KR20060089934A - 트랜지스터 수가 감소된 전류 구동 데이터 드라이버 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 전류 구동 데이터 드라이버 IC는 영상 데이터 신호를 저장하는 레지스터부와 상기 영상 데이터 신호의 전압 레벨을 변환하는 레벨 시프터와 다수의 바이어스 전압을 생성하는 바이어스 전압 발생기와 상기 다수의 바이어스 전압 중 상기 레벨 시프터의 출력 신호를 선택 신호로 하여 하나의 바이어스 전압을 선택하여 출력하는 디코더와 그리고, 상기 하나의 바이어스 전압과 상기 레벨 시프터의 출력 신호를 입력받아 다수의 계조 레벨을 표현할 수 있는 전류를 발생하는 디지털-아날로그 변환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

트랜지스터 수가 감소된 전류 구동 데이터 드라이버{CURRENT DRIVING DATA DRIVER DECREASING NUMBER OF TRANSISTORS}
도 1은 EL 디스플레이 장치의 발광 원리를 설명하기 위한 일반적인 유기 EL 구조를 보여주는 단면도.
도 2는 종래 기술에 따른 전류 구동 데이터 드라이버 IC의 구성을 보여주는 회로도.
도 3은 종래 기술에 따른 계조수가 3-비트인 디지털-아날로그 변환기의 구성을 보여주는 회로도.
도 4는 일반적인 유기 EL 디스플레이 장치의 구성을 보여주는 블록도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전류 구동 데이터 드라이버 IC의 구성을 보여주는 회로도.
도 6은 본 발명이 적용된 전류 구동 데이터 드라이버 IC의 구성을 보여주는 블록도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 음극(Cathode) 2 : 전자 주입층
3 : 전자 수송층 4 : 발광층
5 : 정공 수송층 6 : 정공 주입층
7 : 양극(Anode) 10 : 디스플레이 장치
100 : 타이밍 컨트롤러 200, 1000 : 데이터 드라이버 IC
300 : 전압 발생기 400 : 스캔 드라이버 IC
500 : 유기 EL 패널 210 : 기준 전류 발생기
220, 230, 1030, 1040, 2050 : 디지털-아날로그 변환기
1010 : 제 2 바이어스 전압 발생기 1020, 2040 : 디코더
1050 : 제 1 바이어스 전압 발생기 2010 : 레지스터부
2020 : 레벨 시프터 2030 : 바이어스 전압 발생기
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 전류에 의해 구동되는 트랜지스터 수가 감소된 전류 구동 데이터 드라이버 IC에 관한 것이다.
최근, 음극선관(CRT : Cathode Ray Tube)의 무게와 부피가 크고 구동전압이 높은 단점을 해결하고자, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 디스플레이 장치(FPD : Flat Panel Display)들이 개발되고 있다. 평판 디스플레이 장치는, 크게 수광형 디스플레이(Non-emissive Display) 장치와 발광형 디스플레이(Emissive Display) 장치로 구분된다. 수광형 디스플레이 장치로는 LCD(Liquid Crystal Display)가 있고, 발광형 디스플레이 장치로는 PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescence Display), LED(Light Emitting Diode) 디스플레 이, VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 있다. 평판 디스플레이 장치의 또 다른 구분 방법은 평판의 구동 방식에 따라 PDP나 LCD에 적용되는 전압 구동 디스플레이 장치와 ELD나 LED에 적용되는 전류 구동 디스플레이 장치로 나누어질 수 있다.
대표적인 전류 구동 디스플레이 장치인 ELD는 전자와 정공의 재결합으로 형광 물질을 발광시키는 자발광 소자로서, 재료 및 구조에 따라 무기 EL(Inorganic EL)과 유기 EL(Organic EL)로 구분된다.
전계 발광(EL : Electro Luminescence) 현상은 1930년대에 발견된 무기 형광체 분말을 이용한 발광 현상을 일컬어 왔다. 이러한 무기 소재를 이용한 전계 발광은 그 동안 디스플레이 소자로서는 큰 발전을 이루지 못한 채 백 라이트(Back Light)로서의 가능성을 추구하는데 그쳐 왔다. 무기 EL이 디스플레이 장치로서 각광을 받지 못한 이유는 효율적인 청색 발광 재료의 부재로 인한 풀 컬러(Full Color)화가 늦었기 때문이다. 그런데 1990년대에 들어서면서 유기 박막에 전류를 흘려 발광을 얻는 유기 EL의 연구가 급진전되면서 차세대 디스플레이 장치로서 각광을 받고 있다.
유기 화합물에 의한 발광 현상은 1960년대에 안트라센에 의해 발견되었다. 그 후, 1987년 Eastman Kodak사의 Tang과 VanSlyke가 발광 효율과 안정성을 향상시킬 수 있는 초박막 2층 적층형 유기 EL(Organic Electroluminescence) 소자를 발표하였으며, 1997년말에 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.
도 1은 EL 디스플레이 장치의 발광 원리를 설명하기 위한 일반적인 유기 EL 구조를 보여주는 단면도이다. 유기 EL은 음극(1)과 양극(7) 사이에 적층된 전자 주입층(2), 전자 수송층(3), 발광층(4), 정공 수송층(5), 정공 주입층(6)으로 구성된다. 투명 전극인 양극(7)과 금속 전극인 음극(1) 사이에 전압을 인가하면, 음극(1)으로부터 발생된 전자는 전자 주입층(2) 및 전자 수송층(3)을 통해 발광층(4) 쪽으로 이동한다. 또한, 양극(7)으로부터 발생된 정공은 정공 주입층(6) 및 정공 수송층(5)을 통해 발광층(4) 쪽으로 이동한다. 이에 따라, 발광층(4)은 전자 수송층(3)과 정공 수송층(5)으로부터 공급되어진 전자와 정공이 충돌하여 재결합함에 의해 빛이 발생하게 된다. 이 빛은 투명 전극인 양극(7)을 통해 외부로 방출되어 화상이 표시되게 한다. 이러한 유기 EL 소자의 발광 휘도는 소자의 양단에 걸리는 전압에 비례하는 것이 아니라 공급 전류에 비례하므로 양극(7)은 통상 정전류원에 접속된 다.
유기 EL 디스플레이 장치에 구비되는 데이터 드라이버 IC는 전류 구동 방식으로 유기 EL 패널의 각 화소를 구동한다. 종래의 데이터 드라이버 IC(200)의 상세한 회로도가 도 2에 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 데이터 드라이버 IC(200)는 기준 전류 발생기(210)와 디지털-아날로그 변환기들(220, 230)을 포함한다.
기준 전류 발생기(210)는 전압(VH)과 연결된 소스, 드레인 및 게이트가 연결된 PMOS 트랜지스터(211)와 전류 소스(212)를 포함한다. 디지털-아날로그 변환기들(220, 230)은 PMOS 트랜지스터(211)의 게이트 및 드레인에 직렬로 연결된다. 기준 전류 발생기(210)에서 발생된 전류는 전류 미러(Current Mirror) 방식으로 디지털-아날로그 변환기들(220, 230)로 제공된다.
디지털-아날로그 변환기들(220, 230)은 데이터 라인들(D1 ~ Dn)에 각각 연결된다. 디지털-아날로그 변환기들(220, 230)은 모두 동일한 회로 구성을 가지므로, 이하 디지털-아날로그 변환기(220)의 상세한 회로 구성만이 설명된다.
디지털-아날로그 변환기(220)는 전류원인 다수의 PMOS 트랜지스터들과 스위치들(B0 ~ Bk-1)을 포함한다. PMOS 트랜지스터들의 소스들은 전압 발생기(300)로 부터 발생한 전압(VH)과 연결되고, 드레인들은 대응하는 스위치(B0 ~ Bk-1)에 각각 연결되며, 게이트들은 기준 전류 발생기(210)에서 생성된 바이어스 전압(VB)과 연결된다. 스위치들(B0 ~ Bk-1)은 타이밍 컨트롤러(100)로부터 제공되는 영상 데이터 신호(DATA1 ~ DATAn)의 대응하는 비트에 의해 각각 제어된다. 예컨대, 영상 데이터 신호(DATA1[0:2k-1])는 첫번째 데이터 라인(D1)을 구동하기 위한 신호로, 2k개의 개별적인 영상 데이터 신호(DATA1[0] ~ DATA1[2k-1])로 각 스위치의 동작을 제어한다. 영상 데이터 신호(DATAn[0:2k-1])는 n번째 데이터 라인(Dn)을 구동하기 위한 신호로, 2k개의 개별적인 영상 데이터 신호(DATAn[0] ~ DATAn[2k-1])로 각 스위치의 동작을 제어한다.
예를 들어 계조수가 3-비트인 디지털-아날로그 변환기(220)의 상세한 회로도가 도 3에 도시되어 있다. 계조수는 색의 농도를 나타내는 것으로, 디스플레이 장치(10)의 해상도와 관련이 있다. 첫번째 스위치(B0)와 연결된 PMOS 트랜지스터는 하나이고, 두번째 스위치(B1)와 연결된 PMOS 트랜지스터는 두개이고, 세번째 스위치(B2)와 연결된 PMOS 트랜지스터는 네개가 된다. 따라서 3-비트 디지털-아날로그 변환기(220)를 구현하기 위해서는 총 7(=1+2+4)개의 PMOS 트랜지스터가 필요하게 된다. 각 스위치들(B0 ~ B2)은 타이밍 컨트롤러(100)로부터 제공되는 23 개의 영상 데이터 신호(DATA1[0:23-1])의 대응하는 비트에 의해 각각 제어된다. 예를 들면, 영상 데이터 신호(DATA1[0])는 세 개의 스위치를 모두 오프(Off) 하여 첫번째 데이터 라인(D1)에 흐르는 전류가 0I가 되게 하고, 영상 데이터 신호(DATA1[7])는 세 개의 스위치를 모두 온(On)시켜 첫번째 데이터 라인(D1)에 흐르는 전류가 7I가 되게 한다. 따라서 영상 데이터 신호(DATA1[0:23-1])에 따라 각각의 스위치 동작을 제어하 여 첫번째 데이터 라인(D1)은 0I 에서 7I 까지의 전류가 흐를 수 있게 된다.
디스플레이 장치(10)를 통하여 보다 높은 해상도를 구현하기 위해서는 계조수를 나타내는 비트 수가 증가하게 된다. 만약, 계조수가 6-비트인 디지털-아날로그 변환기(220)를 구현하기 위해서는 6개의 스위치가 필요하다. 각각의 스위치는 1, 2, 4, 8, 16, 32개의 PMOS 트랜지스터들과 연결된다. 따라서 6-비트 디지털-아날로그 변환기(220)를 구현하기 위해서는 총 63(=1+2+4+8+16+32)개의 PMOS 트랜지스터가 필요하게 된다.
최근에는 패널이 점점 대형화되고, 디스플레이 장치(10)의 보다 높은 해상도를 요구하고 있다. 따라서 상기에 기술한 방식으로 계조수를 증가시키게 되면 필요한 PMOS 트랜지스터는 기하급수적으로 늘어나게 된다. 이로 인하여 데이터 드라이버 IC(200)의 회로 구성이 복잡해지고, 칩 사이즈가 증가하는 문제가 발생하게 된다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 전류원 PMOS 트랜지스터의 개수가 감소된 데이터 드라이버 IC를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 전류 구동 데이터 드라이버 IC는 영상 데이터 신호를 저장하는 레지스터부와 상기 영상 데이터 신호의 전압 레벨을 변환하는 레벨 시프터와 다수의 바이어스 전압을 생성하는 바이어스 전압 발생기와 상기 다수의 바이어스 전 압 중 상기 레벨 시프터의 출력 신호를 선택 신호로 하여 하나의 바이어스 전압을 선택하여 출력하는 디코더와 그리고, 상기 하나의 바이어스 전압과 상기 레벨 시프터의 출력 신호를 입력받아 다수의 계조 레벨을 표현할 수 있는 전류를 발생하는 디지털-아날로그 변환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 바이어스 전압 발생기는 외부로부터 입력되는 전원 전압을 입력받아 다수의 바이어스 전압을 생성하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 디지털-아날로그 변환기는 동일한 전류가 흐르는 복수의 PMOS 트랜지스터들과 그리고, 상기 PMOS 트랜지스터의 드레인과 연결되면서 상기 복수의 PMOS 트랜지스터들을 온, 오프하여 상기 복수의 전류원으로 동작하도록 하는 복수의 스위치들을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 PMOS 트랜지스터는 전원 전압과 연결된 소스와 상기 디코더에서 출력되는 바이어스 전압과 연결된 게이트, 그리고 상기 스위치와 연결된 드레인으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 스위치는 상기 레벨 시프터에서 출력되는 영상 데이터 신호에 대응하는 비트에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전류 구동 데이터 드라이버 IC는 기준 전압인 바이어스 전압을 발생하는 제 1 바이어스 전압 발생기와 상기 바이어스 전압을 입력으로 받아 복수의 제 1 바이어스 전압들을 발생하는 제 2 바이어스 전압 발생기와 상기 복수의 제 1 바이어스 전압을 입력으로 받아 제 1 영상 데이터 신호에 따라 하나의 제 2 바이어스 전압을 출력하는 디코더와 그리고, 제 2 영상 데이터 신호와 상기 제 2 바이어스 전압에 응답하면서, 복수의 전류원으로 작용하여 데이터 라인 구동 신호를 출력하는 복수의 디지털-아날로그 변환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 영상 데이터 신호는 k-비트인 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 2 바이어스 전압 발생기는 서로 다른 2i개의 바이어스 전압들을 발생하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 i 값은 상기 k와 동일하거나 k보다 작은 값인 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 하나의 디지털-아날로그 변환기는 서로 다른 2j개의 전류원으로 동작하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 j 값은 상기 k 값에서 상기 i 값을 뺀 나머지 값인 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 디지털-아날로그 변환기는, 동일한 전류가 흐르는 복수의 PMOS 트랜지스터들과 상기 PMOS 트랜지스터의 드레인과 연결되면서 상기 복수의 PMOS 트랜지스터들을 온, 오프하여 상기 복수의 전류원으로 동작하도록 하는 복수의 스위치들을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 PMOS 트랜지스터는 전원 전압과 연결된 소스와 상기 제 2 바이어스 전압과 연결된 게이트, 그리고 상기 스위치와 연결된 드레인으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 스위치는 상기 제 2 영상 데이터 신호에 대응하는 비트에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 스위치는 j개가 필요로 하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 1개, 2개, ... , 2j-1개의 PMOS 트랜지스터가 병렬로 연결되어 상기 각 스위치와 직렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 하나의 디지털-아날로그 변환기는 총 2j-1개의 PMOS 트랜지스터가 필요로 하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 복수의 디지털-아날로그 변환기는 동일한 회로 구성을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 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 영상 신호를 입력받아 상기 디스플레이 패널을 구동하기 위한 영상 데이터 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러와 상기 스캔 라인들은 순차적으로 활성화시키기 위한 스캔 드라이버 IC와 영상 데이터 신호를 저장하는 레지스터부와 상기 영상 데이터 신호의 전압 레벨을 변환하는 레벨 시프터와 다수의 바이어스 전압을 생성하는 바이어스 전압 발생기와 상기 다수의 바이어스 전압 중 상기 레벨 시프터의 출력 신호를 선택 신호로 하여 하나의 바이어스 전압을 선택하여 출력하는 디코더와 그리고, 상기 하나의 바이어스 전압과 상기 레벨 시프터의 출력 신호를 입력받아 다수의 계조 레벨을 표현할 수 있는 전류를 발생하는 디지털-아날로그 변환기를 포함하는 전류 구동 데이터 드라이버 IC와 그리고, 상기 전류 구동 데이터 드라이버 IC와 상기 스캔 드라이버 IC가 동작할 수 있는 전원 전압을 공급해주는 전압 발생기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 바이어스 전압 발생기는 외부로부터 입력되는 전원 전압을 입력받아 다수의 바이어스 전압을 생성하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 디지털-아날로그 변환기는 동일한 전류가 흐르는 복수의 PMOS 트랜지스터들과 그리고, 상기 PMOS 트랜지스터의 드레인과 연결되면서 상기 복수의 PMOS 트랜지스터들을 온, 오프하여 상기 복수의 전류원으로 동작하도록 하는 복수의 스위치들을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 PMOS 트랜지스터는 전원 전압과 연결된 소스와 상기 디코더에서 출력되는 바이어스 전압과 연결된 게이트, 그리고 상기 스위치와 연결된 드레인으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 스위치는 상기 레벨 시프터에서 출력되는 영상 데이터 신호에 대응하는 비트에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 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 영상 신호를 입력받아 상기 디스플레이 패널을 구동하기 위한 제 1 영상 데이터 신호와 제 2 영상 데이터 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러와 상기 스캔 라인들은 순차적으로 활성화시키기 위한 스캔 드라이버 IC와 기준 전압인 바이어스 전압을 발생하는 제 1 바이어스 전압 발생기와 상기 바이어스 전압을 입력으로 받아 복수의 제 1 바이어스 전압들을 발생하는 제 2 바이어스 전압 발생기와 상기 복수의 제 1 바이어스 전압을 입력으로 받아 상기 제 1 영상 데이터 신호에 따라 하나의 제 2 바이어스 전압을 출력하는 디코더와 그리고, 상기 제 2 영상 데이터 신호와 상기 제 2 바이어스 전압에 응답하면서, 복수의 전류원으로 작용하여 상기 화소들에 데이터 라인 구동 신호를 출력하는 복수의 디지털-아날로그 변환기로 구성되는 전류 구동 데이터 드라이버 IC와 그리고, 상기 데이터 드라이버 IC와 상기 스캔 드라이버 IC가 동작할 수 있는 전원 전압을 공급해주는 전압 발생기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 영상 데이터 신호는 k-비트인 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 2 바이어스 전압 발생기는 서로 다른 2i개의 바이어스 전압들을 발생하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 i 값은 상기 k와 동일하거나 k보다 작은 값인 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 하나의 디지털-아날로그 변환기는 서로 다른 2j개의 전류원으로 동작하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 j 값은 상기 k 값에서 상기 i 값을 뺀 나머지 값인 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 디지털-아날로그 변환기는, 동일한 전류가 흐르는 복수의 PMOS 트랜지스터들과 상기 PMOS 트랜지스터의 드레인과 연결되면서 상기 복수의 PMOS 트랜지스터들을 온, 오프하여 상기 복수의 전류원으로 동작하도록 하는 복수의 스위치들을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 PMOS 트랜지스터는 전원 전압과 연결된 소스와 상기 제 2 바이어스 전압과 연결된 게이트, 그리고 상기 스위치와 연결된 드레인으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 스위치는 상기 제 2 영상 데이터 신호에 대응하는 비트에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 스위치는 j개가 필요로 하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 1개, 2개, ... , 2j-1개의 PMOS 트랜지스터가 병렬로 연결되어 상기 각 스위치와 직렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 하나의 디지털-아날로그 변환기는 총 2j-1개의 PMOS 트랜지스터가 필요로 하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 복수의 디지털-아날로그 변환기는 동일한 회로 구성을 가지는 것을 특징으로 한다.
(실시예)
이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 일반적인 유기 EL 디스플레이 장치의 구성을 보여주고 있다. 도 4를 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 호스트(미 도시됨)로부터 제공되는 영상 데이터 신호, 동기 신호들, 그리고 클럭 신호를 받아들여 유기 EL 패널(500)에 컬러 영상을 표시한다.
디스플레이 장치(10)는 타이밍 컨트롤러(100), 데이터 드라이버 IC(Integrated Circuit)(200), 전압 발생기(300), 스캔 드라이버 IC(400) 그리고 유기 EL 패널(500)을 포함한다.
타이밍 컨트롤러(100)는 호스트로부터 제공된 영상 데이터 신호들을 데이터 드라이버 IC(200) 및 스캔 드라이버 IC(400)에서 요구되는 타이밍에 맞도록 조절하여 출력한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(100)는 데이터 드라이버 IC(200) 및 스캔 드라이버 IC(400)를 제어하기 위한 제어 신호들을 출력한다.
전압 발생기(300)는 디스플레이 장치(10)에서 필요한 전압들을 제공한다. 예를 들어, 전압 발생기(300)는 3.3V의 전원 전압과 데이터 드라이버 IC(200)의 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 화소(Pixel)들로 구성된다. 각 화소는 유기 EL 소자를 포함한다.
스캔 드라이버 IC(400)는 타이밍 컨트롤러(100)로부터 제공되는 제어 신호들에 응답해서 스캔 라인들을 순차적으로 하나씩 활성화시키기 위한 스캔 신호들(S1 ~ Sn)을 출력한다. 이러한 방법으로 유기 EL 패널(500)의 모든 스캔 라인들은 순차 적으로 하나씩 활성화된다.
데이터 드라이버 IC(200)는 타이밍 컨트롤러(100)로부터 영상 데이터 신호들(DATA1 ~ DATAn)을 입력받고, 이에 대응하는 데이터 라인 구동 신호들(D1 ~ Dn)을 발생하여 데이터 라인들을 통해 각 화소들로 전달한다.
도 5는 계조수가 k-비트인 직류 구동 데이터 드라이버 IC의 구성을 보여주는 회로도로, 데이터 드라이버 IC(1000)는 제 1 바이어스 전압 발생기(1050)와 제 2 바이어스 전압 발생기(1010), 디코더(Decoder)(1020), 그리고 n개의 디지털-아날로그 변환기들(1030, 1040)로 구성된다.
바이어스 전압 발생기(1050)는 전압 발생기(300)에서 발생되는 전원 전압을 입력받아 제 2 바이어스 전압 발생기(1010)가 동작할 수 있는 기준 전압원이 되는 바이어스 전압(VB)을 발생한다.
디스플레이 장치(10)가 표현하고자 하는 계조수가 k-비트일 때, 이 중 일부인 i-비트에 해당하는 기존 디지털-아날로그 변환기의 역할을 제 2 바이어스 전압 발생기(1010)에서 구현한다. 제 2 바이어스 전압 발생기(1010)는 제 1 바이어스 전압 발생기(1050)에서 발생한 바이어스 전압(VB)을 입력 받아, 2i개의 서로 다른 레벨의 바이어스 전압들(VB0 ~ VB2i-1)을 발생한다. 예를 들어, 3-비트 제 2 바이어스 전압 발생기(1010)는 23 = 8 개의 서로 다른 레벨의 바이어스 전압들(VB0 ~ VB7)을 발생한다.
디코더(1020)는 제 2 바이어스 전압 발생기(1010)에서 출력된 서로 다른 레 벨의 바이어스 전압들(VB0 ~ VB2i-1)을 입력으로 받아, 타이밍 컨트롤러(100)에서 발생되는 선택 신호(SEL1 ~ SEL2i)의해 제어되어 그 중 하나의 바이어스 전압만을 선택하여 출력한다. 선택 신호(SEL1 ~ SEL2i)는 타이밍 컨트롤러(100)에서 발생되는 영상 데이터 신호 중 일부의 값으로, 입력되는 영상 데이터의 정보에 따라 다수의 바이어스 전압 중 하나의 바이어스 전압을 선택할 수 있게 한다.
디지털-아날로그 변환기들(1030, 1040)은 종래 기술에 따른 디지털-아날로그 변환기들(220, 230)의 동작 특성과 동일하다. 디지털-아날로그 변환기들(1030, 1040)은 데이터 라인들(D0 ~ Dn)에 각각 연결된다. 디지털-아날로그 변환기들(1030, 1040)은 모두 동일한 회로 구성을 가진다.
디스플레이 장치(10)가 표현하고자 하는 계조수가 k-비트일 때, 제 2 바이어스 전압 발생기(1010)에서 구현한 i-비트를 제외한 나머지 j-비트(j=k-i)만을 디지털-아날로그 변환기들(1030, 1040)에서 구현한다. j-비트 디지털-아날로그 변환기(1030)는 전류원인 다수의 PMOS 트랜지스터들과 스위치들(B0 ~ Bj-1)을 포함한다. PMOS 트랜지스터들의 소스는 전압 발생기(300)에서 발생되는 전압(VH)과 연결되고, 드레인은 대응하는 스위치(B0 ~ Bj-1)에 각각 연결되며, 게이트는 디코더(1020)에서 출력된 바이어스 전압(VB0 ~ VB2i-1)과 연결된다. 스위치들(B0 ~ Bj-1)은 타이밍 컨트롤러(100)로부터 제공되는 영상 데이터 신호(DATA1 ~ DATAn)의 대응하는 비트에 의해 각각 제어된다. 예컨대, 영상 데이터 신호(DATA1[0:2k-1])는 첫번째 데이터 라인(D0)을 구동하기 위한 신호이고, 영상 데이터 신호(DATAn[0:2k-1])는 n번째 데이터 라인(Dn)을 구동하기 위한 신호이다.
디지털-아날로그 변환기들(1030, 1040)의 스위치 동작을 제어하는 영상 데이터 신호(DATA1 ~ DATAn)와 디코더(1020)의 동작을 제어하는 변환된 영상 데이터 신호(DATA1 ~ DATA2i)는 타이밍 컨트롤러(100)에서 발생하는 신호이다.
j-비트 디지털-아날로그 변환기(1030)에서 첫번째 스위치(B0)와 연결된 PMOS 트랜지스터는 하나이고, 두번째 스위치(B1)와 연결된 PMOS 트랜지스터는 두개이고, j번째 스위치(Bj-1)와 연결된 PMOS 트랜지스터는 2j-1개가 된다. 예를 들어, 3-비트 디지털-아날로그 변환기(1030)에서 각각의 스위치는 1, 2, 4개의 PMOS 트랜지스터들과 연결된다. 따라서 3-비트 디지털-아날로그 변환기(1030)를 구현하기 위해서는 총 7(=1+2+4)개의 PMOS 트랜지스터가 필요하게 된다.
따라서 디스플레이 장치(10)가 표현하고자 하는 계조수가 k-비트일 때, 제 2 바이어스 전압 발생기(1010)에서 i-비트를 구현하고, 나머지 j-비트(j=k-i)를 디지털-아날로그 변환기들(1030, 1040)에서 분산하여 구현한다. 이로 인하여, 제 2 바이어스 전압 발생기(1010)를 사용하지 않는 종래 기술에 비해 PMOS 트랜지스터의 사용량을 줄여 데이터 드라이버 IC(1000)의 회로 복잡성을 줄이고, 칩 사이즈도 줄일 수 있게 된다.
상기에 기술한 데이터 드라이버 IC(1000)는 도 6과 같이 나타낼 수도 있다.
데이터 드라이버 IC(1000)는 레지스터부(2010)와 레벨 시프터(2020), 바이어 스 전압 발생기(2030), 디코더(2040), 그리고 디지털-아날로그 변환기(2050)로 구성된다.
레지스터부(2010)는 타이밍 컨트롤러(100)로부터 제공되는 영상 데이터 신호를 입력받아 저장하는 장소이다. 레벨 시프터(2020)는 저전압에서 구동하는 레지스터부(2010)의 디지털 데이터 신호를 고전압에서 구동하는 디코더(2040)와 디지털-아날로그 변환기(2050)로 출력하기에 앞서 신호의 전압 레벨을 변환시킨다. 바이어스 전압 발생기(2030)는 전압 발생기(300)로부터 전원 전압을 입력받아 다수의 바이어스 전압을 생성하는 역할을 한다. 디코더(2040)는 레벨 시프터(2020)의 출력 신호를 선택 신호로 하여 바이어스 전압 발생기(2030)로부터 입력되는 다수의 바이어스 전압 중 하나를 선택하여 디지털-아날로그 변환기(2050)로 출력한다. 디지털-아날로그 변환기(2050)는 다수의 트랜지스터와 스위치들로 구성되어, 레벨 시프터(2020)의 출력 신호가 스위치들의 동작을 제어하여 다수의 계조 레벨을 표현할 수 있는 전류를 발생한다.
이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 전류원 PMOS 트랜지스터의 개수가 감소되어 데이터 드라이버 IC의 회로도의 복잡성을 줄이고, 칩 사이즈 축소 효과도 얻을 수 있게 된다.

Claims (36)

  1. 영상 데이터 신호를 저장하는 레지스터부와;
    상기 영상 데이터 신호의 전압 레벨을 변환하는 레벨 시프터와;
    다수의 바이어스 전압을 생성하는 바이어스 전압 발생기와;
    상기 다수의 바이어스 전압 중 상기 레벨 시프터의 출력 신호를 선택 신호로 하여 하나의 바이어스 전압을 선택하여 출력하는 디코더와; 그리고
    상기 하나의 바이어스 전압과 상기 레벨 시프터의 출력 신호를 입력받아 다수의 계조 레벨을 표현할 수 있는 전류를 발생하는 디지털-아날로그 변환기를 포함하는 전류 구동 데이터 드라이버 IC.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이어스 전압 발생기는 외부로부터 입력되는 전원 전압을 입력받아 다수의 바이어스 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 전류 구동 데이터 드라이버 IC.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털-아날로그 변환기는,
    동일한 전류가 흐르는 복수의 PMOS 트랜지스터들과; 그리고
    상기 PMOS 트랜지스터의 드레인과 연결되면서 상기 복수의 PMOS 트랜지스터 들을 온, 오프하여 상기 복수의 전류원으로 동작하도록 하는 복수의 스위치들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 구동 데이터 드라이버 IC.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 PMOS 트랜지스터는 전원 전압과 연결된 소스와 상기 디코더에서 출력되는 바이어스 전압과 연결된 게이트, 그리고 상기 스위치와 연결된 드레인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전류 구동 데이터 드라이버 IC.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 레벨 시프터에서 출력되는 영상 데이터 신호에 대응하는 비트에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 전류 구동 데이터 드라이버 IC.
  6. 바이어스 전압을 발생하는 제 1 바이어스 전압 발생기와;
    상기 바이어스 전압을 입력으로 받아 복수의 제 1 바이어스 전압들을 발생하는 제 2 바이어스 전압 발생기와;
    상기 복수의 제 1 바이어스 전압을 입력으로 받아 제 1 영상 데이터 신호에 따라 하나의 제 2 바이어스 전압을 출력하는 디코더와; 그리고
    제 2 영상 데이터 신호와 상기 제 2 바이어스 전압에 응답하면서, 복수의 전류원으로 작용하여 데이터 라인 구동 신호를 출력하는 복수의 디지털-아날로그 변환기를 포함하는 전류 구동 데이터 드라이버 IC.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 영상 데이터 신호는 k-비트인 데이터 드라이버 IC.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 바이어스 전압 발생기는 서로 다른 2i개의 바이어스 전압들을 발생하는 것을 특징으로 하는 데이터 드라이버 IC.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 i 값은 상기 k와 동일하거나 k보다 작은 값인 것을 특징으로 하는 데이터 드라이버 IC.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 하나의 디지털-아날로그 변환기는 서로 다른 2j개의 전류원으로 동작하는 것을 특징으로 하는 데이터 드라이버 IC.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 j 값은 상기 k 값에서 상기 i 값을 뺀 나머지 값인 것을 특징으로 하는 데이터 드라이버 IC.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 디지털-아날로그 변환기는,
    동일한 전류가 흐르는 복수의 PMOS 트랜지스터들과; 그리고
    상기 PMOS 트랜지스터의 드레인과 연결되면서 상기 복수의 PMOS 트랜지스터들을 온, 오프하여 상기 복수의 전류원으로 동작하도록 하는 복수의 스위치들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 드라이버 IC.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 PMOS 트랜지스터는 전원 전압과 연결된 소스와 상기 제 2 바이어스 전압과 연결된 게이트, 그리고 상기 스위치와 연결된 드레인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 드라이버 IC.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 제 2 영상 데이터 신호에 대응하는 비트에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 전류 구동 데이터 드라이버 IC.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 스위치는 j개가 필요로 하는 것을 특징으로 하는 전류 구동 데이터 드라이버 IC.
  16. 제 15 항에 있어서,
    1개, 2개, ... , 2j-1개의 PMOS 트랜지스터가 병렬로 연결되어 상기 각 스위치와 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 전류 구동 데이터 드라이버 IC.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 하나의 디지털-아날로그 변환기는 총 2j-1개의 PMOS 트랜지스터가 필요로 하는 것을 특징으로 하는 전류 구동 데이터 드라이버 IC.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 디지털-아날로그 변환기는 동일한 회로 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 전류 구동 데이터 드라이버 IC.
  19. 복수의 스캔 라인들과, 상기 스캔 라인들과 교차하여 배열된 복수의 데이터 라인들과, 상기 각각의 스캔 라인 및 데이터 라인에 연결되어 있는 화소들을 포함하는 디스플레이 패널과;
    영상 신호를 입력받아 상기 디스플레이 패널을 구동하기 위한 영상 데이터 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러와;
    상기 스캔 라인들은 순차적으로 활성화시키기 위한 스캔 드라이버 IC와;
    영상 데이터 신호를 저장하는 레지스터부와 상기 영상 데이터 신호의 전압 레벨을 변환하는 레벨 시프터와 다수의 바이어스 전압을 생성하는 바이어스 전압 발생기와 상기 다수의 바이어스 전압 중 상기 레벨 시프터의 출력 신호를 선택 신호로 하여 하나의 바이어스 전압을 선택하여 출력하는 디코더와 그리고, 상기 하나의 바이어스 전압과 상기 레벨 시프터의 출력 신호를 입력받아 다수의 계조 레벨을 표현할 수 있는 전류를 발생하는 디지털-아날로그 변환기를 포함하는 전류 구동 데이터 드라이버 IC와; 그리고
    상기 전류 구동 데이터 드라이버 IC와 상기 스캔 드라이버 IC가 동작할 수 있는 전원 전압을 공급해주는 전압 발생기를 포함하는 디스플레이 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 바이어스 전압 발생기는 외부로부터 입력되는 전원 전압을 입력받아 다수의 바이어스 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 디지털-아날로그 변환기는,
    동일한 전류가 흐르는 복수의 PMOS 트랜지스터들과; 그리고
    상기 PMOS 트랜지스터의 드레인과 연결되면서 상기 복수의 PMOS 트랜지스터들을 온, 오프하여 상기 복수의 전류원으로 동작하도록 하는 복수의 스위치들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 PMOS 트랜지스터는 전원 전압과 연결된 소스와 상기 디코더에서 출력되는 바이어스 전압과 연결된 게이트, 그리고 상기 스위치와 연결된 드레인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 레벨 시프터에서 출력되는 영상 데이터 신호에 대응하는 비트에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  24. 복수의 스캔 라인들과, 상기 스캔 라인들과 교차하여 배열된 복수의 데이터 라인들과, 상기 각각의 스캔 라인 및 데이터 라인에 연결되어 있는 화소들을 포함하는 디스플레이 패널과;
    영상 신호를 입력받아 상기 디스플레이 패널을 구동하기 위한 제 1 영상 데이터 신호와 제 2 영상 데이터 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러와;
    상기 스캔 라인들은 순차적으로 활성화시키기 위한 스캔 드라이버 IC와;
    바이어스 전압을 발생하는 제 1 바이어스 전압 발생기와 상기 바이어스 전압을 입력으로 받아 복수의 제 1 바이어스 전압들을 발생하는 제 2 바이어스 전압 발생기와 상기 복수의 제 1 바이어스 전압을 입력으로 받아 상기 제 1 영상 데이터 신호에 따라 하나의 제 2 바이어스 전압을 출력하는 디코더와 그리고, 상기 제 2 영상 데이터 신호와 상기 제 2 바이어스 전압에 응답하면서, 복수의 전류원으로 작용하여 상기 화소들에 데이터 라인 구동 신호를 출력하는 복수의 디지털-아날로그 변환기로 구성되는 전류 구동 데이터 드라이버 IC와; 그리고
    상기 전류 구동 데이터 드라이버 IC와 상기 스캔 드라이버 IC가 동작할 수 있는 전원 전압을 공급해주는 전압 발생기를 포함하는 디스플레이 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 영상 데이터 신호는 k-비트인 디스플레이 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 2 바이어스 전압 발생기는 서로 다른 2i개의 바이어스 전압들을 발생하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 i 값은 상기 k와 동일하거나 k보다 작은 값인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 하나의 디지털-아날로그 변환기는 서로 다른 2j개의 전류원으로 동작하 는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 j 값은 상기 k 값에서 상기 i 값을 뺀 나머지 값인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 디지털-아날로그 변환기는,
    동일한 전류가 흐르는 복수의 PMOS 트랜지스터들과; 그리고
    상기 PMOS 트랜지스터의 드레인과 연결되면서 상기 복수의 PMOS 트랜지스터들을 온, 오프하여 상기 복수의 전류원으로 동작하도록 하는 복수의 스위치들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 PMOS 트랜지스터는 상기 전압 발생기에서 발생된 전원 전압과 연결된 소스와 상기 제 2 바이어스 전압과 연결된 게이트, 그리고 상기 스위치와 연결된 드레인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 제 2 영상 데이터 신호에 대응하는 비트에 의해 제어되 는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  33. 제 30 항에 있어서,
    상기 스위치는 j개가 필요로 하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    1개, 2개, ... , 2j-1개의 PMOS 트랜지스터가 병렬로 연결되어 상기 각 스위치와 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 하나의 디지털-아날로그 변환기는 총 2j-1개의 PMOS 트랜지스터가 필요로 하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 복수의 디지털-아날로그 변환기는 동일한 회로 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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