KR20040068556A - 전자발광 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20040068556A
KR20040068556A KR10-2004-7008067A KR20047008067A KR20040068556A KR 20040068556 A KR20040068556 A KR 20040068556A KR 20047008067 A KR20047008067 A KR 20047008067A KR 20040068556 A KR20040068556 A KR 20040068556A
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KR10-2004-7008067A
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헌터이안엠.
존슨마크티.
차일즈마크제이.
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Publication date
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Abstract

EL 디스플레이 장치는 아날로그 및 디지털 모드에서 동작가능하다. 아날로그 모드에서, 픽셀에 제공되는 데이터 신호(6)에 의존하여 EL 디스플레이 소자(2)에 전류가 제공되고, 디지털 모드에서는 두 전압 중 하나가 픽셀에 제공되는 데이터 신호에 의존하여 EL 디스플레이 소자 양단에 제공된다. 이에 의해, 디스플레이는 디지털 구동 스킴이 구현되는 저전력 대기 모드를 가질 수 있게 된다. 이것은 정적인 이미지 바람직하게는 그레이 스케일을 갖지 않는 이미지에 대해 특히 적합하다. 제 1 모드는 보통의 전류 주소지정 모드이다.

Description

전자발광 디스플레이 장치{Electroluminescent display device}
전자발광(electroluminescent), 발광(light emitting) 디스플레이 소자를 활용하는 매트릭스 디스플레이 장치가 널리 공지되어 있다. 디스플레이 소자는, 예를 들면 폴리머 재료를 사용하는 유기 박막 전자발광 소자, 또는 종래의 Ⅲ-Ⅳ족 반도체 화합물을 사용하는 발광 다이오드(LEDs)를 포함할 수 있다. 최근의 유기 전자발광 재료, 특히 폴리머 재료에서의 발달로 인해, 이들 재료가 비디오 디스플레이 장치용으로 실제 사용되고 있다. 이들 재료는 한 쌍의 전극 사이에 하나 이상의 층으로 이루어진 반도체 공액 폴리머(semiconducting conjugated polymer)를 통상적으로 포함하는데, 상기 한 쌍의 전극 중 하나는 투명하고 나머지 하나는 정공 또는 전자를 폴리머 층으로 주입하는데 적합한 재료로 이루어진다.
폴리머 재료는 CVD 프로세스를 사용하여, 또는 용해 가능한 공액 폴리머를 사용하는 간단한 스핀 코팅법에 의해 제조될 수 있다. 유기 전자발광 재료는 다이오드형 I-V 특성을 나타내기 때문에, 이들은 디스플레이 기능과 스위칭 기능 둘 다를 제공할 수 있으며, 따라서 수동형 디스플레이(passive type displays)에서 사용될 수 있다. 대안적으로, 이들 재료는 액티브 매트릭스 디스플레이 장치에 대해 사용될 수 있는데, 디스플레이 소자와 스위칭 장치를 포함하는 각 픽셀은 디스플레이 소자를 통과하는 전류를 제어한다.
이러한 타입의 디스플레이 장치는 전류 어드레스된 디스플레이 소자를 가지며, 종래의 아날로그 구동 스킴(analogue drive schemes)은 제어 가능한 전류를 디스플레이 소자에 제공하는 것을 포함한다. 픽셀 구성의 일부로서 전류원 트랜지스터를 제공하는 것이 공지되어 있는데, 여기서 전류원 트랜지스터에 제공되는 게이트 전압은 디스플레이 소자를 통과하는 전류를 결정한다. 기억 커패시터는 어드레싱 단계(addressing phase) 이후에 게이트 전압을 유지한다. 그러나, 기판 양단의 상이한 트랜지스터 특성으로 인해, 게이트 전압과 소스-드레인 전류 사이에 상이한 관계가 나타나게 되고, 디스플레이되는 이미지에서 인공 음영(artifact)이 나타나게 된다.
디지털 구동 스킴(digital drive schemes)도 제안되어 있다. 이러한 스킴에 있어서, LED 장치는 두 개의 가능한 레벨로 효과적으로 구동된다. 이것은 픽셀 회로에서의 소비전력을 감소시키데, 그 이유는 트랜지스터가 전류원처럼 선형 영역에서 더 이상 동작할 필요가 없기 때문이다. 대신, 모든 트랜지스터는 완전히 온 되거나 완전히 오프될 수 있으며, 이에 의해 소비전력이 감소한다. 이러한 구동 스킴은 동일한 이유로 인해 트랜지스터 특성 변화에 덜 민감하다. 이 방법은 두 가능한 픽셀 출력만을 제공한다. 그러나, 그레이 스케일 픽셀 출력이 다수의 방법에 의해 달성될 수 있다.
한 방법에 있어서, 픽셀은 그룹화되어 더 큰 픽셀을 형성한다. 그룹 내의 픽셀은 독립적으로 어드레스될 수 있고, 그 결과 그레이 스케일이 생성되는데, 이것은 활성화된 그룹 내의 픽셀의 수의 함수이다. 이 방법의 문제점은 디스플레이 해상도가 감소하고 픽셀 복잡도가 증가한다는 것이다.
다른 방법에 있어서, 픽셀은 프레임율보다 더 빨리 온/오프될 수 있고, 그 결과 픽셀이 온되는 듀티 싸이클의 함수로서 그레이 스케일이 구현된다. 이것은 구동 성능을 더 많이 요구하기 때문에, 디스플레이 단가를 증가시키게 된다.
디지털 구동 스킴이 본질적으로 전압 기반의 구동 스킴이기 때문에, 픽셀 출력은 LED 장치에서의 비균일성에 특히 민감하다. 특히, 고정된 전압 구동 스킴에서 열화된 픽셀의 전류(따라서 광 출력)가 급격히 떨어질 때 장치 열화는 이미지의 번인으로 나타나게 된다. 픽셀의 일부가 발광하지 않으면(소위 블랙 스폿), 전류 밀도가 감소되기 때문에, 정전압 구동 스킴은 픽셀에 대해 더 어두운 출력으로 나타나게 될 것이다. 전류 구동 픽셀에 있어서, 정전류는 전류 밀도에서의 증가로 나타나게 되고 픽셀로부터의 전체 광 출력은 블랙 스폿에 거의 무관하게 된다.
본 발명은 예를 들면 폴리머 LEDs와 같은 유기 LED 장치를 사용하는 전자발광 디스플레이 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 EL 디스플레이 디바이스를 도시하는 도면.
도 2는 EL 디스플레이 픽셀을 전류 어드레싱하기 위한 픽셀 회로의 간략화된 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 제 1 예의 픽셀 회로와 관련 구동 회로를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 제 2 예의 픽셀 회로와 관련 구동 회로를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 디스플레이를 구비하는 휴대형 디바이스를 도시하는 도면.
본 발명의 제 1 특징에 따르면, 전자발광(EL) 디스플레이 소자와 구동 회로를 각각 포함하는 디스플레이 픽셀의 어레이를 포함하는 전자발광 디스플레이 장치가 제공되는데, 각 픽셀은 제 1 및 제 2 모드에서 동작 가능하고, 제 1 모드에서 상기 픽셀에 제공되는 데이터 신호에 의존하여 상기 구동 회로에 의해 아날로그 전류가 EL 디스플레이 소자에 제공되고 제 2 모드에서 상기 픽셀에 제공되는 데이터신호에 의존하여 상기 구동 회로에 의해 두 전압 중 하나가 EL 디스플레이 소자 양단에 제공된다.
이 픽셀 구성에 의해 픽셀은 디지털 또는 아날로그 구동 모드에서 동작할 수 있다. 이것은 디스플레이가 디지털 구동 스킴이 구형되는 저전력 대기 모드(제 2 모드)를 갖는 것을 가능하게 한다. 이것은 정적인 이미지 바람직하게는 그레이 스케일을 갖지 않는 이미지에 대해 특히 적합하다. 제 1 모드는 보통의 전류 어드레싱 모드(current-addressing mode)이다.
상기 구동 회로는 상기 EL 디스플레이 소자에 전류를 제공하기 위한 전류원부(current source section)를 포함할 수 있고, 상기 제 1 모드에서 상기 전류원부는 제 1 전압을 제공받고 아날로그 전류를 EL 디스플레이 소자에 제공하며 상기 제 2 모드에서는 상기 전류원부은 제 2 전압을 제공받고 상기 EL 디스플레이 소자를 두 상태 중 하나로 구동한다.
전류원 픽셀부는 EL 픽셀에 구동 신호를 제공하기 위해 이렇게 사용되지만, 상이한 모드들의 모드시, 전류원부는 상이하게 동작한다.
각 구동 회로의 상기 전류원부는 공급 전압 라인과 EL 소자 사이에 연결되는 트랜지스터를 포함하고, 상기 트랜지스터 상의 상기 게이트 전압은 상기 데이터 신호에 의존하여 제어된다. 이에 의해, 종래의 아날로그 구동 스킴이 구현될 수 있다.
상기 제 1 모드의 동작시 상기 전압 공급 라인에 의해 제 1 전압이 제공되고, 제 2 모드의 동작시 상기 공급 전압 라인에 의해 제 2 전압이 제공된다. 제 1모드에서, 전류원 트랜지스터의 양단에 상대적으로 높은 전압 강하가 있으며, 높은 공급 전압이 필요하게 된다. 제 2 모드에서, 트랜지스터 양단에 낮은 전압 강하가 있는데, 그 이유는 디지털 모드에서 훨씬 강하게 온되기 때문에, 낮은 공급 전압이 적절하기 때문이다.
상기 제 1 모드에서의 상기 데이터 신호의 레벨 범위와 상기 제 1 전압은 상기 트랜지스터가 선형 영역에서 동작가능하도록 선택되고, 상기 전류원에 의해 제공되는 전류는 상기 데이터 신호의 함수이다. 상기 제 2 모드에서의 상기 데이터 신호 레벨과 상기 제 2 전압은 상기 트랜지스터가 완전히 턴온 되거나 또는 완전히 턴오프되도록 선택되고, 상기 제 2 전압에 의존하는 고정 전압이 EL 소자에 제공되거나 또는 EL 소자로부터 분리된다.
각 픽셀은 단일의 전압 공급 라인을 포함하는 것이 바람직하고, 상기 전압 공급 라인 상의 전압을 선택하기 위해 스위칭 수단이 제공된다. 이것은 공급 라인에 인가되는 전압을 제어하기 위한 회로를 필요로 한다.
대안적으로, 각 픽셀은 두 개의 전압 공급 라인을 포함하고, 상기 전류원 트랜지스터에 전압을 공급하기 위해 어느 전압 공급 라인이 사용되는지를 선택하기 위해 모드 스위칭 장치가 제공된다. 이 모드 스위칭 장치는 픽셀의 그룹에 대해 제공될 수 있다.
상기 장치는 어드레싱되고 있는 픽셀에 대해 모드가 선택되도록 하는 모드 선택을 인가하는 수단을 더 포함한다. 이 수단은, 디스플레이의 한 영역에 대한 이미지 내에서의 이동량의 측정에 기초하여, 상기 디스플레이의 그 영역에 신호를 인가한다.
상기 디스플레이는 모바일 폰과 같은 휴대형 전자 장치에서 사용될 수 있다.
본 발명은 또한 전자발광(EL) 디스플레이 소자와 구동 회로를 각각 포함하는 픽셀의 어레이를 포함하는 전자발광(EL) 디스플레이 장치 구동 방법을 제공하는데,
상기 방법은, 디스플레이의 각 픽셀에 대해서:
아날로그 또는 디지털 구동 모드를 선택하는 단계를 포함하고,
상기 아날로그 모드가 선택되면, 상기 픽셀에 데이터 신호를 제공하여 상기 EL 디스플레이 소자에 아날로그 전류가 제공되도록 하고;
상기 디지털 모드가 선택되면, 상기 픽셀에 데이터 신호를 제공하여 상기 EL 디스플레이 소자를 두 상태 중 한 상태로 구동한다.
이 방법은 아날로그 또는 디지털 모드들에서 픽셀들이 구동될 수 있도록 한다.
상기 구동 회로는 상기 EL 디스플레이 소자에 전류를 제공하기 위한 전류원부를 포함하고, 상기 제 1 모드에서 상기 전류원부는 제 1 전압을 사용하여 제공받고 상기 제 2 모드에서 상기 픽셀의 상기 전류원부는 제 2 전압을 사용하여 제공받는다.
디스플레이의 모든 픽셀은 임의의 프레임 주기 내에서 한 모드에 있을 것이고, 그렇지 않으면 디스플레이는 영역으로 분할될 것이다. 디지털 구동 모드는 정적인 이미지의 디스플레이를 위해 선택되고 상기 아날로그 구동 모드는 움직이는 이미지의 디스플레이를 위해 선택된다.
본 발명에 따른 디스플레이 장치의 실시예는 첨부된 도면과 연계한 예를 통해 설명될 것이다.
도 1을 참조하면, 액티브 매트릭스 어드레스된 전자발광 디스플레이 디바이스는 간격이 일정하게 띄워진 픽셀들의 행(row)과 열(column)의 매트릭스 어레이를 갖는 패널을 포함하는데, 상기 픽셀은 블록들(1)로 표시되며, 관련 스위칭 수단과 함께 전자발광 디스플레이 소자(2)를 포함하고, 행(선택)과 열(데이터) 어드레스 컨덕터들(4 및 6)의 교차 세트들 사이의 교점에 위치된다. 도면에서는 간략화를 위해 일부 픽셀만이 도시된다. 실제로, 수 백개의 행과 열의 픽셀들이 존재한다. 픽셀(1)은 컨덕터의 각 세트의 끝에 연결된 행의 주사 구동 회로(8)와 열의 데이터 구동 회로(9)를 포함하는 주변 구동 회로에 의해 행과 열의 어드레스 컨덕터들의세트들을 통해 어드레스된다.
전자발광 디스플레이 소자(2)는 본원에서 다이오드 소자(LED)로 표현되며 하나 이상의 액티브 층들의 유기 전자발광 재료를 사이에 끼우는 한 쌍의 전극들을 포함하는 유기 발광 다이오드를 포함한다. 어레이의 디스플레이 소자들은 절연 지지체의 한 측면에 관련 액티브 매트릭스 회로를 갖는다. 디스플레이 소자의 캐소드 또는 애노드 중 하나는 투명한 도전성 재료로 형성된다. 상기 지지체는 유리와 같은 투명 재료로 이루어지고 기판에 가까운 디스플레이 소자(2)의 전극은 ITO와 같은 투명한 도전성 재료로 이루어지는데, 그 결과 전자발광층에 의해 생성된 광은 이들 전극과 지지체를 통해 전송되어 상기 지지체의 다른 측의 관측자에게 가시적으로 된다. 통상적으로, 유기 전자발광 재료층의 두께는 100㎚에서 200㎚ 사이이다. 소자(2)에 대해 사용될 수 있는 적절한 유기 전자발광 재료의 전형적인 예는 공지되어 있으며 EP-A-0 717446호에 개시되어 있다. WO96/36959호에 개시된 공액 폴리머 재료가 사용될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 구동 회로와 픽셀을 단순화된 개략적인 형태로 도시한다. 각 픽셀(1)은 EL 디스플레이 소자(2)와 관련 구동 회로를 포함한다. 구동 회로는 행 컨덕터(4) 상의 행 어드레스 펄스에 의해 어드레스 트랜지스터(16) 온 상태로 된다. 어드레스 트랜지스터(16)가 온되면, 열 컨덕터(6) 상의 전압은 나머지 픽셀로 전달될 수 있다. 특히, 어드레스 트랜지스터(16)가 열 컨덕터 전압을 전류원(20)에 제공하는데, 상기 전류원은 구동 트랜지스터(22)와 기억 커패시터(24)를 포함한다. 열 전압은 구동 트랜지스터(22)의 게이트에 제공되고, 게이트는 행 어드레스 펄스가 종료한 후에도 기억 커패시터(24)에 의해 이 전압으로 유지된다.
본 발명에 따르면, 이 픽셀 구성은 제 1 및 제 2 모드로 동작할 수 있다.
제 1 아날로그 모드에 있어서, 전류원(20)을 제공하는 파워 레일(power rail; 26) 상의 전압과 공동으로 구동 트랜지스터(22) 상의 게이트 전압의 범위는 트랜지스터가 선형 영역에서 동작하도록 선택되고, 그 결과 소스-드레인 전류는 게이트 전압에 거의 선형적으로 비례한다. 따라서, 열 컨덕터(6) 상의 전압은 디스플레이 소자(2)로의 소정의 전류 흐름을 선택하기 위해 사용된다. 이 모드에 있어서, 구동 트랜지스터(22)의 소스-드레인 양단에서 통상적으로 약 6V가 떨어질 것이고, 그 결과, (캐소드가 도시된 바와 같이 그라운드될 때) 약 4V의 LED 양단의 요구되는 전압 강하가 달성되도록 파워 레일(26) 상의 전압은 약 10V가 될 필요가 있다. 통상의 게이트 전압은 약 4V의 기억 커패시터(24) 상의 저장된 전압을 갖는 범위 내에 있을 것이다. 예를 들면, 열 컨덕터(6) 상의 데이터 신호는 약 5 내지 7V의 범위 내에 있을 것이다.
제 2 디지털 모드에서, 전류원(20)을 제공하는 파워 레일(power rail; 26) 상의 전압과 공동으로 구동 트랜지스터(22) 상의 가능한 게이트 전압은 트랜지스터가 완전히 온 또는 오프되도록 선택된다. 완전히 온 되면, 트랜지스터(22) 양단에서 거의 전압 강하가 없고, 파워 레일(26) 상의 전압은 디스플레이 소자(2) 상에 효과적으로 제공된다. 열 컨덕터(6) 상의 전압은 디스플레이 소자(2)에 대한 두 개의 가능한 구동 전압 중 하나를 선택하기 위해 사용된다. 이 모드에 있어서, 파워레일(26) 상의 전압은 약 4V일 필요가 있고, 구동 트랜지스터는, 예를 들면 커패시터 양단의 0V 또는 10V 중 어느 하나의 게이트 전압을 선택하는 것에 의해, 완전히 온 또는 완전히 오프되도록 어드레스된다.
도 3은 상기 상술된 동작을 얻기 위한 주변 회로의 한 가능한 구현을 도시한다.
파워 레일(26)이 두 개의 가능한 전압을 제공받도록 하기 위해서, 제 1 및 제 2 전원(power supplies; 30, 32)이 제공되는데, 그 중 하나는 선택된 모드에 따라 관련 스위치(30a, 32a)를 통해 파워 레일에 연결된다. 구동 회로(33)는 파워 레일을 구동한다. 모드 선택 장치(34)는 어느 모드가 선택되었는지를 나타내는 출력(36)을 제공하고, 이 출력(36)은 스위치(30a, 32a)를 제어한다. 두 별개의 전원(30, 32)의 사용은 소비 전력을 감소시킨다.
데이터 신호는 조정 회로(40)를 통해 열 컨덕터(6) 상에 제공된다. 아날로그 모드에서, 조정 회로는 단순히 데이터 입력(41)을 열(6)에 연결한다. 디지털 모드에서, 구동 트랜지스터(22)의 게이트 상에 상이한 게이트 전압이 요구되는데, 이것은 예를 들면 도시된 바와 같은 일련의 전압원(42)을 사용하여 6V만큼 전압을 낮추는 것에 의해 데이터 신호를 스케일링하는 것에 의해 달성될 수 있을 것이다. 모드 선택 출력(36)은 전압 스케일링이 적용되었는지의 여부를 결정한다. 이때 제공되는 데이터 신호는 동일한 열 구동기가 사용될 수 있도록 아날로그 스킴에 대한 것과 동일한 값의 범위 내에 있을 수 있다. 그러나, 단지 두 개의 가능한 데이터 신호값이 제공되는데, 하나는 구동 트랜지스터를 완전히 온시키기 위한 것이고 또 하나는구동 트랜지스터를 완전히 오프시키기 위한 것이다.
디지털 모드에서 열 전압(column voltage)에 대한 변화를 고려하면, 어드레스 트랜지스터(16)를 온시켜 기억 커패시터(24)로 전하를 충분히 빠르게 전달하기 위해서는 상이한 전압이 요구된다. 이 때문에, 디지털 모드에 대해서 행 컨덕터(4)와 행 어드레스 회로(8)의 출력 사이에서 일련의 전압원(44)이 스위칭된다. 또한, 이것은 모드 선택 출력(36)의 제어하에 있다.
본 발명은 디스플레이가 저전력 디지털 대기 모드와 고품질의 아날로그 모드를 갖도록 한다. 디지털 모드는 정적인 이미지 바람직하게는 단지 두 개의 그레이 스케일 값을 갖는 이미지에 대해 특히 적합하다. 대기동안 디지털 모드를 사용하는 것에 의해 전체적인 소비전력이 상당히 감소되는데, 이것은 모바일폰과 같은 휴대형의 배터리에 의해 동작되는 장치에서 특히 중요하다. 아날로그 모드는 풀 그레이 스케일 성능을 제공하며, 블랙 스폿 인공 음영에 대해 덜 민감하다. 또한, 디지털 모드에서 나타나는 임의의 번인(burn-in)(여기서 어드레스된 픽셀은 열화되어 그들의 광 출력 특성을 변화시키게 된다)이 아날로그 전류 어드레싱 모드에서는 덜 가시적으로 될 것이다.
본 발명의 단순한 구현에서는 디지털 모드에서 픽셀의 단지 두 레벨의 그레이 스케일 어드레싱만을 허용하지만, 상기 언급된 서브 픽셀화(sub-pixellation) 또는 시간-비율 어드레싱(time-ratio addressing)과 같은 임의의 종래 기술을 사용하여 디지털 모드에서 다수의 그레이 스케일 성능을 제공하는 것이 역시 가능하다. 대기 모드에서는 고주파수의 갱신이 불필요하고, 따라서 시간-비율 방법이 쉽게 구현될 수 있을 것이다.
디지털 모드가 두 레벨의 스킴(two-level scheme)에서 동작할 때, 모든 어드레스된 픽셀의 번인은 동일할 것이다. 대기 모드동안 동일한 이미지가 항상 사용되면, 동일한 번인 열화를 나타내는 픽셀의 그룹을 알 수 있게 될 것이다. 이것은 아날로그 구동 모드에서 보상 스킴에 적합한데, 예를 들면 이들 픽셀은 아날로그 모드에서 과구동된다(overdriven). 소용되는 과구동의 정도는 대기 시간으로부터 추정되거나 또는 이 목적을 위해 특별히 제공된 부가적인 테스트 픽셀의 픽셀 전압 레벨을 모니터링하는 것에 의해 평가될 수 있을 것이다.
도 3의 예에 있어서, 각 픽셀은 단일의 전압 공급 라인을 포함하며, 요구되는 전압은 두 전압원 중 하나로부터 전압 공급 라인으로 연결된다. 도 4는 각 픽셀이 두 개의 전압 공급 라인을 포함하는 다른 구성을 도시하는데, 전류원 트랜지스터를 제공하기 위해 어느 전압 공급 라인 신호가 사용되는지를 선택하기 위해 모드 스위칭 장치가 제공된다. 도 4는 모드 사이의 스위칭이 이미지 이동에 기초하는 시스템을 설명하기 위해 또한 사용된다. 그러나, 이들 변화는 독립적인 것으로 이해되어져야 한다.
도 4에 있어서, 각 픽셀을 제공하는 두 개의 별도의 파워 레일(26a, 26b)이 존재한다. 각 픽셀(1)은 컨덕터(6)(본 예에서는 행 방향으로 연장한다) 상에서 데이터 신호를 제공받는 어드레스 트랜지스터(6)를 또한 포함하고, 이 데이터 신호는 어드레스 트랜지스터(16)에 의해 구동 트랜지스터(22)의 게이트로 연결된다. 제 1 파워 레일(26a)은 기억 커패시터(24)에 연결되고, 제 1 스위칭 트랜지스터(50)를통해 구동 트랜지스터(22)에 연결된다. 스위칭 트랜지스터(50)가 온 상태로 되면 픽셀은 도 2 및 도 3의 픽셀과 동일한 방식으로 동작하고, 이것은 아날로그 동작 모드를 제공한다. 따라서, 제 1 파워 레일(26a)은 필요한 아날로그 전압 레벨, 예를 들면 10볼트를 전송한다.
제 2 파워 레일(26b)은 제 2 스위칭 트랜지스터(52)를 통해 구동 트랜지스터(22)에 연결된다. 필요한 디지털 공급 전압, 예를 들면 4볼트는 제 2 파워 레일(26b) 상에 제공된다.
제 1 및 제 2 스위칭 트랜지스터(50, 52)는 단일 모드 선택 신호(54)에 의해 제어되고, 트랜지스터(50, 52)는 어느 때라도 하나가 온되면 나머지 하나가 오프되도록 서로 반대의 형태로 이루어진다. 따라서, 모드 선택 라인(54)은 어느 파워 레일(26a, 26b)이 픽셀(1)에 전원을 공급하는지를 나타내고 따라서 동작 모드를 나타낸다.
모든 선택 신호(54)는 스위칭 블록(56)에 의해 제공되며, 이 스위칭 블록(56)은 한 그룹의 픽셀에 대해 모드 선택 신호(54)를 제공한다.
도 4의 예에 있어서, 어드레싱 신호는 열 컨덕터(58) 상에서 제공되는 것으로 도시되지만, 이들은 픽셀 내의 어드레싱 트랜지스터(16)에 적절한 게이트 전압을 다시 인가하기 위한 것이다. 또한, 스위칭 블록(56)은 어드레싱 라인(60)을 구비하며, 이것은 컨덕트(6)(비디오 데이터 라인)로부터의 신호가 스위칭 블록(56)에 제공되는 것을 가능하게 한다. 두 개의 가능한 신호가 스위칭 블록(56)에 제공되어 전류원 트랜지스터(62) 상의 상이한 게이트 전압으로 나타나게 된다. 스위칭블록(56)으로부터의 두 개의 가능한 출력 신호에 의해 파워 레일(26a, 26b)의 하나 또는 다른 것이 선택된다. 스위칭 블록(56)의 구조는 픽셀의 구조와 유사하며 스위칭 트랜지스터(50, 52)를 스위칭하기 위해 사용될 수 있는 두 개의 가능한 출력을 제공하기 위해 단지 사용된다.
도 3과 연계하여 설명된 바와 같이, 디지털 모드에서는, 디지털 온 또는 오프 전압을 제공하기 위해서 비디오 데이터 라인(6)이 사용되고, 반면에 아날로그 모드에서는, 비디오 라인(6)이 아날로그 휘도 신호를 제공한다.
도 4에 도시된 예에 있어서, 단일의 스위칭 블록(56)이 두 개의 픽셀과 관련된다. 사실, 디스플레이는 독립적은 블록으로 제어될 수 있는 관련 픽셀로 이루어진 임의의 수의 그룹으로 분할될 수 있다. 따라서, 디지털 및 아날로그 모드 사이에서 전체 디스플레이 양단을 단순히 스위칭하는 것보다는, 스크린을 영역으로 분할하고, 각 영역에 대한 가장 최적의 구동 스킴을 결정하기 위해서 각 영역 내에서의 이미지의 이동량이 사용될 수 있다.
MPEG 시스템은 이미지를 블록으로 분할하고 블록 내에서의 이동량을 결정하는 구조를 갖는다. 이 정보는 스크린의 영역이 디지털 모드 구동되어야 하는지 또는 아날로그 모드에서 구동되어야 하는지를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 도 4의 회로는 픽셀의 각 블록이 어느 전원선이 사용되어야 하는지를 선택하도록 하지만, 도 3의 회로를 사용하여서는 이것이 불가능하다.
다른 대안은 프레임 주기를 절반씩 두개로 분할하는 것이다. 이것은 단일의 전원선이 도 3에서와 같이 사용되는 것을 가능하게 하지만, 디스플레이의 상이한영역에 대해서 동작 모드가 독립적으로 선택되는 것을 여전히 허용한다. 제 1 절반의 프레임 주기동안, 파워 레일은 디지털 상태로 설정되고 선택된 픽셀이 어드레싱될 것이다. 제 2 절반의 프레임 주기동안 파워 레일은 아날로그 상태로 설정되고 나머지 픽셀이 어드레싱될 것이다.
상기 상술된 바와 같이, 본 발명은 저전력의 디스플레이에 특히 적합하며 도 5는 본 발명의 디스플레이(72)를 내장한 모바일 폰(70)을 도시한다.
상기 상술된 픽셀 회로는, 단지, LED 소자에 가변적인 전류를 제공하기 위해 데이터 신호에 의해 전류원이 제어되는 가능한 픽셀 구조의 예이다. 다른 가능한 픽셀 구성을 당업자는 알 수 있을 것이며, 본 발명은 많은 상이한 이러한 구성에서의 이점을 제공할 수 있다.
본 발명의 개시로부터, 다른 수정예가 당업자에게는 자명할 것이다. 이러한 수정예는 매트릭스 전자발광 디스플레이와 그 구성 부품의 분야에서 이미 알려져 있으며, 본원에서 이미 설명된 특징 대신 또는 이 특징에 부가하여 다른 특징을 포함할 것이다.
디지털 모드는 소비전력을 감소하는데 이점이 있는 것으로 설명되었다. 예를 들면, 디스플레이를 어둡게 하거나 또는 대기동안 펄스 모드에서 동작하는 것과 같이 다른 방법이 부가적으로 활용될 수 있다. 이들과 같은 방법은 디지털 구동 스킴을 보충할 것이다.

Claims (24)

  1. 디스플레이 픽셀들의 어레이를 포함하는 전자발광(EL) 디스플레이 장치로서, 각 디스플레이 픽셀은 EL 디스플레이 소자와 구동 회로를 포함하는, 상기 전자발광(EL) 디스플레이 장치에 있어서,
    각 픽셀은 제 1 모드 및 제 2 모드에서 동작 가능하고,
    상기 제 1 모드에서 아날로그 전류가 상기 픽셀에 공급된 데이터 신호에 의존하여 상기 구동 회로에 의해 상기 EL 디스플레이 소자에 공급되며, 상기 제 2 모드에서 2개의 전압들 중 하나가 상기 픽셀에 공급된 상기 데이터 신호에 의존하여 상기 구동 회로에 의해 상기 EL 디스플레이 소자 양단에 제공되는, 전자발광 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 구동 회로는 상기 EL 디스플레이 소자에 전류를 공급하기 위한 전류원부(current source section)를 포함하고, 상기 제 1 모드에서 상기 전류원부는 제 1 전압을 공급받고, 아날로그 전류를 EL 디스플레이 소자에 공급하며, 상기 제 2 모드에서 상기 전류원부는 제 2 전압을 공급받고, 상기 EL 디스플레이 소자를 두 상태들 중 하나로 구동시키는, 전자발광 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 각 구동 회로의 상기 전류원부는 공급 전압 라인과 EL 소자 사이에 접속되는 트랜지스터를 포함하고, 상기 트랜지스터상의 상기 게이트 전압은 상기 데이터 신호에 의존하여 제어되는, 전자발광 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 모드의 동작시 상기 공급 전압 라인에 의해 제 1 전압이 제공되고, 상기 제 2 모드의 동작시 상기 공급 전압 라인에 의해 제 2 전압이 제공되는, 전자발광 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 모드에서의 상기 데이터 신호의 레벨들의 범위와 상기 제 1 전압은 상기 트랜지스터가 선형 영역에서 동작 가능하도록 선택되고, 상기 전류원에 의해 제공되는 전류는 상기 데이터 신호의 함수인, 전자발광 디스플레이 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 모드에서의 상기 데이터 신호 레벨들과 상기 제 2 전압은 상기 트랜지스터가 완전히 턴온되거나 완전히 턴오프되도록 선택되고, 상기 제 2 전압에 의존하는 고정 전압은 EL 소자에 공급되거나 EL 소자로부터 분리되는, 전자발광 디스플레이 장치.
  7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 각 픽셀은 단일의 전압 공급 라인을 포함하고, 스위칭 수단은 상기 전압 공급 라인 상의 전압을 선택하기 위해 제공되는, 전자발광 디스플레이 장치.
  8. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 각 픽셀은 2개의 전압 공급 라인들을 포함하고,
    상기 전류원 트랜지스터에 전압을 공급하기 위해 어느 전압 공급 라인 신호가 사용되는지를 선택하기 위해 모드 스위칭 장치가 제공되는, 전자발광 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 모드 스위칭 장치는 픽셀들의 그룹에 대해 제공되는, 전자발광 디스플레이 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 각 전압 공급 라인은 각각의 결합 트랜지스터를 통해 상기 전류원 트랜지스터에 결합되고, 상기 모드 스위칭 장치는 제 1 결합 트랜지스터를 온으로 전환하고 제 2 결합 트랜지스터를 오프로 전환하기 위한 제 1 출력, 또는 상기 제 1 결합 트랜지스터를 오프로 전환하고 상기 제 2 결합 트랜지스터를 온으로 전환하기 위한 제 2 출력을 선택적으로 제공하는, 전자발광 디스플레이 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 각 EL 디스플레이 소자는 폴리머 발광 다이오드를 포함하는, 전자발광 디스플레이 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 픽셀은 행과 열로 배열되고, 상기 데이터 신호는 열 컨덕터(column conductor) 상에 제공되는, 전자발광 디스플레이 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 픽셀들의 각 행은 행 컨덕터를 공유하고, 각 픽셀은 상기 열 컨덕터와 상기 전류원부 사이에 결합된 어드레스 트랜지스터를 포함하는, 전자발광 디스플레이 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 어드레스된 픽셀에 대해 모드가 선택되도록 하는 모드 선택을 인가하는 수단을 더 포함하는, 전자발광 디스플레이 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 모드 선택 신호를 인가하기 위한 상기 수단은, 디스플레이의 한 영역에 대한 이미지 내에서의 이동량의 측정에 기초하여, 상기 디스플레이의 그 영역에 신호를 인가하는, 전자발광 디스플레이 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 디스플레이 장치를 포함하는 휴대형 전자 장치.
  17. 전자발광(EL) 디스플레이 소자와 구동 회로를 각각 포함하는 픽셀의 어레이를 포함하는 전자발광(EL) 디스플레이 장치 구동 방법에 있어서,
    상기 방법은, 디스플레이의 각 픽셀에 대해서:
    아날로그 또는 디지털 구동 모드를 선택하는 단계를 포함하고,
    상기 아날로그 모드가 선택되면, 상기 픽셀에 데이터 신호를 공급하여 상기 EL 디스플레이 소자에 아날로그 전류가 공급되도록 하고;
    상기 디지털 모드가 선택되면, 상기 픽셀에 데이터 신호를 공급하여 상기 EL 디스플레이 소자를 두 상태들 중 한 상태로 구동하는, 구동 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 구동 회로는 상기 EL 디스플레이 소자에 전류를 공급하기 위한 전류원부를 포함하고, 상기 제 1 모드에서 상기 전류원부는 제 1 전압을 사용하여 공급되고 상기 제 2 모드에서 상기 픽셀의 상기 전류원부는 제 2 전압을 사용하여 공급되는, 구동 방법.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 아날로그 또는 상기 디지털 구동 모드는 임의의 프레임 주기 내의 상기 디스플레이의 모든 픽셀들에 대해 선택되는, 구동 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 구동 모드는 상기 디스플레이 요구에 따라 선택되는, 구동 방법.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 디지털 구동 모드는 정적인 이미지의 디스플레이를위해 선택되고, 상기 아날로그 구동 모드는 움직이는 이미지들의 디스플레이를 위해 선택되는, 구동 방법.
  22. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 프레임의 주기 내에서, 상기 디지털 및 아날로그 구동 모드들은 상기 디스플레이의 상이한 영역들에 대해 독립적으로 선택될 수 있는, 구동 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 디스플레이의 각 영역에 대한 구동 모드는 상기 영역 내의 이전의 이미지 이동양에 의존하여 선택되는, 구동 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 이전의 이미지의 이동양은 MPEG 데이터로부터 유도되는, 구동 방법.
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