KR100451899B1 - 유기 이엘 디스플레이를 위한 전류 증폭 구동 장치 - Google Patents

Abstract

R/G/B 발광체에 따라 바이어스 전류 량을 조정하여 불필요한 전력 소모를 방지하고, 발광체로 흐르는 바이어스 전류를 미리 설정되어 바이어스 전류 량의 변환 시간을 알려주는 타이밍 데이터에 따라 변환시켜 패널의 계조 및 휘도를 향상시킨다.

이를 위해 본 발명은 영상 데이터의 시작 비트인 플랙을 검출하고 미리 설정되어 바이어스 전류 량의 변환 시간을 알려주는 타이밍 데이터에 따라 바이어스 타이밍 신호를 발생한 후, R/G/B 발광체에 따라 조정된 바이어스 전류를 발생한 바이어스 타이밍 신호에 따라 변환하고, 변환한 바이어스 전류를 펄스 폭 변조시킨 영상 신호에 따라 스위칭시켜 단위 발광체로 출력하도록 한다.

Description

유기 이엘 디스플레이를 위한 전류 증폭 구동 장치{Apparatus of current boosting for driving Organic Electro Luminescent Display Device}

본 발명은 발광 초기에 바이어스 전류 량을 조정하여 불필요한 전력 소모를 방지하고, 발광체로 흐르는 바이어스 전류를 미리 설정되어 바이어스 전류 량의 변환 시간을 알려주는 타이밍 데이터에 따라 변환시켜 휘도를 향상시키는 유기 이엘 디스플레이를 위한 전류 증폭 구동 장치에 관한 것이다.

일반적으로 유기 전계 발광 표시 소자(이하 "유기 EL 소자"로 약칭함)는 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 데이터 라인(100) 및 복수의 스캔라인(110)의 사이에 복수의 단위발광체가 매트릭스 구조로 배치되고 단위 발광체들의 양극전극과 음극전극은 각기 데이터 라인과 스캔라인에 연결되며, 데이터 드라이버와 스캔 드라이버(120, 121)를 통해 인가되는 전위차가 문턱전압을 넘을 경우에 해당 단위 발광체가 발광한다.

이 때, 데이터 드라이버(120)에서 해당 단위 발광체로 바이어스 전류가 흐르는 시간에 따라 밝기가 가변되어 다양한 계조가 표현되며, 상기 해당 단위 발광체로 흐르는 바이어스 전류는 정전류의 펄스 신호로서, 그 펄스 신호의 펄스 폭에 해당하는 시간동안 단위발광체가 발광하고 그에 따른 적분효과로서 영상데이터의 계조가 표현된다.

도 2는 이러한 유기 EL 소자의 구동 장치를 도시한 도면이다.

여기서 부호 200은 영상 데이터를 저장하는 저장부이고, 부호 210은 영상 데이터를 해당 계조에 따라 펄스 폭 변조시키는 펄스 폭 변조부인데, 상기 펄스 폭 변조부(210)는 클럭 신호(CLK)에 동기되어 카운트 비트를 출력하는 카운터(220)와, 영상 데이터의 비트 값을 상기 카운터(220)가 출력하는 카운트 비트의 값과 비교하여 카운트 비트 값이 영상 데이터 비트 값과 동일하게 될 때까지의 폭을 가지는 펄스신호를 발생하여 출력하는 비교기(230)로 이루어진다.

그리고, 부호 240은 상기 저장부(200)에 저장된 영상 데이터를 신호 처리하여 카운터(220)와 비교기(230)로 출력하는 신호 처리부이고, 부호 250은 비교기(230)에서 출력한 펄스 신호에 따라 바이어스 전류를 스위칭하여 해당 데이터 라인으로 출력하는 출력 변환부이고, 부호 260은 상기 바이어스 전류를 공급하는 바이어스 전류 공급부이다.

이와 같이 구성된 유기 EL 소자의 구동 장치는 신호 처리부(240)가 상기 저장부(200)에 저장된 영상 데이터를 비교기(230)로 입력하면, 비교기(230)는 입력된 영상 데이터의 비트 값과 상기 카운터(220)로부터 출력되는 카운트 비트 값을 비교하여 카운트 비트 값이 영상 데이터 비트 값과 동일하게 될 때까지의 폭을 가지는 펄스신호를 발생하여 출력 변환부(250)로 출력하고, 상기 출력 변환부(250)는 상기 펄스 신호가 출력되는 시간동안 바이어스 전류 공급부(260)를 통해 공급된 바이어스 전류를 해당 데이터 라인에 연결된 발광체로 공급하여 영상 데이터의 해당 계조를 표현한다.

하지만, 상기와 같이 펄스 신호가 출력되는 시간 동안 항상 일정한 량의 바이어스 전류를 공급한다면, 순간적으로 많은 바이어스 전류가 필요한 초기 발광시에는 충분한 바이어스 전류를 공급받지 못해 그 시간 동안에는 해당 계조를 정상적으로 표현할 수가 없게 된다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 단위 발광체로 바이어스 전류가 처음으로 공급되는 초기 발광 구간((가))이나, 공급된 일정한 량의 바이어스 전류에 비례하여 발광하는 구간((나))이나, 항상 일정한 량의 바이어스 전류가 발광체로 공급된다면, 초기 발광 구간((가))에서는 (나) 구간에서와 같이 해당 영상 데이터의 계조를 표현하는데 필요한 바이어스 전류가 충분히 공급되지 않아 그 구간 동안에는 해당 계조를 정상적으로 표현할 수 없게 되어 계조상의 손실이 발생하게 된다.

또한, 패널의 발광체 특성에 따라 발광 초기와 발광 후기에 흐르는 전류량에는 변화가 있게 되는데, 종래와 같이 일정한 량의 바이어스 전류를 고정적으로 흘려줄 경우 잉여 전류가 발생해 불필요한 전력 소모를 초래하는 문제점이 발생한다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소시키기 위하여 발명한 것으로, R/G/B 발광체에 따라 바이어스 전류 량을 조정하고, 미리 설정되어 바이어스 전류 량의 변환 시간을 알려주는 타이밍 데이터에 발광체로 흐르는 바이어스 전류의 량을 변환시키는 유기 이엘 디스플레이를 위한 전류 증폭 구동 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 위해 본 발명은 영상 데이터의 시작 비트인 플랙을 검출하고 미리 설정되어 바이어스 전류 량의 변환 시간을 알려주는 타이밍 데이터에 따라 바이어스 타이밍 신호를 발생한 후, R/G/B 발광체에 따라 조정된 바이어스 전류를 발생한 바이어스 타이밍 신호에 따라 변환하고, 변환한 바이어스 전류를 펄스 폭 변조시킨 영상 신호에 따라 스위칭시켜 단위 발광체로 출력하도록 한다.

도 1은 일반적인 유기 전계 발광 표시 소자를 도시한 도면이고,

도 2는 일반적인 유기 전계 발광 표시 소자의 구동 장치를 도시한 도면이고,

도 3은 일반적인 유기 전계 발광 표시 소자의 발광 특성을 도시한 도면이고,

도 4는 본 발명인 유기 이엘 디스플레이를 위한 전류 증폭 구동 장치를 도시한 도면이고,

도 5는 본 발명에 적용된 바이어스 타이밍부의 세부 회로 블록도이고,

도 6은 본 발명에 적용된 전류 변환부의 블록도이고,

도 7은 본 발명에 적용된 전류 변환부의 세부 회로 블록도이고,

도 8은 본 발명에 적용된 출력 펄스 파형을 도시한 도면이고,

도 9는 본 발명에 적용된 유기 전계 발광 표시 소자를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

400 : 저장부 410 : 신호처리부

420 : 펄스 폭 변조부 430 : 카운터

440 : 비교기 450 : 출력 변환부

460 : 바이어스 타이밍부 470 : 전류 변환부

480 : 전류 조정부

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 살펴보면 다음과 같다.

먼저 도 4는 본 발명인 유기 EL 소자의 구동 장치를 도시한 도면인데, 여기서 부호 400은 영상 데이터를 저장하는 저장부이고, 부호 410은 상기 영상 데이터의 시작 비트인 플랙을 상기 영상 데이터에서 분리하는 신호 처리부이고, 부호 420은 상기 플랙이 분리된 영상 데이터를 해당 계조에 따라 펄스 폭 변조시켜 펄스 폭 변조된 영상 신호를 출력하는 펄스 폭 변조부인데, 상기 펄스 폭 변조부(420)는 클럭 신호(CLK)에 동기되어 카운트 비트를 출력하는 카운터(430)와, 영상 데이터 비트 값을 상기 카운터가 출력하는 카운트 비트 값과 비교하여 카운트 비트 값이 영상 데이터 비트 값과 동일하게 될 때까지의 폭을 가지는 펄스신호를 발생하여 출력하는 비교기(440)로 구성되고, 부호 450은 상기 비교기(440)에서 출력한 펄스 신호를 데이터 구동신호로 증폭하여 표시패널의 해당 데이터 라인으로 출력하는 출력 변환부이다.

그리고, 부호 460은 상기 영상 데이터에서 분리된 플랙을 검출하고 미리 설정되어 바이어스 전류 량의 변환 시간을 알려주는 타이밍 데이터에 따라 바이어스 타이밍 신호를 발생하는 바이어스 타이밍부이고, 부호 470은 상기 바이어스 타이밍 신호에 따라 바이어스 전류 량을 변환하는 전류 변환부이고, 부호 480은 R/G/B 발광체에 따라 바이어스 전류 량을 조정하여 상기 전류 변환부로 공급하는 전류 조정부이다.

한편, 상기 바이어스 타이밍부(460)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 영상 데이터에서 분리된 플랙을 검출하는 시작 시간 검출부(461)와, 상기 바이어스 전류 량의 변환 시간을 알려주는 타이밍 데이터를 저장하는 레지스터(462)와, 클럭 신호(CLK)에 동기되어 카운트 비트를 출력하는 카운터(463)와, 상기 플랙을 검출한 시점부터 상기 카운터(463)에서 출력하는 카운트 값과 상기 레지스터(462)에 저장된 타이밍 데이터의 값을 비교하여 카운트 값이 타이밍 데이터 값과 동일하게 될 때까지의 펄스 폭을 가지는 바이어스 타이밍 신호를 발생하는 비교기(464)로 이루어진다.

그리고, 상기 전류 변환부(470)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 바이어스 타이밍 신호의 출력 구간과 비출력 구간에 따라 상기 전류 조정부에서 조정하여 출력한 바이어스 전류를 스위칭하는 스위칭부(471)와, 상기 바이어스 타이밍 신호의 출력 구간 동안 스위칭한 바이어스 전류를 증폭하는 전류 증폭부(472)로 이루어지고, 추가적으로 상기 전류 증폭부(472)의 증폭도에 대한 상한치를 저장하고 그 상한치에 해당하는 레지스트 신호를 주기적으로 출력하는 레지스터(473)를 포함하여 이루어진다.

이렇게 이루어진 본 발명의 구동 장치에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 신호처리부(410)는 저장부(400)에 저장되어 있는 영상 데이터를 호출하여 호출한 영상 데이터의 시작 비트인 플랙(flag)을 상기 영상 데이터에서 분리(parsing)한다음, 분리한 플랙을 바이어스 타이밍부(460)와 펄스 폭 변조부(420)의 카운터(430)로 입력하고 플랙이 분리된 영상 데이터를 상기 펄스 폭 변조부(420)의 비교기(440)로 입력한다.

그러면, 상기 카운터(430)는 클럭 신호(CLK)를 입력된 플랙에 따라 동기시켜 카운트하고 카운트한 값을 비교기(440)로 입력하는데, 이 때 카운트 동작은 순환적으로 이루어지고, 그 순환 주기는 펄스 폭 변조되어 출력되는 데이터 출력 펄스의 주기를 결정한다.

이어, 비교기(440)는 카운터(430)에서 카운트한 값과 신호 처리부(410)에서 입력한 영상 데이터의 비트 값을 비교하여 카운트 비트 값이 영상 데이터 비트 값과 동일하게 될 때까지의 폭을 가지는 펄스 폭 변조된 신호를 발생한다.

한편, 상기 바이어스 타이밍부(460)는 신호 처리부(410)에서 분리한 영상 데이터의 플랙을 검출하고 미리 설정되어 바이어스 전류 량의 변환 시간을 알려주는 타이밍 데이터에 따라 바이어스 타이밍 신호를 발생한다.

예컨대, 상기 바이어스 타이밍부(460)를 도 5에 도시된 바와 같이 구성하였을 경우, 시작 시간 검출기(461)가 상기 신호 처리부(410)에서 분리한 영상 데이터의 플랙을 검출하고, 카운터(463)는 클럭 신호(CLK)를 검출한 플랙에 따라 동기시켜 카운트하고 카운트한 값을 비교기(464)로 입력하면, 비교기(464)는 플랙을 검출한 시점부터 상기 카운터(463)에서 출력하는 카운트 값과 레지스터(462)에 저장된 타이밍 데이터의 값을 비교하여 카운트 값이 타이밍 데이터 값과 동일하게 될 때까지의 펄스 폭을 가지는 바이어스 타이밍 신호를 발생하는데, 이 때 상기 타이밍 데이터는 바이어스 전류 량의 변환 시간을 알려주는 데이터로서 예를 들면, 발광체의 초기 발광시에는 순간적으로 많은 바이어스 전류가 필요하며 이에 따라 상기 바이어스 전류를 초기 발광시에 증폭하여 변환할 필요가 있는데 상기 타이밍 데이터는 이러한 초기 발광시간을 이진 비트로 코딩하여 레지스터 등에 미리 세팅해 둔 것이다.

한편, 상기 바이어스 타이밍부(460)에서 발생한 바이어스 타이밍 신호는 전류 변환부(470)로 입력되고, 상기 전류 변환부(470)는 입력된 바이어스 타이밍 신호에 따라 전류 조정부(450)에서 R/G/B 발광체에 따라 조정하여 출력한 바이어스 전류의 량을 변환시킨다.

예컨대, 상기 전류 변환부(470)를 도 6에 도시된 바와 같이 구성하였을 경우, 스위칭부(471)는 상기 바이어스 타이밍 신호의 출력 구간 동안에는 전류 조정부(450)에서 출력한 바이어스 전류를 전류 증폭부(472)로 스위칭시키고, 비출력 구간 동안에는 출력 변환부(450)로 스위칭시키는데, 상기 전류 증폭부(472)로 스위칭된 바이어스 전류는 증폭되어 출력 변환부(450)로 출력되며 그 증폭도의 상한치는 레지스터에 저장된 값에 따라 결정되는데, 상기 레지스터는 상기 값에 대응되는 레지스터 신호를 주기적으로 상기 전류 증폭부(472)로 출력한다.

이러한 상기 전류 변환부(470)를 회로적으로 구현한 제 1 실시예와 제 2 실시예가 도 7a와 도 7b에 도시되어 있다.

먼저, 제 1 실시예인 도 7a에 도시된 바와 같이, 바이어스 타이밍부(460)에서 출력한 바이어스 타이밍 신호(S2)의 출력 구간 동안에는 T4를 도통(turn on)시키고, 전류 조정부(480)에서 출력하는 바이어스 전류를 T2에서 증폭하여 증폭한 바이어스 전류를 상기 도통시킨 T4를 통해 출력 변환부(450)로 출력되도록 한다.

그리고, 상기 바이어스 타이밍 신호의 비출력 구간 동안에는 상기 바이어스 타이밍부가 T3를 도통시키기 위한 스위칭 신호(S1)를 상기 전류 변환부의 T3로 출력하고, 상기 전류 조정부(450)에서 출력한 바이어스 전류는 T1을 통해 상기 스위칭 신호(S1)에 따라 도통된 T3로 출력하도록 하는데, 이 때 T1의 증폭도는 미리 1로 설정하여 상기 전류 조정부에서 출력한 바이어스 전류를 증폭없이 그대로 도통시키도록 한다.

그 결과, 상기 바이어스 타이밍 신호의 출력 구간 동안에는 기본 바이어스 전류를 소정의 증폭도(M배)만큼 증폭된 바이어스 전류가, 상기 바이어스 타이밍 신호의 비출력 구간 동안에는 증폭없이 기본 바이어스 전류가, 각기 출력 변환부로 출력되는데, 이 때 상기 기본 바이어스 전류는 R/G/B 발광체를 구동시키기 위한 최적의 바이어스 정전류이다.

또한, 제 2 실시예는 도 7b에 도시된 바와 같이, 전류 조정부에서 출력하는 듀얼 바이어스(dual bias) 전류를 각기 T5와 T6에 인가하여, 상기 바이어스 타이밍 신호(S2)의 출력 구간 동안에는 전류 조정부(450)에서 출력한 바이어스 전류를 T6에서 증폭하고, 증폭한 바이어스 전류는 상기 바이어스 타이밍 신호(S2)에 따라 도통(turn on)되는 T8을 통해 출력 변환부로 출력하며, 상기 바이어스 타이밍 신호의 비출력 구간 동안에는 전류 조정부(450)에서 출력한 바이어스 전류를 T5을 통해 출력하고, 출력한 바이어스 전류는 상기 비출력 구간 동안 도통(turn on)되는 T6를통해 상기 출력 변환부로 출력된다.

한편, 상기 출력 변환부(450)는 상기 전류 변환부(470)를 통해 변환된 바이어스 전류를 상기 펄스 폭 변조부(420)에서 발생한 펄스 폭 변조된 신호의 출력 구간동안 해당 데이터 라인으로 공급한다.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 펄스 폭 변조된 신호의 출력 구간 동안에 데이터 라인에 연결된 출력 변환부를 도통(turn on)시키고, 그 구간 중에서 바이어스 타이밍 신호의 출력 구간동안에는 전류 변환부에서 증폭한 바이어스 전류를 해당 데이터 라인으로 공급하고 상기 바이어스 타이밍 신호의 비출력 구간 동안에는 기본 바이어스 전류를 공급한다.

그 결과, 데이터 라인에 연결된 단위 발광체로 발광 초기 즉, 상기 바이어스 타이밍 신호의 출력 구간동에는 증폭된 바이어스 전류가 공급되고, 상기 바이어스 타이밍 신호의 비출력 구간 동안에는 기본 바이어스 전류가 공급되어, 도 9에 도시된 바와 같이, 바이어스 타이밍 신호에 따라 그 량이 가변되는 바이어스 전류가 단위 발광체로 공급되게 되고, 그 공급되는 시간 동안 단위 발광체가 발광하여 해당 계조를 표현하게 되는데, 여기서 부호 120'은 바이어스 전류의 량을 가변시킬 수 있는 데이터 드라이버고, 부호 120은 일반적인 스캔 드라이버이며, 부호 100과 110은 각기 데이터 라인과 스캔 라인을 나타낸다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 유기 이엘 디스플레이를 위한 전류 증폭 구동 장치는 R/G/B 발광체에 따라 바이어스 전류 량을 조정하여 불필요한 전력 소모를 방지하고, 미리 설정되어 바이어스 전류 량의 변환 시간을 알려주는 타이밍 데이터에 따라 발광체로 흐르는 바이어스 전류의 량을 변환시켜 휘도를 향상시키는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (5)

1. 영상 데이터를 저장하는 저장부와;

   상기 저장부에 저장된 영상 데이터로부터 시작 비트인 플랙을 상기 영상 데이터에서 분리하는 신호 처리부와;

   상기 신호처리부에서 플랙을 분리한 영상 데이터를 해당 계조에 따라 펄스 폭 변조시켜 펄스 폭 변조된 영상 신호를 출력하는 펄스 폭 변조부와;

   상기 신호처리부에서 영상 데이터로부터 분리한 플랙을 검출하고 미리 설정되어 바이어스 전류 량의 변환 시간을 알려주는 타이밍 데이터에 따라 바이어스 타이밍 신호를 발생하는 바이어스 타이밍부와;

   상기 바이어스 타이밍부에서 발생한 바이어스 타이밍 신호에 따라 바이어스 전류 량을 변환하는 전류 변환부와;

   상기 전류 변환부에서 변환한 바이어스 전류를, 상기 펄스 폭 변조부에서 펄스 폭 변조한 영상 신호에 따라 스위칭시켜 해당 데이터 라인으로 출력하는 출력 변환부로 이루어지는 유기 이엘 디스플레이를 위한 전류 증폭 구동 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   R/G/B 발광체에 따라 바이어스 전류 량을 조정하여 상기 전류 변환부로 공급하는 전류 조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 이엘 디스플레이를 위한 전류 증폭 구동 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 바이어스 타이밍부는;

   클럭 신호(CLK)에 동기되어 카운트 비트를 출력하는 카운터와;

   상기 신호 처리부에서 영상 데이터로부터 분리한 플랙을 검출하는 시작 시간 검출부와;

   상기 바이어스 전류 량의 변환 시간을 알려주는 타이밍 데이터를 저장하는 레지스터와;

   상기 시작 시간 검출부에서 플랙을 검출한 시점부터 상기 카운터에서 출력하는 카운트 값과 상기 레지스터에 저장된 타이밍 데이터의 값을 비교하여 카운트 값이 타이밍 데이터 값과 동일하게 될 때까지의 펄스 폭을 가지는 바이어스 타이밍 신호를 발생하는 비교기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 이엘 디스플레이를 위한 전류 증폭 구동 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전류 변환부는;

   상기 바이어스 타이밍부에서 발생한 바이어스 타이밍 신호의 출력 기간과 비출력 기간에 따라 바이어스 전류를 스위칭하는 스위칭부와;

   상기 스위칭부에서 바이어스 타이밍 신호의 출력 기간 동안 스위칭한 바이어스 전류를 증폭하는 전류 증폭부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 이엘 디스플레이를 위한 전류 증폭 구동 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 전류 증폭부의 증폭도에 대한 상한치를 저장하고 상기 전류 증폭부로 상기 상한치에 해당하는 레지스트 신호를 주기적으로 출력하는 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 이엘 디스플레이를 위한 전류 증폭 구동 장치.