KR100587641B1 - 평판표시장치용 구동회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저전압소자를 기준전류블럭에 집중배치하여 면적증가없이 각 채널간의 전류오프셋을 감소시킬 수 있는 평판표시장치용 드라이버회로를 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은 기준전류블럭에서 생성되는 기준전류를 다수의 채널에서 각각 미러링하여 평판표시장치를 드라이빙하는 평판표시장치용 드라이버회로에 있어서, 전류원와, 저전압용 모스트랜지스터로 구성되며 상기 전류원에서 발생된 기준전류가 미러링된 제1 미러링 전류를 입력단으로부터 인가받아 흐르게 할 수 있는 제1 전류미러수단을 구비하는 기준전류블럭; 및 고전압용 모스트랜지스터로 구성되며, 상기 제1 미러링 전류를 미러링한 제2 미러링 전류를 출력신호로 출력하는 제2 전류미러수단과, 상기 제2 전류미러수단에서 상기 제1 전류미러수단의 입력단으로 상기 제1 미러링 전류가 공급되도록하기 위한 스위칭수단을 각각 구비하는 다수의 채널을 구비하는 평판표시장치용 드라이버회로를 제공한다.

평판표시장치, 세그먼트 라인, OLED 소자,레벨 시프터, 채널.

Description

평판표시장치용 구동회로{FLAT PANEL DISPLAY DRIVER CIRCIUT}

도1은 통상적인 유기전계 발광소자를 사용하는 평판표시장치의 블럭구성도.

도2는 도1에 도시된 평판표시장치인 유기전계 발광표시 디스플레이 패널을 보다 자세히 나타내는 회로도.

도3은 종래기술에 의해 도2에 도시된 세그먼트라인에 전류를 공급하기 위한 세그먼트라인 제어부를 나타내는 회로도.

도4는 개선된 종래기술에 의해 것으로, 도2에 도시된 세그먼트라인에 전류를 공급하기 위한 세그먼트라인 제어부를 나타내는 회로도.

도5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 사용하는 평판표시장치의 드라이버회로를 나타내는 회로도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

31 : 기준전류블럭 32, 33 : 채널

ref1~ref3 : 전류원 Mn31, Mn32 : 저전압 앤모스트랜지스터

Mnh31 : 고전압 앤모스트랜지스터 Mph31, Mph32 : 고전압 피모스트랜지스터

본 발명은 평판표시장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 저전압소자를 기준전류블럭에 집중배치하여 각 채널간의 전류편차를 감소시킬 수 있는 평판표시장치의 구동회로에 관한 것이다.

일반적으로 평판 표시(FPD : Flat Panel Display) 소자는 사용되는 물질을 기준으로 하여 무기물을 사용하는 소자와, 유기물을 사용하는 소자로 구분된다. 무기물을 사용하는 소자로서는 형광체로부터 PL(Photo Luminescence)을 이용하는 플라즈마 표시 패널(PDP : Plasma Display Panel)과, CE(Cathode Luminescence)를 이용하는 전계방출 표시(FED : FieldEmission Display)소자 등이 있고, 유기물을 사용하는 소자로서는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 액정 표시소자(LCD : Liquid Crystal Display element) 및 유기전계 발광표시장치 등이 있다.

여기서 유기전계 발광표시장치는 현재 널리 상용화되어 있는 LCD에 비하여 약 30,000배 이상의 빠른 응답속도를 가지고 있으며, 또한 자체적으로 발광하여 시야각이 넓고, 높은 휘도를 낼 수 있는 장점이 있어 차세대의 표시소자로 각광을 받고 있다.

도1은 통상적인 유기전계 발광소자를 사용하는 평판표시장치의 블럭구성도이다.

도1을 참조하여 살펴보면, 유기전계 발광소자를 사용하는 평판표시장치는 다 수의 단위픽셀(10d)이 매트릭스형태로 구성되어 있는 디스플레이 패널(10a)과, 세그먼트라인을 제어하는 세그먼트라인 제어부(10b)와, 공통라인을 제어하는 공통라인제어부(10c)를 구비하고 있다.

디스플레이 패널(10a)은 세로방향으로 다수의 세그먼트라인(segment line)이 구비되고, 가로방향으로는 다수의 공통라인이 구비되며, 세그먼트라인과 공통라인이 교차하는 지점마다 하나의 단위픽셀이 구비된다. 여기서 세그먼트라인은 소스라인(source line)이라고도 하고, 공통라인은 스켄라인(scan line)이라고도 한다.

도2는 도1에 도시된 평판표시장치인 유기전계 발광표시 디스플레이 패널을 보다 자세히 나타내는 회로도이다.

도2에 도시된 바와 같이 디스플레이 패널은 세그먼트라인과 공통라인이 교차하는 지점마다 단위픽셀을 하나씩 구비하는데, 하나의 단위픽셀은 하나의 유기전계 발광소자와 하나의 캐패시터로 구성된다. 유기전계 발광소자의 일측노드와 캐패시터의 일측노드는 하나의 세그먼트 라인과 연결되며, 유기전계 발광소자의 타측노드와 캐패시터의 타측노드는 하나의 공통라인과 연결이 된다. 유기전계 발광소자를 발광시키기 위해서는 공통라인에 일정한 전압을 인가시키고, 세그먼트라인을 통하여 전류를 공급하게 되면, 유기전계 발광소자에서 빛을 방출하게 되는 것이다.

도3은 종래기술에 의해 도2에 도시된 세그먼트라인에 전류를 공급하기 위한 세그먼트라인 제어부를 나타내는 회로도이다.

도3을 참조하여 살펴보면, 세그먼트라인 제어부(10b)는 기준전류(Iref)를 발생하는 기준전류블럭(11)과, 기준전류블럭(11)의 양측에는 기준전류(Iref)에 대응 하는 전류를 각각의 세그먼트라인으로 공급하게 되는 다수의 채널(12,13)이 배열된다. 하나의 채널은 도2에 도시된 하나의 세그먼트라인에 전류를 공급하는 역할을 한다.

기준전류블럭(11)은 고전압의 전원전압(VDDH)이 소오스에 인가되고, 게이트와 드레인이 서로 접속된 소오스용 피모스트랜지스터(Mref11)와, 피모스트랜지스터(Mref11)의 드레인과 접지전압 공급단(VSS) 사이에 연결되는 전류원(ref1)을 구비하게 된다.

기준전류블럭(11)의 양측에 구비된 각 채널(12,13)은 소오스를 통해 고전압의 전원전압(VDDH)을 인가받고, 게이트가 피모스트랜지스터(Mref11)의 게이트에 연결되며 드레인으로 미러링된 전류(Im)를 출력단(OUT)으로 공급하는 전류카피(current copy)용 피모스트랜지스터(Mn11)를 구비한다. 여기서 전류의 비 I m/Iref는 일정한 값을 갖는다.

이 때 채널의 수가 n개라면, 미러링된 전류(Im)을 흐르게 하기 위한 피모스트랜지스터(Mn11)는 각 채널마다 배열되어야 하므로 n개 구비된다.

전술한 바와 같이 종래의 유기전계 발광소자용 제어회로는 각 채널마다 미러링 된 전류(Im)를 흐르게 하기위한 모스트랜지스터(Mn11)를 배치하여, 기준전류블럭(11)으로부터 발생되는 기준전류(ref)를 각 채널마다 배열된 전류미러링용 피모스트랜지스터(Mn11)를 통해 미러링한 다음, 이 전류(Im)를 출력단(OUT)을 통하여 각 세그먼트라인의 구동용 전류로 공급하였다.

그러나, 전술한 세그먼트 제어부(10b)는 유기전계발광소자가 수백개 이상의 출력채널을 구비하고 있으며, 회로가 한쪽방향으로 긴 형태로 배치되고, 각 트랜지스터(Mref11, Mn11)가 고전압소자로 이루어지므로, 공정변수에 따라 기준전류용 피모스트랜지스터(Mref11)와 미러링된 전류용 피모스트랜지스터(Mn11)의 특성차가 발생하게 되고, 이에 따라 전류 오프셋을 감소시키기 어려운 문제점이 있었다.

각 채널에 구비되는 모스트랜지스터(Mref11, Mn11)를 고전압소자로 사용하는 것은 유기전계발광소자가 구동되려면 순간적으로 많은 전류가 필요한데, 이를 위해서 유기전계발광소자에 순간적으로 큰 전류를 공급할 수 있게 하기 위한 것이다.

여기서 고전압 소자라고 하는 것은 상대적으로 일반적인 모스트랜지스터보다 큰 전압을 인가받아 큰 전류를 순간적으로 흐르게 할 수 있는 모스트랜지스터를 말하는 것으로, 채널의 넓이와 길이를 조절하여 만들게 된다.

도4는 전술한 문제점을 해결하기 위해 개선된 종래기술에 의해 것으로, 도2에 도시된 세그먼트 라인에 전류를 공급하기 위한 세그먼트라인 제어부를 나타내는 회로도이다.

도4를 참조하여 살펴보면, 개선된 종래기술에 의한 세그먼트라인 제어부(10b)도 기준전류(ref)를 발생하는 기준전류블럭(21)의 양측에 다수의 채널(22, 23)이 배열된다.

기준전류블럭(21)은 고전압의 전원전압(VDDH)을 소오스로 인가받고, 게이트와 드레인이 접속된 소오스용 피모스트랜지스터(Mref21)와, 피모스트랜지스터(Mref21)의 드레인과 접지전압 공급단(VSS) 사이에 연결되는 전류원(ref2)과, 소오스단이 고전압의 전원전압(VDDH)이 인가되고 게이트가 피모스트랜 지스터(Mref2)의 게이트에 연결되어 드레인으로 미러링된 전류(Im)를 공급하게되는 미러링된 전류용 피모스트랜지스터(Mn21)를 구비하게 된다. 이 때, 전류의 비 Im/Iref는 일정하게 된다.

채널(23)은 게이트에 인가되는 신호에 응답하여 기준전류블럭(21)으로부터 발생되는 미러링된 전류(Im)를 출력단(OUT)으로 선택적으로 전달하기 위해 스위치역할을 하는 피모스트랜지스터(Mn22)와, 온오프신호(On/Off)를 레벨시프팅하여 피모스트랜지스터(Mn22)의 게이트로 전달하는 레벨시프터(14)를 구비한다.

전술한 바와 같이 개선된 종래기술에 의한 세그먼트라인 제어부(10b)는 전류원(ref2)으로부터 발생된 기준전류(Iref)를 미러링한 전류(Im)를 기준전류블럭(21)에서 발생시킨 다음, 이를 각 출력채널(23)로 제공하게 된다.

따라서 개선된 종래기술에 의한 세그먼트라인 제어부(10b)는 각 채널마다 필요한 고전압 트랜지스터(Mref21, Mn21)를 기준블럭(21)에 집중적으로 배치시키고, 각 채널에는 온/오프 제어신호(on/off)에 의해 구동되는 스위칭 트랜지스터(Mn22)만이 배치되는 구조를 가지므로, 기준블럭(21)과 채널간의 오프셋 전류를 감소시킬 수 있다.

그러나, 개선된 종래기술에 의한 세그먼트라인 제어부(10c)는 각 채널에 배치된 고전압 스위칭 트랜지스터(Mn22)를 스위칭하기 위해서는 온오프(on/off)신호를 레벨시프팅하여 고전압 스위칭 트랜지스터(Mn22)의 게이트로 전달하는 레벨시프트(14) 등의 부가적인 소자가 각 채널에 필요하게 된다.

또한, 채널수가 증가함에 따라 고전압 소자가 집중 배치되는 기준전류블럭(21)의 면적이 증가하여 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 저전압소자를 기준전류블럭에 집중배치하고, 고전압소자를 각 채널에 배치함으로서 효율적으로 회로를 구성하여 추가적인 면적증가없으면서도 각 채널간의 전류오프셋을 감소시킬 수 있는 평판표시장치용 드라이버회로를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기준전류블럭에서 생성되는 기준전류를 다수의 채널에서 각각 미러링하여 평판표시장치를 드라이빙하는 평판표시장치용 드라이버회로에 있어서, 전류원과, 저전압용 모스트랜지스터로 구성된 제1 전류미러수단을 구비하고, 상기 전류원에서 발생된 기준전류를 상기 제1 전류미러수단을 통해 미러링하여 미러링된 제1 미러링 전류를 입력단으로부터 인가받아 흐르게 할 수 있는 기준전류블럭과, 상기 제1 미러링 전류를 미러링한 제2 미러링 전류를 출력신호로 출력하도록 고전압용 모스트랜지스터로 구성된 제2 전류미러수단과, 상기 제2 전류미러수단에서 상기 제1 전류미러수단의 입력단으로 상기 제1 미러링 전류가 공급되도록 하기 위한 스위칭수단을 각각 구비한 다수의 채널을 구비하되, 상기 다수의 채널 중 하나의 채널이 상기 평판표시장치의 한 라인을 제어하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 드라이버회로를 제공한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 사용하는 평판표시장치의 드라이버회로를 나타내는 회로도이다.

도5를 참조하여 살펴보면, 본 실시예에 따른 평판표시장치의 드라이버회로는 기준전류블럭(31)에서 생성되는 기준전류(Iref)를 다수의 채널에서 각각 미러링하여 평판표시장치를 드라이빙하게 되는데, 이를 위해서 전류원(ref3)과, 저전압용 모스트랜지스터(Mn31,Mn32)로 구성되며 전류원(ref3)에서 발생된 기준전류(Iref3)가 미러링된 제1 미러링 전류(Im1)를 입력단으로부터 인가받아 흐르게 할 수 있는 제1 전류미러부(31a)를 구비하는 기준전류블럭(31)과, 고전압용 모스트랜지스터(Mph31,Mph32)로 구성되며, 제1 미러링된 전류(Im1)를 미러링한 제2 미러링 전류(Im2)를 출력신호로 출력하는 제2 전류미러부(33a)와, 제2 전류미러부(33a)에서 제1 전류미러부(31a)의 입력단으로 제1 미러링 전류(Im1)가 공급되도록하기 위한 스위치부(33b)를 각각 구비하는 다수의 채널을 구비하게 된다.

여기서 하나의 채널(33)은 평판표시장치의 한 라인(도2에 도시된 하나의 세그먼트라인)으로 전류를 공급하는 역할을 한다.

또한 제1 전류미러부(31a)는 저전압 전원(VDD)에 접속된 전류원(rerf3)에 게이트와 드레인이 연결되고 소오스가 접지전원 공급단(VSS)에 접속된 저전압용 제1 앤모스트랜지스터(Mn31)와, 제1 앤모스트랜지스터(Mn31)의 게이트에 게이트가 연결되고 소오스가 접지전원 공급단(VSS)에 접속되며, 드레인을 입력단으로 하여 제2 전류미러부(33a)에서 공급되는 제1 미러링 전류(Im1)를 인가받는 저전압용 제2 앤 모스트랜지스터(Mn32)를 구비한다.

또한 제2 전류미러부(33a)는 저전압 전원(VDD)보다 높은 고전압을 공급하는 고전압 전원(VDDH)에 소오스가 연결되고 게이트가 드레인에 연결된 고전압용 제1 피모스트랜지스터(Mph31)와, 고전압 전원(VDDH)에 소오스가 연결되고 게이트가 상기 제1 피모스트랜지스터(Mph32)의 게이트에 연결되어 드레인을 통해 제2 미러링된 전류(Im2)를 출력신호로 출력하는 고전압용 제2 피모스트랜지스터(Mph32)를 구비한다.

또한 스위칭부(33b)는 게이트로 온/오프제어신호(on/off)를 입력받으며, 드레인이 제2 전류미러부(33a)의 제1 및 제2 피모스트랜지스터(Mph31,Mph32)의 드레인단에 연결되고 소오스가 제1 전류미러부(31a)의 입력단에 연결되는 모스트랜지스터(Mnh31)를 구비한다. 여기서 모스트랜지스터(Mnh31)는 고전압소자로 구성되도록 한다.

여기서 고전압소자와 저전압소자라고 하는 것은 모스트랜지스터를 제조할 때 고전압에 견딜 수 있는 모스트랜지스터와 상대적으로 저전압에만 견딜 수 있는 모스트랜지스터로 말하는 것이다. 예컨대 저전압 모스트랜지스터는 2.5~3.3V 범위에서 동작되도록 제조된 모스트랜지스터라고 한다면, 고전압 모스트랜지스터는 18V정도의 전압레벨에서도 동작되도록 제조된 모스트랜지스터를 말한다. 고전압소자는 모스트랜지스터 채널의 길이와 넓이를 조정하여 제조하게 된다.

여기서 고전압소자를 사용하게 되는 이유는 유기전계 발광소자를 사용하는 평판표시장치의 경우에는 유기전계 발광소자를 구동하려면 그 특성상 순간적으로 큰 전류가 필요하게 되고, 이를 위해서 고전압소자를 드라이버회로에 사용하게 되는 것이다.

이하에서는 도3을 참조하여 본 실시예에 따른 평판표시장치의 드라이버회로의 동작을 살펴본다.

먼저 평판표시장치용 드라이버회로에 구비되는 기준전류블럭(31)의 전류원을 통해 기준전류(Iref)가 발생된다. 기준전류(Iref)가 저전압 전원(VDD)에서 접지전원(VSS)으로 흐르게 되면 제1 전류미러부(31a)의 제1 및 제2 앤모스트랜지스터(Mn31,Mn32)가 턴온되어 앤모스트랜지스터(Mn32)를 통해 기준전류(Iref)를 미러링한 제1 미러링전류(Im1)를 흐르게 할 수 있게 된다.

이어서 스위치부(33b)의 게이트에 인가되는 온/오프 제어신호(on/off)에 스위치용 모스트랜지스터(Mnh31)가 턴온되면, 제1 미러링 전류(Im1)가 고전압 전원(VDDH)에서 모스트랜지스터(Mph31,Mnh31,Mn32)를 통해 접지전압(VSS)으로 흐르게된다.

제1 미러링전류(Im1)가 피모스트랜지스터(Mph31)를 통해 흐르게 되면, 피모스트랜지스터(Mph32)도 턴온되고, 제2 미러링 전류(Im2)가 출력신호로 출력하게 되는 것이다. 제2 미러링 전류(Im2)는 전술한 바와 같이 유기전계 발광소자를 사용하는 평판표시장치의 한 세그먼트라인으로 전류를 공급하게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 평판표시장치용 드라이버회로는 각 채널에는 고전압 트랜지스터(Mph31, Mph32)로 이루어진 전류미러를 구비하고, 고전압 트랜지스터(Mph31, Mph32)로 이루어진 전류미러부를 동작시키기 위한 기준전류(ref)를 공급 하는 기준전류블럭(31)은 저전압 트랜지스터(Mn31,Mn32)만으로 구성된다.

그러므로, 본 발명의 평판표시장치은 다수의 채널에 공급되는 기준전류를 생성하는 기준전류블럭이 저전압소자로 모두 구성된다.

따라서 기준전류블럭(31)이 저전압소자만으로 구성하게 되므로, 저전압소자는 고전압소자에 비해 상대적으로 크기가 작기 때문에 기준전류블럭(31)에 집중 배치시켜도 기준전류블럭(31)의 면적증가에 대한 부담이 크게 줄어들게 된다.

또한, 상대적으로 저전압소자는 공정변수의 영향에 고전압소자보다 적게 변하기 때문에, 고전압소자를 이용하여 기준전류블럭을 구성할 때보다 기준전류의 변동이 심하지 않게 되고, 이로 인하여 채널에서 출력되는 출력신호 즉 제2 미러링 전류(Im2)의 옵셋이 감소되는 효과를 얻을 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

본 발명의 평판표시장치 드라이버회로는 상대적으로 고전압소자보다 공정변수에 의한 특성변화가 적은 저전압소자를 이용하여 기준전류를 생성하고, 이를 각 채널에서 미러링하여 사용 때문에 각 채널간의 전류편차가 감소된다. 따라서 본 발명의 평판표시장치 드라이버회로를 사용하는 평판표시장치는 동작상의 신뢰성을 보 다 더 확보할 수 있다.

또한 상대적으로 회로면적에 제한을 받게되는 기준전류블럭에는 회로면적을 적게 차지하는 저전압소자만을 이용하고, 상대적으로 회로의 면적에 여유가 있는 각 채널에서 고전압소자를 이용하기 때문에, 본 발명의 평판표시장치의 드라이버회로를 사용하는 평판표시장치는 집적도 향상을 기대할 수 있다.

Claims (6)

1. 기준전류블럭에서 생성되는 기준전류를 다수의 채널에서 각각 미러링하여 평판표시장치를 드라이빙하는 평판표시장치용 드라이버회로에 있어서,

   전류원과, 저전압용 모스트랜지스터로 구성된 제1 전류미러수단을 구비하고, 상기 전류원에서 발생된 기준전류를 상기 제1 전류미러수단을 통해 미러링하여 미러링된 제1 미러링 전류를 입력단으로부터 인가받아 흐르게 할 수 있는 기준전류블럭; 및

   상기 제1 미러링 전류를 미러링한 제2 미러링 전류를 출력신호로 출력하도록 고전압용 모스트랜지스터로 구성된 제2 전류미러수단과, 상기 제2 전류미러수단에서 상기 제1 전류미러수단의 입력단으로 상기 제1 미러링 전류가 공급되도록 하기 위한 스위칭수단을 각각 구비한 다수의 채널을 구비하되,

   상기 다수의 채널 중 하나의 채널이 상기 평판표시장치의 한 라인을 제어하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 드라이버회로.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 전류미러수단은

   저전압 전원에 접속된 상기 전류원에 게이트와 드레인이 연결되고 소오스가 접지전원 공급단에 접속된 저전압용 제1 앤모스트랜지스터; 및

   상기 제1 앤모스트랜지스터의 게이트에 게이트가 연결되고 소오스가 상기 접지전원 공급단에 접속되며, 드레인을 상기 입력단으로 하여 상기 제2 전류미러수단 에서 공급되는 제1 미러링 전류를 인가받는 저전압용 제2 앤모스트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 드라이버회로.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제2 전류미러수단은

   상기 저전압 전원보다 높은 고전압을 공급하는 고전압 전원에 소오스가 연결되고 게이트가 드레인에 연결된 고전압용 제1 피모스트랜지스터; 및

   상기 고전압 전원에 소오스가 연결되고 게이트가 상기 제1 피모스트랜지스터의 게이트에 연결되어 드레인을 통해 상기 출력신호를 출력하는 고전압용 제2 피모스트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 드라이버회로.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 스위칭수단은

   게이트로 온/오프제어신호를 입력받으며, 드레인이 상기 제2 전류미러수단의 제1 및 제2 피모스트랜지스터의 드레인단에 연결되고 소오스가 상기 제1 전류미러수단의 입력단에 연결되는 모스트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 드라이버회로.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 모스트랜지스터는 고전압소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 드라이버회로.
6. 삭제

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