KR20060014213A - 유기 전기 발광 소자의 구동 회로 및 이를 이용한 구동 방법 - Google Patents

유기 전기 발광 소자의 구동 회로 및 이를 이용한 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 FRC 및 디더링 방법을 통해 감마 보정함으로써 데이터 처리량을 줄여 드라이버 IC의 면적과 소비전력을 줄인 유기 전기 발광 소자의 구동 회로 및 이를 이용한 구동 방법에 관한 것으로, 본 발명의 유기 전기 발광 소자의 구동 회로는 외부의 그래픽 소스로부터 화상 데이터를 입력받아, 상기 화상 데이터에 대해 소정의 감마 곡선을 충족하는 감마 특성을 가지며, 비트 수 확장된 화상 데이터를 출력시키는 데이터 보정부; 및 상기 데이터 보정부에서 출력되는 화상 데이터의 하위 소정 비트에 따라 나머지 상위 비트 데이터의 발생 빈도 및 위치를 시간적 및 공간적으로 조절하여 상기 나머지 상위 비트 데이터만으로 화면이 구성되도록 함으로써 상기 화상 데이터의 비트를 축소시키는 FRC 및 디더링 처리부를 갖는 타이밍 컨트롤러와, 상기 타이밍 컨트롤러에서 화상 데이터를 입력받아, 그 화상 데이터에 해당하는 계조 전압을 선택하여 출력시키는 데이터 구동부와, 그리고 상기 타이밍 컨트롤러에서 제어 신호를 받아 순차적으로 게이트 구동 신호를 출력하는 게이트 구동부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
FRC(Frame Rate Control), 디더링(dithering), 감마 보정, 유기 전기 발광 소자(OLED : Organic Light Emitting Display Device), 플리커

Description

유기 전기 발광 소자의 구동 회로 및 이를 이용한 구동 방법{Circuit for Driving Organic Light Emitting Diode Device and Method for Driving With Using the Same}
도 1은 일반적인 유기 전기 발광 소자를 나타낸 회로도
도 2는 도 1의 드라이빙 박막 트랜지스터와 발광 다이오드에 대한 단면도
도 3은 종래의 유기 전기 발광 소자의 구동부를 나타낸 블록도
도 4는 도 3의 감마 보정 전후의 계조별 휘도 특성을 나타낸 그래프
도 5는 본 발명의 유기 전기 발광 소자의 구동부를 나타낸 블록도
도 6은 도 5의 데이터 변환부를 나타낸 블록도
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전기 발광 소자의 구동 방법을 나타낸 개념도
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전기 발광 소자의 구동 방법을 나타낸 개념도
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*
200 : 패널 203 : 게이트 구동부
205 : 데이터 구동부 210 : 타이밍 컨트롤러
220 : 데이터 변환부 221: 데이터 보정부
221a, 221b, 221c : 제 1 내지 제 3 데이터 보정부
222a, 222b, 222c : 제 1 내지 제 3 FRC 및 디더링부
본 발명은 유기 전기 발광 소자에 관한 것으로 특히, FRC 및 디더링 방법을 이용하여 감마 보정함으로써 데이터 처리량을 줄여 드라이버 IC의 면적과 소비전력을 줄인 유기 전기 발광 소자의 구동 회로 및 이를 이용한 구동 방법에 관한 것이다.
현재 텔레비전이나 모니터와 같은 디스플레이 장치에는 음극선관(CRT : Cathod Ray Tube)이 주된 장치로 이용되고 있으나, 이는 무게와 부피가 크고 구동 전압이 높은 문제가 있다. 이에 따라, 박형화, 경량화, 저 소비 전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시 장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었으며, 액정 표시 장치(LCD : Liquid Crystal Display Device)와 플라즈마 표시 장치(PDP : Plasma Display Pane), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display), 그리고 전기 발광 표시 장치(또는 전기 발광 소자라고 함 : ELD(Electro-Luminescence Display))와 같은 다양한 평판 표시 장치가 연구 및 개발되고 있다.
이중 전기 발광 소자는 형광체에 일정 이상의 전기장이 걸리면 빛이 발생하는 전기 발광(Electroluminescence : EL) 현상을 이용한 표시 소자로서, 캐리어(carrier)들의 여기를 일으키는 소스에 따라 무기(inorganic) 전기 발광소자와 유 기 전기 발광소자(Organic Electro-Luminescence Display : OELD)로 나눌 수 있다.
이 중, 유기 전기 발광소자가 청색을 비롯한 가시광선의 모든 영역의 빛이 나오므로 천연색 표시 소자로서 주목받고 있으며, 높은 휘도가 낮은 동작 전압 특성을 가진다. 또한 자체 발광이므로 명암대비(contrast Ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 공정이 간단하여 환경 오염이 비교적 적다. 한편, 응답시간이 수 마이크로 초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고 직류 5V 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.
이러한 유기 전기 발광소자는 구조가 무기 전기 발광소자와 비슷하나, 발광 원리는 전자와 정공의 재결합에 의한 발광으로 이루어지므로 유기 LED(Organic Light Emitting Diode : OLED)라고 부르기도 한다. 따라서, 이하에서는 유기 LED라고 칭하기로 한다.
이러한 유기 전기 발광 소자는 자체 발광형이기 때문에 액정 표시 장치에 비해 시야각, 콘트라스트(contrast) 등이 우수하며 백 라이트가 필요하지 않기 때문에 경량박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하다. 그리고, 직류저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르며 전부 고체이기 때문에 외부충격에 강하고 사용온도범위도 넓으며 특히 제조 비용 측면에서도 저렴한 장점을 가지고 있다.
특히, 상기 유기 전기 발광 소자의 제조 공정에는, 액정 표시 장치나 PDP와 달리 증착 및 봉지(Encapsulation) 장비가 전부라고 할 수 있기 때문에, 공정이 매우 단순하다.
특히, 각 화소마다 스위칭 소자인 박막 트랜지스터를 가지는 액티브 매트릭스 방식으로 유기 전기 발광 다이오드 소자를 구동하게 되면, 낮은 전류를 인가하더라도 동일한 휘도를 나타내므로 저소비 전력, 고정세, 대형화가 가능한 장점을 가진다.
한편, 다수의 화소를 매트릭스 형태로 배열하고 각 화소에 박막 트랜지스터를 연결한 능동 행렬(Active Matrix) 형태가 평판 표시 장치에 널리 이용되는데, 이를 유기 전기 발광 소자에 적용한 능동 행렬 유기 전기 발광 소자(AMOLED : Active Matrix Organic Light Emitting Device)에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 일반적인 유기 전기 발광 소자를 나타낸 회로도이다.
도 1과 같이, 일반적인 유기 전기 발광 소자의 한 화소는 서로 수직으로 교차하는 게이트 배선(1)과 데이터 배선(2), 스위칭(switching) 박막 트랜지스터(4)와 드라이빙(driving) 박막 트랜지스터(5), 스토리지 캐패시터(6), 그리고 발광 다이오드(7)로 이루어진다.
여기서, 스위칭 박막 트랜지스터(4)의 게이트 전극은 게이트 배선(1)과 연결되고, 소스 전극의 데이터 배선(2)과 연결되어 있다. 스위칭 박막 트랜지스터의 드레인 전극은 드라이빙 박막 트랜지스터(5)의 게이트 전극과 연결되어 있고, 드라이빙 박막 트랜지스터(5)의 드레인 전극은 발광 다이오드(7)의 애노드(anode) 전극과 연결되어 있다. 드라이빙 박막 트랜지스터(5)의 소스 전극은 파워라인(3)과 연결되어 있고, 발광 다이오드(7)의 캐소드(cathode) 전극은 접지되어 있다. 다음, 스토 리지 캐패시터(6)가 드라이빙 박막 트랜지스터(5)의 게이트 전극 및 소스 전극과 연결되어 있다.
따라서, 게이트 배선(1)을 통해 게이트 신호가 인가되면 스위칭 박막 트랜지스터(4)가 온(on)되고, 데이터 배선(2)의 신호가 드라이빙 박막 트랜지스터(5)의 게이트 전극에 전달되어 드라이빙 박막 트랜지스터(5)가 온되므로, 발광 다이오드(7)를 통해 빛이 출력된다. 이 때, 스토리지 캐패시터(6)는 스위칭 박막 트랜지스터(4)가 오프(off)되었을 때, 드라이빙 박막 트랜지스터(5)의 게이트 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.
도 2는 도 1의 드라이빙 박막 트랜지스터와 발광 다이오드에 대한 단면도이다.
일반적인 유기 전기 발광 소자는 도 2와 같이 이루어진다.
기판(10) 위에 실리콘 산화막(SiO2)과 같은 절연막의 버퍼층(buffer layer)(11)이 전면 형성되어 있고, 상기 버퍼층(11) 상부의 소정 부위에 아일랜드(island) 형태를 가지는 다결정 실리콘층(21, 22, 23)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 다결정 실리콘층(21, 22, 23)은, 도핑 여부에 따라 도핑이 이루어지지 않은 박막 트랜지스터의 액티브층(21)과 불순물이 도핑된 소스 및 드레인 영역(22, 23)으로 구분되어 정의된다. 이러한, 다결정 실리콘층(21, 22, 23)은 비정질 실리콘층이 결정화시켜 형성한다.
그리고, 상기 다결정 실리콘층(21, 22, 23) 상부에는 게이트 절연막(30)이 형성되어 있으며, 이 다결정 실리콘층은 박막 트랜지스터의 액티브층(21)과 불순물이 도핑된 소스 및 드레인 영역(22, 23)으로 나누어진다.
이어, 다결정 실리콘층(21, 22, 23)을 포함한 버퍼층(11) 전면에는 게이트 절연막(30)이 형성되어 있으며, 상기 액티브층(21) 상부의 게이트 절연막(30) 상에는 게이트 전극(42)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 게이트 전극(42)을 포함한 게이트 절연막(30) 상에는 층간 절연막(50)이 형성되어 있고, 상기 층간 절연막(50)은 다결정 실리콘층의 소스 및 드레인 영역(22, 23)의 일부를 각각 드러내는 제 1 및 제 2 콘택홀(50a, 50b)을 가진다. 여기서, 상기 층간 절연막(50)은 제 1 및 제 2 층간 절연막(51, 52)의 이중층으로 이루어진다.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 콘택홀(50a, 50b)을 포함한 상기 층간 절연막(50) 상부의 소정 부위에는, 금속과 같은 도전 물질로, 소스 전극(62) 및 드레인 전극(63)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 소스 및 드레인 전극(62, 63)은 제 1 및 제 2 콘택홀(50a, 50b)을 통해 각각 다결정 실리콘층의 소스 및 드레인 영역(22, 23)과 연결되어 있다.
그리고, 보호층(70)이 소스 및 드레인 전극(62, 63)을 포함한 층간 절연막(50) 전면에 걸쳐 형성되며, 여기서, 상기 보호층(70)은 제 2 콘택홀(50b) 상부의 드레인 전극(63)을 드러내는 제 3 콘택홀(71)을 가진다.
상기 보호층(70) 상부의 소정 부위에는 상기 제 3 콘택홀(71)을 통해 드레인 전극(63)과 연결되어 있으며, 투명 도전 물질로 이루어진 화소 전극(81)이 형성되 어 있다. 여기서 상기 화소 전극(81)은 발광 다이오드의 애노드(anode) 전극이 된다.
한편, 일반적인 표시 장치의의 데이터 라인에 데이터 신호를 인가하는 드라이브 IC는 선형적인 출력 특성을 가지고 있어, 감마 보정을 수행하기 위해서는 입력되는 데이터를 처리하여 입력 데이터 비트 수보다 더 큰 비트 수의 데이터로 변환시켜서 구동하게 된다.
이와 같이, 데이터의 비트 수가 증가함에 따라 드라이브 IC의 면적과 소비전력이 함께 커진다.
도 3은 종래의 유기 전기 발광 소자의 구동부를 나타낸 블록도이며, 도 4는 도 3의 감마 보정 전후의 계조별 휘도 특성을 나타낸 그래프이다.
도 3 및 도 4와 같이, 종래의 유기 전기 발광 소자의 구동부는 패널(100) 내에 형성된 게이트 라인과 데이터 라인 각각에 구동 신호를 인가하는 게이트 구동부(103)와, 데이터 구동부(105)와, 상기 게이트 구동부(103) 및 데이터 구동부(105)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(110)를 포함하여 이루어진다.
상기 타이밍 컨트롤러(110)는 시스템의 그래픽 소스(graphic source, 미도시)로부터 RGB 화상 데이터(RGB(n 비트))와 함께 RGB 화상 데이터의 디스플레이를 위한 동기 신호(HSYNC, VSYNC)와 클럭 신호(DE, MCLK)를 제공받아 감마 보정과 색보정을 수행하여 보정된 RGB 데이터(RGB(m 비트, m=n+2))를 상기 데이터 구동부(105)에 출력한다.
한편, 상기 타이밍 제어부(110)는 그 내부에 RGB 화상 데이터의 감마 특성을 감마 2.2 곡선에 맞게 변환하는 데이터 변환부(111)를 더 포함하고 있다.
상기 데이터 변환부(111)는 n 비트의 RGB 화상 데이터를 입력받아 원 RGB 화상 데이터의 감마 특성을 도 4에 도시된 감마 2.2 곡선에 맞게 변환시키며, 감마 특성이 변환된 m 비트의 RGB 화상 데이터를 출력시킨다. 이 때, 상기 데이터 변환부는 룩업 테이블(LUT : Look-Up Table))을 이용하거나 수식 연산에 의해 감마 특성의 변환을 수행할 수 있다. 예를 들어, 룩업 테이블을 이용한 방법일 때, 원 RGB 화상 데이터의 각 입력 계조별로 감마 특성이 변환된 RGB 화상 데이터를 매핑시켜서 구성한 룩업 테이블로부터 입력 RGB 화상 데이터에 대응하는 변환된 RGB 화상 데이터를 검색하여 출력시킨다. 여기서, 감마 특성이 변환된 RGB 화상 데이터는 감마 특성 변환의 정밀도를 증가시키기 위해 원 RGB 화상 데이터의 비트 수보다 크게 한다.
도 4는 원 RGB 화상 데이터의 감마 곡선과 RGB 색공간의 감마 특성에 대한 요건인 감마 2.2 곡선을 비교하여 도시하고 있으며, 가로축은 입력 RGB 화상 데이터의 최대 값이 1로 정규화된 계조 레벨(gray level)이고, 세로축은 해당 계조 레벨에 대응하는 최대 값이 1로 정규화된 휘도 레벨(luminance)이다. RGB 색공간의 요건을 충족시키기 위해서는 상기 감마 2.2 곡선을 추종하도록 RGB 데이터의 감마 특성을 변환하는 것이 필수적이다.
그러나, 상기와 같은 종래의 유기 전기 발광 소자는 다음과 같은 문제점이 있다.
종래의 유기 전기 발광 소자는 감마 보정을 위해서는 타이밍 컨트롤러로 입력되는 데이터 비트 수보다 큰 비트 수의 데이터를 드라이브 IC로 보내게 된다. 상기 타이밍 컨트롤러로 입력되는 데이터는 n 비트가 되고, 드라이브 IC로 보내는 데이터는 m 비트가 되는데 m>n 이 되고 일반적으로 m = n+2이다.
이 경우, 드라이브 IC에서는 처리할 데이터가 m 비트로 증가하므로 드라이브 IC의 면적과 소비 전력이 증가할 수밖에 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 FRC 및 디더링 방법을 이용하여 감마 보정함으로써 데이터 처리량을 줄여 드라이버 IC의 면적과 소비전력을 줄인 유기 전기 발광 소자의 구동 회로 및 이를 이용한 구동 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유기 전기 발광 소자의 구동 회로는 외부의 그래픽 소스로부터 화상 데이터를 입력받아, 상기 화상 데이터에 대해 소정의 감마 곡선을 충족하는 감마 특성을 가지며, 비트 수 확장된 화상 데이터를 출력시키는 데이터 보정부 및 상기 데이터 보정부에서 출력되는 화상 데이터의 하위 소정 비트에 따라 나머지 상위 비트 데이터의 발생 빈도 및 위치를 시간적 및 공간적으로 조절하여 상기 나머지 상위 비트 데이터만으로 화면이 구성되도록 함으로써 상기 화상 데이터의 비트를 축소시키는 FRC 및 디더링 처리부를 갖는 타이밍 컨트롤러와, 상기 타이밍 컨트롤러에서 화상 데이터를 입력받아, 그 화상 데이터에 해당하는 계조 전압을 선택하여 출력시키는 데이터 구동부와, 그리고 상기 타이밍 컨트롤러에서 제어 신호를 받아 순차적으로 게이트 구동 신호를 출력하는 게이트 구동부를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.
상기 데이터 보정부에서는 상기 외부의 그래픽 소스로부터 입력되는 화상 데이터를 2비트 확장한 화상 데이터를 출력한다.
상기 FRC 및 디더링 처리부는 상기 데이터 보정부의 화상 데이터를 1비트 또는 2비트 축소시킨다.
또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유기 전기 발광 소자의 구동 방법은 데이터 보정부 및 FRC 및 디더링 처리부를 포함한 타이밍 컨트롤러와, 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 구비한 유기 전기 발광 소자의 구동 방법에 있어서, 상기 데이터 보정부에서, 외부의 그래픽 소스로부터 화상 데이터를 입력받아, 상기 화상 데이터에 대해 소정의 감마 곡선을 충족하는 감마 특성을 가지며, 비트 수 확장된 화상 데이터를 출력시키며, 상기 FRC 및 디더링 처리부에서, 상기 데이터 보정부에서 출력되는 화상 데이터의 하위 소정 비트에 따라 나머지 상위 비트 데이터의 발생 빈도 및 위치를 시간적 및 공간적으로 조절하여 상기 나머지 상위 비트 데이터만으로 화면이 구성되도록 함으로써 상기 화상 데이터의 비트를 축소시켜, 데이터 구동부에 인가함에 그 특징이 있다.
상기 외부의 그래픽 소스로부터 입력되는 화상 데이터가 8비트이며, 상기 데이터 보정부에서 출력하는 화상 데이터가 10비트인 경우, 상기 데이터 보정부에서 출력하는 화상 데이터 중 하위 2비트는 잘라내고, 상기 하위 2비트의 상태에 따라 구분하여 화소를 표시한다.
상기 외부의 그래픽 소스로부터 입력되는 화상 데이터가 6비트이며, 상기 데이터 보정부에서 출력하는 화상 데이터가 8비트인 경우, 상기 데이터 보정부에서 출력하는 화상 데이터 중 하위 1비트는 잘라내고, 상기 하위 1비트의 상태에 따라 구분하여 화소를 표시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 유기 전기 발광 소자의 구동 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 유기 전기 발광 소자의 구동부를 나타낸 블록도이며, 도 6은 도 5의 데이터 변환부를 나타낸 블록도이다.
도 5 및 도 6과 같이, 본 발명의 유기 전기 발광 소자의 구동부는 패널(200) 내에 형성된 게이트 라인과 데이터 라인 각각에 구동 신호를 인가하는 게이트 구동부(203)와, 데이터 구동부(205)와, 상기 게이트 구동부(203) 및 데이터 구동부(205)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(210)를 포함하여 이루어진다.
상기 타이밍 컨트롤러(210)는 시스템(외부)의 그래픽 소스(graphic source, 미도시)로부터 RGB 화상 데이터(RGB(n 비트))와 함께 RGB 화상 데이터의 디스플레이를 위한 동기 신호(HSYNC, VSYNC)와 클럭 신호(DE, MCLK)를 제공받아 감마 보정과 색보정 및 FRC(Frame Rate Control) 및 디더링(dithering)을 수행하여 보정된 RGB 데이터(RGB(n' 비트, n'= n 또는 n'=n+1))를 상기 데이터 구동부(205)에 출력한다.
한편, 상기 타이밍 제어부(210)의 내부에 구비된 데이터 변환부(220)는 도 6과 같이, RGB 화상 데이터의 감마 특성을 감마 2.2 곡선에 맞게 변환하여 m 비트의 RGB 데이터를 출력하는 데이터 보정부(221a, 221b, 221c)와, 상기 m 비트의 RGB 데이터를 FRC(Frame Rate Control) 및 디더링(dithering)하여 데이터 변환한 FRC 및 디더링부(222a, 222b, 222c)를 더 포함하고 있다.
상기 데이터 보정부(221a, 221b, 221c)는 종래의 유기 전기 발광 소자의 타이밍 컨트롤러에 구비된 데이터 변환부와 같은 기능으로, n 비트의 RGB 화상 데이터를 입력받아 원 RGB 화상 데이터의 감마 특성을 도 4에 도시된 감마 2.2 곡선에 맞게 변환시키며, 감마 특성이 변환된 m 비트의 RGB 화상 데이터를 출력시키는 기능을 한다. 이 때, 상기 데이터 변환부는 룩업 테이블(LUT : Look-Up Table))을 이용하거나 수식 연산에 의해 감마 특성의 변환을 수행할 수 있다. 예를 들어, 룩업 테이블을 이용한 방법일 때, 원 RGB 화상 데이터의 각 입력 계조별로 감마 특성이 변환된 RGB 화상 데이터를 매핑시켜서 구성한 룩업 테이블로부터 입력 RGB 화상 데이터에 대응하는 변환된 RGB 화상 데이터를 검색하여 출력시킨다. 여기서, 감마 특성이 변환된 RGB(m 비트, m=n+2) 화상 데이터는 감마 특성 변환의 정밀도를 증가시키기 위해 원 RGB(n 비트) 화상 데이터의 비트 수보다 크게 한다.
상기 데이터 보정부(211a, 211b, 211c)를 통해 변환된 m 비트의 RGB 화상 데이터는 FRC 및 디더링부(222a, 222b, 222c)로 보내지며, 상기 FRC 및 디더링부(222a, 222b, 222c)에서는 상기 m 비트의 RGB 화상 데이터에 대해 시간적 및 공간적으로 디더링 처리와 프레임 레이트 컨트롤(FRC : Frame Rate Control) 처리가 수행되어 n'비트로 비트 축소가 이루어진다. 이러한 비트 축소된 n'비트는 원 RGB 화상 데이터의 비트 수(n)와 같거나, 하나 많은 수(n+1)이다.
이와 같이, 상기 FRC 및 디더링부(222a, 222b, 222c)는 상기 데이터 보정부(211a, 211b, 211c)에서 출력되는 화상 데이터의 하위 소정 비트에 따라 나머지 상위 비트 데이터의 발생 빈도 및 위치를 시간적 및 공간적으로 조절하여 상기 나머지 상위 비트 데이터만으로 화면이 구성되도록 함으로써 상기 화상 데이터의 비트를 축소시키는 역할을 한다. 이 때, 상기 FRC 및 디더링부(222a, 222b, 222c)는 상기 데이터 보정부의 화상 데이터를 1비트 또는 2비트 축소시킨다.
일반적으로, 디더링(dithering)이란, 입력되는 계조 데이터를 감색 처리하여 계조 데이터가 본래 갖는 수(이하, 실제 색의 수라고도 함)보다 적은 색 수로 실제 색의 수를 의사적으로 표현하는 것을 말한다. 이러한 디더링 방식은 데이터 비트 수가 감축되는 그 특성에 의해, 색의 수를 그대로 표시하는 경우와 비교하여, 저소비전력을 도모할 수 있다.
일반적으로, 디더링 등의 감색 처리에서는 실제 색의 수에 대한 삭감된 색의 수의 비율(이하, 감색율이라고도 함)을 선택 가능하고, 감색율이 작은(실제 색의 수에 가깝다)만큼 화질 열화가 적고, 커짐에 따라 화질이 열화된다. 한편, 표시 장치에서는 일반적으로 표시하는 색의 수가 적을수록 회로의 동작을 적게 할 수 있어, 소비 전력을 삭감시킬 수 있다.
그리고, FRC(Frame Rate Control)이란, 플리커 현상(동일한 화소에서 온/오프가 반복될 때, 깜빡거림이 사용자에게 관찰되는 현상)을 방지하기 위해 연속되는 프레임에서 동일한 화소에서 온/오프가 반복되지 않도록, 인접한 공간에서 온/오프가 일어나는 화소를 수직 라인, 수평 라인 등에서 다르게 변경하여 온/오프를 실시 하는 방법을 말한다.
한편, FRC 및 디더링 처리에 대해서는 이하의 실시예를 통해 자세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전기 발광 소자의 구동 방법을 나타낸 개념도이다.
도 7과 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전기 발광 소자의 구동 방법은, 원 RGB 화상 데이터가 6비트(n=6)이며, 타이밍 컨트롤러 내 데이터 보정부 내부의 데이터 보정된 비트 수가 8비트(m=8)인 경우에 대해서이다.
한편, 타이밍 컨트롤러로 들어오는 데이터는 6비트(원 RGB 화상 데이터)이고, 데이터 보정부를 거친 데이터가 8비트인 경우 이를 FRC 및 디더링 처리를 하여 6비트로 만들어 구동하는 경우, 유기 전기 발광 소자의 빠른 응답 속도와 큰 휘도 변화로 인해 플리커(flicker)가 발생할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 감마 보정된 데이터가 8비트인 경우에는 하위 1비트만을 잘라서 데이터 구동부로 들어가는 데이터를 7비트로 만드는 방식을 사용한다.
도 7은 타이밍 컨트롤러(210) 내 데이터 변환부(220) 내부의 FRC 및 디더링부(222a, 222b, 22c)에서 FRC(Frame Rate Control) 및 디더링 처리를 한 데이터들을 나타내고 있다.
상기 데이터 보정부(221a, 221b, 221c)에서 출력되는 8비트의 데이터는 상위 7비트의 데이터와 하위 1비트의 데이터로 나눌 수 있으며, 하위 1비트의 데이터는 '0', '1'이 된다. 이 때, 하위 1비트의 데이터가 '0'인 경우를 표시하기 위해서는 인접하는 4개의 화소를 전부 상위 7비트의 데이터로 표현하면 된다.
그리고, 하위 1비트의 데이터가 '1'인 경우를 표시하기 위해서는 인접하는 4개의 화소(가로, 세로 2×2 화소들) 중 2개의 화소에 상위 7비트의 데이터에 1을 더한 값을 표시하면, 4개의 화소에는 평균적으로 하위 1비트가 '1'인 경우가 된다. 이 때, 이러한 플리커가 발생하지 않도록 상위 7 비트+1에 해당하는 화소의 위치를 도 7에 도시된 바와 같이, 프레임에 따라 이동시킨다.
도 7에서, 2m, 2m+1은 게이트 라인과 평행한 선으로 가로 선상으로 몇 번째 라인을 나타내며, 2k 및 2k+1은 데이터 라인과 평행한 선으로 세로 선상의 몇 번째 라인을 나타낸다. 2n 번째 프레임과 2n+1번째 프레임에서 각각 가로, 세로 인접한 4개의 화소에서 하위 1비트의 상태('0'인지 '1'인지)에 따라 가능한 표현법을 나타낸다.
상술한 제 1 실시예에서는 FRC 및 디더링시 감축된 데이터 비트 수가 1비트로, 따라서, 하위 1비트에 해당하는 표현 방법도 2가지 즉, '0', '1'로 단순하다.
이하의 실시예에서는 보다 다양한 표현을 가지는 유기 전기 발광 소자의 구동 방법에 대해 살펴본다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전기 발광 소자의 구동 방법을 나타낸 개념도이다.
도 8과 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전기 발광 소자의 구동 방 법은, 외부의 그래픽 소스로부터 타이밍 컨트롤러로 들어오는 원 화상 데이터가 8비트(n=8)이고, 상기 데이터 보정부를 거친 데이터가 10비트(m=10)인 경우에 대해서이다. 제 2 실시예에서는 상기 데이터 보정부에서 출력되는 10비트 화상 데이터 중 하위 2비트를 잘라, 데이터 구동부로 들어가는 데이터를 8비트를 만든다.
이러한 제 2 실시예에서, 디더링법만을 사용하여, 하위 2비트를 잘라 8비트를 만들고 4프레임을 주기로 화소를 온/오프할 경우, 플리커 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 플리커 현상을 없애기 위해 도 8과 같이, 연속되는 프레임들에서 인접한 화소간 같은 위치에서 동일한 온/오프가 발생되지 않도록, 프레임별로 배분하는 FRC(Frame Rate Control)법을 이용한다.
한편, 10비트의 데이터는 상위 8비트의 데이터와 하위 2비트의 데이터로 나눌 수 있으며, 하위 2비트의 데이터는 '00', '01', '10' 또는 '11'이 된다.
이 때, 하위 2비트의 데이터가 '00'인 경우를 표시하기 위해서는 인접하는 4개의 화소를 전부 상위 8비트의 데이터로 표현하면 된다.
그리고, 하위 2비트의 데이터가 '01'인 경우를 표시하기 위해서는 인접하는 4개의 화소 중 하나의 화소에는 상위 8비트의 데이터에 1을 더한 값을 표시하면, 4개의 화소에는 평균적으로 하위 2비트가 '01'인 경우가 된다. 이 때, 이러한 플리커가 발생하지 않도록 상위 8비트+1에 해당하는 화소의 위치를 도 8에 도시한 바와 같이 프레임에 따라 이동시키면 된다.
마찬가지로, 하위 2비트가 '10'인 경우에는 인접하는 4개의 화소에서 2개의 화소를 상위 8비트+1의 데이터로 표시한다.
그리고, 하위 2비트가 '11'인 경우에는 3개의 화소를 상위 8비트+1의 데이터로 표시하면 된다. 그리고, 이 경우에도 플리커가 발생하지 않도록 8비트+1의데이터로 표시되는 화소의 위치를 프레임의 따라 변경시키면 된다.
도 8에서는 그 예로서, 4n, 4n+1, 4n+2, 4n+3 프레임에 따라 화소의 위치를 변경하는 방법을 나타냄을 도시하였고, 이는 하위 2비트의 경우의 수가 4인점을 제외하고는 도 7에서 설명한 제 1 실시예의 방법과 동일하다.
상술한 유기 전기 발광 소자의 구동 회로 및 이를 이용한 구동 방법은 전류 구동형의 유기 전기 발광 소자에 있어서, 감마 보정을 위해서 입력되는 데이터 비트 수보다 더 큰 비트 수의 데이터로 변환시켜서 패널을 구동하게 되는데, 이 때, 큰 비트 수로 변환된 데이터를 FRC 및 디더링(Dithering) 처리를 하여, 실제 데이터 드라이브 IC로 입력되는 데이터 비트 수를 입력 데이터와 같은 비트 수 혹은 하나 큰 비트 수의 데이터로 변환시킴으로써 상기 데이터 구동부(드라이브 IC)의 면적과 소비 전력을 줄일 수 있는 것이다.
한편, 이상의 실시에서 설명한 유기 전기 발광 소자의 구동 방법에 있어서, 타이밍 컨트롤러 내 비트 수를 확장하고, 감축하는 데이터 비트 수는 각각 2비트, 1비트 또는 2비트에 한정되지 않고, 가감할 수 있는 값이다.
상기와 같은 본 발명의 유기 전기 발광 소자의 구동 회로 및 이를 이용한 구동 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
전류 구동형 유기 전기 발광 소자에서 FRC(Frame Rate Control)와 디더링 (Dithering) 방법을 이용하여, 입력되는 데이터 비트 수와 같거나 하나 큰 비트 수의 데이터를 드라이브 IC에서 처리함으로써, 감마 보정과 더불어 드라이브 IC의 면적과 소비 전력을 줄일 수 있다.

Claims (2)

  1. 외부의 그래픽 소스로부터 화상 데이터를 입력받아, 상기 화상 데이터에 대해 소정의 감마 곡선을 충족하는 감마 특성을 가지며, 비트 수 확장된 화상 데이터를 출력시키는 데이터 보정부; 및
    상기 데이터 보정부에서 출력되는 화상 데이터의 하위 소정 비트에 따라 나머지 상위 비트 데이터의 발생 빈도 및 위치를 시간적 및 공간적으로 조절하여 상기 나머지 상위 비트 데이터만으로 화면이 구성되도록 함으로써 상기 화상 데이터의 비트를 축소시키는 FRC 및 디더링 처리부를 갖는 타이밍 컨트롤러와,
    상기 타이밍 컨트롤러에서 화상 데이터를 입력받아, 그 화상 데이터에 해당하는 계조 전압을 선택하여 출력시키는 데이터 구동부와, 그리고
    상기 타이밍 컨트롤러에서 제어 신호를 받아 순차적으로 게이트 구동 신호를 출력하는 게이트 구동부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 유기 전기 발광 소자의 구동 회로.
  2. 데이터 보정부 및 FRC 및 디더링 처리부를 포함한 타이밍 컨트롤러와, 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 구비한 유기 전기 발광 소자의 구동 방법에 있어서,
    상기 데이터 보정부에서, 외부의 그래픽 소스로부터 화상 데이터를 입력받아, 상기 화상 데이터에 대해 소정의 감마 곡선을 충족하는 감마 특성을 가지며, 비트 수 확장된 화상 데이터를 출력시키며,
    상기 FRC 및 디더링 처리부에서, 상기 데이터 보정부에서 출력되는 화상 데이터의 하위 소정 비트에 따라 나머지 상위 비트 데이터의 발생 빈도 및 위치를 시간적 및 공간적으로 조절하여 상기 나머지 상위 비트 데이터만으로 화면이 구성되도록 함으로써 상기 화상 데이터의 비트를 축소시켜, 데이터 구동부에 인가함을 특징으로 하는 유기 전기 발광 소자의 구동 방법.
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