KR100446567B1 - 활성 구동 장치 및 매트릭스 구동 방법 - Google Patents

활성 구동 장치 및 매트릭스 구동 방법 Download PDF

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Abstract

발광 소자들의 매트릭스는 멀티-스텝(multi-step) 전압 파형을 반복적으로 공급하도록 구성된 전압원과 픽셀(pixel)들의 로두들 및 칼럼들의 매트릭스를 포함하고, 픽셀 각각은 전압원에 접속되어 있다. 매트릭스를 구동하는 방법은, 픽셀 각각에 주사 및 이미지 데이터 활성 신호를 공급함으로서 매트릭스내의 픽셀 각각을 어드레싱하는 것-상기 이미지 데이터 활성 신호는 픽셀로부터 전압원에 대한 리턴부까지 전류의 경로를 완성함으로서 픽셀을 활성하는데 이용됨-과, 전압의 멀티-스텝 파형을 반복적으로 공급하고 상기 픽셀에 멀티-스텝 각각의 각 스텝을 순차적으로 공급하도록 전압원을 활성하는 것과, 공급된 각각의 스텝 동안 매트릭스내의 상기 픽셀 각각을 어드레싱하는 것을 포함한다.

Description

활성 구동 장치 및 매트릭스 구동 방법
발명의 분야
본 발명은 활성 매트릭스들에 관한 것이며, 특히, 활성 매트릭스들을 구동하는 새로운 장치 및 방법에 관한 것이다.
발명의 배경
하나 이상의 발광 소자들을 포함하는 픽셀들의 2차원적인 어레이들 또는 매트릭스들을 사용하는 디스플레이들은 전자공학분야, 특히 휴대용 전자통신 장치들에서 매우 보편적이며, 그 이유는 많은 양의 데이터 및 화상이 매우 급속히 그리고 사실상 어느 위치에라도 전송될 수 있기 때문이다. 상기 매트릭스들과 관련된 문제점들은 매트릭스내의 발광 소자의 각 로우(또는 칼럼)가 비디오 또는 데이터 구동기로 따로따로 어드레싱되고 구동되어야 한다는 점이다.
통상, 컬러 아닌(흑백) 디스플레이들에서 각 픽셀은 풀 온(흰색)과 풀 오프(검은색) 사이의 그레이 스케일(gray scale)의 범위를 달성하기 위한 값의 범위내에서 구동되어야 하는 단 하나의 발광 소자를 포함한다. 양호한 그레이 스케일을 얻기 위해 데이터 구동기는 통상 각 픽셀에 정확한 아날로그 전압을 전할 수 있어야 한다. 따라서 수백개의 데이터 구동기(발광 소자의 각 로우마다 하나)가 있어야 하므로 아날로그 구동기 회로는 비싸고 디스플레이 비용의 주요부분이 된다.
또한, 풀 컬러 디스플레이에서 각 픽셀은 최소한 3개의 발광 소자를 포함하고, 상기 발광 소자 각각은 다른 컬러(즉 적, 녹, 청)를 발생시키고 상기 발광 소자 각각은 풀 온과 풀 오프 사이의 특정컬러의 범위를 얻기 위한 값의 범위내에서(통상 한번에 한 로우 씩) 구동되어야 한다. 따라서, 풀 컬러 디스플레이는 아날로그 구동기보다 3배나 많은 구동기를 포함하여, 디스플레이 제조비용을 3배로 한다. 또한 추가되는 아날로그 구동기는 추가의 공간과 전압원을 필요로 하여페이저(pager), 셀형 및 보통의 전화기, 라디오, 데이터 뱅크 등과 같은 휴대용 전자장치에서 문제가 될 수 있다.
따라서, 보다 간단한고 보다 작은 수의 데이터 구동기들을 구비한 디스플레이들, 특히 컬러 디스플레이들을 제조할 수 있는 것이 유리할 것이다.
본 발명의 목적은 발광 소자로 구성된 새롭고 개선된 활성 구동 매트릭스들을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 디지털 데이터 구동기들을 사용하는 발광 소자로 구성된 새롭고 개선된 활성 구동 매트릭스를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 보다 적은 데이터 구동기들을 이용하여 컬러 디스플레이들을 위한 발광 소자로 구성된 새롭고 개선된 활성 구동 매트릭스들을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 더 저렴하고 더 작은 디스플레이들을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 보다 저렴하고, 보다 작고, 제조하기가 보다 수월한 유기 발광 다이오드 디스플레이들을 제공하는 것이다.
발명의 요약
발광 소자들의 매트릭스와 이 매트릭스 구동 방법에서 상기 문제들과 그외 문제들이 적어도 부분적으로 해결되고 상기 목적들과 그외 목적들도 실현되며, 상기 발광 소자들의 매트릭스는 멀티-스텝 전압 파형을 반복적으로 공급하도록 구성된 전압원과, 각각이 전압원에 연결된 픽셀들의 로우들과 칼럼들을 포함하며, 상기 매트릭스 구동 방법은 픽셀의 각각에 주사와 이미지 데이터 활성 신호들을 공급하여 매트릭스의 픽셀들 각각을 어드레싱하는 단계로서, 상기 이미지 데이터 활성 신호는 픽셀로부터 전압원에 대한 리턴까지 전류 경로를 완성함으로서 픽셀을 활성하기 위해 사용되는, 상기 어드레싱하는 단계와, 전압의 멀티-스텝 파형을 반복적으로 공급하고 상기 픽셀들로 멀티-스텝 전압 파형들 각각의 스텝 각각을 순차적으로 공급하기 위해 전압원을 활성하는 단계와, 제공된 스텝 각각에 대해 매트릭스내의 픽셀 각각을 어드레싱하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 예를 들어, 전부 또는 부분컬러 디스플레이에서 이용될 수 있는 다른 실시예에서, 전압원은 복수의 출력들을 포함하고 상기 출력들 각각에 멀티-스텝 파형을 순차적으로 반복해서 공급하도록 구성된다 또한 픽셀 각각은 복수의 출력중 제 1 출력에 연결된 제 1 콘텍트를 갖는 제 1 발광 소자와 상기 전압원의 복수의 출력중 제 2 출력에 연결된 제 1 콘텍트를 갖는 제 2 발광 소자를 최소한 포함한다. 상기 전압원은 복수의 전압원 출력중 제 1 출력에 전압의 멀티-스텝 파형을 공급하도록 활성되고, 매트릭스내의 픽셀 각각은 멀티-스텝 전압 파형의 스텝 각각에 대해 어드레싱되고, 상기 전압원은 복수의 출력중 제 2 출력에 멀티-스텝 전압 파형을 공급하도록 더 활성되고, 매트릭스내의 픽셀 각각은 멀티-스텝 전압 파형의 스텝 각각에 대해 어드레싱되고, 또한 상기 전압원은 복수의 출력의 추가 출력 각각에 대해 더 활성된다. 만일 예를 들어, 각 픽셀내의 제 1 발광 소자가 적색이고 제 2 발광 소자는 녹색이며 제 3 발광 소자는 청색인 경우, 모든 컬러가매트릭스로부터 사용 가능하다.
도 1 은 본 발명을 구체화한 활성 구동 발광다이오드(LED)에 관한 블록 또는 개략도.
도 2 는 도 1 의 구조에 관한 전압 파형.
도 3 은 본 발명을 구체화한 또 다른 활성 구동 발광다이오드(LED)에 관한 블록 또는 개략도.
도 4 및 도 5 는 도 3 의 구조에 관한 전압 파형.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※
10: 발광다이오드 12: 반도체 스위치
14, 15: 전류운반 전극 13, 18: 트랜지스터
19: 전류운반 터미널 23: 캐패시터
20: 제어 터미널 27: 시프트 레지스터
양호한 실시예들의 상세한 설명
이제 도 1 에 관해 언급해 보면, 활성 구동 발광 다이오드 매트릭스를 나타내는 단순화된 블록/개략도가 나타나 있다. 상술한 것의 단순화를 위해 단 하나의 발광다이오드(10)가 나타나 있으나 상기 다이오드(10)는 발광다이오드의 로우(row)와 칼럼(column)을 포함하는 2차원적인 배치 내의 단순한 하나의 다이오드라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 더욱이, 매트릭스내의 발광다이오드(10) 및 다른 다이오드 각각은 상기 발광다이오드(10) 및 다른 다이오드 각각에 부착된 반도체 스위치(12)를 포함하여 매트릭스를 활성 매트릭스로 만든다. 상기 특정 실시예에서, 상기 스위치(12)는 다이오드(10)의 캐소드에 연결된 전류 운반 전극(14)과 접지 또는 그와 같은 공통의 리턴부(a return)에 연결된 전류 운반 전극(15)을 포함하는 제 1 트랜지스터(13)를 포함한다. 또한 상기 스위치(12)는 트랜지스터(13)의 게이트(또는 제어) 단자(20)에 연결된 전류 운반 단자(19)를 포함하는 제 2 트랜지스터(18)를 포함한다. 트랜지스터(18)의 제 2 전류 운반 단자(21)는 데이터 입력부로 소용이 되고 게이트(또는 제어) 단자(22)는 주사 신호에 대한 입력부로 소용이 된다. 캐패시터(23)는 제어 단자(20)와 공통의 리턴부 또는 접지 사이에서 스위칭후 시간의 특정 주기 동안 다이오드(10)를 온(on)상태에 유지시키는 기억소자로서 접속되있다. 상기 적정 실시예에서 발광다이오드(10)와 스위치(12)는 픽셀(pixel)을 형성한다.
상기 양호한 실시예에서, 발광다이오드(10)는 유기 발광다이오드이며, 상기는 전류로 구동되는 장치이고 스위치(12)는 저 작동전압 장치이다. 발광다이오드(10)는 주사신호를 트랜지스터(18)의 제어 단자(22)에, 데이터 신호를 전류 단자(21)에 공급함으로서 어드레싱된다. 데이터 신호에 따라서, 트랜지스터(13)가 활성된 경우 전류의 경로는 발광다이오드(10)의 캐소드와 공통의 리턴부 또는 접지부 사이에서 완료된다. 로우에 있는 각 호소내의 스위치(12) 각각에 대한 전류운반단자(21) 각각은 함께 데이터 구동기(25)에 접속되있다. 트랜지스터(13, 18)는 n형 장치로서 나타나 있는데, 본 분야의 기술자라면, 필요하다면 다이오드(10)를 전환하여 P형 장치를 스위치(12)에 사용할 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
예로서, 전형적인 매트릭스에서, 픽셀의 로우가 480개이고, 칼럼이 640개 일 수 있다. 그에 따라서 640개의 구동기(25)가 존재한다. 매트릭스는 90도 정도 회전할 수 있어 필요한 경우 주사신호와 데이터 신호는 로우와 칼럼에 각각 가해진다. 더욱이 데이터 구동기(25)는 상기 실시예에서 비교적 간단한 디지털 구동기이고 수가지 이유로 인해 상기는 이내 명백해질 것이다. 데이터는 데이터 구동기(25) 각각의 데이터 입력부에 가해지고 상기 데이터는 예를 들어 무선 통신 수단이나 또는 몇몇 데이터 뱅크 또는 기억장치로 부터 수신될 수 있고 영숫자(alpha-numeric) 또는 그래픽 정보를 표현한다.
픽셀의 칼럼에 있는 스위치(12) 각각의 제어 단자(22)는 그곳에 주사신호를 공급하기 위한 회로에 함께 연결된다. 도 1 의 구조에서 상기 설명을 위해 시프트레지스터(27)가 제공되어 주사신호를 가한다. 상기 시프트 레지스터(27)가 제공되어 주사신호를 가한다. 상기 시프트 레지스터(27)는 매트릭스내의 칼럼 각각에 대하여 분리된 출력(예를 들어 480개의 출력)을 포함하고, 주사신호를 교대로 출력 각각에 순차적으로 가한다. 따라서 매트릭스의 칼럼(1에서 480)에는 주사신호가 순차적으로 가해진다. 본 기술분야에서 이해되듯이, 주사신호는 모든 데이터 구동기가 활성되도록 충분한 시간동안 칼럼 각각에 가해져 주사된 칼럼내의 각 픽셀은 어드레싱된다. 그후 주사신호는 다음 칼럼에 가해지고 모든 데이터 구동기는 활성된다. 그러므로 매트릭스 내의 각 픽셀은 데이터 구동기(25)와 시프트 레지스터(27)의 조합에 의해서 주사 및 데이터 신호에 따라 어드레싱된다.
출력에서 멀티-스텝(multi-step) 전압 파형을 반복적으로 공급하도록 구성된 전압원(30)이 공급되어 있다. 전형적인 멀티-스텝 전압 파형은 m개의 오름차순 스텝 또는 서브 프레임을 포함하여 도 2 에 나타나 있고, 각 스텝은 특정 발광다이오드(예를 들어 다이오드(10))에 의해 만들어진 휘도 I(intensity)를 만드는데 필요한 전압을 나타낸다. 발광다이오드의 모든 애노드(anode)는 전압원(30)의 출력 단자에 함께 접속되있다. 상기 동작에서, 전압의 제 1 스텝(예를 들어 I=1)은 출력 단자(다이오드의 모든 애노드)에 가해지고 모든 매트릭스는 어드레싱되어 제 1 서브 프레임을 완성한다. 데이터 구동기(25)로부터의 데이터는 제 1 레벨 또는 그레이(gray)의 음영을 필요로 하는 각 호소를 온(on) 상태로 하는(다이오드의 캐소드로부터 접지까지 회로를 완성하는) 디지털 신호를 포함한다. 전압의 제 2 스텝(예를 들어 I=2)은 출력 단자(다이오드의 모든 애노드)에 가해지고 모든 매트릭스는어드레싱되어 제 2 서브 프레임을 완성한다. 상기 과정은 서브 프레임 m개 전부가 완성될 때까지 계속되어 프레임을 완성한다.
타이밍 회로(35)는 데이터 구동기(25), 시프트 레지스터(27) 및 전압원(30)에 부착되어 서브프레임과 프레임의 적절한 동기를 확실히 해준다. 또한, 데이터가 무선 통신 시스템(예를 들어 라디오, 셀 방식의 전화기 등)을 통해 전달되는 경우 타이밍 회로(35)는 입력 데이터에 동기된다. 따라서 하나의 프레임을 m개의 서브 프레임으로 세분하고 주사 및 데이터 구동기에 전압원(30)을 적절히 동기함으로서 m-비트 그레이 스케일(gray scale)이 단순한 디지털 구동기를 사용하여 달성된다.
이제 도 3 에 관해 언급하면, 풀 컬러를 만드는데 이용되는 활성 구도 발광 다이오드 매트릭스의 또 다른 실시예를 나타내는 단순화된 블록/개략도가 나타나 있다. 상술한 것의 단순화를 위해 단 하나의 픽셀(40)이 나타나 있지만 상기 픽셀(40)은, 픽셀의 로우와 칼럼을 포함하는 2차원적인 배치(또는 매트릭스) 내의 단순한 하나의 픽셀이라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 매트릭스 내의 픽셀(40) 및 다른 픽셀 각각은 그곳에 부착된 반도체 스위치(42)를 포함하여 매트릭스를 활성 매트릭스로 되게 한다.
상기 특정 실시예에서 상기 스위치(42)는 3개의 발광다이오드(45, 46, 47)의 캐소드에 공통으로 연결된 전압원 운반 전극(44)과 접지 또는 그와 같은 공통의 리턴부에 연결된 전압원 운반 전극(48)을 포함하는 제 1 트랜지스터(43)를 포함한다. 또한, 상기 스위치(42)는 트랜지스터(43)의 게이트 또는 제어단자(52)에 연결된 전압원 운반 단자(51)를 포함하는 제 2 트랜지스터(50)를 포함한다. 트랜지스터(50)의 제 2 전압원 운반 단자(53)는 데이터 입력부로서 소용이 되고 게이트 또는 제어 단자(54)는 주사신호에 대하여 입력부로 소용이 된다. 상기 특정실시예에서 발광 다이오드(45, 46, 47)와 스위치(42)는 픽셀을 형성한다. 트랜지스터(43, 50)는 n형 장치로서 나타나 있는데 본 기술분야의 기술자들은 필요하다면 다이오드(45, 46, 47)를 역전시킬 수 있어 P-형의 장치를 스위치(42)에 사용할 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
상기 양호한 실시예에서, 발광다이오드(45, 46, 47)는 전압이 가해지면 적, 녹, 청색 광을 각각 만들려고 설계된 유기 발광 다이오드이다. 픽셀(40)은 주사신호를 트랜지스터(50)의 제어 단자(54)에 그리고 데이터 신호를 전류 단자(53)에 공급함으로서 어드레싱된다. 데이터 신호에 따라, 트랜지스터(43)가 활성되는 경우 전류의 경로는 발광다이오드(45, 46, 47)의 3개의 캐소드 전부와 공통의 리턴부 또는 접지 사이에 완성된다. 칼럼에 있는 각 픽셀내의 스위치(42) 각각에 대한 전류운반 단자(53) 각각은 함께 데이터 구동기(55)에 접속되있다. 예로서, 픽셀의 로우가 480개이고 칼럼이 640개인 전형적인 매트릭스에서, 640개의 데이터 구동기(55)가 존재한다. 데이터는 데이터 구동기(55) 각각의 데이터 입력부에 가해지고, 상기 데이터는, 예를 들어 무선 통신기 또는 몇몇의 데이터 뱅크 또는 기억 장치로부터 수신될 수 있고 영숫자 또는 그래픽 정보를 표현한다.
픽셀의 칼럼내에 있는 스위치(42) 각각의 제어 단자(54)는 주사신호를 그곳에 공급하기 위한 회로에 함께 접속되있다. 도 3 의 구조에서 상기 설명을 위해 시프트 레지스터(57)는 매트릭스 내의 각 칼럼에 대한 분리된 출력(예로서 480개의출력)을 포함하고 주사신호를 각 출력에 교대로 순차적으로 가한다. 따라서 매트릭스의 로우(1에서 480)는 주사신호에 따라 순차적으로 가해진다. 본 기술분야에서 이해되듯이 주사신호는 충분한 시간동안에 모든 데이터 구동기가 활성되도록 각 로우에 가해져서 주사된 로우내의 각 픽셀은 어드레싱된다. 그후 주사신호는 다음의 로우에 가해지고 모든 데이터 구동기는 활성된다. 따라서 매트릭스내의 각 픽셀은 데이터 구동기(55)와 시프트 레지스터(57)의 조합에 의해 어드레싱된다.
도 4 에 나타난 바와 같이 설계된 3개의 출력(Vr, Vg, Vb) 각각에 전압을 반복적으로 공급하도록 구성된 전압원(60)이 제공되어 있다. 매트릭스에서 모든 픽셀(예를 들어 480 × 640 = 307,200)의 발광다이오드(45)의 애노드는 전압원(60)의 출력 단자(Vr)에 함께 접속되있다. 매트릭스에서 모든 픽셀의 발광다이오드(46)의 애노드는 전압원(60)의 출력 단자(Vg)에 함께 접속되있다. 매트릭스에서 모든 픽셀의 발광다이오드(47)의 애노드는 전압원(60)의 출력자(Vb)에 함께 접속되있다.
동작에서, 제 1 전압은 출력 단자(Vr)에 가해지고 모든 매트릭스는 어드레싱되어 제 1 서브 프레임을 완성한다. 통상 모든 매트릭스(모든 픽셀)는 몇몇의 잘 알려진 어드레싱 방식으로 어드레싱되고 예를 들어 1에서 n까지 로우를 통해 시퀀싱(sequencing)되고 각 로우가 어드레싱됨에 따라 데이터를 모든 칼럼에 병렬로 동시에 공급할 수 있다. 어떠한 어드레싱 방식이 사용되더라도, 주사 및 데이터 신호에 따라서 배열내의 각 픽셀을 공급하는 결과가 된다. 상기 특정 실시예에서, 데이터 구동기(55)는 각 픽셀에서 소요되는 컬러 각각의 양을 달성하기 위해 다이오드(45, 46, 47)의 하나를 통과하는 전류 흐름의 예정된 진폭 또는 시간동안스위치(42)를 온(on) 상태로 하는 아날로그 구동기이다. 제 2 전압(Vg)은 출력 단자(Vg)에 가해지고 매트릭스 전부는 어드레싱되어 제 2 서브 프레임을 완성한다. 제 3 전압(Vb)은 출력 단자(Vb)에 가해지고 매트릭스 전부는 어드레싱되어 제 3 서브 프레임을 완성한다. 상기 제 3 서브 프레임은 완전한 프레임을 형성하고 상기 과정은 초당 대략 60 프레임의 비율로 반복된다.
도 4 에 대해 다시 언급하면, 전압(Vr, Vg, Vb) 각각은 블랭킹(blanking) 펄스(61, 62, 63)와 각각 대응한다. 상기 블랭킹 펄스는 각 서브 프레임 이전에 제공되어 데이터를 기억 캐패시터에 전송되도록 한다. 그리하여 다음의 서브 프레임은, 다이오드가 온(on) 상태가 된 경우, 기억 캐패시터의 적절한 데이터 값으로부터 시작된다. 몇몇 실시예(예를 들어 도 2 및 도 5 의 실시예)에서 각 서브 프레임과 서브-서브 프레임 사이에 블랭킹 펄스를 제공하는 것은 바람직할 수 있고 몇몇 응용분야에서 블랭킹 펄스는 실제로 역바이어스(마이너스 전압)를 포함할 수 있어 다이오드 및 특히 유기 발광다이오드의 신뢰성을 개선시킨다. 마이너스 전압은 여러 회로에서 발생할 수 있는 전하의 집중을 완전히 제거하는 것을 보장해 준다.
타이밍 회로(65)는 데이터 구동기(55), 시프트 레지스터(57) 및 전압원(60)에 부착되어 서브 프레임과 프레임의 적절한 동기를 확실히 해준다. 또한 데이터가 무선통신 시스템(예로서 라디오, 셀 방식의 전화기 등)을 통해서 전송되는 경우 타이밍 회로(65)는 입력 데이터에 동기가 된다. 따라서, 프레임을 사용되는 컬러수와 동등한 복수의 서브 프레임으로 세분하고 전압원(60)을 주사 및 데이터 구동기에 적절히 동기함으로서 컬러가 얻어진다. 두 가지의 다른 색광을 발생하는 다이오드는 선명한 컬러보다 엷은 컬러를 발생키 위해 사용된다는 점을 물론 이해할 수 있을 것이다. 또한, 몇몇 응용분야에서 상의 다른 부분이 다른 컬러가 되는 것은 바람직 할 수도 있다.
따라서, 보다 복잡한 아날로그 구동기가 상기 실시예에서 사용되는데 반해, 활성 매트릭스 소자의 수(즉, 2개의 FETs와 하나의 캐패시터)와 데이터 구동기의 수가 풀 컬러 디스플레이 장치에 대한 셋중의 한 요소에 의해 감소된다. 상기는 실상 매트릭스의 크기와 비용 및 구동기의 비용이 감소되는 결과가 된다.
도 5 에 관해 언급해 보면, 본 발명에 따른 활성 구동 발광다이오드 매트릭스의 또 다른 실시예에 대한 멀티-스텝 전압 파형이 나타나 있다. 도 5 의 파형은 제 3 도의 구조와 관련하여 설명될 것이고, 상기는 다시 풀 컬러를 다시 얻고자 이용된다. 상기 변형 실시예에서 데이터 구동기(55)는 이전에 기술된 아날로그 구동기라기 보다는 비교적 단순한 디지털 구동기이고, 여러 이유로 상기는 이내 명백해질 것이다.
도 5 의 멀티-스텝 전압 파형에서 하나의 완전한 프레임이 설명되어 있다. 각 프레임은 3개의 서브 프레임(Vr, Vg, Vb)으로 나누어지고 각 서브 프레임은 전압에 대한 m개의 멀티-스텝 또는 서브-서브 프레임으로 나뉜다. 이전에 기술되었다시피, 멀티-스텝 서브 프레임(Vr)은 전압원(60)의 Vr의 출력에 가해지고 매트릭스 전부는 m개의 스텝의 각각에 대해 어드레싱된다. 상기 과정은 서브-서브 프레임의 m개 전부가 완성될 때까지 계속되어, 서브 프레임을 완성한다. 그후 전압원(60)이 스위칭되어 멀티-스텝 서브 프레임(Vg)은 Vg의 출력에 가해진다 매트릭스 전부는 m개의 스텝 각각에 대해 다시 어드레싱되고 상기 과정은 서브-서브 프레임 m개 전부가 완성될 때까지 계속되어 제 2 서브 프레임을 완성한다. 상기 제 2 서브 프레임이 완성되는 경우에, 전압원(60)이 스위칭되어 멀티-스텝 서브 프레임(Vb)은 Vb의 출력에 가해진다. 매트릭스 전부는 m개의 스텝 각각에 대해 다시 어드레싱되고 상기 과정은 서브-서브 프레임 m개 전부가 완성될 때까지 계속되어 제 3 서브 프레임이 완성된다. 그후 모든 절차가 반복된다.
멀티-스텝 전압 파형이 여러 컬러 각각에 대해 다른 휘도를 제공하므로 상기 실시예에서 데이터 구동기는 특정시간동안 스위치를 온(on) 상태로 하도록 사용되는 간단한 디지털 구동기이다. 따라서 활성 매트릭스 소자의 수(즉, 두개의 FETs와 하나의 캐패시터)와 데이터 구동기의 수는 풀 컬러 디스플레이 장치에 대한 셋 중의 한 요소에 의해 감소되고 게다가, 데이터 구동기는 매우 단순화 된다. 상기는 사실상 매트릭스의 크기와 비용 및 구동기의 비용이 감소되는 결과가 된다.
따라서, 간단하거나/및 보다 적은 데이터 구동기들을 구비한 디스플레이들 특히 컬러 디스플레이들이 개시되었다. 특히 비교적 간단한 디지털 구동기들은 훨씬 더 복잡하고 비싼 아날로그 구동기 대신에 사용될 수 있어서 디스플레이들의 비용을 매우 줄일 수 있다. 게다가 개시된 디스플레이들이 활성 매트릭스 내에 보다 적은 구성요소들을 합체시켜 데이터 구동기들의 수가 감소하고 단순화 될 뿐만아니라 매트릭스가 또한 단순화 된다 게다가 풀 컬러 디스플레이용 매트릭스내의 활성 구성요소들은 ⅓ 정도로 감소하므로 매트릭스를 제조하기가 보다 쉽고 보다 작게될 수 있다.
우리는 본 발명에 관한 특정실시예를 나타냈고 기술하였는데, 또 다른 변형과 개선이 본 분야의 기술자에게는 발생할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 도시된 특별한 형태에 한정되지 않는다는 점이 이해하기를 바라고 본 발명의 본질과 범위로부터 벗어나지 않은 모든 변형을 첨부된 청구항에서 포함하고자 한다.

Claims (2)

  1. 발광 소자들의 매트릭스를 위한 활성 구동 장치에 있어서,
    활성되는 경우, 멀티-스텝 전압 파형을 반복적으로 공급하도록 구성되는 전압원(30)과,
    발광 소자들(10)의 복수의 로우들과 발광 소자들(10)의 복수의 칼럼들을 포함하는 매트릭스로서, 각각의 상기 발광 소자(10)는 상기 전압원(30)에 연결된 제 1 콘텍트와 제 2 콘텍트를 포함하는, 상기 매트릭스와,
    각각의 발광 소자(10)와 연관되는 복수의 반도체 스위치들(12)로서, 각각의 반도체 스위치(12)는 상기 연관된 발광 소자(10)의 제 2 콘텍트에 연결된 제 1 전류 운반 단자(14)와 공통 단자에 연결된 제 2 전류 운반 단자(15)를 가지며, 각각의 반도체 스위치(12)는 제 1 및 제 2 활성 입력 단자들(activating input terminals; 21,22)을 더 포함하고, 각각의 반도체 스위치(12)는, 활성 신호들이 상기 제 1 및 제 2 활성 입력 단자들 둘 다에 공급되는 경우에만, 상기 제 1 및 제 2 전류 운반 단자들(13,15) 사이의 회로를 완성하도록 구성되는, 상기 복수의 반도체 스위치들과,
    발광 소자들의 각각의 칼럼과 각각 연관된 복수의 칼럼 출력들을 갖는 칼럼 구동기 회로로서, 발광 소자들의 각각의 특정 칼럼에서의 상기 발광 소자들과 연관된 각각의 반도체 스위치의 모든 제 1 활성 단자들이 함께 연결되고 상기 복수의 칼럼 출력들의 연관된 칼럼 출력에 연결되는, 상기 칼럼 구동기 회로와,
    출력을 갖는 로우 구동기 회로로서, 발광 소자들의 각각의 특정 로우에서의 상기 발광 소자들과 연관된 각각의 반도체 스위치의 모든 제 2 활성 단자들이 함께 연결되어 상기 로우 구동기 회로의 상기 출력에 연결되는, 상기 로우 구동기 회로와,
    상기 전압원, 상기 칼럼 구동기 회로, 및 상기 로우 구동기 회로에 연결된 타이밍 회로로서, 상기 타이밍 회로는 순서대로 각각의 로우에 활성 신호를 제공하도록 상기 로우 구동기 회로를 제어하고 로우에 인가되는 신호를 활성하기 위해 각각의 칼럼에 활성 신호를 제공하도록 상기 칼럼 구동기 회로를 제어하도록 구성되며, 상기 매트릭스 내의 모든 상기 발광 소자들의 각각의 활성화 또는 어드레싱은 서브-프레임이 되는, 상기 타이밍 회로를 포함하고,
    상기 타이밍 회로는 상기 칼럼 및 로우 구동기 회로들과 상기 전압원을 제어하고 서브-프레임이 완성될 때마다 멀티-스텝 전압 파형의 다음 순차 스텝을 공급하도록 더 구성되며, 프레임은 상기 파형의 모든 상기 멀티-스텝 전압들이 공급될 때 완성되는, 활성 구동 장치.
  2. 발광 소자들의 매트릭스를 구동하는 방법에 있어서,
    복수의 출력들을 가지며, 활성될 때 순차적으로 각각의 상기 출력들에 멀티-스텝 전압 파형을 반복적으로 공급하도록 구성되는 전압원(60)을 제공하는 단계와,
    픽셀들(40)의 복수의 로우들과 픽셀들(40)의 복수의 칼럼들을 포함하는 매트릭스를 제공하는 단계로서, 각각의 픽셀(40)이 상기 전압원(60)의 상기 복수의 출력들의 제 1 출력에 연결된 제 1 콘텍트를 갖는 복수의 발광 소자들의 제 1 발광 소자와 상기 전압원의 상기 복수의 출력들의 제 2 출력에 연결된 제 1 콘텍트를 갖는 상기 복수의 발광 소자들의 제 2 발광 소자를 갖는 상기 복수의 발광 소자들을 포함하고, 각각의 픽셀의 상기 제 1 및 제 2 발광 소자들은 공통 단자에 연결된 제 2 콘텍트를 각각 갖는, 상기 매트릭스를 제공하는 단계와,
    상기 매트릭스의 각각의 상기 픽셀들(40)에 주사 및 이미지 데이터(57,55)활성 신호들을 공급하여 상기 매트릭스의 각각의 상기 픽셀들(40)을 어드레싱하는 단계로서, 상기 이미지 데이터(55) 활성 신호는 각각의 픽셀(40)의 상기 제 2 콘텍트(44)에서 상기 전압원(60)에 대한 리턴(48)까지 전류 경로를 완성하여 픽셀(40)이 언제 활성되는 지를 결정하기 위해 사용되는, 상기 어드레싱하는 단계와,
    상기 전압원의 복수의 출력들의 상기 제 1 출력에 전압의 멀티-스텝 파형을 반복적으로 공급하도록 상기 전압원(60)을 활성하고, 상기 멀티-스텝 전압 파형의 각각의 스텝 동안 상기 매트릭스 내의 각각의 상기 픽셀들을 어드레싱하는 단계와,
    상기 전압원의 복수의 출력들의 상기 제 2 출력에 전압의 멀티-스텝 파형을 공급하도록 상기 전압원을 활성하고, 상기 멀티-스텝 전압 파형의 각각의 스텝 동안 상기 매트릭스 내의 각각의 상기 픽셀들(40)을 어드레싱하는 단계를 포함하고,
    상기 매트릭스 내의 모든 상기 발광 소자들을 각각 활성화 또는 어드레싱하는 것은 서브-프레임이 되며, 상기 멀티-스텝 파형의 다음 순차 스텝은 서브-프레임이 완성될 때마다 공급되고, 프레임은 상기 파형의 모든 멀티-스텝 전압들이 공급될 때 완성되는, 발광 소자들의 매트릭스를 구동하는 방법.
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