KR100764736B1 - 크기가 감소된 데이터 드라이브 집적 회로 및 그것을구비한 디스플레이 장치 - Google Patents

크기가 감소된 데이터 드라이브 집적 회로 및 그것을구비한 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

여기에 개시된 디스플레이 장치의 데이터 드라이브 IC는, 레벨 쉬프터로부터의 인에이블 신호에 응답해서 신호 입력 회로로부터의 영상 데이터를 고전압 레벨로 변환해서 출력하는 다이나믹 회로를 포함한다. 레벨 쉬프터 대신 다이나믹 회로를 포함하는 데이터 드라이브 IC는 회로 면적이 축소되고, 소비 전력이 감소된다.

Description

크기가 감소된 데이터 드라이브 집적 회로 및 그것을 구비한 디스플레이 장치{DATA DRIVE INTEGRATED CIRCUIT REDUCED SIZE AND DISPLAY APPARATUS HAVING THAT}
도 1은 일반적인 유기 EL 디스플레이 장치의 구성을 보여주는 도면;
도 2는 종래의 데이터 드라이브 IC의 상세한 회로도;
도 3은 도 2에 도시된 레벨 쉬프터의 상세한 회로 구성을 보여주는 도면;
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 데이터 드라이브 IC를 보여주는 도면;
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다이나믹 게이트 회로의 상세한 회로 구성을 보여주는 도면; 그리고
도 6은 도 5에 도시된 다이나믹 게이트 회로의 입력 및 출력 신호들인 인에이블 신호와 영상 데이터 신호의 관계를 보여주고 있다.
*도면의 주요부분에 대한 설명
10 : 디스플레이 장치 100 : 타이밍 컨트롤러
200, 700 : 데이터 드라이브 IC 300 : 전압 발생기
400 : 스캔 드라이브 IC 500 : 유기 EL 패널
710 : 신호 입력 회로 721, 722 : 레벨 쉬프터
720, 780 : 디지털-아날로그 변환 유닛
731-733 : 다이나믹 게이트 회로 750 : 전류원 회로
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 전류에 의해 구동되는 유기 전계 발광 디스플레이 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
유기 화합물에 의한 발광 현상은 1960년대에 안트라센에 의해 발견되었다. 그후, 1987년 Eastman Kodak사의 Tang과 VanSlyke가 발광 효율과 안정성을 향상시킬 수 있는 초박막 2층 적층형 유기 EL(Organic Electroluminescence) 소자를 발표하였으며, 1997년 말에 Pioneer에서 단색 유기 EL 디스플레이를 상품화하였다. 그리고 2000년 SID에서 Sanyo-Kodak에서 5.5인치 천연색 유기 EL 디스플레이를 데모하였다.
유기 EL은 TFT-LCD, PDP, FED 등 다른 디스플레이보다 낮은 구동 전압으로 구동할 수 있고, 자체 발광하기 때문에 인식성이 뛰어나며, TFT-LCD와는 달리 백라이트가 필요 없으므로 디스플레이의 두께를 TFT-LCD보다 얇게 할 수 있다. 현재 LCD와 비교하여 응답속도가 빠르고 시야각이 넓기 때문에 고화질의 동영상을 표현할 수 있는 차세대 평판 디스플레이 기술 중의 하나로서 제품화를 위한 기술 개발이 활발하게 진행되고 있다. 유기 EL 소자는 최근 빠른 속도로 발전하고 있어서 IMT2000, PDA 등 소형 정보기기용 디스플레이에 점차 사용되고 있는 추세이며 이후 노트북 컴퓨터, 평면 TV 등의 시장에서 TFT-LCD 등과 경쟁하는 단계로 기술이 발전할 것으로 예측되고 있다.
유기 EL 디스플레이 장치에 구비되는 데이터 드라이브 IC는 전류 구동 방식으로 유기 EL 패널의 각 화소를 구동한다. 도 1은 일반적인 유기 EL 디스플레이 장치의 구성을 보여주고 있다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 호스트(미 도시됨)로부터 제공되는 영상 데이터 신호, 동기 신호들, 그리고 클럭 신호를 받아들여 유기 EL 패널(40)에 컬러 영상을 표시한다.
디스플레이 장치(10)는 타이밍 컨트롤러(100), 데이터 드라이브 IC(Integrated Circuit)(200), 전압 발생기(300), 스캔 드라이브 IC(400) 그리고 유기 EL 패널(500)을 포함한다.
타이밍 컨트롤러(100)는 호스트로부터 제공된 영상 데이터 신호들을 상기 데이터 드라이브 IC(200) 및 상기 스캔 드라이브 IC(400)에서 요구되는 타이밍에 맞도록 조절하여 출력한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(100)는 데이터 드라이브 IC(200) 및 상기 스캔 드라이브 IC(400)를 제어하기 위한 제어 신호들을 출력한다.
전압 발생기(300)는 디스플레이 장치(100)에서 필요한 전압들을 제공한다. 예를 들어, 전압 발생기(300)는 3.3V의 전원 전압과 데이터 드라이브 IC의 구동에 필요한 18V의 고전압을 발생한다.
유기 EL 패널(500)은 복수의 스캔 라인들과 스캔 라인들에 교차하여 배열된 데이터 라인들을 포함하며, 각각의 스캔 라인 및 데이터 라인과 연결되어 있는 화 소(pixel)들로 구성된다. 각 화소는 유기 EL 소자를 포함한다.
스캔 드라이브 IC(400)는 타이밍 컨트롤러(100)로부터 제공되는 제어 신호들에 응답해서 스캔 라인들을 순차적으로 하나씩 활성화시키기 위한 스캔 신호들(GO-Gn)을 출력한다. 이러한 방법으로 유기 EL 패널(500)의 모든 스캔 라인들은 순차적으로 하나씩 활성화된다.
데이터 드라이브 IC(200)는 타이밍 컨트롤러(100)로부터 영상 데이터 신호들(DATA0-DATAn)을 입력받고, 이에 대응하는 데이터 라인 구동 신호들(D0-Dn)을 발생하여 데이터 라인들을 통해 각 화소들로 전달한다.
종래의 데이터 드라이브 IC(200)의 상세한 회로도가 도 2에 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 데이터 드라이브 IC(200)는 신호 입력 회로(210)와 디지털-아날로그 변환 유닛들(220-280)을 포함한다. 디지털-아날로그 변환 유닛들(220-280)은 데이터 라인들(DO-Dn)에 각각 대응한다. 디지털-아날로그 변환 유닛들(220-280)은 모두 동일한 회로 구성을 가지고 동일하게 동작하므로, 첫번째 데이터 라인(D0)에 대응하는 디지털-아날로그 변환 유닛(220)만을 도시하고 설명한다.
디지털-아날로그 변환 유닛(220)은 레벨 쉬프터들(221-225), 전류원 회로(230), PMOS 트랜지스터(260) 그리고 NMOS 트랜지스터(261)를 포함한다. 레벨 쉬프터들(221-223)은 데이터 라인(D0)을 구동하기 위한 영상 데이터 신호의 각 비트에 대응하며, 신호 입력 회로(210)로부터 제공되는 전원 전압 레벨의 영상 데이터 신호를 전원 전압보다 높은 레벨의 영상 데이터 신호로 각각 변환한다.
유기 EL 화소들이 수동 매트릭스 방식으로 배열된 디스플레이 패널은 라인 에미션(line emission) 방식으로 화소들을 구동하므로, 순간적으로 많은 전류를 유기 EL 화소로 공급하여 화소의 양단에 높은 전압이 인가되도록 함으로써 원하는 밝기를 재현한다. 이러한 이유로 인해 디지털-아날로그 변환 유닛(220)은 고전압 소자들로 구성되어야만 한다.
전류원 회로(230)는 PMOS 트랜지스터들(231, 241-243, 251-253) 및 전류원(232)을 포함한다. PMOS 트랜지스터(231)는 전원 전압보다 높은 고전압(VCCH)과 연결된 소스, 전류원(232)과 연결된 드레인 및 게이트를 갖는다. 예를 들어, 전원 전압은 3.3V이고, 고전압(VCCH)은 18V이다.
PMOS 트랜지스터들(241-243)은 저항으로 동작하며, 각각의 소스는 고전압(VCCH)과 연결되고, 게이트들은 PMOS 트랜지스터(231)의 게이트 및 드레인과 공통으로 연결된다. PMOS 트랜지스터들(241-243)의 저항값은 서로 다르도록 설정되며, 영상 데이터 신호의 최하위 비트(DA0[0])에 대응하는 트랜지스터(241)의 저항값이 가장 크며, 영상 데이터 신호의 최상위 비트(DA0[k-1])에 대응하는 트랜지스터(243)의 저항값이 가장 작다.
PMOS 트랜지스터들(251-253)의 소스들 각각은 저항 트랜지스터들(241-243) 중 대응하는 트랜지스터의 드레인과 연결되고, 드레인들 각각은 노드(N1)와 공통으로 연결되며, 그리고 게이트들 각각은 레벨 쉬프터들(221-223) 중 대응하는 쉬프터로부터 출력되는 영상 데이터 신호에 의해 제어된다.
이와 같은 구성을 갖는 전류원 회로(230)에 의하면, 레벨 쉬프터들(221-223)로부터 출력되는 영상 데이터 신호(DA0[0:k-1])에 대응하는 전류가 노드(N1)에 인 가된다.
PMOS 트랜지스터(260)와 NMOS 트랜지스터(261)는 노드(N1)와 접지 전압 사이에 직렬로 연결된다. PMOS 트랜지스터(260)의 게이트는 레벨 쉬프터(224)로부터 출력되는 출력 인에이블 신호(OUTEN)와 연결되고, NMOS 트랜지스터(261)의 게이트는 레벨 쉬프터(225)로부터 출력되는 프리셋 인에이블 신호(PSEN)와 연결된다. 트랜지스터들(260, 261)의 공통 연결 노드의 전류가 데이터 라인 구동 신호(DO)로서 출력된다.
도 3은 도 2에 도시된 레벨 쉬프터(221)의 상세한 회로 구성을 보여주는 회로도이다. 도 2에 도시된 다른 레벨 쉬프터들(222-225)은 레벨 쉬프터(221)와 동일한 회로 구성을 가지고 동일하게 동작하므로, 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.
도 3을 참조하면, 레벨 쉬프터(221)는 인버터(271)와 PMOS 트랜지스터들(272, 273) 및 NMOS 트랜지스터들(274, 275)을 포함한다. PMOS 트랜지스터(272)와 NMOS 트랜지스터(274)는 고전압(VCCH)과 접지 전압 사이에 직렬로 연결되고, PMOS 트랜지스터(273)와 NMOS 트랜지스터(274)는 고전압(VCCH)과 접지 전압 사이에 직렬로 연결된다. PMOS 트랜지스터(272)의 게이트는 NMOS 트랜지스터의 게이트와 연결되고, PMOS 트랜지스터(273)의 게이트는 NMOS 트랜지스터(274)의 드레인과 연결된다. PMOS 트랜지스터(273)와 NMOS 트랜지스터(275)의 연결 노드의 전압은 입력 영상 데이터 신호(DATA0[0])의 고전압 레벨로 쉬프트된 영상 데이터 신호(DA0[0])로서 출력된다.
상술한 바와 같은 종래의 레벨 쉬프터(221)에서, NMOS 트랜지스터들(274, 275)의 게이트들로 인가되는 신호들(DATA0[0], nDATA0[0])은 전원 전압 레벨이고, PMOS 트랜지스터들(272, 273)의 게이트로 인가되는 전압은 전원 전압(VDD)보다 높은 고전압(VCCH)이다. 그러므로, 정확한 레벨 쉬프트 동작 및 스위칭 동작 속도 향상을 위해서는 PMOS 트랜지스터들(272, 273)보다 NMOS 트랜지스터들(274, 275)의 폭(width)을 크게 설계하여야만 한다. 예컨대, PMOS 트랜지스터들(272, 273)의 게이트 전압이 20V이고, NMOS 트랜지스터들(274, 275)의 게이트 전압이 2.2V일 때 NMOS 트랜지스터들(274, 275)의 크기는 PMOS 트랜지스터들(272, 273)보다 6배 이상 커야만 한다.
또한 도 2에서, 각 데이터 라인을 구동하기 위해 입력되는 영상 데이터 신호가 6-비트인 경우, 이진 타입(binary-weighted type) 디지털-아날로그 변환기는 각 비트마다 1, 2, 4, 8, 16 및 32 개 즉, 총 63 개의 단위 저항 트랜지스터들을 필요로 한다. 즉, 63 개의 레벨 쉬프터들이 요구된다.
6-비트 세그먼트 타입(segment-type) 디지털-아날로그 변환 유닛은 총 10 개의 레벨 쉬프터들을 필요로 한다. 잘 알려진 바와 같이, 세그먼트 타입 디지털-아날로그 변환 유닛은 LSB(least significant bit) 3-비트를 이진 타입 디지털-아날로그 변환기로 구현하고, MSB(most significant bit) 3-비트를 써모메터 타입(thermometer-type) 디지털-아날로그 변환기로 구현한다. LSB 3-비트를 위하여 단위 저항 트랜지스터의 1/4, 1/2 및 1 배에 해당하는 3 개의 트랜지스터로 구성하고, MSB 3-비트를 위하여 단위 저항 트랜지스터의 2 배 크기의 저항 트랜지스터들 을 7 개 구성한다. 따라서, 총 4 종류 10 개의 저항 트랜지스터들이 요구된다. 그러므로, 10 개의 레벨 쉬프터들이 요구된다.
QVGA 급 디스플레이 장치에서 데이터 라인의 수는 240 개이므로, 적어도 240*10=2400 개의 레벨 쉬프터들이 요구된다. 도 3에 도시된 바와 같은 레벨 쉬프터(221)들을 데이터 드라이브 IC(200) 내에 2400 개 구현하는 것은 회로 면적 면에서 큰 부담이 아닐 수 없다.
또한, 도 2에 도시뇐 출력 트랜지스터(260)는 노드(N1)에 챠지된 전류를 충분히 데이터 라인 구동 신호(DO)로서 전달될 수 있도록 충분히 커야만 한다. 이와 같이 큰 사이즈의 트랜지스터들은 전력 소모를 증가시킨다.
따라서 본 발명의 목적은 칩 면적이 감소된 데이터 드라이브 IC를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 전력 소비가 감소된 데이터 드라이브 IC를 제공하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 디스플레이 장치는: 화소와, 구동 신호에 대응하는 전류를 상기 화소로 공급하는 전류원 회로, 그리고 제 1 페이즈동안 상기 전류원 회로가 디세이블되도록 상기 구동 신호를 발생하고, 제 2 페이즈동안 외부로부터 주어진 영상 데이터 신호에 대응하는 전류가 상기 화소로 공급되도록 상기 구동 신호를 발생하는 출력 제어 회로를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 출력 제어 회로는, 상기 제 1 페이즈동안 상기 구동 신호를 제 1 전압으로 프리챠지한다.
이 실시예에 있어서, 상기 출력 제어 회로는, 상기 제 2 페이즈동안 상기 영상 데이터 신호에 따라서 상기 구동 신호를 선택적으로 디스챠지한다.
이 실시예에 있어서, 상기 전류원 회로는, 일단이 상기 제 1 전압과 연결된 제 1 트랜지스터, 그리고 일단이 상기 제 1 트랜지스터의 타단과 연결되고, 타단이 상기 화소와 연결되며, 그리고 게이트가 상기 구동 신호와 연결된 제 2 트랜지스터를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 출력 제어 회로는, 상기 제 1 및 제 2 페이즈들을 나타내는 인에이블 신호를 발생하는 인에이블 제어 회로, 그리고 상기 인에이블 신호에 응답해서 상기 영상 데이터 신호를 입력받고, 상기 구동 신호를 출력하는 다이내믹 게이트 회로를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 다이나믹 게이트 회로는, 상기 제 1 전압과 접지 전압 사이에 직렬로 연결된 제 4 내지 제 6 트랜지스터들을 포함하되, 상기 제 4 및 제 6 트랜지스터들의 게이트들은 상기 인에이블 신호와 연결되고, 상기 제 5 트랜지스터의 게이트는 상기 영상 데이터 신호와 연결되며, 상기 제 4 및 제 5 트랜지스터들의 연결 노드의 전압은 상기 구동 신호로서 출력된다. 상기 제 4 내지 제 6 트랜지스터들의 크기는 동일하다.
이 실시예에 있어서, 상기 인에이블 신호는 상기 제 1 전압 레벨이고, 상기 인에이블 제어 회로는 상기 전원 전압 레벨의 프리챠지 신호를 상기 제 1 전압 레벨로 변환하는 레벨 쉬프터로 구성된다. 상기 제 1 전압은 전원 전압보다 높은 고전압이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 상기 전류원 회로가 상기 화소로 상기 전류를 공급하기 전에 상기 화소를 디스챠지하기 위한 디스챠지 회로를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 화소는 유기 EL(Organic Electroluminescence) 소자이다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 디스플레이 장치는, 복수의 화소들, 및 각각이 상기 화소들에 대응하는 복수의 디지털-아날로그 변환 유닛들을 포함하며, 상기 디지털-아날로그 변환 유닛들 각각은, 구동 신호에 대응하는 전류를 상기 대응하는 화소로 공급하는 전류원 회로, 그리고 제 1 페이즈동안 상기 전류원 회로가 디세이블되도록 상기 구동 신호를 발생하고, 제 2 페이즈동안 외부로부터 주어진 영상 데이터 신호에 대응하는 전류가 상기 대응하는 화소로 공급되도록 상기 구동 신호를 발생하는 출력 제어 회로를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 영상 데이터 신호와 상기 구동 신호는 서로 대응하는 복수의 비트들로 구성된다.
이 실시예에 있어서, 상기 출력 제어 회로는, 상기 제 1 페이즈동안 상기 구동 신호의 각 비트를 제 1 전압으로 프리챠지하고, 상기 제 2 페이즈동안 상기 영상 데이터 신호의 대응하는 비트에 따라서 상기 구동 신호의 각 비트를 선택적으로 디스챠지한다.
이 실시예에 있어서, 상기 전류원 회로는, 상기 구동 신호의 비트들에 각각 대응하고, 일단이 상기 제 1 전압과 연결된 복수의 제 1 트랜지스터들, 그리고 상기 구동 신호의 비트들에 각각 대응하고, 일단이 상기 제 1 트랜지스터들 중 대응하는 트랜지스터의 타단과 연결되고, 타단이 상기 화소와 연결되며, 그리고 게이트가 상기 구동 신호의 대응하는 비트와 연결된 복수의 제 2 트랜지스터들을 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 출력 제어 회로는, 상기 제 1 및 제 2 페이즈들을 나타내는 인에이블 신호를 발생하는 인에이블 제어 회로, 그리고 각각이 상기 영상 데이터 신호의 비트들에 대응하고, 상기 인에이블 신호에 응답해서 상기 영상 데이터 신호의 대응하는 비트를 입력받고, 상기 구동 신호의 대응하는 비트를 출력하는 복수의 다이내믹 게이트 회로들을 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 다이나믹 게이트 회로들 각각은, 상기 제 1 전압과 접지 전압 사이에 직렬로 연결된 제 4 내지 제 5 트랜지스터들을 포함한다. 상기 제 4 및 제 6 트랜지스터들의 게이트들은 상기 인에이블 신호와 연결되고, 상기 제 5 트랜지스터의 게이트는 상기 영상 데이터 신호의 대응하는 비트와 연결되며, 상기 제 4 및 제 5 트랜지스터들의 연결 노드의 전압은 상기 구동 신호의 대응하는 비트로서 출력된다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 4 내지 제 5 트랜지스터들의 크기가 동일하다.
이 실시예에 있어서, 상기 인에이블 신호는 상기 제 1 전압 레벨이고, 상기 인에이블 제어 회로는 상기 전원 전압 레벨의 프리챠지 신호를 상기 제 1 전압 레벨로 변환하는 레벨 쉬프터로 구성된다. 상기 제 1 전압은 전원 전압보다 높은 고전압이다.
바람직한 실시예에 따른 상기 디스플레이 장치는, 상기 전류원 회로가 상기 화소로 상기 전류를 공급하기 전에 상기 화소를 디스챠지하기 위한 디스챠지 회로를 더 포함한다.
본 발명의 또다른 특징에 따른 디스플레이 장치는: 복수의 스캔 라인들과, 상기 스캔 라인들과 교차하여 배열된 복수의 데이터 라인들과, 상기 각각의 스캔 라인 및 데이터 라인에 연결되어 있는 화소들을 포함하는 디스플레이 패널과, 상기 스캔 라인들을 순차적으로 활성화시키기 위한 스캔 드라이버, 그리고 외부로부터 입력된 영상 데이터 신호들에 대응하는 전류를 상기 화소들로 공급하기 위한 데이터 드라이버를 포함한다. 상기 데이터 드라이버는, 상기 데이터 라인들에 각각 연결된 복수의 디지털-아날로그 변환 유닛들을 포함한다. 상기 디지털-아날로그 변환 유닛들 각각은, 구동 신호에 대응하는 전류를 상기 연결된 데이터 라인을 통해 상기 화소로 공급하는 전류원 회로 그리고 제 1 페이즈동안 상기 전류원 회로가 디세이블되도록 상기 구동 신호를 발생하고, 제 2 페이즈동안 외부로부터 주어진 영상 데이터 신호에 대응하는 전류가 상기 화소로 공급되도록 상기 구동 신호를 발생하는 출력 제어 회로를 포함한다.
본 발명의 또다른 특징에 따른 구동 신호에 대응하는 전류를 화소로 공급하는 전류원 회로를 포함하는 디스플레이 장치의 제어 방법은: 상기 전류원 회로가 디세이블되도록 상기 구동 신호를 발생하는 제 1 단계, 그리고 외부로부터 주어진 영상 데이터 신호에 대응하는 전류가 상기 화소로 공급되도록 상기 구동 신호를 발생하는 제 2 단계를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 단계는, 상기 구동 신호를 제 1 전압으로 프리챠지하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 단계는, 상기 영상 데이터 신호에 따라서 상기 구동 신호를 선택적으로 디스챠지하는 단계를 포함한다.
(실시예)
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 데이터 드라이브 IC(700)를 보여주고 있다. 도 4를 참조하면, 데이터 드라이브 IC(700)는 신호 입력 회로(710)와 디지털-아날로그 변환 유닛들(720-780)을 포함한다.
디지털-아날로그 변환 유닛들(220-280)은 데이터 라인들(DO-Dn)에 각각 대응한다. 디지털-아날로그 변환 유닛들(220-280)은 모두 동일한 회로 구성을 가지고 동일하게 동작하므로, 첫번째 데이터 라인(D0)에 대응하는 디지털-아날로그 변환 유닛(220)만을 도시하고 설명한다.
디지털-아날로그 변환 유닛(720)은 레벨 쉬프터들(721, 722), 다이나믹 게이트 회로들(731-733), 전류원 회로(250), 그리고 NMOS 트랜지스터(723)를 포함한다. 레벨 쉬프터(721)는 신호 입력 회로(710)로부터 출력되는 제어 신호에 응답해서 다이나믹 게이트 회로들(731-733)을 인에이블하기 위한 인에이블 신호(EN)를 출력한 다. 레벨 쉬프터(722)는 신호 입력 회로(710)로부터 출력되는 제어 신호에 응답해서 NMOS 트랜지스터(723)를 제어하기 위한 프리셋 인에이블 신호(PSEN)를 출력한다. 신호 입력 회로(710)로부터 출력되는 제어 신호들은 접지 전압-전원 전압 레벨이고, 레벨 쉬프터들(721, 722)로부터 출력되는 신호들(EN, PSEN)은 접지 전압-고전압 레벨이다.
다이나믹 게이트 회로들(731-733)은 데이터 라인(D0)을 구동하기 위한 영상 데이터 신호의 각 비트에 대응하며, 신호 입력 회로(710)로부터 제공되는 영상 데이터 신호의 레벨을 변환해서 출력한다.
전류원 회로(750)는 전류원(741) 및 PMOS 트랜지스터들(741, 751-753, 761-763)을 포함한다. PMOS 트랜지스터(241)는 전원 전압보다 높은 고전압(VCCH)과 연결된 소스, 전류원(242)과 연결된 드레인 및 게이트를 갖는다. 예를 들어, 고전압(VCCH)은 전원 전압보단 높은 18V이다.
PMOS 트랜지스터들(751-753)은 저항으로 동작하며, 각각의 소스는 고전압(VCCH)과 연결되고, 게이트들은 PMOS 트랜지스터(241)의 게이트 및 드레인과 공통으로 연결된다. PMOS 트랜지스터들(751-753)의 저항값은 서로 다르도록 설정되며, 영상 데이터 신호의 비트들에 각각 대응한다. 영상 데이터 신호의 최하위 비트(DA0[0])에 대응하는 트랜지스터(751)의 저항값이 가장 크며, 영상 데이터 신호의 최상위 비트(DA0[k-1])에 대응하는 트랜지스터(753)의 저항값이 가장 작다.
PMOS 트랜지스터들(261-263)의 소스들 각각은 저항 트랜지스터들(751-753) 중 대응하는 트랜지스터의 드레인과 연결되고, 드레인들은 노드(NA)와 공통으로 연 결되며, 그리고 게이트들 각각은 다이나믹 게이트 회로들(731-733) 중 대응하는 회로로부터 출력되는 영상 데이터 신호에 의해 제어된다. 그러므로, PMOS 트랜지스터들(261-263)은 저항 트랜지스터들(751-753)에 의해 드라이빙된 전류를 대응하는 영상 데이터 신호의 비트에 응답해서 노드(NA)로 전달하는 스위칭 트랜지스터로서 동작한다.
이와 같은 구성을 갖는 전류원 회로(230)에 의하면, 레벨 쉬프터들(221-223)로부터 출력되는 영상 데이터 신호(DA0[0:k-1])에 대응하는 전류가 노드(NA)에 인가된다.
NMOS 트랜지스터(723)는 노드(NA)와 접지 전압 사이에 연결되고, 게이트는 레벨 쉬프터(722)로부터 출력되는 프리셋 인에이블 신호(PSEN)와 연결된다. 노드(NA)의 전류가 데이터 라인 구동 신호(DO)로서 출력된다.
프리셋 인에이블 신호(PSEN)는 인에이블 신호(EN)보다 먼저 하이 레벨로 활성화되어서 데이터 라인 구동 신호(D0)를 접지 전압 레벨로 디스챠지한다. 이는 이전 영상 데이터에 의해서 소정 레벨로 챠지된 데이터 라인 구동 신호(D0)를 디스챠지하기 위함이다.
다이나믹 게이트 회로들(731-733)은 레벨 쉬프터(721)로부터의 인에이블 신호(EN)에 응답해서 신호 입력 회로(710)로부터의 영상 데이터를 고전압 레벨로 변환해서 출력한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다이나믹 게이트 회로(731)의 상세한 회로 구성이 도 5에 도시되어 있다. 도 4에 도시된 다른 다이나믹 게이트 회로들(732-733)은 다이나믹 게이트 회로(731)와 동일한 회로 구성을 가지고 동 일하게 동작하므로, 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.
도 5를 참조하면, 다이나믹 게이트 회로(731)는 고전압(VCCH)과 접지 전압 사이에 직렬로 연결된 PMOS 트랜지스터(771) 및 NMOS 트랜지스터들(772, 773)을 포함한다. PMOS 트랜지스터 및 (771) NMOS 트랜지스터(773)의 게이트들은 레벨 쉬프터(721)로부터 출력되는 인에이블 신호(EN)와 연결되고, NMOS 트랜지스터(772)의 게이트는 신호 입력 회로(710)로부터 출력되는 대응하는 영상 데이터 신호(DATA0[0])와 연결된다.
도 6은 도 5에 도시된 다이나믹 게이트 회로(731)의 입력 및 출력 신호들인 인에이블 신호(EN)와 영상 데이터 신호(DA0[0])의 관계를 보여주고 있다. 프리챠지 구간(precharge period) 동안 인에이블 신호(EN)는 로우 레벨이며, 이 때 PMOS 트랜지스터(771)가 턴 온되고, NMOS 트랜지스터(773)가 턴 오프되어서 영상 데이터 신호(DA0[0])는 하이 레벨로 프리챠지된다.
평가 구간(evaluation period) 동안 인에이블 신호(EN)는 하이 레벨이며, 이 때 PMOS 트랜지스터(771)가 턴 오프되고, NMOS 트랜지스터(773)가 턴 온되어서 영상 데이터 신호(DA0[0])는 입력된 영상 데이터 신호(DATA0[0])에 따라 결정된다. 단, 신호 입력 회로(710)로부터의 영상 데이터 신호(DATA0[0])는 접지 전압-전원 전압 레벨이나, 다이나믹 게이트 회로(731)로부터 출력되는 영상 데이터 신호(DA0[0])는 접지전압-고전압(VCCH) 레벨이다.
도 5에 도시된 다이나믹 게이트 회로(731)는 데이터 라인 구동 신호(DA0[0])를 하이 레벨로 프리챠지한 후 입력된 영상 데이터 신호(DATA0[0])에 대응하는 영 상 데이터 신호(DA0[0])를 출력한다. 그러므로, 트랜지스터들(771-773)의 크기가 동일하여도 무방하다.
다시 도 4를 참조하면, 프리챠지 구간에서 영상 데이터 신호들(DA0[0:k-1])이 모두 하이 레벨이면, 전류원 회로(750) 내 스위칭 트랜지스터들(761-753)이 모두 턴 오프된다. 평가 구간에서 다이나믹 게이트 회로들(731)을 통해 영상 데이터 신호(DATA0[0:k-1])에 따른 영상 데이터 신호(DA0[0:k-1])가 출력되면 스위칭 트랜지스터들(761-763)을 통해 영상 데이터 신호(DA0[0:k-1])에 대응하는 전류가 노드(NA)에 전달된다.
이와 같은 구성을 갖는 데이터 드라이브 IC(700)는 데이터 라인마다 구비해야 하는 레벨 쉬프터의 수가 종래에 비해 현저하게 감소한다. 즉, 도 2에 도시된 종래의 데이터 드라이브 IC(200)는 데이터 라인을 구동하기 위한 비트 수에 비례하게 레벨 쉬프터들을 구성해야만 했으나, 본 발명의 데이터 드라이브 IC(200)는 하나의 데이터 라인 당 인에이블 신호(EN) 및 프리셋 인에이블 신호(EN)를 구동하기 위한 2 개의 레벨 쉬프터들(721, 722)만을 구비하면 된다.
이는 데이터 드라이브 IC(700) 전체의 회로 면적을 감소시킬 뿐만 아니라 소비 전력을 감소시킨다.
예시적인 바람직한 실시예들을 이용하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 범위는 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 것이 잘 이해될 것이다. 따라서, 청구범위는 그러한 변형 예들 및 그 유사한 구성들 모두를 포함하는 것으로 가능한 폭넓게 해석되어야 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 데이터 드라이브 IC의 회로 면적이 감소하고, 소비 전력이 감소된다.

Claims (38)

  1. 화소와;
    외부로부터 입력되는 제어 신호를 승압하여 인에이블 신호를 발생하는 레벨 쉬프터와;
    각각이 복수의 영상 데이터 신호들에 대응하고, 상기 인에이블 신호에 응답해서 입력된 영상 데이터 신호에 대응하는 구동 신호를 발생하는 다이나믹 게이트 회로들; 그리고
    상기 다이나믹 게이트 회로들로부터 입력되는 상기 구동 신호들에 대응하는 전류를 상기 화소로 공급하는 전류원 회로를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인에이블 신호는 제1 페이즈와 제2 페이즈를 포함하며;
    상기 다이나믹 게이트 회로들 각각은,
    상기 제1 페이즈 동안 상기 화소가 프리챠지되도록 상기 구동 신호를 발생하는 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 다이나믹 게이트 회로들 각각은,
    상기 제 2 페이즈동안 상기 영상 데이터 신호에 따라서 상기 구동 신호를 선택적으로 디스챠지하는 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전류원 회로는,
    일단이 제 1 전압과 연결된 제 1 트랜지스터; 그리고
    각각의 일단이 상기 제 1 트랜지스터의 타단과 연결되고, 각각의 타단이 상기 화소와 연결되며, 그리고 각각의 게이트가 대응하는 구동 신호와 연결된 복수의 제 2 트랜지스터들을 포함하는 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 다이나믹 게이트 회로는,
    상기 제 1 전압과 접지 전압 사이에 직렬로 연결된 제 4 내지 제 6 트랜지스터들을 포함하되;
    상기 제 4 및 제 6 트랜지스터들의 게이트들은 상기 인에이블 신호와 연결되고, 상기 제 5 트랜지스터의 게이트는 상기 영상 데이터 신호와 연결되며;
    상기 제 4 및 제 5 트랜지스터들의 연결 노드는 상기 화소와 연결되는 디스플레이 장치.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 4 내지 제 6 트랜지스터들의 크기가 동일한 디스플레이 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 페이즈동안 상기 인에이블 신호는 상기 제 4 트랜지스터를 턴 온시키고, 상기 제 6 트랜지스터들을 턴 오프시키기 위한 레벨로 설정되는 디스플레이 장치.
  9. 삭제
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 전압은 전원 전압보다 높은 고전압인 디스플레이 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류원 회로가 상기 화소로 상기 전류를 공급하기 전에 상기 화소를 디스챠지하기 위한 디스챠지 회로를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소는 유기 EL(Organic Electroluminescence) 소자인 디스플레이 장치.
  13. 복수의 화소들; 및
    각각이 상기 화소들에 대응하는 복수의 디지털-아날로그 변환 유닛들을 포함하되;
    상기 디지털-아날로그 변환 유닛들 각각은,
    외부로부터 입력되는 제어 신호를 승압하여 인에이블 신호를 발생하는 레벨 쉬프터와;
    각각이 복수의 영상 데이터 신호들에 대응하고, 상기 인에이블 신호에 응답해서 입력된 영상 데이터 신호에 대응하는 구동 신호를 발생하는 다이나믹 게이트 회로들; 그리고
    대응하는 다이나믹 게이트 회로들로부터 입력되는 상기 구동 신호들에 대응하는 전류를 상기 대응하는 화소로 공급하는 전류원 회로를 포함하는 디스플레이 장치.
  14. 삭제
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 인에이블 신호는 제1 페이즈와 제2 페이즈를 포함하며;
    상기 다이나믹 게이트 회로들 각각은,
    상기 제1 페이즈 동안 상기 화소가 프리챠지되도록 상기 구동 신호를 발생하는 디스플레이 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 다이나믹 게이트 회로들 각각은,
    상기 제 2 페이즈동안 상기 영상 데이터 신호에 따라서 상기 구동 신호의 각 비트를 선택적으로 디스챠지하는 디스플레이 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 전류원 회로는,
    상기 구동 신호들에 각각 대응하고, 일단이 제 1 전압과 연결된 복수의 제 1 트랜지스터들; 그리고
    상기 구동 신호들에 각각 대응하고, 일단이 상기 제 1 트랜지스터들 중 대응하는 트랜지스터의 타단과 연결되고, 타단이 상기 화소와 연결되며, 그리고 게이트가 대응하는 구동 신호와 연결된 복수의 제 2 트랜지스터들을 포함하는 디스플레이 장치.
  18. 삭제
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 다이나믹 게이트 회로들 각각은,
    상기 제 1 전압과 접지 전압 사이에 직렬로 연결된 제 4 내지 제 5 트랜지스터들을 포함하되;
    상기 제 4 및 제 6 트랜지스터들의 게이트들은 상기 인에이블 신호와 연결되고, 상기 제 5 트랜지스터의 게이트는 상기 대응하는 영상 데이터 신호와 연결되며;
    상기 제 4 및 제 5 트랜지스터들의 연결 노드는 대응하는 화소에 연결되는 디스플레이 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 4 내지 제 5 트랜지스터들의 크기가 동일한 디스플레이 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 인에이블 신호는 상기 제 1 전압 레벨인 디스플레이 장치.
  22. 삭제
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 전압은 전원 전압보다 높은 고전압인 디스플레이 장치.
  24. 제 13 항에 있어서,
    상기 전류원 회로가 상기 대응하는 화소로 상기 전류를 공급하기 전에 상기 화소를 디스챠지하기 위한 디스챠지 회로를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  25. 제 13 항에 있어서,
    상기 화소는 유기 EL(Organic Electroluminescence) 소자인 디스플레이 장치.
  26. 복수의 스캔 라인들과, 상기 스캔 라인들과 교차하여 배열된 복수의 데이터 라인들과, 상기 각각의 스캔 라인 및 데이터 라인에 연결되어 있는 화소들을 포함하는 디스플레이 패널과;
    상기 스캔 라인들을 순차적으로 활성화시키기 위한 스캔 드라이버; 그리고
    외부로부터 입력된 영상 데이터 신호들에 대응하는 전류를 상기 화소들로 공급하기 위한 데이터 드라이버를 포함하되;
    상기 데이터 드라이버는,
    상기 데이터 라인들에 각각 연결된 복수의 디지털-아날로그 변환 유닛들을 포함하되;
    상기 디지털-아날로그 변환 유닛들 각각은,
    화소와;
    외부로부터 입력되는 제어 신호를 승압하여 인에이블 신호를 발생하는 레벨 쉬프터와;
    각각이 복수의 영상 데이터 신호들에 대응하고, 상기 인에이블 신호에 응답해서 입력된 영상 데이터 신호에 대응하는 구동 신호를 발생하는 다이나믹 게이트 회로들; 그리고
    대응하는 다이나믹 게이트 회로들로부터 입력되는 상기 구동 신호들에 대응하는 전류를 상기 화소로 공급하는 전류원 회로를 포함하는 디스플레이 장치.
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 구동 신호에 대응하는 전류를 화소로 공급하는 전류원 회로를 포함하는 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서:
    외부로부터 입력되는 제어 신호를 승압하여 인에이블 신호를 발생하는 제1 단계와;
    상기 인에이블 신호의 제 1 페이즈동안 상기 화소가 프리챠지되도록 상기 구동 신호를 발생하는 제 2 단계; 그리고
    상기 인에이블 신호의 제 2 페이즈동안 외부로부터 주어진 영상 데이터 신호에 대응하는 전류가 상기 화소로 공급되도록 상기 구동 신호를 발생하는 제 3 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 구동 방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    상기 구동 신호를 제 1 전압으로 프리챠지하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 구동 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 영상 데이터 신호에 따라서 상기 구동 신호를 선택적으로 디스챠지하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 구동 방법.
  37. 제 34 항에 있어서,
    상기 전류원 회로가 상기 화소로 상기 전류를 공급하기 전에 상기 화소를 디 스챠지하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 장치의 구동 방법.
  38. 제 34 항에 있어서,
    상기 화소는 유기 EL(Organic Electroluminescence) 소자인 디스플레이 장치의 구동 방법.
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