resistance value for each area. Accordingly, when the driving current flows, a difference occurs in the IR drop value for each region, and accordingly, a difference in the driving voltage VDD occurs according to the position of the display panel 100 .
  • the PWM circuit 112 and the constant current source circuit 111 commonly use the driving voltage VDD in the circuit structure shown in FIG. 7A , the operation of the PWM circuit 112 for each region for the same PWM data voltage There is a problem that the point of view is different. This is because, since the driving voltage is applied to the source terminal of the second driving transistor T_pwm, the on/off operation of the second driving transistor T_pwm is affected by the change in the driving voltage.
  • Such a problem can be solved by applying separate driving voltages to the constant current source circuit 111 and the PWM circuit 112 , respectively, as shown in FIG. 7A .
  • 8A is a diagram for explaining the operation of the sub-pixel circuit 110 in the PWM data setting period (1).
  • the PWM data voltage is applied from the data driver 510 to the data signal line Vdata.
  • the transistor T_spwm is turned on according to the control signal SPWM(n), and the PWM data voltage is input to the gate terminal (hereinafter, referred to as node A) of the second driving transistor T_pwm through the turned-on transistor T_spwm. (or set).
  • the PWM data voltage may be a voltage within a voltage range greater than or equal to the sum of the second driving voltage VDD_PWM and the threshold voltage Vth_pwm of the second driving transistor T_pwm. Accordingly, except for the case where the PWM data voltage is a voltage corresponding to the full black grayscale, as shown in FIG. 8A , the second driving transistor T_pwm maintains an off state when the PWM data voltage is set at the node A. do.
  • This PWM data voltage setting operation for example, when the display panel 100 is configured with 270 row lines, may be repeated 270 times in the order of each row line.
  • 8B is a diagram for explaining the operation of the sub-pixel circuit 110 in the constant current source data setting period (2).
  • the constant current source data voltage is applied from the data driver 510 to the data signal line Vdata.
  • the transistor T_scc is turned on according to the control signal SCCG(n), and the constant current source data voltage is applied to the gate terminal (hereinafter, referred to as the C node) of the first driving transistor T_cc through the turned-on transistor T_scc. input (or set).
  • the transistor T_ini is turned on according to the control signal Vinitial. Accordingly, the first driving voltage VDD_CCG is input to the source terminal (node D) of the driving transistor T_cc through the turned-on transistor T_ini.
  • the difference between the first driving voltage VDD_CCG and the constant current source data voltage between the source terminal and the gate terminal of the driving transistor T_cc ie, at both ends of the capacitor C_cc
  • the constant current source data voltage may be within a voltage range less than the sum of the first driving voltage VDD_CCG and the threshold voltage Vth_cc of the first driving transistor T_cc. Accordingly, in a state in which the constant current source data voltage is set at node C, the first driving transistor T_cc maintains an on state.
  • This constant current source data voltage setting operation may also be repeated 270 times in the order of each row line when the display panel 100 is configured with 270 row lines.
  • 8C is a diagram for explaining the operation of the sub-pixel circuit 110 in the light-emitting period (3).
  • the transistor T_emi When the emission period starts, the transistor T_emi is turned on according to the control signal Emi, and the on state is maintained during the emission period.
  • the first driving transistor T_cc is in an on state with the constant current source data voltage set at the C node.
  • a driving current flows through the inorganic light emitting device 20 , the driving transistor T_cc and the transistor T_emi , and the inorganic light emitting device 20 starts to emit light.
  • a forward voltage drop also occurs at both ends of the inorganic light emitting device 20, but as described above with reference to FIG. 6B , the voltage between the gate terminal and the source terminal of the driving transistor T_cc (ie, the voltage across the capacitor C_cc) ) remains the same in the constant current source data setting section and the light emission section.
  • the sweep voltage Sweep which is a linearly decreasing voltage
  • the capacitor C_sweep Accordingly, the voltage at node A decreases according to the change in the sweep voltage.
  • the second driving transistor T_pwm maintaining the off state is It is turned on, and the second driving voltage VDD_PWM is applied to the node C through the turned on second driving transistor T_pwm.
  • the first driving transistor T_cc is turned off, the driving current stops flowing, and the inorganic light emitting device 20 also stops emitting light.
  • the second driving voltage VDD_PWM is applied to the C node so that the voltage between the gate terminal and the source terminal of the first driving transistor T_cc becomes greater than the threshold voltage Vth_cc of the first driving transistor T_cc.
  • the threshold voltage Vth_cc of the first driving transistor T_cc is negative. Therefore, when the second driving voltage VDD_PWM is applied to the C node, the first driving transistor T_cc is turned off.
  • the driving current flows from the start of the emission period until the second driving transistor T_pwm is turned on by changing the voltage value of the node A according to the sweep voltage.
  • the driving time of the driving current that is, the emission time of the inorganic light emitting device 20 by adjusting the PWM data voltage value set at the node A.
  • the second driving transistor T_pwm may be turned on while the PWM data voltage is set at the node A. Accordingly, the second driving voltage VDD_PWM is applied to the node C from the beginning, and the first driving transistor T_cc is also not turned on from the beginning. Accordingly, even when the light emission period starts, the driving current does not flow through the inorganic light emitting device 20 .
  • FIG. 8D is a diagram for explaining the operations of the sub-pixel circuit 110 and the driver 500 in the sensing section 4 of the PWM circuit 112 .
  • a second specific voltage is applied from the data driver 510 to the data signal line Vdata.
  • the transistor T_spwm is turned on according to the control signal SPWM(n), and a second specific voltage is input to the node A through the turned-on transistor T_spwm.
  • the second specific voltage may be a predetermined voltage for turning on the second driving transistor T_pwm.
  • the transistor T_psen is turned on according to the control signal PWM_Sen(n), and a second current flowing through the second driving transistor T_pwm through the turned-on transistor T_psen is transmitted to the sensing unit 200 . is transmitted to
  • the first switch 213 of the sensing unit 200 is turned on and off according to the control signal Spre.
  • a period in which the first switch 213 is turned on is referred to as a first initialization period and a period in which the first switch 213 is turned off is referred to as a first sensing period within the sensing period of the PWM circuit 112 .
  • the reference voltage Vpre input to the non-inverting input terminal (+) of the amplifier 211 is maintained at the output terminal Vout of the amplifier 211 . .
  • the amplifier 211 Since the first switch 213 is turned off during the first sensing period, the amplifier 211 operates as a current integrator to integrate the second current. In this case, the voltage difference across the integrating capacitor 212 due to the second current flowing into the inverting input terminal (-) of the amplifier 211 in the first sensing period increases as the sensing time elapses, that is, as the amount of accumulated charge increases.
  • the voltage of the inverting input terminal (-) in the first sensing period is maintained as the reference voltage Vpre regardless of the increase in the voltage difference of the integrating capacitor 212,
  • the voltage of the output terminal Vout of the amplifier 211 is lowered in response to the voltage difference between both ends of the integrating capacitor 212 .
  • the second current flowing into the sensing unit 200 in the first sensing period is accumulated as an integral value Vpsen, which is a voltage value, through the integrating capacitor 212 . Since the falling slope of the voltage of the output terminal Vout of the amplifier 211 increases as the second current increases, the magnitude of the integral value Vpsen decreases as the second current increases.
  • Vpsen is input to the ADC 220 while the second switch 214 is maintained in the on state in the first sensing period, is converted into the second sensed data in the ADC 200, and then output to the compensator 300 will become
  • 8E is a diagram for explaining operations of the sub-pixel circuit 110 and the driver 500 in the sensing section 5 of the constant current source circuit 111 .
  • a first specific voltage is applied from the data driver 510 to the data signal line Vdata.
  • the transistor T_scc is turned on according to the control signal SCCG(n), and a first specific voltage is input to the node C through the turned-on transistor T_scc.
  • the first specific voltage is a predetermined voltage for turning on the first driving transistor T_cc.
  • the transistor T_csen is turned on according to the control signal CCG_Sen(n), and a first current flowing through the first driving transistor T_cc through the turned-on transistor T_csen is transmitted to the sensing unit 200 . ) is transferred to
  • the first switch 213 of the sensing unit 200 is turned on and off according to the control signal Spre.
  • a period in which the first switch 213 is turned on in the sensing period of the constant current source circuit 111 is referred to as a second initialization period
  • a period in which the first switch 213 is turned off is referred to as a second sensing period.
  • the reference voltage Vpre input to the non-inverting input terminal (+) of the amplifier 211 is maintained at the output terminal Vout of the amplifier 211 . .
  • the amplifier 211 Since the first switch 213 is turned off in the second sensing period, the amplifier 211 operates as a current integrator to integrate the first current. At this time, in the second sensing period, the voltage difference between both ends of the integrating capacitor 212 due to the first current flowing into the inverting input terminal (-) of the amplifier 211 increases as the sensing time elapses, that is, as the amount of accumulated charge increases.
  • the voltage of the inverting input terminal (-) in the second sensing period is maintained as the reference voltage Vpre regardless of the increase in the voltage difference of the integrating capacitor 212,
  • the voltage of the output terminal Vout of the amplifier 211 is lowered in response to the voltage difference between both ends of the integrating capacitor 212 .
  • the first current flowing into the sensing unit 200 in the second sensing period is accumulated as an integral value Vcsen, which is a voltage value, through the integrating capacitor 212 . Since the falling slope of the voltage of the output terminal Vout of the amplifier 211 increases as the first current increases, the magnitude of the integral value Vcsen decreases as the first current increases.
  • Vcsen is input to the ADC 220 while the second switch 214 is maintained in the on state in the second sensing period, is converted into the first sensed data in the ADC 220, and then output to the compensator 300 will become
  • the compensator 300 obtains first and second compensation values based on the first and second sensing data, respectively, and stores the obtained first and second compensation values in a memory (not shown). ) can be saved or updated.
  • the compensator 300 may respectively correct the constant current source data voltage and the PWM data voltage to be applied to the sub-pixel circuit 110 based on the first and second compensation values. Accordingly, a deviation in electrical characteristics between the first driving transistors T_cc and a deviation in electrical characteristics between the second driving transistors T_pwm may be compensated.
  • the first specific voltage and the second specific voltage may be applied to sub-pixel circuits corresponding to one row line per one image frame. That is, according to an embodiment of the present disclosure, the above-described sensing driving may be performed for one row line per one image frame. In this case, the above-described sensing driving may be performed in the row line order.
  • the above-described sensing driving of the sub-pixel circuits included in the first row line is performed with respect to the first image frame, and the second image frame
  • the above-described sensing driving may be performed for the sub-pixel circuits included in the second row line.
  • the first specific voltage and the second specific voltage may be applied to sub-pixel circuits corresponding to a plurality of row lines per one image frame. That is, according to an embodiment of the present disclosure, the above-described sensing driving may be performed for a plurality of row lines per one image frame. Even at this time, the above-described sensing driving may be performed in the order of the row lines.
  • the display panel 100 includes 270 row lines and the above-described sensing driving is performed for three row lines per one image frame, for the first image frame,
  • the above-described sensing driving of the sub-pixel circuits included in the third row line may be performed, and the above-described sensing driving of the sub-pixel circuits included in the fourth to sixth row lines may be performed with respect to the second image frame.
  • the above-described sensing driving of the sub-pixel circuits included in row lines 268 to 270 is performed with respect to the 90th image frame, so that all sub-pixel circuits included in the display panel 100 are The sensing operation may be completed once. Accordingly, in this case, when the driving of the 270th image frame is completed, the above-described sensing driving for all sub-pixel circuits included in the display panel 100 is completed three times.
  • the driving section related to the image data voltage setting is exemplified in the order of the PWM data setting section (1) and the constant current source data setting section (2), but the present invention is not limited thereto. It is also possible that the original data setting section (2) proceeds first, and the PWM data setting section (1) proceeds after that.
  • the sensing driving is performed in the order of the PWM circuit 112 sensing section (4) and the constant current source circuit 111 sensing section (5) as an example, but the present invention is not limited thereto. It is also possible that the sensing section (5) of the original circuit 111 proceeds first, and the sensing section (4) of the PWM circuit 112 proceeds thereafter.
  • the sensing driving is performed after the display is driven, but the present invention is not limited thereto. According to an embodiment, the sensing driving may be performed first and the display driving may be performed thereafter.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view of the display panel 100 according to an embodiment of the present disclosure. In FIG. 9A , only one pixel included in the display panel 100 is illustrated for convenience of explanation.
  • the display panel 100 includes a glass substrate 80 , a TFT layer 70 , and inorganic light emitting devices R, G, and B ( 20 - 1 , 20 - 2 , and 20 - 3 ).
  • the aforementioned sub-pixel circuit 110 may be implemented as a TFT (Thin Film Transistor), and may be included in the TFT layer 70 on the glass substrate 80 .
  • Each of the inorganic light emitting devices R, G, and B (20-1, 20-2, 20-3) is mounted on the TFT layer 70 so as to be electrically connected to the corresponding sub-pixel circuit 110 to form the aforementioned sub-pixels. configurable.
  • the sub-pixel circuit 110 providing driving current to the inorganic light emitting devices 20 - 1 , 20 - 2 and 20 - 3 is provided in the TFT layer 70 . -2 and 20-3), and each of the inorganic light emitting devices 20-1, 20-2, and 20-3 is mounted on the TFT layer 70 to be electrically connected to the corresponding sub-pixel circuit 110, respectively. can be arranged.
  • the inorganic light emitting devices R, G, and B ( 20 - 1 , 20 - 2 , and 20 - 3 ) are flip chip type micro LEDs as an example.
  • the present invention is not limited thereto, and the inorganic light emitting devices R, G, and B (20-1, 20-2, 20-3) may be a lateral type or a vertical type micro LED according to an embodiment. may be
  • 9B is a cross-sectional view of the display panel 100 according to another embodiment of the present disclosure.
  • the display panel 100 includes a TFT layer 70 formed on one surface of a glass substrate 80 and inorganic light emitting devices R, G, B (20-1, 20-) mounted on the TFT layer 70. 2, 20-3), the driving unit and the sensing unit 500 and 200 , and a connection line for electrically connecting the sub-pixel circuit 110 formed in the TFT layer 70 and the driving unit and the sensing unit 500 and 200 . (90) may be included.
  • the various components that may be included in the driving unit 500 are implemented in the form of separate chips and disposed on the rear surface of the glass substrate 80 , and connecting wirings It may be connected to the sub-pixel circuits 110 formed in the TFT layer 70 through 90 .
  • the sub-pixel circuits 110 included in the TFT layer 70 may be referred to as a TFT panel (hereinafter, the TFT layer 70 and the glass substrate 80 are combined to form a TFT panel). .), it can be seen that it is electrically connected to the driving unit 500 through the connection wiring 90 formed on the edge (or side) of the .
  • the reason for connecting the sub-pixel circuits 110 and the driver 500 included in the TFT layer 70 by forming the connection wiring 90 in the edge region of the display panel 100 to the glass substrate 80 is ) to connect the sub-pixel circuits 110 and the driver 500 by forming a hole through This is because problems such as cracks may occur in the glass substrate 80 .
  • the embodiment is not limited thereto. That is, according to another embodiment of the present disclosure, when the sub-pixel circuit 110 is implemented, the TFT layer 70 is not used, and a sub-pixel or pixel-by-pixel pixel circuit chip is implemented in the form of a microchip. , it is also possible to mount it on the substrate 80 . In this case, the position where the sub-pixel chip is mounted may be, for example, around the corresponding inorganic light emitting device 120 , but is not limited thereto.
  • the TFT constituting the TFT layer may be a LTPS (Low Temperature Poly Silicon) TFT, but is not necessarily limited thereto. That is, if the circuit shown in Fig. 5A or 7A can be configured, the type of TFT is irrelevant. For example, it may be implemented as an oxide TFT, a poly silicon or a-silicon TFT, an organic TFT, a graphene TFT, etc., and only a P-type MOSFET can be made and applied in the Si wafer CMOS process.
  • LTPS Low Temperature Poly Silicon
  • the display panel 100 is a wearable device, a portable device, a handheld device, and various electronic products requiring a display or It can be applied to electronic products.
  • the display panel 100 through the assembly arrangement of the plurality of display panels 100, a small display device such as a monitor for a personal computer, a TV, and a digital signage ( It may be applied to large display devices such as digital signage, electronic display, and the like.

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Abstract

디스플레이 장치가 개시된다. 본 디스플레이 장치는, 복수의 무기 발광 소자를 포함하는 각 픽셀이 복수의 로우 라인에 배치된 픽셀 어레이, 및 복수의 무기 발광 소자 별로 마련되며, 인가되는 영상 데이터 전압에 기초하여 대응되는 무기 발광 소자를 구동하는 서브 픽셀 회로를 포함하는 디스플레이 패널, 서브 픽셀 회로에 인가되는 특정 전압에 기초하여 서브 픽셀 회로에 포함된 구동 트랜지스터를 흐르는 전류를 센싱하고, 센싱된 전류에 대응되는 센싱 데이터를 출력하는 센싱부, 및 센싱 데이터에 기초하여 서브 픽셀 회로로 인가되는 영상 데이터 전압을 보정하는 보정부를 포함하고, 구동 트랜지스터는, PMOSFET이고, 무기 발광 소자는, 구동 전압이 인가되는 공통 전극에 애노드 전극이 연결되고, 구동 트랜지스터의 소스 단자에 캐소드 전극이 연결된다.

Description

디스플레이 장치
본 개시는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 자발광 소자로 이루어진 픽셀 어레이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
본 출원은 2020년 10월 5일에 출원된 대한민국 특허출원 제 10-2020-0128365호에 기초하여 우선권을 주장하며, 해당 출원의 모든 내용은 그 전체가 본 출원에 레퍼런스로 포함된다.
적색 LED(Light Emitting Diode), 녹색 LED, 청색 LED와 같은 무기 발광 소자(여기서, LED는 무기 발광 소자를 말한다.)를 서브 픽셀로 구동하는 디스플레이 장치에서는, 각 서브 픽셀을 구동하기 위해 서브 픽셀마다 구동 회로(이하, 서브 픽셀 회로라 한다.)가 마련된다.
이때, 각 서브 픽셀 회로에 포함된 구동 트랜지스터의 문턱 전압(Vth)이나 이동도(μ)가 구동 트랜지스터마다 차이가 있을 수 있다. 구동 트랜지스터는 서브 픽셀 회로의 동작을 결정하는 핵심적인 구성으로, 이론적으로는 구동 트랜지스터의 문턱 전압(Vth)이나 이동도(μ)와 같은 전기적 특성이 디스플레이 패널(100)의 서브 픽셀 회로들 간에 서로 동일해야 한다.
그러나, 실제 구동 트랜지스터의 문턱 전압(Vth) 및 이동도(μ)는 공정 편차나 경시 변화와 같은 다양한 요인에 의해 픽셀 회로들마다 편차가 있을 수 있으며, 이러한 구동 트랜지스터의 전기적 특성의 편차는 영상의 화질 저하를 초래하므로 보상될 필요가 있다.
한편, 무기 발광 소자에 구동 전류가 흐를 때, 무기 발광 소자의 양 단에는 순방향 전압(Vf)만큼의 전압 강하가 발생한다. 이론적으로는 동일한 구동 전류에 대해 동일한 순방향 전압 강하가 발생해야 하나, 실제 무기 발광 소자의 순방향 전압(Vf)에는 차이가 있을 수 있다. 이러한 무기 발광 소자의 전기적 특성의 편차 역시 화질의 저하를 초래하므로 보상될 필요가 있다.
특히, PMOSFET으로 구동 트랜지스터를 구현하는 경우, 서브 픽셀 회로는, 안정적인 데이터 전압 설정을 위해, 무기 발광 소자의 캐소드 단자가 연결되는 전극을 공통 전극으로 사용하는 캐소드 공통 구조를 갖게 된다. 그러나, 이 경우, 무기 발광 소자의 순방향 전압 편차를 보상할 수 없어 문제가 된다.
본 개시의 목적은, 입력되는 영상 신호에 대해 향상된 색재현성 및 향상된 휘도 균일성(uniformity)을 제공하는 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법을 제공함에 있다.
본 개시의 다른 목적은, 보다 효율적이고 안정적으로 무기 발광 소자를 구동할 수 있는 서브 픽셀 회로를 포함하여 이루어진 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법을 제공함에 있다.
본 개시의 또 다른 목적은, 무기 발광 소자를 구동하는 각종 회로의 설계를 최적화하여, 고밀도 집적에 적합한 구동 회로를 포함하는 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법을 제공함에 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치는, 복수의 무기 발광 소자를 포함하는 각 픽셀이 복수의 로우 라인에 배치된 픽셀 어레이, 및 상기 복수의 무기 발광 소자 별로 마련되며, 인가되는 영상 데이터 전압에 기초하여 대응되는 무기 발광 소자를 구동하는 서브 픽셀 회로를 포함하는 디스플레이 패널; 상기 서브 픽셀 회로에 인가되는 특정 전압에 기초하여 상기 서브 픽셀 회로에 포함된 구동 트랜지스터를 흐르는 전류를 센싱하고, 상기 센싱된 전류에 대응되는 센싱 데이터를 출력하는 센싱부; 및 상기 센싱 데이터에 기초하여 상기 서브 픽셀 회로로 인가되는 영상 데이터 전압을 보정하는 보정부;를 포함하고, 상기 구동 트랜지스터는, PMOSFET이고, 상기 무기 발광 소자는, 구동 전압이 인가되는 공통 전극에 애노드 전극이 연결되고, 상기 구동 트랜지스터의 소스 단자에 캐소드 전극이 연결된다.
또한, 상기 영상 데이터 전압은, 정전류원 데이터 전압을 포함하고, 상기 서브 픽셀 회로는, 제 1 구동 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 상기 정전류원 데이터 전압에 기초하여 상기 무기 발광 소자에 제공되는 구동 전류의 크기를 제어하는 정전류원 회로;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 특정 전압은, 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 제 1 특정 전압을 포함하고, 상기 센싱부는, 상기 제 1 특정 전압에 기초하여 상기 제 1 구동 트랜지스터를 흐르는 제 1 전류를 센싱하고, 상기 센싱된 제 1 전류에 대응되는 제 1 센싱 데이터를 출력하고, 상기 보정부는, 상기 제 1 센싱 데이터에 기초하여 상기 정전류원 데이터 전압을 보정할 수 있다.
또한, 상기 서브 픽셀 회로는, 소스 단자가 상기 제 1 구동 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되고, 드레인 단자가 상기 센싱부에 연결되는 제 1 트랜지스터;를 포함하고, 상기 제 1 특정 전압이 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 동안 상기 제 1 트랜지스터를 통해 상기 제 1 전류를 상기 센싱부로 제공할 수 있다.
또한, 상기 정전류원 회로는, 상기 무기 발광 소자와 병렬 연결되는 제 2 트랜지스터;를 포함하고, 상기 정전류원 데이터 전압은, 상기 제 2 트랜지스터가 온된 상태에서 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되고, 상기 구동 전류는, 상기 제 2 트랜지스터가 오프된 상태에서 상기 무기 발광 소자를 흐를 수 있다.
또한, 상기 정전류원 회로는, 상기 제 1 구동 트랜지스터의 소스 단자 및 게이트 단자 사이에 연결된 제 1 커패시터;를 포함하고, 상기 제 1 커패시터 양단의 전압은, 상기 무기 발광 소자의 순방향 전압 강하와 무관하게 유지될 수 있다.
또한, 상기 영상 데이터 전압은, PWM 데이터 전압을 더 포함하고, 상기 서브 픽셀 회로는, 제 2 구동 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 상기 PWM 데이터 전압에 기초하여 상기 무기 발광 소자에 제공되는 구동 전류의 구동 시간을 제어하는 PWM 회로;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 특정 전압은, 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 제 1 특정 전압 및 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 제 2 특정 전압을 포함하고, 상기 센싱부는, 상기 제 1 특정 전압에 기초하여 상기 제 1 구동 트랜지스터를 흐르는 제 1 전류를 센싱하고, 상기 센싱된 제 1 전류에 대응되는 제 1 센싱 데이터를 출력하고, 상기 제 2 특정 전압에 기초하여 상기 제 2 구동 트랜지스터를 흐르는 제 2 전류를 센싱하고, 상기 센싱된 제 2 전류에 대응되는 제 2 센싱 데이터를 출력하며, 상기 보정부는, 상기 제 1 센싱 데이터에 기초하여 상기 정전류원 데이터 전압을 보정하고, 상기 제 2 센싱 데이터에 기초하여 상기 PWM 데이터 전압을 보정할 수 있다.
또한, 상기 서브 픽셀 회로는, 소스 단자가 상기 제 1 구동 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되고, 드레인 단자가 상기 센싱부에 연결되는 제 1 트랜지스터; 및 소스 단자가 상기 제 2 구동 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되고, 드레인 단자가 상기 센싱부에 연결되는 제 3 트랜지스터;를 포함하고, 상기 제 1 특정 전압이 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 동안 상기 제 1 트랜지스터를 통해 상기 제 1 전류를 상기 센싱부로 제공하고, 상기 제 2 특정 전압이 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 동안 상기 제 3 트랜지스터를 통해 상기 제 2 전류를 상기 센싱부로 제공할 수 있다.
또한, 상기 정전류원 회로는, 상기 무기 발광 소자와 병렬 연결되는 제 2 트랜지스터;를 포함하고, 상기 정전류원 데이터 전압은, 상기 제 2 트랜지스터가 온된 상태에서 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되고, 상기 구동 전류는, 상기 제 2 트랜지스터가 오프된 상태에서 상기 무기 발광 소자를 흐를 수 있다.
또한, 상기 정전류원 회로는, 상기 제 1 구동 트랜지스터의 소스 단자 및 게이트 단자 사이에 연결된 제 1 커패시터;를 포함하고, 상기 제 1 커패시터 양단의 전압은, 상기 무기 발광 소자의 순방향 전압 강하와 무관하게 유지될 수 있다.
또한, 상기 서브 픽셀 회로는, 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 상기 정전류원 데이터 전압이 인가되고 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 상기 PWM 데이터 전압이 인가된 상태에서, 선형적으로 변화하는 스윕 전압이 인가되면, 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자의 전압이 상기 스윕 전압에 따라 변화하여 상기 제 2 구동 트랜지스터가 온될 때까지, 상기 정전류원 전압에 대응되는 크기의 구동 전류를 상기 무기 발광 소자로 제공할 수 있다.
또한, 상기 정전류원 회로는, 온된 동안 상기 정전류원 데이터 전압을 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가하기 위한 제 4 트랜지스터;를 포함하고, 상기 PWM 회로는, 선형적으로 변화하는 스윕 전압이 인가되는 일 단 및 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자와 연결되는 타 단을 포함하는 제 2 커패시터; 및 온된 동안 상기 PWM 데이터 전압을 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가하기 위한 제 5 트랜지스터;를 포함하고, 상기 제 2 구동 트랜지스터의 드레인 단자는, 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 연결될 수 있다.
또한, 상기 영상 데이터 전압은, 한 영상 프레임 시간 중 데이터 설정 구간 동안 상기 서브 픽셀 회로에 인가되고, 상기 무기 발광 소자는, 상기 한 영상 프레임 시간 중 발광 구간 내에서 상기 인가된 영상 데이터 전압에 기초하여 발광하며, 상기 서브 픽셀 회로는, 소스 단자가 상기 제 1 구동 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되고, 드레인 단자가 그라운드 전압 단자에 연결되며, 상기 발광 구간 동안 온되는 제 5 트랜지스터;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 센싱부는, 한 영상 프레임의 블랭킹 구간 내에서 인가되는 상기 특정 전압에 기초하여 상기 구동 트랜지스터를 흐르는 전류를 센싱하고, 상기 센싱된 전류에 대응되는 센싱 데이터를 출력할 수 있다.
또한, 상기 특정 전압은, 영상 프레임 마다, 상기 픽셀 어레이의 전체 로우 라인 중 일부 로우 라인에 대응되는 서브 픽셀 회로들에 인가될 수 있다.
또한, 상기 정전류원 회로 및 상기 PWM 회로는 상이한 구동 전압에 의해 구동될 수 있다.
또한, 상기 무기 발광 소자는, 100 마이크로미터 이하의 크기를 갖는 마이크로 LED(Light Emitting Diode)일 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 구동 트랜지스터와 무기 발광 소자들의 전기적 특성 편차로 인해 영상에 나타날 수 있는 얼룩을 용이하게 보상할 수 있다. 또한, 색상의 보정이 용이해 진다.
또한, 모듈 형태의 디스플레이 패널들을 조합하여 모듈라 디스플레이 패널을 구성하는 경우나, 하나의 디스플레이 패널로 하나의 디스플레이 장치를 구성하는 경우에도, 보다 용이하게 얼룩 보상 및 색상 보정이 가능하다.
또한, 무기 발광 소자가 발광하는 빛의 파장이 계조에 따라 변화되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 보다 최적화된 구동 회로의 설계가 가능하며, 안정적이고 효율적으로 무기 발광 소자를 구동할 수 있게 된다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 픽셀 구조를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 블럭도,
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 상세 블럭도,
도 4a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 센싱부의 구현 예를 도시한 도면,
도 4b는 본 개시의 다른 일 실시 예에 다른 센싱부의 구현 예를 도시한 도면,
도 5a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 회로 및 센싱부의 상세 회로도,
도 5b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구동 타이밍도,
도 6a는 도 5b의 데이터 설정 구간에서 서브 픽셀 회로의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 6b는 도 5b의 발광 구간에서 서브 픽셀 회로의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 6c는 도 5b의 센싱 구동 구간에서 서브 픽셀 회로 및 구동부의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 7a는 본 개시의 다른 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 회로 및 센싱부의 상세 회로도,
도 7b는 본 개시의 다른 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구동 타이밍도,
도 8a는 도 7b의 PWM 데이터 설정 구간에서 서브 픽셀 회로의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 8b는 도 7b의 정전류원 데이터 설정 구간에서 서브 픽셀 회로의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 8c는 도 7b의 발광 구간에서 서브 픽셀 회로의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 8d는 도 7b의 PWM 회로 센싱 구간에서 서브 픽셀 회로 및 구동부의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 8e는 도 7b의 정전류원 회로 센싱 구간에서 서브 픽셀 회로 및 구동부의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 9a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 단면도, 및
도 9b는 본 개시의 다른 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 단면도이다.
본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 동일한 구성의 중복 설명은 되도록 생략하기로 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 개시에서 사용한 용어는 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 개시에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 개시의 실시 예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 다양한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널의 픽셀 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 패널(100)은 매트릭스 형태로 배치(disposed)(또는 배열(arranged))된 복수의 픽셀(10) 즉, 픽셀 어레이를 포함한다.
픽셀 어레이는, 복수의 로우(row) 라인 또는 복수의 컬럼(column) 라인을 포함한다. 경우에 따라, 로우 라인은 가로(horizontal) 라인 또는 스캔(scan) 라인 또는 게이트 라인이라 불리울 수도 있고, 컬럼 라인은 세로(vertical) 라인 또는 데이터 라인이라 불리울 수도 있다.
또는, 로우 라인, 컬럼 라인, 가로 라인, 세로 라인이라는 용어는 픽셀 어레이 상의 라인을 지칭하기 위한 용어로 사용되고, 스캔 라인, 게이트 라인, 데이터 라인이라는 용어는 데이터나 신호가 전달되는 디스플레이 패널(100) 상의 실제 라인을 지칭하기 위한 용어로 사용될 수도 있다.
한편, 픽셀 어레이의 각 픽셀(10)은 적색(R) 서브 픽셀(20-1), 녹색(G) 서브 픽셀(20-2) 및 청색(B) 서브 픽셀(20-3)과 같은 3 종류의 서브 픽셀을 포함할 수 있다.
이때, 각 픽셀(10)은, 해당 픽셀의 서브 픽셀들(20-1, 20-2, 20-3)을 구성하는 복수의 무기 발광 소자를 포함할 수 있다.
예를 들어, 각 픽셀(10)은, R 서브 픽셀(20-1)에 대응되는 R 무기 발광 소자, G 서브 픽셀(20-2)에 대응되는 G 무기 발광 소자 및 B 서브 픽셀(20-3)에 대응되는 B 무기 발광 소자과 같은 3 종류의 무기 발광 소자를 포함할 수 있다.
또는, 각 픽셀(10)은, 3 개의 청색 무기 발광 소자를 포함할 수 있다. 이 경우, 각 무기 발광 소자 상에는 R, G, B 색상 구현을 위한 컬러 필터가 구비될 수 있다. 이때, 컬러 필터는 퀀텀닷(QD) 컬러 필터일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 무기 발광 소자는, 유기 재료를 이용하여 제작되는 OLED(Organic Light Emitting Diode)와는 다른, 무기 재료를 이용하여 제작되는 발광 소자를 말한다.
특히, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 무기 발광 소자는, 100 마이크로미터(μm) 이하의 크기를 갖는 마이크로 LED(Light Emitting Diode)(μ-LED)일 수 있다. 이 경우, 디스플레이 패널(100)은, 각 서브 픽셀이 마이크로 LED로 구현된 마이크로 LED 디스플레이 패널이 된다.
마이크로 LED 디스플레이 패널은 평판 디스플레이 패널 중 하나로, 각각 100 마이크로미터 이하인 복수의 무기 발광 다이오드(inorganic LED)로 구성된다. 마이크로 LED 디스플레이 패널은 백라이트가 필요한 액정 디스플레이(LCD) 패널에 비해 더 나은 대비, 응답 시간 및 에너지 효율을 제공한다. 한편, 유기 발광 다이오드(organic LED, OLED)와 마이크로 LED는 모두 에너지 효율이 좋지만, 마이크로 LED가 밝기, 발광 효율, 수명 측면에서 OLED보다 더 나은 성능을 제공한다.
그러나, 본 개시의 다양한 실시 예들에서, 무기 발광 소자가 반드시 마이크로 LED로 한정되는 것은 아니다.
한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 각 서브 픽셀(20-1, 20-2, 20-3)에는, 해당 서브 픽셀을 구성하는 무기 발광 소자를 구동하기 위한 서브 픽셀 회로가 마련될 수 있다.
이때, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 서브 픽셀 회로는, 구동 전류의 크기를 제어하여 무기 발광 소자를 PAM(Pulse Amplitude Modulation) 구동하기 위한 정전류원 회로를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 다른 일 실시 예에 따르면, 서브 픽셀 회로는, 정전류원 회로뿐만 아니라, 구동 전류의 구동 시간을 제어하여 무기 발광 소자를 PWM(Pulse Width Modulation) 구동하기 위한 PWM 회로를 더 포함할 수 있다.
특히, PWM 구동 방식으로 무기 발광 소자(110)를 구동하는 경우, 구동 전류의 크기(magnitue)가 동일하더라도 구동 전류의 구동 시간을 달리함으로써 다양한 계조를 표현할 수 있다. 따라서, 구동 전류의 크기에 따라 무기 발광 소자가가 발광하는 빛의 파장이 변화하는 문제가 없으므로, 보다 나은 색재현성이 구현될 수 있다.
한편, 도 1에서는, 하나의 픽셀(10) 내에서 서브 픽셀들(20-1 내지 20-3)이 좌우가 뒤바뀐 L자 모양으로 배열된 것을 볼 수 있다. 그러나, 도시된 서브 픽셀들(20-1 내지 20-3)의 배치 형태는 일 예에 불과하며, 픽셀(10) 내에서 실시 예에 따라 다양한 형태로 배치될 수 있다.
또한, 상술한 예에서는 픽셀이 R, G, B와 같은 3 종류의 서브 픽셀로 구성되는 것을 예로 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 픽셀은 R, G, B, W(white)와 같은 4종류의 서브 픽셀로 구성될 수도 있다. 이 경우, W 서브 픽셀이 픽셀의 휘도 표현에 이용되므로, R, G, B와 같은 3 종류의 서브 픽셀로 구성되는 픽셀에 비해 소비 전력이 감소될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 픽셀(10)이 R, G, B와 같은 세 종류의 서브 픽셀로 구성된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 다른 디스플레이 장치의 블럭도이다. 도 2에 따르면, 디스플레이 장치(1000)는 디스플레이 패널(100), 센싱부(200) 및 보정부(300)를 포함한다.
디스플레이 패널(100)은 도 1에서 전술한 바와 같은 픽셀 어레이를 포함하며, 인가되는 영상 데이터 전압에 대응되는 영상을 디스플레이할 수 있다.
구체적으로, 디스플레이 패널(100)에 포함된 각 서브 픽셀 회로는, 인가되는 영상 데이터 전압에 기초하여 무기 발광 소자로 구동 전류를 제공한다. 무기 발광소자는 제공되는 구동 전류의 크기 또는 구동 시간에 따라 상이한 휘도로 발광함으로써 디스플레이 패널(100)에 영상이 디스플레이되게 된다.
이때, 전술한 바와 같이, 서브 픽셀 회로들에 포함된 구동 트랜지스터들 간에는 전기적 특성(예를 들어, 문턱 전압(Vth), 이동도(μ))에 편차가 존재하므로, 동일한 영상 데이터 전압에 대해 상이한 구동 전류가 무기 발광 소자로 제공될 수 있어 문제가 된다.
본 개시의 다양한 실시 예들에서는, 외부 보상 방식을 통해 상술한 편차를 보상한다. 외부 보상 방식은 구동 트랜지스터를 흐르는 전류를 센싱하고, 센싱 결과를 바탕으로 영상 데이터 전압을 보정함으로써, 구동 트랜지스터들 간의 문턱 전압(Vth) 및 이동도(μ) 편차를 보상하는 방식이다.
센싱부(200)는 구동 트랜지스터를 흐르는 전류를 센싱하고, 센싱된 전류에 대응되는 센싱 데이터를 출력하기 위한 구성이다.
구체적으로, 센싱부(200)는, 특정 전압에 기초한 전류가 구동 트랜지스터를 흐르면, 구동 트랜지스터를 흐르는 전류를 센싱하여 센싱 데이터로 변환하고, 변환된 센싱 데이터를 보정부(300)로 출력할 수 있다. 여기서, 특정 전압은, 구동 트랜지스터를 흐르는 전류를 감지하기 위해 영상 데이터 전압과는 별도로 서브 픽셀 회로에 인가되는 전압을 말한다.
보정부(300)는 센싱 데이터에 기초하여 서브 픽셀 회로에 인가되는 영상 데이터 전압을 보정하기 위한 구성이다.
구체적으로, 보정부(300)는, 전압별 센싱 데이터 값을 포함하는 룩업 테이블 및 센싱부(200)에서 출력되는 센싱 데이터에 기초하여, 영상 데이터를 보정하기 위한 보상값을 산출 내지 획득할 수 있다.
이때, 전압별 센싱 데이터 값을 포함하는 룩업 테이블은 보정부(300)의 내부 또는 외부의 각종 메모리(미도시)에 기저장될 수 있으며, 보정부(300)는 필요한 경우 상기 룩업 테이블을 메모리(미도시)로부터 로딩하여 이용할 수 있다.
또한, 보정부(300)는 상기 획득된 보상값에 기초하여 영상 데이터를 보정함으로써, 서브 픽셀 회로에 인가되는 영상 데이터 전압을 보정할 수 있다.
이에 따라, 구동 트랜지스터들 간의 문턱 전압(Vth) 및 이동도(μ) 편차가 보상될 수 있다.
한편, 본 개시의 다양한 실시 예들에서, 구동 트랜지스터는 PMOSFET으로 구현될 수 있다. 그러나 이 경우 전술한 바와 같이, 서브 픽셀 회로가 캐소드 공통 구조를 갖게 되어 무기 발광 소자의 순방향 전압 편차를 보상할 수 없게 된다.
따라서, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무기 발광 소자의 애노드 단자가 연결되는 전극을 공통 전극으로 사용하는 애노드 공통 구조를 사용하여 무기 발광 소자의 순방향 전압 편차를 보상한다. 또한, 이와 같이 애노드 공통 구조를 사용하면서도 동작 중에 안정적으로 데이터 전압을 설정 및 유지할 수 있는 서브 픽셀 회로 구조 및 그 구동 방법이 제안된다. 이에 관한 구체적인 내용은 후술하기로 한다.
도 3은 본개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 보다 상세히 도시한 블럭도이다. 도 3에 따르면, 디스플레이 장치(1000)는 디스플레이 패널(100), 센싱부(200), 보정부(300), 타이밍 컨트롤러(400, 이하, TCON이라 한다.) 및 구동부(500)를 포함한다.
TCON(400)은 디스플레이 장치(1000)의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, TCON(400)은 디스플레이 장치(1000)의 센싱 구동(sensing driving) 및 디스플레이 구동(display driving)을 할 수 있다.
여기서, 센싱 구동은 디스플레이 패널(100)에 포함된 구동 트랜지스터들의 문턱 전압(Vth) 및 이동도(μ) 편차를 보상하기 위해 보상값을 업데이트하는 구동이고, 디스플레이 구동은 보상값이 반영된 영상 데이터 전압에 기초하여 디스플레이 패널(100)에 영상을 디스플레이하는 구동이다.
디스플레이 구동이 수행될 때, TCON(400)은 입력 영상에 대한 영상 데이터를 구동부(500)로 제공한다. 이때, 구동부(500)로 제공되는 영상 데이터는 보정부(300)에 의해 보정이 이루어진 영상 데이터일 수 있다.
보정부(300)는 입력 영상에 대한 영상 데이터를 보상값에 기초하여 보정할 수 있다. 이때, 보상값은 후술할 센싱 구동을 통해 획득된 보상값일 수 있다. 보정부(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 TCON(400)에 탑재된 TCON(400)의 일 기능 모듈로 구현될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, TCON(400)과는 다른 별도의 프로세서에 탑재될 수도 있으며, ASIC(Application Specific Integrated Circuit)이나 FPGA(Field-Programmable Gate Array) 방식으로 별도의 칩으로 구현될 수도 있다.
구동부(500)는 TCON(400)에서 제공되는 영상 데이터에 기초하여 영상 데이터 전압을 생성하고, 생성된 영상 데이터 전압을 디스플레이 패널(100)로 제공할 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 패널(100)은 구동부(500)에서 제공되는 영상 데이터 전압에 기초하여 영상을 디스플레이할 수 있다.
한편, 센싱 구동이 수행될 때, TCON(400)은 서브 픽셀 회로(110)에 포함된 구동 트랜지스터를 흐르는 전류를 센싱하기 위한 특정 전압 데이터를 구동부(500)로 제공한다.
구동부(500)는 특정 전압 데이터에 대응되는 특정 전압을 생성하여 디스플레이 패널(100)로 제공하며, 이에 따라, 디스플레이 패널(100)의 서브 픽셀 회로(110)에 포함된 구동 트랜지스터에는 특정 전압에 기초한 전류가 흐르게 된다.
센싱부(200)는 구동 트랜지스터를 흐르는 전류를 센싱하여 보정부(300)로 센싱 데이터를 출력하고, 보정부(300)는 센싱 데이터에 기초하여 영상 데이터를 보정하기 위한 보상값을 획득 내지 업데이트하게 된다.
이하에서는 도 4에 도시된 각 구성들을 보다 자세히 설명한다.
디스플레이 패널(100)은 서브 픽셀을 구성하는 무기 발광 소자(20) 및 무기 발광 소자(20)로 구동 전류를 제공하기 위한 서브 픽셀 회로(110)를 포함한다. 도 3에서는 설명의 편의를 위해, 디스플레이 패널(100)에 포함된 하나의 서브 픽셀 관련 구성만을 도시하였으나, 전술한 바와 같이 서브 픽셀 마다 서브 픽셀 회로(110) 및 무기 발광 소자(20)가 마련될 수 있다.
무기 발광 소자(20)는, 서브 픽셀 회로(110)로부터 제공되는 구동 전류의 크기(magnitude)에 따라 또는 구동 전류의 구동 시간에 따라 다양한 계조를 표현할 수 있다. 이때, 구동 시간이라는 용어 대신, 펄스 폭(Pulse Width)이나 듀티비(Duty Ratio)라는 용어가 같은 의미로 사용될 수 있다.
예를 들어, 무기 발광 소자(20)는 구동 전류의 크기가 클수록 더 밝은 계조 값을 표현할 수 있다. 또한, 무기 발광 소자(20)는 구동 전류의 구동 시간이 길수록(즉, 펄스 폭이 길수록 또는 듀티비가 높을수록) 더 밝은 계조 값을 표현할 수 있다.
서브 픽셀 회로(110)는, 전술한 디스플레이 구동시, 무기 발광 소자(20)로 구동 전류를 제공한다. 구체적으로, 서브 픽셀 회로(110)는 구동부(500)에서 인가되는 영상 데이터 전압(예를 들어, 정전류원 데이터 전압, PWM 데이터 전압)에 기초하여 무기 발광 소자(120)로 구동 전류를 제공할 수 있다.
즉, 서브 픽셀 회로(110)는 무기 발광 소자(20)를 PAM(Pulse Amplitued Modulation) 및/또는 PWM(Pulse Width Modulation) 구동하여 무기 발광 소자(20)가 발광하는 빛의 휘도를 제어할 수 있다.
이를 위해, 서브 픽셀 회로(110)는, 정전류원 데이터 전압에 기초하여 무기 발광 소자(20)로 일정한 크기의 정전류를 제공하기 위한 정전류원(Constant Current Generator) 회로(111)를 포함할 수 있다.
또한, 서브 픽셀 회로(110)는, 정전류원 회로(111)에서 제공되는 정전류를 PWM 데이터 전압에 대응되는 시간 동안 무기 발광 소자(20)로 제공하기 위한 PWM 회로(112)를 포함할 수 있다. 이때, 무기 발광 소자(20)로 제공되는 정전류가 구동 전류가 된다.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 정전류원 회로(111) 및 PWM 회로(112)는 각각 구동 트랜지스터를 포함한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 정전류원 회로(111)에 포함된 구동 트랜지스터를 제 1 구동 트랜지스터라 하고, PWM 회로(112)에 포함된 구동 트랜지스터를 제 2 구동 트랜지스터라고 한다.
전술한 센싱 구동이 수행될 때, 정전류원 회로(111)에 제 1 특정 전압이 인가되면, 제 1 구동 트랜지스터에는 제 1 특정 전압에 대응되는 제 1 전류가 흐르고, PWM 회로(112)에 제 2 특정 전압이 인가되면, 제 2 구동 트랜지스터에는 제 2 특정 전압에 대응되는 제 2 전류가 흐르게 된다.
이에 따라, 센싱부(200)는 제 1 및 제 2 전류를 각각 센싱하고, 제 1 전류에 대응되는 제 1 센싱 데이터 및 제 2 전류에 대응되는 제 2 센싱 데이터를 보정부(300)로 각각 출력할 수 있다. 이를 위해, 센싱부(200)는 전류 검출기 및 ADC(Analog to Digital Converter)를 포함할 수 있다. 이때, 전류 검출기는, OP-AMP(Operational Amplifier) 및 커패시터를 포함하는 전류 적분기를 이용하여 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
보정부(300)는 전압별 센싱 데이터 값을 포함하는 룩업 테이블에서 제 1 특정 전압에 대응되는 센싱 데이터 값을 확인하고(identify), 확인된 센싱 데이터 값과 센싱부(200)에서 출력되는 제 1 센싱 데이터 값을 비교하여 정전류원 데이터 전압을 보정하기 위한 제 1 보상값을 산출 내지 획득할 수 있다.
또한, 보정부(300)는 전압별 센싱 데이터 값을 포함하는 룩업 테이블에서 제 2 특정 전압에 대응되는 센싱 데이터 값을 확인하고, 확인된 센싱 데이터 값과 센싱부(200)에서 출력되는 제 2 센싱 데이터 값을 비교하여 PWM 데이터 전압을 보정하기 위한 제 2 보상값을 산출 내지 획득할 수 있다.
이와 같이 획득된 제 1 및 제 2 보상값은 보정부(300)의 내부 또는 외부의 메모리(미도시)에 저장 또는 업데이트될 수 있으며, 이후 디스플레이 구동이 수행될 때, 영상 데이터 전압의 보정에 이용될 수 있다.
구체적으로, 보정부(300)는 상기 보상값을 이용하여 구동부(500)(특히, 데이터 드라이버(미도시))로 제공될 영상 데이터를 보정함으로써, 서브 픽셀 회로(110)로 인가되는 영상 데이터 전압을 보정할 수 있다.
즉, 데이터 드라이버(미도시)는 입력된 영상 데이터에 기초한 영상 데이터 전압을 서브 픽셀 회로(110)로 제공하게 되므로, 보정부(300)는 영상 데이터 값을 보정함으로써 서브 픽셀 회로(110)로 인가되는 영상 데이터 전압을 보정할 수 있다.
보다 구체적으로, 디스플레이 구동이 수행될 때, 보정부(300)는, 영상 데이터 중 정전류원 데이터 값을 제 1 보상값에 기초하여 보정할 수 있다. 또한, 보정부(300)는 영상 데이터 중 PWM 데이터 값을 제 2 보상값에 기초하여 보정할 수 있다. 이에 따라, 보정부(300)는 서브 픽셀 회로(110)로 인가되는 정전류원 데이터 전압 및 PWM 데이터 전압을 각각 보정할 수 있다.
구동부(500)는 디스플레이 패널(100)을 구동한다. 구체적으로, 구동부(500)는 각종 제어 신호, 데이터 신호, 전원 신호 등을 디스플레이 패널(100)로 제공하여 디스플레이 패널(100)을 구동할 수 있다.
특히, 구동부(500)는, 상술한 영상 데이터 전압이나 특정 전압을 디스플레이 패널(100)의 각 서브 픽셀 회로(110)로 제공하기 위한 데이터 드라이버(또는 소스 드라이버)(후술할 도 4a, 도 4b, 도 5a 및 도 7a의 참조 번호 510)를 포함할 수 있다. 이때, 데이터 드라이버(미도시)는 TCON(400)에서 제공되는 영상 데이터 및 특정 전압 데이터를, 영상 데이터 전압 및 특정 전압으로 각각 변환하기 위한 DAC(Digital to Analog Converter)를 포함할 수 있다.
또한, 구동부(500)는, 디스플레이 패널(100)의 픽셀 어레이를 적어도 하나의 로우 라인 단위로 구동하기 위한 각종 제어 신호를 제공하는 적어도 하나의 스캔 드라이버(또는 게이트 드라이버)(후술할 도 4a, 도 4b의 참조 번호 520)를 포함할 수 있다.
또한, 구동부(500)는, 픽셀(10)을 구성하는 서로 다른 색상의 복수의 서브 픽셀을 각각 선택하기 위한 먹스(MUX) 회로(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 구동부(500)는 각종 구동 전압(예를 들어, 후술할 제 1 구동 전압(VDD_CCG), 제 2 구동 전압(VDD_PWM), 그라운드 전압(VSS) 등)을 디스플레이 패널(100)에 포함된 각 서브 픽셀 회로(110)로 제공하기 위한 구동 전압 제공 회로(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 구동부(500)는 스캔 드라이버나 데이터 드라이버를 구동하기 위한 각종 클럭 신호를 제공하는 클럭 신호 제공 회로(미도시)를 포함할 수 있으며, 후술할 스윕 전압을 제공하기 위한 스윕 전압 제공 회로(미도시)를 포함할 수 있다.
이때, 상술한 구동부(500)에 포함될 수 있는 각종 구성들 중 적어도 일부는, 별도의 칩 형태로 구현되어 TCON(400)과 함께 외부의 PCB(Printed Circuit Board)에 실장되고, FOG(Film On Glass) 배선을 통해 디스플레이 패널(100)의 TFT 층에 형성된 픽셀 회로들(110)과 연결될 수 있다.
또는, 상술한 구동부(500)에 포함될 수 있는 각종 구성들 중 적어도 일부는, 별도의 칩 형태로 구현되어 COF(Chip On Film) 형태로 필름 상에 배치되고, FOG(Film On Glass) 배선을 통해 디스플레이 패널(100)의 TFT 층에 형성된 픽셀 회로들(110)과 연결될 수 있다.
또는, 상술한 구동부(500)에 포함될 수 있는 각종 구성들 중 적어도 일부는, 별도의 칩 형태로 구현되어 COG(Chip On Glass) 형태로 배치(즉, 디스플레이 패널(100)의 글래스 기판(후술됨)의 후면(글래스 기판을 기준으로 TFT 층이 형성되는 면의 반대쪽 면)에 배치)되고, 연결 배선을 통해 디스플레이 패널(100)의 TFT 층에 형성된 픽셀 회로들(110)과 연결될 수 있다.
또는, 상술한 구동부(500)에 포함될 수 있는 각종 구성들 중 적어도 일부는, 디스플레이 패널(100) 내의 TFT 층에 형성된 픽셀 회로들(110)과 함께 TFT 층에 형성되어 픽셀 회로들(110)과 연결될 수도 있다.
예를 들어, 상술한 구동부(500)에 포함될 수 있는 각종 구성들 중 스캔 드라이버, 스윕 전압 제공 회로, 먹스 회로는 디스플레이 패널(100)의 TFT 층 내에 형성되고, 데이터 드라이버는 디스플레이 패널(100)의 글래스 기판의 후면에 배치되며, 구동 전압 제공 회로, 클럭 신호 제공 회로, TCON(400)은 외부의 PCB(Printed Circuit Board)에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 3에서는 서브 픽셀 회로(110)에 정전류원 회로(111)와 PWM 회로(112)가 모두 포함된 실시 예를 도시하였으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 서브 픽셀 회로(110)는 정전류원 회로(111)만 포함할 수도 있다.
이상에서는, 설명의 중복을 피하기 위해, 도 3에 도시된 바에 기초하여, 서브 픽셀 회로(110)가 정전류원 회로(111)와 PWM 회로(112)를 모두 포함하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, PWM 회로(112)와 관련된 내용만 제외하면, 서브 픽셀 회로(110)가 정전류원 회로(111)만을 포함하여 구성되는 실시 예에도 상술한 설명이 그대로 적용될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 센싱부(200)의 구현 예들을 도시한 도면이다. 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 디스플레이 패널(100)은 복수의 데이터 라인(DL) 및 복수의 스캔 라인(SCL)이 매트릭스 형태로 교차하는 각 영역에 배치된 복수의 픽셀을 포함한다.
이때, 각 픽셀은 R, G, B와 같은 3개의 서브 픽셀을 포함할 수 있으며, 디스플레이 패널(100)에 포함된 각 서브 픽셀은, 전술한 바와 같이, 대응되는 색상의 무기 발광 소자(20) 및 서브 픽셀 회로(110)를 포함할 수 있다.
여기서, 데이터 라인(DL)은 전술한 영상 데이터 전압(구체적으로는, 정전류원 데이터 전압 및 PWM 데이터 전압) 및 특정 전압을 디스플레이 패널(100)에 포함된 각 서브 픽셀에 인가하기 위한 라인이며, 스캔 라인(SCL)은 디스플레이 패널(100)에 포함된 픽셀(또는 서브 픽셀)을 로우 라인 별로 선택하기 위한 라인이다.
따라서, 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 드라이버(510)로부터 인가되는 영상 데이터 전압이나 특정 전압은, 스캔 드라이버(520)로부터 인가되는 제어 신호(예를 들어, 후술할 SPWM(n), SCCG(n) 등)를 통해 선택된 로우 라인의 픽셀(또는 서브 픽셀)에 인가될 수 있다.
이때, R, G, B 서브 픽셀 각각에 인가될 전압들(영상 데이터 전압 및 특정 전압)은 시분할 멀티플렉싱되어 디스플레이 패널(100)에 인가될 수 있다. 위와 같이 시분할 멀티플렉싱된 전압들은, 먹스 회로(미도시)를 통해 해당 서브 픽셀에 각각 인가될 수 있다.
실시 예에 따라 도 4a 및 도 4b와 달리, R, G, B 서브 픽셀마다 별도의 데이터 라인이 마련될 수도 있는데, 이 경우에는, R, G, B 서브 픽셀 각각에 인가될 전압들(영상 데이터 전압 및 특정 전압)은, 대응되는 데이터 라인을 통해 대응되는 서브 픽셀에 동시에 인가될 수 있다. 이 경우에는, 먹스 회로(미도시)가 필요없을 것이다.
한편, 이는 센싱 라인(SSL)도 마찬가지이다. 즉, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 센싱 라인(SSL)은, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 픽셀의 컬럼 라인 마다 마련될 수 있다. 이 경우에는, R, G, B 서브 픽셀 각각에 대한 센싱부(200)의 동작을 위해 먹스 회로(미도시)가 필요할 것이다.
또한, 본 개시의 다른 일 실시 예에 따르면, 센싱 라인(SSL)은, 도 4a 및 도 4b와 달리, 서브 픽셀의 컬럼 라인 단위로 마련될 수도 있다. 이 경우에는, R, G, B 서브 픽셀 각각에 대한 센싱부(200)의 동작을 위해 별도의 먹스 회로(미도시)가 필요하지 않게 된다. 다만, 도 4a 및 도 4b에 도시된 실시 예에 비해, 후술할 센싱부(200)의 단위 구성이 3배 더 필요하게 될 것이다.
한편, 도 4a 및 도 4b에서는, 도시의 편의를 위해, 하나의 로우 라인에 대해 하나의 스캔 라인만을 도시하였다. 그러나, 실제 스캔 라인의 개수는 디스플레이 패널(100)에 포함된 픽셀 회로(110)의 구동 방식이나 구현 예에 따라 얼마든지 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 5a 및 7a에 도시된 제어 신호들(SPWM(n), SCCG(n), Emi, Sweep, PWM_Sen(n), CCG_Sen(n) 등) 각각을 제공하기 위한 복수의 스캔 라인이 로우 라인 마다 마련될 수도 있다.
한편, 전술한 바와 같이 특정 전압에 기초하여 제 1 및 제 2 구동 트랜지스터를 흐르는 제 1 및 제 2 전류는, 센싱 라인(SSL)을 통해 센싱부(200)로 전달될 수 있다. 이에 따라, 센싱부(200)는 제 1 및 제 2 전류를 각각 센싱하고, 제 1 전류에 대응되는 제 1 센싱 데이터 및 제 2 전류에 대응되는 제 2 센싱 데이터를 보정부(300)로 각각 출력할 수 있다.
이때, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 센싱부(200)는, 도 4a에 도시된 바와 같이 데이터 드라이버(510)와 별도의 IC(Integrated Circuit)로 구현될 수도 있고, 도 4b에 도시된 바와 같이 데이터 드라이버(520)와 함께 하나의 IC로 구현될 수도 있다.
보정부(300)는, 전술한 바와 같이, 센싱부(200)에서 출력되는 제 1 센싱 데이터에 기초하여 정전류원 데이터 전압을 보정하고, 제 2 센싱 데이터에 기초하여 PWM 데이터 전압을 보정할 수 있다.
이상, 도 4a 및 도 4b에서는, 제 1 및 제 2 전류가 데이터 라인(DL)과는 별도의 센싱 라인(SSL)을 통해 센싱부(200)로 전달되는 것을 예로 들었다. 그러나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 4b와 같이 데이터 드라이버(520)와 센싱부(200)가 하나의 IC로 구현된 예에서, 센싱 라인(SSL) 없이, 데이터 라인(DL)을 통해 제 1 및 제 2 전류가 센싱부(200)로 전달되는 예도 가능할 수 있을 것이다.
이하에서는, 도 5a 내지 도 8e를 참조하여, 서브 픽셀 회로(110)가 PWM 회로(112)없이 정전류원 회로(111)만을 포함하는 실시 예에 관해 자세히 설명한다.
도 5a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 회로(110) 및 센싱부(200)의 상세 회로도이다. 도 5a에서는 이해의 편의를 위해, 데이터 드라이버(510), 보정부(300) 및 TCON(400)을 함께 도시하였다.
한편, 도 5a은 하나의 서브 픽셀과 관련된 회로 즉, 하나의 무기 발광 소자(20), 그 무기 발광 소자(20)를 구동하기 위한 서브 픽셀 회로(110) 및 서브 픽셀 회로(110)에 포함된 구동 트랜지스터(T_cc)를 흐르는 전류를 센싱하기 위한 센싱부(200)의 단위 구성을 구체적으로 도시하고 있다.
도 5a에 따르면, 서브 픽셀 회로(110)는 정전류원 회로(111), 트랜지스터(T_emi), 트랜지스터(T_csen), 트랜지스터(T_psen) 및 트랜지스터(T_ini)를 포함할 수 있다.
정전류원 회로(111)는, 소스 단자가 무기 발광 소자의 캐소드 단자와 연결되는 구동 트랜지스터(T_cc), 구동 트랜지스터(T_cc)의 소스 단자 및 게이트 단자 사이에 연결된 커패시터(C_cc), 및 제어 신호 SCCG(n)에 따라 온/오프 제어되며 온된 동안 데이터 드라이버(510)로부터 인가되는 정전류원 데이터 전압을 구동 트랜지스터(T_cc)의 게이트 단자에 인가하기 위한 트랜지스터(T_scc)를 포함한다.
트랜지스터(T_emi)는, 제어 신호 Emi에 따라 온/오프 되며, 소스 단자가 구동 트랜지스터(T_cc)의 드레인 단자에 연결되고, 드레인 단자가 그라운드 전압 단자에 연결된다.
트랜지스터(T_csen)는 소스 단자가 구동 트랜지스터(T_cc)의 드레인 단자에 연결되고, 드레인 단자가 센싱부(200)에 연결된다. 트랜지스터(T_csen)는 센싱 구동이 수행되는 동안 제어 신호 CCG_Sen(n)에 따라 온되어, 구동 트랜지스터(T_cc)를 흐르는 전류를 센싱 라인(SSL)을 통해 센싱부(200)로 전달한다.
트랜지스터(T_ini)는, 무기 발광 소자(20)의 양단에 연결된다. 구체적으로, 트랜지스터(T_ini)의 소스 단자는 구동 전압 단자와 무기 발광 소자(20)의 애노드 단자에 공통 연결되고, 드레인 단자는 구동 트랜지스터(T_cc)의 소스 단자와 무기 발광 소자(20)의 캐소드 단자에 공통 연결된다.
트랜지스터(T_ini)는, 정전류원 데이터 전압이나 특정 전압이 서브 픽셀 회로(110)에 인가되는 동안 제어 신호 Vintial에 따라 온되어 구동 트랜지스터(T_cc)의 소스 단자에 구동 전압(VDD_CCG)를 전달한다. 또한, 발광 구간에서 구동 전류가 무기 발광 소자(20)를 흐르도록 제어 신호 Vintial에 따라 오프된다.
한편, 무기 발광 소자(20)의 애노드 단자는, 구동 전압(VDD_CCG)이 인가되는 구동 전압 단자와 연결된다. 이때, 구동 전압 단자가 공통 전극이 된다. 따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따를 때, 디스플레이 패널(100)은, 모든 무기 발광 소자들(20)의 애노드 단자가 공통의 애노드 전극에 연결되는 애노드 공통 구조를 갖게 된다.
한편, 도 5a에 따르면, 센싱부(200)의 단위 구성은 전류 적분기(210) 및 ADC(220)를 포함한다. 구체적으로, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 전류 적분기(210)는 앰프(211), 적분 커패시터(212), 제 1 스위치(213) 및 제 2 스위치(214)를 포함할 수 있다.
이때, 앰프(211)는 센싱 라인(SSL)에 연결되어 센싱 라인(SSL)을 통해 구동 트랜지스터(T_cc)를 흐르는 전류를 입력받는 반전 입력 단자(-), 기준 전압(Vpre)을 입력받는 비 반전 입력 단자(+) 및 출력 단자(Vout)를 포함할 수 있다.
또한, 적분 커패시터(212)는 앰프(211)의 반전 입력 단자(-)와 출력 단자(Vout) 사이에 연결되고, 제 1 스위치(213)는 적분 커패시터(212)의 양 단에 연결될 수 있다. 한편, 제 2 스위치(214)는 앰프(211)의 출력 단자(Vout)와 ADC(220)의 입력단에 양 단이 각각 연결되며, 제어 신호 Sam에 따라 스위칭될 수 있다.
한편, 도 5a에 도시된 센싱부(200)의 단위 구성은, 센싱 라인(SSL)마다 마련될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 480개의 픽셀 컬럼 라인을 포함하는 디스플레이 패널(100)에서 센싱 라인이 픽셀의 컬럼 라인마다 마련된 경우에는, 센싱부(200)는 480개의 상기 단위 구성을 포함할 수 있다.
한편, 각 픽셀이 R, G, B 서브 픽셀을 포함하는 480개의 픽셀 컬럼 라인을 포함하는 디스플레이 패널(100)에서 센싱 라인이 서브 픽셀의 컬럼 라인마다 마련된 경우에는, 센싱부(200)는 1440(=480*3)개의 상기 단위 구성을 포함할 수 있다.
도 5b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(1000)의 구동 타이밍도이다. 구체적으로, 도 5b는 한 영상 프레임 시간 동안 디스플레이 패널(100)에 포함된 서브 픽셀 회로들(110)에 인가되는 각종 제어 신호, 구동 전압 신호, 데이터 신호를 도시하고 있다.
도 5b를 참조하면, 디스플레이 패널(100)은 한 영상 프레임 시간 동안 디스플레이 구동 및 센싱 구동 순으로 구동될 수 있다.
디스플레이 구동 구간은, 데이터 설정 구간 및 발광 구간을 포함한다.
디스플레이 구동 구간 동안, 디스플레이 패널(100)의 각 서브 픽셀 회로(110)에는 대응되는 영상 데이터 전압 즉, 정전류원 데이터 전압이 인가되어 설정된다. 이후 발광 구간에서, 각 서브 픽셀 회로(110)는, 데이터 설정 구간 동안 설정된 영상 데이터 전압에 기초하여 무기 발광 소자(20)로 구동 전류를 제공하며, 이에 따라, 무기 발광 소자(20)가 발광함으로써 영상이 디스플레이된다.
데이터 설정 구간 동안에는 데이터 드라이버(510)로부터 인가되는 정전류원 데이터 전압이 서브 픽셀 회로(110)의 정전류원 회로(111)(구체적으로는, 구동 트랜지스터(T_cc)의 게이트 단자(C 노드)에 설정된다. 이때, 정전류원 데이터 전압은 데이터 드라이버(510)로부터 픽셀 어레이의 로우 라인 순으로 인가되며, 로우 라인 순으로 정전류원 회로(111)에 설정될 수 있다. 즉, 도 5b의 제어 신호 SCCG(n)에서 괄호 안의 n은 로우 라인의 번호를 나타낸다.
발광 구간은 각 서브 픽셀의 무기 발광 소자(20)가, 데이터 설정 구간에 설정된 정전류원 데이터 전압에 기초하여 일괄적으로 발광을 진행하는 구간이다.
한편, 센싱 구동 구간에는, 데이터 드라이버(510)로부터 특정 전압이 서브 픽셀 회로(110)에 인가되며, 센싱부(200)는 특정 전압에 기초하여 구동 트랜지스터(T_cc)를 흐르는 전류를 센싱하여 센싱 데이터를 출력한다.
이때, 센싱 구동은, 도 5b에 도시된 바와 같이, 한 영상 프레임 시간 중 블랭킹 구간(특히, 수직 블랭킹 구간) 내에서 수행될 수 있다. 수직 블랭킹 구간은 디스플레이 패널(100)에 유효한 영상 데이터가 입력되지 않는 시간 구간을 말한다.
그러나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 가령, 센싱 구동은, 디스플레이 장치(1000)의 부팅 기간, 파워 오프 기간 또는 스크린 오프 기간 등에 수행될 수도 있다. 여기서, 부팅 기간은 시스템 전원이 인가된 후부터 화면이 온되기 전까지의 기간을 의미하고, 파워 오프 기간은 화면이 오프된 후부터 시스템 전원이 해제될 때까지의 기간을 의미하며, 스크린 오프 기간은 시스템 전원은 인가되고 있으나 화면이 오프되어 있는 기간을 의미할 수 있다.
이하에서는, 도 6a 내지 6c를 참조하여, 디스플레이 장치(1000)의 동작을 보다 자세히 설명한다.
도 6a는 데이터 설정 구간에서 서브 픽셀 회로(110)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 데이터 설정 구간 동안, 정전류원 회로(111)에는 정전류원 데이터 전압이 설정된다.
구체적으로, 데이터 설정 구간 동안, 데이터 신호 라인(Vdata)에는 데이터 드라이버(510)로부터 정전류원 데이터 전압이 인가된다. 이때, 제어 신호 SCCG(n)에 따라 트랜지스터(T_scc)가 온되며, 온된 트랜지스터(T_scc)를 통해 정전류원 데이터 전압이 구동 트랜지스터(T_cc)의 게이트 단자(이하, C 노드라 한다.)에 입력(또는 설정)된다.
한편, 데이터 설정 구간 동안, 트랜지스터(T_ini)는 제어 신호 Vinitial에 따라 온된 상태가 된다. 이에 따라, 구동 트랜지스터(T_cc)의 소스 단자(D 노드)에는 온된 트랜지스터(T_ini)를 통해 구동 전압(VDD_CCG)이 입력된다.
결국, 데이터 설정 구간 동안, 구동 트랜지스터(T_cc)의 소스 단자 및 게이트 단자 사이에는(즉, 커패시터(C_cc)의 양 단에는) 구동 전압(VDD_CCG)과 정전류원 데이터 전압의 차이에 해당하는 전압이 설정되게 된다.
한편, 정전류원 데이터 전압은 구동 전압(VDD_CCG)과 구동 트랜지스터(T_cc)의 문턱 전압(Vth_cc)의 합 미만의 전압 범위 내의 전압일 수 있다. 따라서, C 노드에 정전류원 데이터 전압이 설정된 상태에서 구동 트랜지스터(T_cc)는 온 상태가 된다.
이러한 정전류원 데이터 전압 설정 동작은, 예를 들어 디스플레이 패널(100)이 270개의 로우 라인으로 구성된 경우, 각 로우 라인 순으로 270번 반복하여 진행될 수 있다.
도 6b는 발광 구간에서 서브 픽셀 회로(110)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
발광 구간이 시작되면, 제어 신호 Emi에 따라 트랜지스터(T_emi)는 온되며, 온된 상태를 발광 구간 동안 유지한다. 또한, 도 6a에서 전술한 바와 같이, C 노드에 정전류원 데이터 전압이 설정된 상태에서 구동 트랜지스터(T_cc)는 온된 상태에 있다. 또한, 발광 구간 동안 트랜지스터(T_ini)는 제어 신호 Vinital에 따라 오프된 상태가 된다.
따라서, 발광 구간이 시작되면, 무기 발광 소자(20), 구동 트랜지스터(T_cc) 및 트랜지스터(T_emi)를 통해 구동 전류가 흐르게 되며, 무기 발광 소자(20)는 발광을 시작한다. 이때, 구동 전류의 크기는, 구동 트랜지스터(T_cc)의 게이트 단자(C 노드)와 소스 단자(D 노드) 사이에 걸린 전압의 크기에 따라 결정된다.
한편, 구동 전류가 무기 발광 소자(20)를 흐를 때, 무기 발광 소자(20)의 양단에서는 순방향 전압 강하가 발생한다. 따라서, 발광 구간에서 D 노드의 전압은, 데이터 설정 구간에서보다 낮아진다.
그러나, 커패시터(C_cc)를 통해, C 노드의 전압 역시 D 노드에서 강하된 전압만큼 강하되므로, 구동 트랜지스터(T_cc)의 게이트 단자와 소스 단자 사이에 걸린 전압은 데이터 설정 구간과 발광 구간에서 동일하게 유지된다.
이와 같이, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 애노드 공통 구조를 사용하면서도, 서브 픽셀 회로(110)의 동작 중에 무기 발광 소자(20)의 순방향 전압 편차가 자연스럽게 보상될 수 있다.
도 6c는 센싱 구동 구간에서 서브 픽셀 회로(110) 및 구동부(500)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
센싱 구동 구간에서, 데이터 신호 라인(Vdata)에는 데이터 드라이버(510)로부터 특정 전압이 인가된다. 이때, 제어 신호 SCCC(n)에 따라 트랜지스터(T_cc)가 온되며, 온된 트랜지스터(T_cc)를 통해 특정 전압이 C 노드에 입력된다. 여기서 특정 전압은 구동 트랜지스터(T_cc)를 온시키기 위한 기설정된 임의의 전압일 수 있다.
한편, 센싱 구동 구간에서는, 제어 신호 CCG_Sen(n)에 따라 트랜지스터(T_csen)가 온되며, 온된 트랜지스터(T_csen)를 통해, 구동 트랜지스터(T_cc)를 흐르는 전류가 센싱부(200)로 전달된다.
한편, 센싱 구동 구간 동안, 센싱부(200)의 제 1 스위치(213)는 제어 신호 Spre에 따라 온 및 오프된다. 이하에서는, 센싱 구동 구간 내에서 제 1 스위치(213)가 온된 기간을 초기화 기간으로, 오프된 기간을 센싱 기간으로 지칭하여 설명한다.
초기화 기간에는 제 1 스위치(213)가 온된 상태이므로, 앰프(211)의 출력 단자(Vout)에는 앰프(211)의 비 반전 입력 단자(+)로 입력되는 기준 전압(Vpre)이 유지된다.
센싱 기간에는 제 1 스위치(213)가 오프되므로, 앰프(211)는 전류 적분기로 동작하여 입력되는 전류를 적분한다. 이때, 센싱 기간에서 앰프(211)의 반전 입력 단자(-)로 유입되는 전류에 의해 적분 커패시터(212)의 양단 전압차는 센싱 시간이 경과할수록, 즉 축적되는 전하량이 증가할수록 커진다.
그런데, 앰프(211)의 가상 접지(Virtual Ground) 특성상, 센싱 기간에서 반전 입력 단자(-)의 전압은 적분 커패시터(212)의 전압차 증가에 상관없이 기준 전압(Vpre)으로 유지되므로, 적분 커패시터(212)의 양단 전압차에 대응하여 앰프(211)의 출력 단자(Vout)의 전압이 낮아지게 된다.
이러한 원리로, 센싱 기간에서 센싱부(200)로 유입되는 전류는 적분 커패시터(212)를 통해 전압값인 적분값 Vpsen으로 축적된다. 앰프(211)의 출력 단자(Vout)의 전압의 하강 기울기는 입력되는 전류가 클수록 증가하므로 적분값 Vpsen의 크기는 입력되는 전류가 클수록 작아진다.
적분값 Vpsen은 센싱 기간에서 제 2 스위치(214)가 온 상태로 유지되는 동안 ADC(220)로 입력되며, ADC(200)에서 센싱 데이터로 변환된 후 보정부(300)로 출력되게 된다.
이에 따라, 전술한 바와 같이, 보정부(300)는 센싱 데이터에 기초하여 보상값을 각각 획득하고, 획득된 보상값을 메모리(미도시)에 저장 내지 업데이트 할 수 있다.
이후, 디스플레이 구동이 수행될 때, 보정부(300)는 보상값에 기초하여, 서브 픽셀 회로(110)에 인가될 정전류원 데이터 전압을 보정할 수 있다. 이에 따라, 구동 트랜지스터(T_cc)들 간의 전기적 특성의 편차가 보상될 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 특정 전압은, 한 영상 프레임 당 하나의 로우 라인에 대응되는 서브 픽셀 회로들에 인가될 수 있다. 즉, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 한 영상 프레임 당 하나의 로우 라인에 대해 상술한 센싱 구동이 수행될 수 있다. 이때, 상술한 센싱 구동은 로우 라인 순으로 진행될 수 있다.
따라서, 예를 들어, 디스플레이 패널(100)이 270개의 로우 라인으로 이루어진 경우라면, 첫번째 영상 프레임에 대해 1번 로우 라인에 포함된 서브 픽셀 회로들에 대한 상술한 센싱 구동이 수행되고, 두번째 영상 프레임에 대해 2번 로우 라인에 포함된 서브 픽셀 회로들에 대한 상술한 센싱 구동이 수행될 수 있다.
이와 같은 방식으로, 270번째 영상 프레임에 대해 270번 로우 라인에 포함된 픽셀 회로들에 대한 센싱 구동이 수행됨으로써, 디스플레이 패널(100)에 포함된 전체 서브 픽셀 회로들에 대한 센싱 구동이 1회 완료될 수 있다.
한편, 본 개시의 다른 일 실시 예에 따르면, 특정 전압은, 한 영상 프레임 당 복수의 로우 라인에 대응되는 서브 픽셀 회로들에 인가될 수 있다. 즉, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 한 영상 프레임 당 복수의 로우 라인에 대해 상술한 센싱 구동이 수행될 수 있다. 이때에도, 상술한 센싱 구동은 로우 라인 순으로 진행될 수 있다.
따라서, 예를 들어, 디스플레이 패널(100)이 270개의 로우 라인을 포함하고, 한 영상 프레임 당 3개의 로우 라인에 대해 상술한 센싱 구동이 수행되는 경우를 가정하면, 첫번째 영상 프레임에 대해 1번부터 3번 로우 라인에 포함된 서브 픽셀 회로들에 대한 상술한 센싱 구동이 수행되고, 두번째 영상 프레임에 대해 4번부터 6번 로우 라인에 포함된 서브 픽셀 회로들에 대한 상술한 센싱 구동이 수행될 수 있다.
이와 같은 방식으로, 90번째 영상 프레임에 대해 268번부터 270번 로우 라인에 포함된 서브 픽셀 회로들에 대한 상술한 센싱 구동이 수행됨으로써, 디스플레이 패널(100)에 포함된 전체 서브 픽셀 회로들에 대한 센싱 구동이 1회 완료될 수 있다. 따라서, 이 경우에는 270번째 영상 프레임에 대한 구동이 완료되면, 디스플레이 패널(100)에 포함된 전체 서브 픽셀 회로들에 대해 상술한 센싱 구동이 3회 완료되게 된다.
한편, 이상에서는, 센싱 구동이 디스플레이 구동 이후에 진행되는 것을 예로 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 실시 예에 따라 센싱 구동이 먼저 진행되고, 디스플레이 구동이 그 이후에 진행되는 것도 가능하다.
이하에서는, 도 7a 내지 도 8e를 참조하여 서브 픽셀 회로(110)가 정전류원 회로(111) 및 PWM 회로(112)를 모두 포함하는 실시 예에 관해 자세히 설명한다.
도 7a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 서브 픽셀 회로(110) 및 센싱부(200)의 상세 회로도이다. 도 7a에서는 이해의 편의를 위해, 데이터 드라이버(510), 보정부(300) 및 TCON(400)을 함께 도시하였다.
한편, 도 7a은 하나의 서브 픽셀과 관련된 회로 즉, 하나의 무기 발광 소자(20), 그 무기 발광 소자(20)를 구동하기 위한 서브 픽셀 회로(110) 및 서브 픽셀 회로(110)에 포함된 구동 트랜지스터(T_cc, T_pwm)를 흐르는 전류를 센싱하기 위한 센싱부(200)의 단위 구성을 구체적으로 도시하고 있다.
도 7a에 따르면, 서브 픽셀 회로(110)는 정전류원 회로(111), PWM 회로(112), 트랜지스터(T_emi), 트랜지스터(T_csen), 트랜지스터(T_psen) 및 트랜지스터(T_ini)를 포함할 수 있다.
정전류원 회로(111)는, 소스 단자가 무기 발광 소자(20)의 캐소드 단자와 연결된 제 1 구동 트랜지스터(T_cc), 제 1 구동 트랜지스터(T_cc)의 소스 단자 및 게이트 단자 사이에 연결된 커패시터(C_cc), 및 제어 신호 SCCG(n)에 따라 온/오프 제어되며 온된 동안 데이터 드라이버(510)로부터 인가되는 정전류원 데이터 전압을 제 1 구동 트랜지스터(T_cc)의 게이트 단자에 인가하기 위한 트랜지스터(T_scc)를 포함한다.
PWM 회로(112)는, 소스 단자가 구동 전압(VDD_PWM) 단자와 연결된 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm), 선형적으로 변화하는 스윕 전압을 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)의 게이트 단자에 커플링시키기 위한 커패시터(C_sweep), 및 제어 신호 SPWM(n)에 따라 온/오프 제어되며 온된 동안 데이터 드라이버(510)로부터 인가되는 PWM 데이터 전압을 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)의 게이트 단자에 인가하기 위한 트랜지스터(T_spwm)를 포함한다.
이때, 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)의 드레인 단자는, 제 1 구동 트랜지스터(T_cc)의 게이트 단자와 연결된다.
트랜지스터(T_emi)는, 제어 신호 Emi에 따라 온/오프 되며, 소스 단자가 구동 트랜지스터(T_cc)의 드레인 단자에 연결되고, 드레인 단자가 그라운드 전압 단자에 연결된다.
트랜지스터(T_csen)는 소스 단자가 제 1 구동 트랜지스터(T_cc)의 드레인 단자에 연결되고, 드레인 단자가 센싱부(200)에 연결된다. 트랜지스터(T_csen)는 센싱 구동이 수행되는 동안 제어 신호 CCG_Sen(n)에 따라 온되어, 제 1 구동 트랜지스터(T_cc)를 흐르는 제 1 전류를 센싱 라인(SSL)을 통해 센싱부(200)로 전달한다.
트랜지스터(T_psen)는 소스 단자가 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)의 드레인 단자에 연결되고, 드레인 단자가 센싱부(200)에 연결된다. 트랜지스터(T_psen)는 센싱 구동이 수행되는 동안 제어 신호 PWM_Sen(n)에 따라 온되어, 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)를 흐르는 제 2 전류를 센싱 라인(SSL)을 통해 센싱부(200)로 전달한다.
트랜지스터(T_ini)는, 영상 데이터 전압(정전류원 데이터 전압, PWM 데이터 전압)이나 특정 전압(제 1 특정 전압, 제 2 특정 전압)이 서브 픽셀 회로(110)에 인가되는 동안 제어 신호 Vintial에 따라 온되어 구동 트랜지스터(T_cc)의 소스 단자에 구동 전압(VDD_CCG)를 전달한다. 또한, 후술할 발광 구간(③)에서 구동 전류가 무기 발광 소자(20)를 흐르도록 제어 신호 Vintial에 따라 오프된다.
한편, 무기 발광 소자(20)의 애노드 단자는, 구동 전압(VDD_CCG)이 인가되는 구동 전압 단자와 연결된다. 이때, 구동 전압 단자가 공통 전극이 된다. 따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따를 때, 디스플레이 패널(100)은, 모든 무기 발광 소자들(20)의 애노드 단자가 공통의 애노드 전극에 연결되는 애노드 공통 구조를 갖게 된다.
한편, 도 7a에 도시된 센싱부(200)의 단위 구성은 도 6a에 도시된 것과 같으므로, 중복 설명은 생략한다.
도 7b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(1000)의 구동 타이밍도이다. 구체적으로, 도 7b는 한 영상 프레임 시간 동안 디스플레이 패널(100)에 포함된 서브 픽셀 회로들(110)에 인가되는 각종 제어 신호, 구동 전압 신호, 데이터 신호를 도시하고 있다.
도 7b를을 참조하면, 디스플레이 패널(100)은 한 영상 프레임 시간 동안 디스플레이 구동 및 센싱 구동 순으로 구동될 수 있다.
디스플레이 구동 구간은, PWM 데이터 설정 구간(①), 정전류원 데이터 설정 구간(②) 및 발광 구간(③)을 포함한다.
디스플레이 구동 구간 동안, 디스플레이 패널(100)의 각 서브 픽셀 회로(110)에는 대응되는 영상 데이터 전압이 설정된다.
구체적으로, PWM 데이터 전압 설정 구간(①) 동안에는 데이터 드라이버(510)로부터 인가되는 PWM 데이터 전압이 서브 픽셀 회로(110)의 PWM 회로(112)(구체적으로는, 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)의 게이트 단자)에 설정될 수 있다.
이때, PWM 데이터 전압은 디스플레이 패널(100)의 서브 픽셀 회로들에 로우 라인 순으로 인가되며, 로우 라인 순으로 각 서브 픽셀들의 PWM 회로(112)에 설정될 수 있다. 즉, 도 7b의 제어 신호 SPWM(n)에서 괄호 안의 n은 n번째 로우 라인을 의미한다.
정전류원 데이터 전압 설정 구간(②) 동안에는 데이터 드라이버(510)로부터 인가되는 정전류원 데이터 전압이 서브 픽셀 회로(110)의 정전류원 회로(111)(구체적으로는, 제 1 구동 트랜지스터(T_cc)의 게이트 단자)에 설정된다.
정전류원 데이터 전압 역시, 디스플레이 패널(100)의 서브 픽셀 회로들에 로우 라인 순으로 인가되며, 로우 라인 순으로 각 서브 픽셀들의 정전류원 회로(111)에 설정될 수 있다. 즉, 도 7b의 제어 신호 SCCG(n)에서 괄호 안의 n은 n번째 로우 라인을 의미한다.
발광 구간(③)은 각 서브 픽셀의 무기 발광 소자(20)가, PWM 데이터 전압 설정 구간(①) 및 정전류원 데이터 전압 설정 구간(②)에 설정된 PWM 데이터 전압 및 정전류원 데이터 전압에 기초하여 일괄적으로 발광을 진행하는 구간이다.
한편, 센싱 구동 구간은, PWM 회로(112) 센싱 구간(④) 및 정전류원 회로(111) 센싱 구간(⑤)을 포함한다.
PWM 회로(112) 센싱 구간(④) 동안에는, 데이터 드라이버(510)로부터 인가되는 제 2 특정 전압에 기초하여 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)를 흐르는 제 2 전류가 센싱부(200)로 전달된다.
정전류원 회로(111) 센싱 구간(⑤) 동안에는, 데이터 드라이버(510)로부터 인가되는 제 1 특정 전압에 기초하여 제 1 구동 트랜지스터(T_cc)를 흐르는 제 1 전류가 센싱부(200)로 전달된다.
이에 따라, 센싱부(200)는 제 1 및 제 2 전류에 기초하여 제 1 센싱 데이터 및 제 2 센싱 데이터를 각각 출력할 수 있다 .
이때, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 상기 센싱 구동 동작은, 도 7b에 도시된 바와 같이, 한 영상 프레임 시간 중 블랭킹 구간(특히, 수직 블랭킹 구간) 내에서 수행될 수 있다. 수직 블랭킹 기간은 디스플레이 패널(100)에 유효한 영상 데이터가 입력되지 않는 시간 구간을 말한다.
따라서, 센싱부(200)는 한 영상 프레임의 블랭킹 구간 동안 인가되는 특정 전압에 기초하여 구동 트랜지스터(T_cc, T_pwm)를 흐르는 전류를 센싱하고, 센싱된 전류에 대응되는 센싱 데이터를 출력할 수 있다.
그러나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 가령, 상기 센싱 구동은, 디스플레이 장치(100)의 부팅 기간, 파워 오프 기간 또는 스크린 오프 기간 등에 수행될 수도 있다. 여기서, 부팅 기간은 시스템 전원이 인가된 후부터 화면이 온되기 전까지의 기간을 의미하고, 파워 오프 기간은 화면이 오프된 후부터 시스템 전원이 해제될 때까지의 기간을 의미하며, 스크린 오프 기간은 시스템 전원은 인가되고 있으나 화면이 오프되어 있는 기간을 의미할 수 있다.
한편, 도 7a 및 7b를 참조하면, 정전류원 회로(111)와 PWM 회로(112)에는 서로 다른 별도의 구동 전압(즉, 제 1 구동 전압(VDD_CCG) 및 제 2 구동 전압(VDD_PWM))이 인가되는 것을 볼 수 있다.
만일, 하나의 구동 전압(예를 들어, VDD)을 정전류원 회로(111)와 PWM 회로(112)에 공통적으로 사용한다면, 무기 발광 소자(20)로 구동 전류를 인가하기 위해 구동 전압을 사용하는 정전류원 회로(111)와, 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)의 온/오프 제어를 통해 구동 전류의 펄스 폭만을 제어하는 PWM 회로(112)가 동일한 구동 전압(VDD)을 이용하는 것은 문제가 될 수 있다.
구체적으로, 실제 디스플레이 패널(100)은 영역별로 저항값에 차이가 있다. 따라서, 구동 전류가 흐를 때 영역별로 IR 드랍값에 차이가 발생하며, 이로 인해, 디스플레이 패널(100)의 위치에 따라 구동 전압(VDD)의 차이가 발생하게 된다.
따라서, 만일 도 7a에 도시된 회로 구조에서 PWM 회로(112)와 정전류원 회로(111)가 구동 전압(VDD)을 공통으로 사용한다면, 동일한 PWM 데이터 전압에 대해 영역별로 PWM 회로(112)의 동작 시점이 달라지게 되는 문제가 발생한다. 이는, 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)의 소스 단자에 구동 전압이 인가되므로, 구동 전압의 변화에 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)의 온/오프 동작이 영향을 받게 되기 때문이다.
이와 같은 문제는, 도 7a에 도시된 바와 같이, 정전류원 회로(111) 및 PWM 회로(112)에 각각 별도의 구동 전압을 인가함으로써 해결될 수 있다.
즉, 구동 전류가 흐를 때 상술한 바와 같이 정전류원 회로(111)의 구동 전압(VDD_CCG)이 디스플레이 패널(100)의 영역별로 달라지더라도, PWM 회로(112)에는 구동 전류가 흐르지 않아 영역별로 차이가 없는 별도의 구동 전압(VDD_PWM)이 인가되므로, 상술한 문제점이 해결될 수 있다.
이하에서는, 도 8a 내지 도 8e를 참조하여, 도 7b에서 전술한 각 구동 구간(① 내지 ⑤)에서 디스플레이 장치(1000)의 동작을 보다 자세히 설명한다.
도 8a는 PWM 데이터 설정 구간(①)에서 서브 픽셀 회로(110)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
PWM 데이터 설정 구간(①) 동안, 데이터 신호 라인(Vdata)에는 데이터 드라이버(510)로부터 PWM 데이터 전압이 인가된다.
이때, 제어 신호 SPWM(n)에 따라 트랜지스터(T_spwm)가 온되며, 온된 트랜지스터(T_spwm)를 통해 PWM 데이터 전압이 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)의 게이트 단자(이하, A 노드라 한다.)에 입력(또는 설정)된다.
한편, PWM 데이터 전압은, 제 2 구동 전압(VDD_PWM)과 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)의 문턱 전압(Vth_pwm)의 합 이상의 전압 범위 내의 전압일 수 있다. 따라서, PWM 데이터 전압이 풀블랙 계조에 대응되는 전압인 경우를 제외하고는, 도 8a에 도시된 바와 같이, A 노드에 PWM 데이터 전압이 설정된 상태에서 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)은 오프 상태를 유지한다.
이와 같은 PWM 데이터 전압 설정 동작은, 예를 들어, 디스플레이 패널(100)이 270개의 로우 라인으로 구성된 경우, 각 로우 라인 순으로 270번 반복하여 진행될 수 있다.
도 8b는 정전류원 데이터 설정 구간(②)에서 서브 픽셀 회로(110)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
정전류원 데이터 설정 구간(②) 동안, 데이터 신호 라인(Vdata)에는 데이터 드라이버(510)로부터 정전류원 데이터 전압이 인가된다.
이때, 제어 신호 SCCG(n)에 따라 트랜지스터(T_scc)가 온되며, 온된 트랜지스터(T_scc)를 통해 정전류원 데이터 전압이 제 1 구동 트랜지스터(T_cc)의 게이트 단자(이하, C 노드라 한다.)에 입력(또는 설정)된다.
한편, 정전류원 데이터 설정 구간 동안, 트랜지스터(T_ini)는 제어 신호 Vinitial에 따라 온된 상태가 된다. 따라서, 구동 트랜지스터(T_cc)의 소스 단자(D 노드)에는 온된 트랜지스터(T_ini)를 통해 제 1 구동 전압(VDD_CCG)이 입력된다.
결국, 정전류원 데이터 설정 구간 동안, 구동 트랜지스터(T_cc)의 소스 단자 및 게이트 단자 사이에는(즉, 커패시터(C_cc)의 양 단에는) 제 1 구동 전압(VDD_CCG)과 정전류원 데이터 전압의 차이에 해당하는 전압이 설정되게 된다.
한편, 정전류원 데이터 전압은 제 1 구동 전압(VDD_CCG)과 제 1 구동 트랜지스터(T_cc)의 문턱 전압(Vth_cc)의 합 미만의 전압 범위 내의 전압일 수 있다. 따라서, C 노드에 정전류원 데이터 전압이 설정된 상태에서 제 1 구동 트랜지스터(T_cc)는 온 상태를 유지한다.
이와 같은 정전류원 데이터 전압 설정 동작 역시, 디스플레이 패널(100)이 270개의 로우 라인으로 구성된 경우, 각 로우 라인 순으로 270번 반복하여 진행될 수 있다.
도 8c는 발광 구간(③)에서 서브 픽셀 회로(110)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
발광 구간이 시작되면, 제어 신호 Emi에 따라 트랜지스터(T_emi)는 온되며, 온된 상태를 발광 구간 동안 유지한다. 또한, 도 8b에서 전술한 바와 같이, 제 1 구동 트랜지스터(T_cc)는, C 노드에 정전류원 데이터 전압이 설정된 상태에서 온된 상태에 있다.
따라서, 발광 구간이 시작되면, 무기 발광 소자(20), 구동 트랜지스터(T_cc) 및 트랜지스터(T_emi)를 통해 구동 전류가 흐르게 되며, 무기 발광 소자(20)는 발광을 시작한다.
이때 역시 무기 발광 소자(20)의 양단에서는 순방향 전압 강하가 발생하지만, 도 6b에서 전술한 바와 같이, 구동 트랜지스터(T_cc)의 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전압(즉, 커패시터(C_cc) 양단의 전압)은, 정전류원 데이터 설정 구간과 발광 구간에서 동일하게 유지된다.
한편, 발광 구간이 시작되면, 선형 감소하는 전압인 스윕 전압(Sweep)이 커패시터(C_sweep)를 통해 A 노드에 커플링된다. 따라서, A 노드의 전압은 스윕 전압의 변화에 따라 감소하게 된다.
감소하던 A 노드의 전압 값이 제 2 구동 전압(VDD_PWM)과 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)의 문턱 전압(Vth_pwm)의 합과 같아지게 되면, 오프된 상태를 유지하던 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)가 온되며, 온된 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)를 통해 제 2 구동 전압(VDD_PWM)이 C 노드에 인가되게 된다.
이에 따라, 제 1 구동 트랜지스터(T_cc)는 오프되며, 구동 전류는 흐름을 멈추고, 무기 발광 소자(20) 역시 발광을 멈추게 된다. 이는, C 노드에 제 2 구동 전압(VDD_PWM)이 인가됨으로써, 제 1 구동 트랜지스터(T_cc)의 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전압이 제 1 구동 트랜지스터(T_cc)의 문턱 전압(Vth_cc)보다 커지게 되기 때문이다.(예를 들어, 제 1 구동 전압(VDD_CCG)과 제 2 구동 전압(VDD_PWM)을 같은 크기의 전압을 사용하더라도, 제 1 구동 트랜지스터(T_cc)의 문턱 전압(Vth_cc)는 음의 값을 가지므로, C 노드에 제 2 구동 전압(VDD_PWM)이 인가되면, 제 1 구동 트랜지스터(T_cc)는 오프된다.)
즉, 본 개시의 다양한 실시 예들에서, 구동 전류는, 발광 구간이 시작된 때부터, A 노드의 전압 값이 스윕 전압에 따라 변화하여 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)가 온될 때까지 흐르게 된다.
따라서, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, A 노드에 설정되는 PWM 데이터 전압값을 조정하여 구동 전류의 구동 시간 즉, 무기 발광 소자(20)의 발광 시간을 제어할 수 있게 된다.
한편, PWM 데이터 전압이 풀 블랙 계조에 대응되는 전압값을 가지는 경우에는, A 노드에 PWM 데이터 전압이 설정된 상태에서 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)가 온 상태가 될 수 있다. 따라서, 처음부터 제 2 구동 전압(VDD_PWM)이 C 노드에 인가되며, 제 1 구동 트랜지스터(T_cc) 역시 처음부터 온되지 못한다. 따라서, 발광 구간이 시작되더라도 무기 발광 소자(20)에는 구동 전류가 흐르지 않게 된다.
도 8d는 PWM 회로(112) 센싱 구간(④)에서 서브 픽셀 회로(110) 및 구동부(500)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
PWM 회로(112) 센싱 구간 동안, 데이터 신호 라인(Vdata)에는 데이터 드라이버(510)로부터 제 2 특정 전압이 인가된다. 이때, 제어 신호 SPWM(n)에 따라 트랜지스터(T_spwm)가 온되며, 온된 트랜지스터(T_spwm)를 통해 제 2 특정 전압이 A 노드에 입력된다. 여기서, 제 2 특정 전압은 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)를 온시키기 위한 기설정된 임의의 전압일 수 있다.
PWM 회로(112) 센싱 구간에는, 제어 신호 PWM_Sen(n)에 따라 트랜지스터(T_psen)가 온되며, 온된 트랜지스터(T_psen)를 통해 제 2 구동 트랜지스터(T_pwm)를 흐르는 제 2 전류가 센싱부(200)로 전달된다.
한편, PWM 회로(112) 센싱 구간 동안, 센싱부(200)의 제 1 스위치(213)는 제어 신호 Spre에 따라 온 및 오프된다. 이하에서는, PWM 회로(112) 센싱 구간 내에서 제 1 스위치(213)가 온된 기간을 제 1 초기화 기간으로, 오프된 기간을 제 1 센싱 기간으로 지칭하여 설명한다.
제 1 초기화 기간에는 제 1 스위치(213)가 온된 상태이므로, 앰프(211)의 출력 단자(Vout)에는 앰프(211)의 비 반전 입력 단자(+)로 입력되는 기준 전압(Vpre)이 유지된다.
제 1 센싱 기간에는 제 1 스위치(213)가 오프되므로, 앰프(211)는 전류 적분기로 동작하여 제 2 전류를 적분한다. 이때, 제 1 센싱 기간에서 앰프(211)의 반전 입력 단자(-)로 유입되는 제 2 전류에 의해 적분 커패시터(212)의 양단 전압차는 센싱 시간이 경과할수록, 즉 축적되는 전하량이 증가할수록 커진다.
그런데, 앰프(211)의 가상 접지(Virtual Ground) 특성상, 제 1 센싱 기간에서 반전 입력 단자(-)의 전압은 적분 커패시터(212)의 전압차 증가에 상관없이 기준 전압(Vpre)으로 유지되므로, 적분 커패시터(212)의 양단 전압차에 대응하여 앰프(211)의 출력 단자(Vout)의 전압이 낮아지게 된다.
이러한 원리로, 제 1 센싱 기간에서 센싱부(200)로 유입되는 제 2 전류는 적분 커패시터(212)를 통해 전압값인 적분값 Vpsen으로 축적된다. 앰프(211)의 출력 단자(Vout)의 전압의 하강 기울기는 제 2 전류가 클수록 증가하므로 적분값 Vpsen의 크기는 제 2 전류가 클수록 작아진다.
적분값 Vpsen은 제 1 센싱 기간에서 제 2 스위치(214)가 온 상태로 유지되는 동안 ADC(220)로 입력되며, ADC(200)에서 제 2 센싱 데이터로 변환된 후 보정부(300)로 출력되게 된다.
도 8e는 정전류원 회로(111) 센싱 구간(⑤)에서 서브 픽셀 회로(110) 및 구동부(500)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
정전류원 회로(111) 센싱 구간 동안, 데이터 신호 라인(Vdata)에는 데이터 드라이버(510)로부터 제 1 특정 전압이 인가된다. 이때, 제어 신호 SCCG(n)에 따라 트랜지스터(T_scc)가 온되며, 온된 트랜지스터(T_scc)를 통해 제 1 특정 전압이 C 노드에 입력된다. 여기서, 제 1 특정 전압은 제 1 구동 트랜지스터(T_cc)를 온시키기 위한 기설정된 임의의 전압이다.
정전류원 회로(111) 센싱 구간에는, 제어 신호 CCG_Sen(n)에 따라 트랜지스터(T_csen)가 온되며, 온된 트랜지스터(T_csen)를 통해 제 1 구동 트랜지스터(T_cc)를 흐르는 제 1 전류가 센싱부(200)로 전달된다.
한편, 정전류원 회로(111) 센싱 구간 동안에도, 센싱부(200)의 제 1 스위치(213)는 제어 신호 Spre에 따라 온 및 오프된다. 이하에서는, 정전류원 회로(111) 센싱 구간 내에서 제 1 스위치(213)가 온된 기간을 제 2 초기화 기간으로, 오프된 기간을 제 2 센싱 기간으로 지칭하여 설명한다.
제 2 초기화 기간에는 제 1 스위치(213)가 온된 상태이므로, 앰프(211)의 출력 단자(Vout)에는 앰프(211)의 비 반전 입력 단자(+)로 입력되는 기준 전압(Vpre)이 유지된다.
제 2 센싱 기간에는 제 1 스위치(213)가 오프되므로, 앰프(211)는 전류 적분기로 동작하여 제 1 전류를 적분한다. 이때, 제 2 센싱 기간에서 앰프(211)의 반전 입력 단자(-)로 유입되는 제 1 전류에 의해 적분 커패시터(212)의 양단 전압차는 센싱 시간이 경과할수록, 즉 축적되는 전하량이 증가할수록 커진다.
그런데, 앰프(211)의 가상 접지(Virtual Ground) 특성상, 제 2 센싱 기간에서 반전 입력 단자(-)의 전압은 적분 커패시터(212)의 전압차 증가에 상관없이 기준 전압(Vpre)으로 유지되므로, 적분 커패시터(212)의 양단 전압차에 대응하여 앰프(211)의 출력 단자(Vout)의 전압이 낮아지게 된다.
이러한 원리로, 제 2 센싱 기간에서 센싱부(200)로 유입되는 제 1 전류는 적분 커패시터(212)를 통해 전압값인 적분값 Vcsen으로 축적된다. 앰프(211)의 출력 단자(Vout)의 전압의 하강 기울기는 제 1 전류가 클수록 증가하므로 적분값 Vcsen의 크기는 제 1 전류가 클수록 작아진다.
적분값 Vcsen은 제 2 센싱 기간에서 제 2 스위치(214)가 온 상태로 유지되는 동안 ADC(220)로 입력되며, ADC(220)에서 제 1 센싱 데이터로 변환된 후 보정부(300)로 출력되게 된다.
이에 따라, 전술한 바와 같이, 보정부(300)는 제 1 및 제 2 센싱 데이터에 기초하여 제 1 및 제 2 보상값을 각각 획득하고, 획득된 제 1 및 제 2 보상값을 메모리(미도시)에 저장 내지 업데이트 할 수 있다.
이후, 디스플레이 구동이 수행될 때, 보정부(300)는 제 1 및 제 2 보상값에 기초하여 서브 픽셀 회로(110)에 인가될 정전류원 데이터 전압 및 PWM 데이터 전압을 각각 보정할 수 있다. 이에 따라, 제 1 구동 트랜지스터(T_cc)들 간의 전기적 특성의 편차와 제 2 구동 트랜지스터들(T_pwm) 간의 전기적 특성의 편차가 보상될 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 상기 제 1 특정 전압 및 제 2 특정 전압은, 한 영상 프레임 당 하나의 로우 라인에 대응되는 서브 픽셀 회로들에 인가될 수 있다. 즉, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 한 영상 프레임 당 하나의 로우 라인에 대해 상술한 센싱 구동이 수행될 수 있다. 이때, 상술한 센싱 구동은 로우 라인 순으로 진행될 수 있다.
따라서, 예를 들어, 디스플레이 패널(100)이 270개의 로우 라인으로 이루어진 경우라면, 첫번째 영상 프레임에 대해 1번 로우 라인에 포함된 서브 픽셀 회로들에 대한 상술한 센싱 구동이 수행되고, 두번째 영상 프레임에 대해 2번 로우 라인에 포함된 서브 픽셀 회로들에 대한 상술한 센싱 구동이 수행될 수 있다.
이와 같은 방식으로, 270번째 영상 프레임에 대해 270번 로우 라인에 포함된 픽셀 회로들에 대한 센싱 구동이 수행됨으로써, 디스플레이 패널(100)에 포함된 전체 서브 픽셀 회로들에 대한 센싱 구동이 1회 완료될 수 있다.
한편, 본 개시의 다른 일 실시 예에 따르면, 상기 제 1 특정 전압 및 제 2 특정 전압은, 한 영상 프레임 당 복수의 로우 라인에 대응되는 서브 픽셀 회로들에 인가될 수 있다. 즉, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 한 영상 프레임 당 복수의 로우 라인에 대해 상술한 센싱 구동이 수행될 수 있다. 이때에도, 상술한 센싱 구동은 로우 라인 순으로 진행될 수 있다.
따라서, 예를 들어, 디스플레이 패널(100)이 270개의 로우 라인을 포함하고, 한 영상 프레임 당 3개의 로우 라인에 대해 상술한 센싱 구동이 수행되는 경우를 가정하면, 첫번째 영상 프레임에 대해 1번부터 3번 로우 라인에 포함된 서브 픽셀 회로들에 대한 상술한 센싱 구동이 수행되고, 두번째 영상 프레임에 대해 4번부터 6번 로우 라인에 포함된 서브 픽셀 회로들에 대한 상술한 센싱 구동이 수행될 수 있다.
이와 같은 방식으로, 90번째 영상 프레임에 대해 268번부터 270번 로우 라인에 포함된 서브 픽셀 회로들에 대한 상술한 센싱 구동이 수행됨으로써, 디스플레이 패널(100)에 포함된 전체 서브 픽셀 회로들에 대한 센싱 구동이 1회 완료될 수 있다. 따라서, 이 경우에는 270번째 영상 프레임에 대한 구동이 완료되면, 디스플레이 패널(100)에 포함된 전체 서브 픽셀 회로들에 대해 상술한 센싱 구동이 3회 완료되게 된다.
한편, 이상에서는, PWM 데이터 설정 구간(①) 및 정전류원 데이터 설정 구간(②) 순으로 영상 데이터 전압 설정과 관련된 구동 구간이 진행되는 것을 예로 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 실시 예에 따라 정전류원 데이터 설정 구간(②)이 먼저 진행되고, PWM 데이터 설정 구간(①)이 그 이후에 진행되는 것도 가능하다.
또한, 이상에서는, PWM 회로(112) 센싱 구간(④) 및 정전류원 회로(111) 센싱 구간(⑤) 순으로 센싱 구동이 진행되는 것을 예로 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 실시 예에 따라 정전류원 회로(111) 센싱 구간(⑤)이 먼저 진행되고, PWM 회로(112) 센싱 구간(④)이 그 이후에 진행되는 것도 가능하다.
또한, 이상에서는, 센싱 구동이 디스플레이 구동 이후에 진행되는 것을 예로 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 실시 예에 따라 센싱 구동이 먼저 진행되고, 디스플레이 구동이 그 이후에 진행되는 것도 가능하다.
도 9a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널(100)의 단면도이다. 도 9a에서는 설명의 편의를 위해, 디스플레이 패널(100)에 포함된 하나의 픽셀만을 도시하였다.
도 9a에 따르면, 디스플레이 패널(100)은 글래스 기판(80), TFT 층(70) 및 무기 발광 소자 R, G, B(20-1, 20-2, 20-3)를 포함한다. 이때, 전술한 서브 픽셀 회로(110)는 TFT(Thin Film Transistor)로 구현되어, 글래스 기판(80)상의 TFT 층(70)에 포함될 수 있다.
무기 발광 소자 R, G, B(20-1, 20-2, 20-3) 각각은, 대응되는 서브 픽셀 회로(110)와 전기적으로 연결되도록 TFT 층(70) 위에 실장되어 전술한 서브 픽셀을 구성할 수 있다.
도면에 도시하지는 않았지만, TFT 층(70)에는 무기 발광 소자(20-1, 20-2, 20-3)로 구동 전류를 제공하는 서브 픽셀 회로(110)가 무기 발광 소자(20-1, 20-2, 20-3)별로 존재하며, 무기 발광 소자(20-1, 20-2, 20-3) 각각은 대응되는 서브 픽셀 회로(110)와 전기적으로 연결되도록 TFT 층(70) 위에 각각 실장 내지 배치될 수 있다.
한편, 도 9a에서는 무기 발광 소자 R, G, B(20-1, 20-2, 20-3)가 플립 칩(flip chip) 타입의 마이크로 LED인 것을 예로 들어 도시하였다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 실시 예에 따라 무기 발광 소자 R, G, B(20-1, 20-2, 20-3)는 수평(lateral) 타입이나 수직(vertical) 타입의 마이크로 LED가 될 수도 있다.
도 9b는 본 개시의 다른 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널(100)의 단면도이다.
도 9b에 따르면, 디스플레이 패널(100)은, 글래스 기판(80)의 일면에 형성된 TFT 층(70), TFT 층(70) 위에 실장된 무기 발광 소자 R, G, B(20-1, 20-2, 20-3), 구동부 및 센싱부(500, 200), 그리고, TFT 층(70)에 형성된 서브 픽셀 회로(110)와 구동부 및 센싱부(500, 200)를 전기적으로 연결하기 위한 연결 배선(90)을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 구동부(500)에 포함될 수 있는 각종 구성들 중 적어도 일부는, 별도의 칩 형태로 구현되어 글래스 기판(80)의 후면에 배치되고, 연결 배선(90)을 통해 TFT 층(70)에 형성된 서브 픽셀 회로들(110)과 연결될 수 있다.
이와 관련하여, 도 9b를 참조하면, TFT 층(70)에 포함된 서브 픽셀 회로들(110)은 TFT 패널(이하, TFT 층(70)과 글래스 기판(80)을 합하여 TFT 패널이라 할 수 있다.)의 에지(또는 측면)에 형성된 연결 배선(90)을 통해 구동부(500)와 전기적으로 연결되는 것을 볼 수 있다.
이와 같이, 디스플레이 패널(100)의 에지 영역에 연결 배선(90)을 형성하여 TFT 층(70)에 포함된 서브 픽셀 회로들(110)과 구동부(500)를 연결하는 이유는, 글래스 기판(80)를 관통하는 홀(Hole)을 형성하여 서브 픽셀 회로들(110)과 구동부(500)를 연결하는 경우, TFT 패널(70, 80)의 제조 공정과 홀에 전도성 물질을 채우는 공정 사이의 온도 차이로 인해 글래스 기판(80)에 크랙이 생기는 등의 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
한편, 이상에서는, TFT 층(70)에 서브 픽셀 회로(110)가 구현되는 예를 설명하였다. 그러나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 개시의 다른 일 실시 예에 따르면, 서브 픽셀 회로(110) 구현 시, TFT 층(70)을 이용하지 않고, 서브 픽셀 단위 또는 픽셀 단위로, 초소형 마이크로 칩 형태의 픽셀 회로칩을 구현하고, 이를 기판(80) 위에 실장하는 것도 가능하다. 이때, 서브 픽셀 칩이 실장되는 위치는, 예를 들어, 대응되는 무기 발광 소자(120) 주변일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상술한 본 개시의 다양한 실시 예들에서, TFT 층(또는 TFT 패널)을 구성하는 TFT는 LTPS(Low Temperature Poly Silicon) TFT일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 도 5a 또는 도 7a에 도시된 회로를 구성할 수 있다면, TFT의 종류는 무관하다. 가령, 산화물(oxide) TFT, 실리콘(poly silicon or a-silicon) TFT, 유기 TFT, 그래핀 TFT 등으로도 구현될 수도 있으며, Si wafer CMOS공정에서 P type MOSFET만 만들어 적용할 수도 있다.
이상에서, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 디스플레이 패널(100)은, 단일 단위로 웨어러블 기기(wearable device), 포터블 기기(portable device), 핸드헬드 기기(handheld device) 및 디스플레이가 필요한 각종 전자 제품이나 전장 제품에 적용될 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 디스플레이 패널(100)은, 복수의 디스플레이 패널(100)의 조립 배치를 통해, 퍼스널 컴퓨터(personal computer)용 모니터, TV 등과 같은 소형 디스플레이 장치 및 디지털 사이니지(digital signage), 전광판(electronic display) 등과 같은 대형 디스플레이 장치에 적용될 수도 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 구동 트랜지스터와 무기 발광 소자들의 전기적 특성 편차로 인해 영상에 나타날 수 있는 얼룩을 용이하게 보상할 수 있다. 또한, 색상의 보정이 용이해 진다.
또한, 모듈 형태의 디스플레이 패널들을 조합하여 대면적 디스플레이 패널을 구성하는 경우나, 하나의 대형 디스플레이 패널을 구성하는 경우에도, 보다 용이하게 얼룩 보상 및 색상 보정이 가능하다.
또한, 무기 발광 소자가 발광하는 빛의 파장이 계조에 따라 변화되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 보다 최적화된 구동 회로의 설계가 가능하며, 안정적이고 효율적으로 무기 발광 소자를 구동할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 개시에 따른 실시 예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 디스플레이 장치에 있어서,
    복수의 무기 발광 소자를 포함하는 각 픽셀이 복수의 로우 라인에 배치된 픽셀 어레이, 및 상기 복수의 무기 발광 소자 별로 마련되며, 인가되는 영상 데이터 전압에 기초하여 대응되는 무기 발광 소자를 구동하는 서브 픽셀 회로를 포함하는 디스플레이 패널;
    상기 서브 픽셀 회로에 인가되는 특정 전압에 기초하여 상기 서브 픽셀 회로에 포함된 구동 트랜지스터를 흐르는 전류를 센싱하고, 상기 센싱된 전류에 대응되는 센싱 데이터를 출력하는 센싱부; 및
    상기 센싱 데이터에 기초하여 상기 서브 픽셀 회로로 인가되는 영상 데이터 전압을 보정하는 보정부;를 포함하고,
    상기 구동 트랜지스터는, PMOSFET이고,
    상기 무기 발광 소자는, 구동 전압이 인가되는 공통 전극에 애노드 전극이 연결되고, 상기 구동 트랜지스터의 소스 단자에 캐소드 전극이 연결되는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 데이터 전압은, 정전류원 데이터 전압을 포함하고,
    상기 서브 픽셀 회로는,
    제 1 구동 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 상기 정전류원 데이터 전압에 기초하여 상기 무기 발광 소자에 제공되는 구동 전류의 크기를 제어하는 정전류원 회로;를 포함하는 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 특정 전압은, 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 제 1 특정 전압을 포함하고,
    상기 센싱부는,
    상기 제 1 특정 전압에 기초하여 상기 제 1 구동 트랜지스터를 흐르는 제 1 전류를 센싱하고, 상기 센싱된 제 1 전류에 대응되는 제 1 센싱 데이터를 출력하고,
    상기 보정부는,
    상기 제 1 센싱 데이터에 기초하여 상기 정전류원 데이터 전압을 보정하는 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 서브 픽셀 회로는,
    소스 단자가 상기 제 1 구동 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되고, 드레인 단자가 상기 센싱부에 연결되는 제 1 트랜지스터;를 포함하고,
    상기 제 1 특정 전압이 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 동안 상기 제 1 트랜지스터를 통해 상기 제 1 전류를 상기 센싱부로 제공하는 디스플레이 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 정전류원 회로는,
    상기 무기 발광 소자와 병렬 연결되는 제 2 트랜지스터;를 포함하고,
    상기 정전류원 데이터 전압은,
    상기 제 2 트랜지스터가 온된 상태에서 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되고,
    상기 구동 전류는,
    상기 제 2 트랜지스터가 오프된 상태에서 상기 무기 발광 소자를 흐르는 디스플레이 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 정전류원 회로는,
    상기 제 1 구동 트랜지스터의 소스 단자 및 게이트 단자 사이에 연결된 제 1 커패시터;를 포함하고,
    상기 제 1 커패시터 양단의 전압은, 상기 무기 발광 소자의 순방향 전압 강하와 무관하게 유지되는 디스플레이 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 영상 데이터 전압은, PWM 데이터 전압을 더 포함하고,
    상기 서브 픽셀 회로는,
    제 2 구동 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 상기 PWM 데이터 전압에 기초하여 상기 무기 발광 소자에 제공되는 구동 전류의 구동 시간을 제어하는 PWM 회로;를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 특정 전압은, 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 제 1 특정 전압 및 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 제 2 특정 전압을 포함하고,
    상기 센싱부는,
    상기 제 1 특정 전압에 기초하여 상기 제 1 구동 트랜지스터를 흐르는 제 1 전류를 센싱하고, 상기 센싱된 제 1 전류에 대응되는 제 1 센싱 데이터를 출력하고,
    상기 제 2 특정 전압에 기초하여 상기 제 2 구동 트랜지스터를 흐르는 제 2 전류를 센싱하고, 상기 센싱된 제 2 전류에 대응되는 제 2 센싱 데이터를 출력하며,
    상기 보정부는,
    상기 제 1 센싱 데이터에 기초하여 상기 정전류원 데이터 전압을 보정하고, 상기 제 2 센싱 데이터에 기초하여 상기 PWM 데이터 전압을 보정하는 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 서브 픽셀 회로는,
    소스 단자가 상기 제 1 구동 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되고, 드레인 단자가 상기 센싱부에 연결되는 제 1 트랜지스터; 및 소스 단자가 상기 제 2 구동 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되고, 드레인 단자가 상기 센싱부에 연결되는 제 3 트랜지스터;를 포함하고,
    상기 제 1 특정 전압이 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 동안 상기 제 1 트랜지스터를 통해 상기 제 1 전류를 상기 센싱부로 제공하고, 상기 제 2 특정 전압이 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 동안 상기 제 3 트랜지스터를 통해 상기 제 2 전류를 상기 센싱부로 제공하는 디스플레이 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 정전류원 회로는,
    상기 무기 발광 소자와 병렬 연결되는 제 2 트랜지스터;를 포함하고,
    상기 정전류원 데이터 전압은,
    상기 제 2 트랜지스터가 온된 상태에서 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되고,
    상기 구동 전류는,
    상기 제 2 트랜지스터가 오프된 상태에서 상기 무기 발광 소자를 흐르는 디스플레이 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 정전류원 회로는,
    상기 제 1 구동 트랜지스터의 소스 단자 및 게이트 단자 사이에 연결된 제 1 커패시터;를 포함하고,
    상기 제 1 커패시터 양단의 전압은, 상기 무기 발광 소자의 순방향 전압 강하와 무관하게 유지되는 디스플레이 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 서브 픽셀 회로는,
    상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 상기 정전류원 데이터 전압이 인가되고 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 상기 PWM 데이터 전압이 인가된 상태에서, 선형적으로 변화하는 스윕 전압이 인가되면, 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자의 전압이 상기 스윕 전압에 따라 변화하여 상기 제 2 구동 트랜지스터가 온될 때까지, 상기 정전류원 전압에 대응되는 크기의 구동 전류를 상기 무기 발광 소자로 제공하는 디스플레이 장치
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 정전류원 회로는,
    온된 동안 상기 정전류원 데이터 전압을 상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가하기 위한 제 4 트랜지스터;를 포함하고,
    상기 PWM 회로는,
    선형적으로 변화하는 스윕 전압이 인가되는 일 단 및 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자와 연결되는 타 단을 포함하는 제 2 커패시터; 및 온된 동안 상기 PWM 데이터 전압을 상기 제 2 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가하기 위한 제 5 트랜지스터;를 포함하고,
    상기 제 2 구동 트랜지스터의 드레인 단자는,
    상기 제 1 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 연결되는 디스플레이 장치.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 영상 데이터 전압은, 한 영상 프레임 시간 중 데이터 설정 구간 동안 상기 서브 픽셀 회로에 인가되고,
    상기 무기 발광 소자는, 상기 한 영상 프레임 시간 중 발광 구간 내에서 상기 인가된 영상 데이터 전압에 기초하여 발광하며,
    상기 서브 픽셀 회로는,
    소스 단자가 상기 제 1 구동 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되고, 드레인 단자가 그라운드 전압 단자에 연결되며, 상기 발광 구간 동안 온되는 제 5 트랜지스터;를 포함하는 디스플레이 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱부는,
    한 영상 프레임의 블랭킹 구간 내에서 인가되는 상기 특정 전압에 기초하여 상기 구동 트랜지스터를 흐르는 전류를 센싱하고, 상기 센싱된 전류에 대응되는 센싱 데이터를 출력하는 디스플레이 장치.
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