KR20060002892A - 디스플레이 디바이스 - Google Patents

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KR20060002892A
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light emitting
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display
data line
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KR1020057018414A
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Inventor
안드레아 지랄도
마크 티. 존슨
빌리암 페. 엠. 엠. 얀스
렘코 로스
Original Assignee
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

디스플레이 디바이스(6)는 디스플레이(2)와 생성 수단(10, 8)을 포함한다. 디스플레이(2)는 복수의 발광 소자(3)와, 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 발광 소자(3)에 제공하기 위한 데이터 라인(13)을 가진다. 생성 수단(10, 8)은 프레임 기간의 시간 간격(SF) 동안에, 시간 간격(SF) 중 첫 번째 시간 간격 동안에는 발광 소자(3)의 적어도 제 1의 0이 아닌 방출 레벨{L(V1;C1;I1)}을 생성하고, 상기 시간 간격(SF) 중 두 번째 시간 간격 동안에는 제 2의 0이 아닌 방출 레벨{L(V2;C2;I2)}을 생성하도록 상기 데이터 라인(13)에 결합된다.

Description

디스플레이 디바이스{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 복수의 발광 소자를 구비한 디스플레이를 포함하는 디스플레이 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 디스플레이 디바이스를 포함하는 전기 디바이스와 디스플레이를 구동하는 방법에 관한 것이다.
기판 상에 또는 위에 있는 발광 소자나 픽셀을 이용하는 디스플레이 디바이스가 점점 대중화되어가고 있다. 이들 발광 소자는 행과 열의 매트릭스로 배열되는 디스플레이 픽셀에 통합되거나 디스플레이 픽셀을 형성하는 발광 다이오드(LED)일 수 있다. 그러한 LED에 이용된 물질은 전류가 특정 폴리머(PLED) 또는 유기(OLED) 물질과 같은 이들 물질을 통해 운반된다면 광을 생성하기에 적절하다. 따라서, LED는 전류가 이들 발광 물질을 통해 구동될 수 있도록 배열되어야만 한다. 통상적으로, 수동 또는 능동으로 구동된 매트릭스 디스플레이가 유명하다. 능동 매트릭스 디스플레이의 경우, 디스플레이 픽셀 그 자체는 하나 또는 그 이상의 트랜지스터와 같은 능동 회로를 포함한다.
능동 매트릭스 디스플레이에서, 트랜지스터의 파라미터 변동은 디스플레이의 균일성과 같은 것에 있어서 중요한 논쟁거리이다. 상당히 높은 전류로 트랜지스터를 동작시킴으로써, LED의 발광은 트랜지스터의 임계 전압에서의 변동에 덜 민감하 고, 임계 전압의 변동은 디스플레이의 비균일성의 주요 원인으로 인식되어 왔다. 각 밝기 레벨이 전류의 특정 레벨에 대응하는 LED가 소수의 밝기 레벨만으로 동작하면, 이러한 동작 방식은 디지털 구동(driving)이라고 불린다.
디지털 구동에 의해, 소수의 밝기 레벨만이 이용 가능하게 되므로, 잘 알려진 바와 같이, 펄스 폭 변조(PWM)를 사용함으로써 더 많은 그레이 레벨이 만들어질 수 있다. 예를 들어, 디스플레이의 발광 소자는 원하는 그레이 레벨에 따라, 프레임 기간에서 다수의 서브 필드 중 임의의 서브 필드 동안에 턴온(turned on) 되거나 턴오프(turned off) 된다. 서브 필드는 한 프레임 기간 내의 시간 간격이다.
하지만, 발광 소자의 행과 연관된 많은 수의 선택 라인을 포함하는 대형 디스플레이에 있어서 어드레스 지정시, 행을 인가하는 경우에는, 한 행을 어드레스 지정하거나 선택하기 위한 이용 가능한 어드레스 지정 시간은 서브-마이크로초(sub-microsecond)의 크기일 수 있다. 이들 매우 짧은 어드레스 지정 시간을 다루기 위해서는, 멀티라인 어드레스 지정(MLA; multiline addressing) 방식이 바람직하다. MLA 방식은 때때로 결합된 라인 또는 행 어드레스 지정 접근이라고도 불린다. MLA 방식에서, 서브필드 사이의 데드 타임(dead time)은 적절한 알고리즘에 의해 최소화된다. 이러한 접근은, 예를 들어 EP 출원번호 제01204541.5호에 개시되어 있다. 본 명세서에서 MLA는 PWM 어드레스 지정의 한 종류로 간주되며, 즉 PWM은 MLA를 포함한다.
PWM 기술의 문제점은 이 기술이 디스플레이용의 그레이 스케일 레벨의 최적 범위를 제공하지 못한다는 점이다.
본 발명의 목적은 PWM 어드레스 지정된 디스플레이의 그레이 스케일 레벨 개수를 크게 증가시키는 것이다.
이러한 목적은 복수의 발광 소자와, 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 상기 발광 소자에 제공하기 위한 데이터 라인을 구비한 디스플레이와;
프레임 기간의 시간 간격에서, 상기 시간 간격 중 첫 번째 시간 간격 동안에는 발광 소자의 적어도 제 1의 0이 아닌 방출 레벨을 생성하고, 상기 시간 간격 중 두 번째 시간 간격 동안에는 제 2의 0이 아닌 방출 레벨을 생성하도록 상기 데이터 라인에 결합된 수단을 포함하는 디스플레이 디바이스를 제공함으로써 달성된다.
제 1 및 제 2의 영이 아닌 레벨 다음에는, 0인 레벨과 추가로 0이 아닌 레벨이 존재할 수 있다.
더 큰 가중을 구비한 서브 필드가 요구될 때, 시간 간격을 증가시키기보다는, 시간 간격을 증가시키지 않고, 생성될 더 큰 가중의 서브 필드를 생성하는 것을 허용하는, 제 1 방출 레벨보다 높은 제 2 방출 레벨이 이용되어야 한다.
서브 필드의 지속 시간이 이러한 식으로 짧아지므로, 더 많은 서브 필드가 프레임 기간 동안에 생성될 수 있고, 이로 인해 디스플레이에 관한 그레이 스케일 개수는 증가하게 된다. 생성 수단은 디스플레이될 영상에 대한 정보를 수신하고, 데이터 구동기를 구동하기 위한 구동 신호와 타이밍 신호를 결정하기 위한 데이터 구동기와 제어 유닛을 포함할 수 있다. 디스플레이는 액티브 매트릭스 디스플레이인 것이 바람직하다. 그러한 디스플레이는 복수의 발광 소자의 일부가 광을 방출하는 것을 허용하는데 반해, 또 다른 부분은 어드레스 지정되거나 삭제된다. 이는 각 발광 소자가 커패시터와 같은 메모리 소자와 결합하여 박막 트랜지스터와 같은 액티브 소자를 포함하기 때문에 가능하게 된다. 매트릭스 디스플레이는 유기 LED나 폴리머(polymeric) LED 디스플레이이다.
멀티 라인 어드레스 지정 방식이 적용되는 일 실시예에서는, 프레임 기간 내에서 데드 타임의 추가 감소가 일어나고, 이로 인해 광을 생성하기 위한 더 많은 시간 간격을 허용하고 따라서 더 많은 그레이 레벨이 생성되는 것을 가능하게 한다.
생성 수단은 또한 복수의 발광 소자의 일부를 선택하기 위한 행 선택 회로를 포함할 수 있다.
바람직하게 PWM 어드레스 지정 방식의 시간 간격은 2진 가중(weighted) 지속 시간을 가진다. 이들 시간 간격은 그들의 시속 시간에 관해 혼합된 오름 차순으로 배열될 수 있는데, 즉 길고 짧은 지속 시간의 시간 간격은 프레임 기간의 최적 사용을 달성하기 위해 서로 이웃하게 될 수 있다. 바람직하게 각 방출 레벨은 2진 가중 지속 시간을 가지는 한 세트의 시간 간격과 연관된다.
본 발명의 일 실시예에서, 발광 소자의 방출 레벨은 데이터 라인을 거쳐 제공된다. 이는 바람직하게 프레임 기간 동안에 먼저 모든 시간 간격이 제 1 방출 레벨 동안 처리되고, 계속해서 제 2 방출 레벨 동안 처리되는 등 순차적으로 처리되는 순차 모드에서 행해진다. 이러한 구동 방식은 전압 프로그래밍된 발광 소자와 전류 프로그래밍된 발광 소자 모두에 있어 적절하다.
혼합(intermixed) 모드에서, 방출 레벨과 연관된 시간 간격은, 예를 들어 제 1 방출 레벨과 제 2 방출 레벨이 각 시간 간격 동안 번갈아가며 이용되는 것과 같이 원하는 프레임 기간 내에서 분배될 수 있다. 이러한 구동 방식은 전압 프로그래밍된 발광 소자와 전류 프로그래밍된 발광 소자 모두에 있어 적절하다. 전류 프로그래밍된 발광 소자에 있어서는 본 실시예에서 여러 개의 독립 전류원을 이용하는 것이 바람직한데, 이는 발광 소자의 방출 레벨이 한 프레임 기간 동안에 자주 바뀔 수 있기 때문이다. 그러한 경우, 단일 전류원은 덜 적절하게 되는데 이는 전류원이 일반적으로 짧은 시간 내에서 다양한 전류 크기 사이에서 정확하게 충분히 스위칭될 수 없기 때문이다.
전류 프로그래밍 가능한 발광 소자에 있어서는, 데이터 라인에서의 기생 커패시턴스로 인한 지연을 극복하기 위해, 전류를 인가하기 전에 데이터 라인을 적절한 전압 레벨로 가져가는 것이 유리할 수 있다.
제 1 공급 전압과 제 2 공급 전압을 발광 소자에 결합하기 위해 파워 라인을 사용하는 구동 방식은 전압 프로그래밍된 발광 소자에 있어서 특히 적절하다.
본 발명은 또한 이전 문단에서 설명한 바와 같은 디스플레이 디바이스를 포함하는 전기 디바이스에 관한 것이다. 그러한 전기 디바이스는 이동 전화기, PDA(Personal Digital Assistant) 또는 휴대 가능한 컴퓨터와 같은 핸드헬드(handheld) 디바이스와, 개인용 컴퓨터, 컴퓨터 모니터, 텔레비전 세트 또는 자동차의 계기판과 같은 것의 디스플레이와 같은 디바이스에 관한 것이다.
이제 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보여주는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 디바이스와 방법은 어떤 식으로든 이들 특정 및 바람직한 실시예에 제한되지 않음이 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이를 포함하는 전기 디바이스를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 액티브 매트릭스 디스플레이에 관한 디스플레이 디바이스를 도시하는 도면.
도 3은 종래 기술에 따른 펄스 폭 변조(PWM)를 나타내는 개략적인 타이밍도.
도 4는 종래 기술에 따른 MLA 방식을 이용하는 펄스 폭 변조를 나타내는 개략적인 타이밍도.
도 5는 혼합 모드에서 다중 레벨 파워 어드레스 지정(MPA)을 이용하는 전압 프로그래밍된 픽셀 회로에서의 본 발명의 제 1 실시예를 도시하는 도면.
도 6은 도 5에 도시된 실시예에 관한 다중 레벨 파워 어드레스 지정(MPA)을 이용하는 펄스 폭 변조를 나타내는 개략적인 타이밍도.
도 7은 순차 모드에서 다중 레벨 파워 어드레스 지정(MPA)을 이용하는 본 발명의 제 2 실시예의 개념상의 타이밍도.
도 8은 혼합 모드에서 다중 레벨 열 어드레스 지정(MCA)을 이용하는 전압 프로그래밍된 픽셀 회로에서의 본 발명의 제 3 실시예를 도시하는 도면.
도 9는 도 8에서 도시된 실시예에 관한 다중 레벨 열 어드레스 지정(MCA)을 이용하는 펄스 폭 변조를 나타내는 개략 타이밍도.
도 10은 전류 프로그래밍된 픽셀 회로에서의 본 발명의 제 4 실시예를 도시하는 도면.
도 11은 수정된 전류 프로그래밍된 픽셀 회로에서의 본 발명의 제 5 실시예를 도시하는 도면.
다른 도면에서의 동일한 참조 번호는 동일한 소자를 가리킨다.
도 1은 행(4)과 열(5)의 매트릭스로 배열된 복수의 발광 소자나 디스플레이 픽셀(3)를 가지는 디스플레이(2)를 포함하는 전기 디바이스(1)를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 바와 같은 전기 디바이스(1)의 디스플레이(2)를 포함하는 디스플레이 디바이스(6)의 개략도를 도시한다. 디스플레이(2)는 행 선택 회로(7)와 데이터 구동기(8)를 포함한다. 라인(9)을 거쳐 수신되고 디스플레이(2) 상에 나타날 (비디오) 영상과 같은 정보 또는 데이터는 제어 유닛(10)으로 입력되고, 이러한 정보 또는 데이터는 라인(11)을 거쳐 데이터 구동기(8)의 적절한 부분으로 제어 유닛(10)에 의해 순차적으로 전송된다. 디스플레이 픽셀(3)의 행(4) 선택은 선택 라인(12)을 거쳐 행 선택 회로(7)에 의해 수행된다. 데이터는 데이터 라인(13)을 거쳐 데이터 구동기(8)로부터 디스플레이 픽셀(3)에 기입된다.
또한 제어 유닛(10)은 파워 라인(14)을 거쳐 디스플레이 픽셀(3)의 전원을 제어한다.
도 3은 디스플레이 기술로 그레이 스케일 레벨을 형성하기 위한 펄스 폭 변조(PWM)를 예시하는 타이밍 도를 디스플레이한다. 도 3에서는 디스플레이(2)의 8개 의 행(4)만이 수직 방향으로 도시되는데 반해, 수평 방향에서는 시간(t)의 함수로서의 각 행의 상태가 도시되어 있다. 프레임 기간의 극히 일부만이 도시되어 있다. 프레임 기간은 디스플레이될 그레이 스케일 레벨의 개수에 따라 다른 지속 시간의 서브 필드 또는 시간 간격(SF)으로 분할된다. 도 3은 8개의 행(4)에 관한 프레임 기간의, SF1과 SF2로 표시된 2개의 시간 간격 또는 서브 필드만을 도시한다. 시간 간격(SF)에서, 디스플레이 픽셀(3)에 관해 여러 개의 상태, 즉 어드레스 지정(빗금친 블록), 버닝(burning)(검은색 블록), 삭제(점선 블록) 및 데드 타임(dead time)(흰색 블록)이 구분될 수 있다. 프레임 기간의 시간 간격(SF)이 2진 가중 분포를 가진다면, 시간 간격은 그레이 스케일 레벨의 개수의 비트 표현을 나타낸다. 예를 들어, 프레임 기간이 6개의 2진 가중 시간 간격(SF1...6)으로 분할되면, SF1은 그레이 스케일 비트 레벨 1을, SF2는 그레이 스케일 비트 레벨 2를, SF3은 그레이 스케일 비트 레벨 4를, SF4는 그레이 스케일 비트 레벨 8을, SF5는 그레이 스케일 비트 레벨 16을, SF6은 그레이 스케일 비트 레벨 32를 나타내고, 이는 총 26=64개의 가능한 그레이 스케일 레벨(=6 비트)을 만들어 낸다.
480개의 행(4)을 포함하는 디스플레이(2)의 경우, 64개의 그레이 스케일 레벨을 가진 20㎳의 프레임 시간은 서브필드 SF1에 관해 0.65㎲의 이용 가능한 시간 간격을 만들어 낸다.
도 4는 PWM과 결합한 멀티 라인 행 어드레스 지정(MLA)을 이용하는 타이밍 도를 디스플레이한다. 명확하게 관찰될 수 있는 바와 같이, MLA에서 행(4)에 관한 시간 간격(SF) 사이의 데드 타임의 양은 가변적이고, 적절한 알고리즘을 적용함으로써 최소화될 수 있다. 그 결과, 프레임 기간에서 이용 가능한 시간이 좀더 효율적으로 사용된다. 가장 효율적인 결과를 얻기 위해서는 프레임 기간 내의 시간 간격을 뒤섞거나 혼합하는 것이 바람직할 수 있다는 점이 주목된다. 이는 이전 문단의 예에서, 시간 간격의 시퀀스는 반드시 SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SFA6일 필요는 없고, 예를 들면 SF3, SF1, SF6, SF4, SF2, SF5일 수 있음을 의미한다.
도 5는 전압 프로그래밍된 픽셀 회로(15)에서의 본 발명의 제 1 실시예를 도시한다. 트랜지스터 T1(스위치로서 도시됨), T2, 커패시터 C 및 LED를 포함하는, 디스플레이(2)의 단일 디스플레이 픽셀(3)만이 도시되어 있다. 디스플레이 픽셀(3)은 선택 라인(12)을 거쳐 선택될 수 있고, 데이터 라인(13)을 거쳐 데이터가 제공될 수 있다. 디스플레이 픽셀(3)은 전력 라인(14)을 거쳐 전원 공급된다. 선택 라인(12) 위에 제공된 선택 신호는 오른쪽 도면에 나타나 있고, 여기서 온(on) 상태는 어드레스 지정(AD)과 삭제(ER)를 차례로 가리킨다. 데이터 라인(13) 위에 제공된 데이터는 오른쪽 도면에서 "오프(off)"와 "온(on)"으로 나타나는 트랜지스터 T2를 완전히 열거나 완전히 닫을 수 있는 전압인데, 즉 T2는 스위치로서 행동하고, LED의 발광 레벨은 파워 라인(14)을 통해 공급된 전압에 의존한다. 다른 전압은 LED의 다른 발광 레벨을 만들어 낸다. 이러한 효과는 프레임 시간 내의 그레이 스케일 레벨의 개수를 증가시키는데 사용된다. 도 5에서, PWM 신호는 제 1 시간 간격(SF1) 동안에 선택 라인(12)을 거쳐 디스플레이 픽셀(3)에 공급되고, 이러한 디스플레이 픽셀(3)은 먼저, V1으로 표시된 제 1 방출 상태(제 1 방출 레벨에 대응함) 로 되고, 동일한 지속 시간의 다음 시간 간격(SF1)에서는 V2로 표시된 제 2 방출 상태(제 2 방출 레벨에 대응함)로 된다. 이는 오른쪽 도면에 도시되어 있다. 이들 경우는 다음 시간 간격(SF2)에서 반복될 수 있고(미도시), 이러한 다음 시간 간격(SF2)에서 버닝(burning)은 시간 간격(SF2) 내에서 다시 V1과 V2로 계속해서 수행된다. n개의 전력 레벨이 파워 라인(14)을 통해 이용 가능하다면, 즉 멀티레벨 파워 어드레스 지정(MPA)의 경우, 하나의 프레임 기간에서의 N개의 시간 간격(SF)에 관한 시퀀스는, 예를 들어 SF1(V1), SF1(V2), SF1(V3)...SF1(Vn); SF2(V1)...SF2(Vn);,,,;SFN(V1)...SFN(Vn)이 될 수 있다. 이는 혼합 모드의 일 예로, 이 경우 LED의 방출 상태는 반복해서 변화된다.
MPA-접근에서는, 실제로 개별 시간 간격(SF)이 단지 한번 대신 n번 사용된다. 그 결과, 그레이 스케일 레벨에 관한 비트의 개수는 n의 인자만큼 최상으로 늘어난다. 도 6은 8개의 행(4)의 디스플레이(2)에 관한 타이밍 도를 디스플레이하고, 이 경우 SF1 동안에는 먼저 제 1 방출 상태(V1)(밝은 회색 블록)가 디스플레이 픽셀(3)용으로 이용되고, 이후 그 다음 동일한 시간 간격(SF1) 동안에는 제 2 방출 상태(V2)(검은색 블록)가 오게 된다.
도 7에서는 순차 모드에서 MPA를 이용하는 개념상의 타이밍도가 단일 행(4)에서 16개의 그레이 스케일 레벨(=4비트) PWM 어드레스 지정 방식에 관해 디스플레이된다. 순차 모드에서는, 먼저 제 1 방출 상태(V1)에 관한 모든 시간 간격(SF)이 선택 라인(12)을 통해 공급되고, 이후 제 2 방출 상태(V2)에 관한 모든 시간 간격(SF)이 오게 된다. 시간 간격(SF)은 시간 지속 시간에 따라 반드시 정돈되어야 하 는 것은 아니고, 프레임 기간의 좀더 효율적인 사용을 제공한다면 혼합될 수도 있음이 한번 더 주목된다. 도 7에서 숫자는 시간 간격(SF1...SF4)과 연관된 그레이 스케일 레벨의 개수를 나타낸다. 제 2 방출 상태(V2)는, 제 2 방출 상태(V2)에서의 디스플레이 픽셀(3)의 발광 레벨 L(V2)이 프레임 기간에서의 그레이 스케일 레벨의 개수, 즉 16과 제 1 방출 상태에서의 발광 소자의 발광 레벨 L(V1)과의 곱이 되도록 선택된다. 상부 타이밍 도에서, MPA는 순차 모드에서 이용된다. 예를 들어, 그레이 스케일 레벨(100)을 달성하기 위해서는, 프레임 기간에 디스플레이 픽셀(3)에 선택 라인(12)을 통해 빗금친 비트를 제공하기에 충분하다. 그레이 레벨의 최대 개수는 한 프레임 기간에서는 256개이다. 비교를 위해, 하부 타이밍 도는 MPA가 없는 상황을 디스플레이한다. 이 경우, 동일한 양의 시간은 한 프레임 기간에서 오직 32개의 그레이 스케일 레벨만을 허용한다. 좀더 일반적으로, n개의 파워 레벨이 파워 라인(14)을 통해 이용 가능하다면, 즉 멀티레벨 파워 어드레스 지정(MPA)에서는, 순차 모드에 관한 하나의 프레임 기간에서의 N개의 시간 간격에 관한 시퀀스는 SF1(V1), SF2(V1), SF3(V1)...SFN(V1); SF1(V2)...SFN(V2);,,,;SF1(Vn)...SFN(Vn)이다.
도 8은 혼합 모드에서 멀티레벨 열 어드레스 지정(MCA)을 이용하는 전압 프로그래밍된 픽셀 회로(15)에서의 본 발명의 제 3 실시예를 도시한다. 선택 신호는 오른쪽 도면에 도시된 바와 같이 선택 라인(12)을 통해 다시 인가된다. 이 실시예에서, 오른쪽 도면에 도시된 바와 같이, 데이터 라인(13)을 통해 열 전압을 변경시키는 것은 추가 그레이 스케일 레벨을 생성한다. 디스플레이 픽셀(3)의 경우 파워 라인(14)을 통해 공급된 전력 레벨은 일정하게 유지된다. 하지만 MPA와 MCA는 모두 하나의 어드레스 지정 방식으로 이용될 수 있다는 점이 주목된다. 이 실시예에서, 반(semi) 디지털 접근이 취해지는데, 즉 트랜지스터 T2를 스위칭 오프하기 위한 전압 레벨을 포함하는 제한된 양의 전압 레벨이 트랜지스터 T2의 게이트에 인가될 수 있다. 그러므로 T2는 더 이상 도 5에서의 경우에서와 같이, 단지 스위치 역할만 하는 것이 아니고, LED가 데이터 레벨 C1에서 전류 구동되는 한편, 데이터 레벨 C2에서 스위치로 여전히 작용하도록 반(semi) 아날로그 구성 성분이 된다. 이러한 상태는 LED의 열화(degradation) 측면에서 유익하다는 점이 주목되는데, 이는 현재 사용된 폴리머 물질로는 전압 구동된 LED의 수명이 더 짧기 때문이다.
LED의 발광 상태는 데이터 라인(13)을 통해 T2의 게이트에 인가되는 전압의 개수에 의해 결정된다. 도 5와 도 8에 도시된 바와 같이, 바람직한 실시예는 데이터 라인(13)을 통해, 각 시간 간격(SF) 동안 디스플레이 픽셀(3)에 관한 C1과 연관된 제 1 방출 상태와, C2와 연관된 제 2 방출 상태를 제공함으로써, 그레이 스케일 레벨의 개수를 2배로 만든다. 레벨(C1, C2)은 상태(C2)에서의 LED의 발광 레벨 L(C2)이 그레이 스케일 레벨의 개수와 상태(C1)에서의 발광 레벨 L(C1)을 곱한 것과 같아지도록 선택되는 것이 바람직하다. 예를 들어, PWM이 4비트(16개의 그레이 스케일 레벨)라면, 멀티레벨 열 어드레스 지정(MCA)을 적용하게 되면 256개의 그레이 레벨을 만들게 된다. 일반적으로, n개의 전압 레벨이 데이터 라인(13)을 통해 이용 가능하게 된다면, 즉 멀티레벨 열 어드레스 지정(MCA)에서는 한 프레임 기간에서 N개의 시간 간격에 관한 시퀀스는, 예를 들어 혼합 모드에 관해서는 SF1(C1), SF1(C2), SF1(C3)...SF1(Cn); SF2(C1)...SF2(Cn);...;SFN(C1)...SFN(Cn)이 될 수 있다. 도 9는 PWM-MLA-MCA 어드레스 지정 방식을 이용하는 타이밍 도를 도시한다. 밝은 회색 블록은 제 1 방출 상태(C1)를 나타내는 데 반해, 검은색 블록은 제 2 방출 상태(C2)를 나타낸다.
도 5와 마찬가지로, 도 8은 순차 모드에서도 이용될 수 있고, 이는 일반적인 경우에 SF1(C1), SF2(C1), SF3(C1)...SFN(C1); SF1(C2)...SFN(C2);...;SF1(Cn)...SFN(Cn)의 순서로 되어 있다.
다중 열 어드레스 지정(MCA) 방식도 전류 프로그래밍 가능한 픽셀 회로에서 이용될 수 있다. 도 10은 스위칭된 전류 미러 회로를 가지는 알려진 전류 프로그래밍된 픽셀 회로(16)를 도시한다. 전류 미러도 다른 타입의 전류 미러 회로를 사용하여 동작할 수 있다. 데이터 라인(13)은 프레임 기간에서 n개의 다른 방출 상태로 LED를 활성화하기 위해 n개의 전류 레벨(I1...In)을 제공하는데 사용될 수 있다. 영의 레벨은, 더 높은 속도를 위해 바람직한 전압 레벨이거나, 어드레스 지정이나 삭제 동안에 LED를 불활성화시키는 전류 레벨일 수 있다. 어드레스 지정이나 삭제 동안에, 스위치 트랜지스터(T0, T3)는 온 상태이고, 스위치 트랜지스터(T4)는 오프 상태이며, 구동 트랜지스터(T11)는 전류(Ii)를 구동하기 위해 프로그래밍된다. 버닝(burning) 기간에서는, T0와 T3가 스위칭 오프되고, T4가 턴온되며, T11은 전류(Ii)를 LED에 공급한다.
n=2인 바람직한 일 실시예에서는, 전류(I1)가 제 1 방출 상태와 연관되고, 전류(I2)는 디스플레이 픽셀의 제 2 방출 상태와 연관된다. 전류(I2)는, 제 2 방출 상태에서의 발광 레벨 L(I2)이 제 1 방출 상태에서의 발광 레벨 L(I1)과 제 1 방출 상태에 관한 그레이 스케일 레벨의 개수를 곱한 것과 같아지는 것이 바람직하다. 도 10에 따른 회로는 순차 모드에서 동작하고, 이로 인해 SF1(I1), SF2(I1), SF3(I1)...SFN(I1); SF1(I2)...SFN(I2);...;SF1(In)...SFN(In)인 순서가 만들어진다. 도 10에 도시된 실시예는 혼합 모드용으로는 덜 적절한데, 이는 전류원이 보통은 정확한 전류 레벨 사이에서 신속히 스위칭할 수 없기 때문이다.
전류 프로그래밍 가능한 픽셀 회로에 관한 MCA 방식을 이용하는 데 있어 혼합 모드를 작동 가능하게 하기 위해서는, 데이터 라인(13)을 통해 적절한 전류 크기를 제공하는 여러 개의 독립 전류원을 사용하는 것이 바람직하다. 도 11에서는 그러한 수정된 전류 프로그래밍 가능한 픽셀 회로(17)가 도시되어 있고, 이 픽셀 회로(17)는 데이터 라인(13)을 통해 전류(I1, I2)를 제공하는 2개의 독립 전류원을 가진다. 라인(18)을 통해 제어 유닛(10)에 의해 제어된 스위치 트랜지스터(S1, S2)는, 적절한 시간 간격(SF)에서 각각 전류(I1, I2)를 공급하도록 적응된다. 다른 전류는 덤핑(dumping) 유닛(19)에서 덤핑될 수 있다. 혼합 모드에서의 4비트 PWM 어드레스 지정 방식의 경우, 이 방식은 SF3(I1), SF3(I2), SF2(I1), SF2(I2), SF4(I1), SF4(I2), SF1(I1), SF1(I2)으로 판독될 수 있다. 이러한 시퀀스에서, 시간 간격은 그것들의 지속 시간에 관해 혼합되고, 이는 프레임 기간의 효율적인 사용을 위해 바람직할 수 있음을 주목하라.
전류 프로그래밍 가능한 픽셀 회로(16, 17)는 기생(parasitic) 결합으로 인한 타이밍 문제를 겪는다는 것이 알려져 있다. 전류 펄스가 디스플레이 픽셀(3)에 기입되면, 디스플레이 픽셀(3)의 열(5)에 대응하는 데이터 라인(13)의 기생 커패시턴스가 먼저 충전된다. 이 커패시턴스는 상당히 큰 레벨일 수 있고, 디스플레이(2)의 크기에 의존한다. 전류 프로그래밍 가능한 픽셀 회로(16, 17)가 도 10과 도 11에 도시되어 있고, 따라서 이들은 데이터 라인(13)을 미리 충전, 즉 데이터 라인을 전류를 공급하기 전에 적절한 전압으로 가져갈 때 적절할 수 있다. 이렇게 미리 충전하는 것은 제어 유닛(10)을 거쳐 데이터 구동기(8)에 의해 관리될 수 있다.
전술한 실시예는 본 발명은 한정하기보다는 예시하는 것이고, 당업자라면 첨부된 청구항의 범위를 벗어나지 않으면서, 많은 대안적인 실시예를 설계할 수 있을 것이라는 점을 주목해야 한다. 청구항에서, 괄호들 사이에 놓인 임의의 참조 기호는, 그 청구항을 한정하는 것으로 해석되지는 않는다. "포함하다"라는 동사와 그 활용은 청구항에 나열된 것 외의 다른 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다. 요소 앞에 있는 단수 표현은 다수의 그러한 요소의 존재를 배제하지 않는다. 본 발명은 몇 가지 개별 소자를 포함하는 하드웨어와 적절히 프로그래밍된 컴퓨터를 통해 구현될 수 있다. 몇 가지 수단을 열거하는 장치 청구항에서, 이들 몇 가지 수단은 1개의 동일한 하드웨어로 구현될 수 있다. 서로 상이한 종속항들에서 특정 수단이 인용된다는 단순한 사실은 이들 수단의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지 않는다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 복수의 발광 소자를 구비한 디스플레이를 포함하는 디스플레이 디바이스와 그러한 디스플레이 디바이스를 포함하는 전기 디바이스 분야에 이용 가능하다.

Claims (11)

  1. 디스플레이 디바이스(6)로서,
    - 복수의 발광 소자(3)와, 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 상기 발광 소자(3)에 제공하기 위한 데이터 라인(13)을 구비한 디스플레이(2)와;
    - 프레임 기간의 시간 간격(SF)에서, 상기 시간 간격(SF) 중 첫 번째 시간 간격 동안에는 발광 소자(3)의 적어도 제 1의 0이 아닌 방출 레벨{L(V1;C1;I1)}을 생성하고, 상기 시간 간격(SF) 중 두 번째 시간 간격 동안에는 제 2의 0이 아닌 방출 레벨{L(V2;C2;I2)}을 생성하도록 상기 데이터 라인(13)에 결합된 수단(10, 8)을 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 디스플레이(2)는 각각 상기 복수의 발광 소자(3)의 일부에 결합되는 선택 라인(12)을 더 포함하고, 상기 생성 수단(10, 8)은 멀티라인 어드레스 지정 방식을 상기 데이터 라인(13)과 상기 선택 라인(12)에 적용하기 위해 상기 선택 라인(12)에 추가로 결합되는, 디스플레이 디바이스.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 생성 수단(10, 8)은 임의의 순서로 사실상 2진 가중 지속 시간의 시간 간격(SF)을 생성하도록 적응되는, 디스플레이 디바이스.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 생성 수단(10, 8)은 순차 모드로 상기 데이터 라인 (13)을 거쳐 상기 제 1 방출 레벨{L(V1;C1;I1)}과 제 2 방출 레벨{L(V2;C2;I2)}을 생성하도록 적응되는, 디스플레이 디바이스.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 생성 수단(10, 8)은 혼합(intermixed) 모드로 상기 데이터 라인(13)을 거쳐 상기 제 1 방출 레벨{L(V1;C1;I1)}과 제 2 방출 레벨{L(V2;C2;I2)}을 생성하도록 적응되는, 디스플레이 디바이스.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 생성 수단(10, 8)은 제어 유닛(10)과, 상기 제 1 방출 레벨{L(I1)}을 생성하기 위한 제 1 전류원(I1)과 상기 제 2 방출 레벨{L(I2)}을 생성하기 위한 제 2 전류원(I2)을 포함하는 데이터 구동기(8)를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 생성 수단(10, 8)은 상기 데이터 라인(13) 중 하나에 상기 전류원(I1, I2) 중 하나를 결합하기 전에, 상기 데이터 라인(13)을 미리 충전하도록 적응되는, 디스플레이 디바이스.
  8. 제 1항에 있어서, 각각 상기 제 1 방출 레벨{L(V1)}을 생성하기 위해 상기 복수의 발광 소자(3)에 제 1 공급 전압(V1)을 결합하고, 상기 제 2 방출 레벨{L(V2)}을 생성하기 위해 상기 복수의 발광 소자(3)에 제 2 공급 전압(V2)을 결합하는 파워 라인(14)을 더 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 생성 수단(10, 8)은 시간 간격(SF)의 다수의 선택 가능한 조합이 곱해진 상기 제 1 방출 레벨{L(V1;C1;I1)}과 사실상 동일한 레벨로 상기 제 2 방출 레벨{L(V2;C2;I2)}을 생성하도록 적응되는, 디스플레이 디바이스.
  10. 제 1항에 따른 디스플레이 디바이스(6)를 포함하는 전기 디바이스(1).
  11. 복수의 발광 소자(3)와, 상기 발광 소자(3)에 결합된 데이터 라인(13)을 구비한 디스플레이(2)를 포함하는 디스플레이 디바이스(6)를 구동하는 방법으로서,
    - 상기 데이터 라인(13)에 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 제공하는 단계와;
    - 상기 펄스 폭 변조(PWM) 신호와 동기시켜, 프레임 기간의 시간 간격(SF)에서, 상기 시간 간격(SF) 중 첫 번째 시간 간격 동안에는 발광 소자(3)의 적어도 제 1의 0이 아닌 방출 레벨{L(V1;C1;I1)}을 생성하고, 상기 시간 간격(SF) 중 두 번째 시간 간격 동안에는 제 2의 0이 아닌 방출 레벨{L(V2;C2;I2)}을 생성하는 단계를 포함하는, 디스플레이 디바이스 구동 방법.
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