KR100743498B1 - 표시 장치의 전류 구동 데이터 드라이버 및 이를 가지는표시 장치 - Google Patents

표시 장치의 전류 구동 데이터 드라이버 및 이를 가지는표시 장치 Download PDF

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Abstract

감마 보정이 가능한 데이터 드라이버는 감마 세팅부 및 데이터 전류 출력부를 포함한다. 상기 감마 세팅부는 K (K는 2 이상의 양의 정수)개의 서로 다른 감마 값 별로 미리 설정된 K 개의 감마 전류 그룹 중 적어도 하나의 감마 전류 그룹을 적어도 하나의 감마 선택 신호에 응답하여 선택하며, 상기 선택된 감마 전류 그룹에 포함된 M (M은 계조 레벨의 수) 개의 감마 전류들을 전류-전압 변환하여 M 개의 계조 감마 전압을 출력한다. 상기 데이터 출력부는 계조 데이터에 기초하여 상기 M 개의 계조 감마 전압 중 하나의 계조 감마 전압을 선택하고, 상기 선택된 계조 감마 전압을 전압-전류 변환한 데이터 전류를 생성하여 데이터 라인에 제공한다. 종래의 룩업 테이블을 이용한 감마 보정 방식과 달리 감마 보정을 위한 더미 비트의 추가에 따른 추가적인 회로를 필요로 하지 않으므로 데이터 드라이버의 칩 사이즈가 감소된다. 특히, 표시 장치의 크기 및 해상도가 증가함에 따라 데이터 라인에 연결된 출력 채널수가 증가할 경우 데이터 드라이버의 칩 사이즈의 증가를 크게 줄일 수 있다.

Description

표시 장치의 전류 구동 데이터 드라이버 및 이를 가지는 표시 장치{CURRENT DRIVEN DATA DRIVER AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 종래의 전류 구동 데이터 드라이버 회로의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 드라이버를 예시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 드라이버 내의 감마 세팅부를 예시한 블록도이다.
도 4는 도 3의 계조 기준 전류 생성 회로의 일예를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 계조 전류에 대한 감마 보정 곡선을 예시적으로 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 선택부 내의 스위치회로를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 선택부의 개략적인 블록도이다.
도 8은 도 5의 프리세팅된 감마 보정 곡선 중 감마가 2.0일 때 설정된 계조 전류 그룹에 속하는 계조 전류를 예시적으로 나타낸 표이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 감마 세팅부의 간략한 블록도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 감마 선택부의 개략적인 블록도이다.
도 11은 도 3의 데이터 전류 출력부의 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 전류 구동형 능동 매트릭스 방식의 유기발광다이오드 표시 장치의 개념도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
300 : 데이터 드라이버 310 : 제어부
400 : 감마 세팅부 410, 410a : 감마 선택 회로
420, 420a : 계조 기준 전류 생성 회로 430, 430a : 감마 선택부
440 : 전류 전압 변환부 450 : 계조 감마 전압 출력부
433-1, 433-2, ..., 433-63 : 스위치
435 : 스위치단 500 : 데이터 전류 출력부
510 : 계조 감마 전압 선택부
본 발명은 표시 장치의 데이터 드라이버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시 장치의 감마 보정을 위한 데이터 드라이버에 관한 것이다.
유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED) 표시 장치는 자체 발광 성질을 가지는 형광성 유기화합물을 전기적으로 여기(excitation)시켜 발광시키는 표시장치이다. 유기발광다이오드 소자는 소자에 흐르는 전류와 소자가 내놓는 빛의 휘도(luminance)간에 선형성이 우수하기 때문에, 소자에 흐르는 전류를 제어하여 휘도를 조절하기 쉽다.
일반적으로, OLED 표시장치는 유기발광다이오드 소자를 구동하는 방식에 따라 수동 매트릭스(passive matrix) 방식과 능동 매트릭스(active matrix) 방식으로 나눌 수 있다. 소비전력 및 이미지 품질 측면에서 전압 또는 전류의 크기로 소자의 휘도를 조절하는 능동 매트릭스 방식이, 구동 신호의 듀티비(duty ratio)로 휘도를 조절하는 수동 매트릭스 방식에 비해 월등하다.
능동 매트릭스 방식은 유기발광다이오드 소자에 흘리는 전류를 제어하는 방식에 따라 전압 구동형과 전류 구동형으로 나뉜다.
종래의 전류 구동형 능동 매트릭스 방식은 화소영역에 M×N 매트릭스 형태로 배열된 다수의 화소(pixel)를 가지며, 각 화소의 유기발광다이오드 소자(OLED)는 화소전류(IOLED)에 따라서 발광한다. 종래의 전류 구동형 능동 매트릭스 방식은 데이터 드라이버에서 제공하는 데이터 전류(IDATA)를 이용하여 각 화소의 유기발광다이오드 소자(OLED)에 흐르는 화소 전류(IOLED)의 전류량을 제어한다.
일반적으로 전기적으로 생성되는 영상데이터는 입사된 빛의 세기(intensity)에 대해 선형적인 크기를 갖고 기록된다. 그런데, 선형적인 영상데이터를 재생하는 영상표시 장치에서는 각 계조 입력에 대한 휘도가 비선형적인 특성을 갖는다. 특히 종래의 CRT에서는 계조 입력과 휘도 간 그래프는 지수함수(exponential function)의 곡선을 가지며, 이러한 곡선의 지수값(exponent)을 감마(gamma)라고 한다.
감마가 잘못 설정되면 디스플레이되는 영상의 품질이 떨어지게 되며, 감마는 색상마다 다르게 설정될 수 있는데 감마가 잘못 설정되면 색상의 왜곡을 초래할 수 있다.
새로 개발되는 영상 표시 장치들은 각각 최적 감마가 다를 수 있다. 서로 다른 감마를 가지는 영상 표시 장치 별로 원본 영상 데이터를 준비하는 것은 비경제적이다. 따라서 원본 영상 데이터를 수신한 뒤 영상 표시 장치에서 감마를 보정할 필요가 있다.
이러한 이유로 영상의 감마를 보정하는 것을 감마 보정(gamma correction)이라 한다. 감마 보정은 사람이 인식하는 영상의 품질에 큰 영향을 미칠 수 있으므로, 감마 보정 기능은 최근의 영상 표시 장치에서는 필수적으로 제공하는 기능이 되었다.
유기발광다이오드 표시장치는 유기발광다이오드 소자 자체가 발광하기 때문에 화면 전체의 감마를 변경시키려면 각각의 화소에 대해 구동 트랜지스터가 공급하는 구동 전류의 크기를 조절해주어야 한다. 전압 구동 방식과 달리, 전류 구동 방식에서는 데이터 드라이버에서 각 감마에 맞는 전류를 흘릴 수 있도록 하는 별도의 회로가 필요하다.
도 2는 종래의 감마 보정 방식을 사용하는 전류 구동 데이터 드라이버 회로의 개략적인 블록도를 예시한 것이다.
도 2를 참조하면, 데이터 드라이버 회로(20)는 제어부(21), 룩업 테이블(look-up table)(22) 및 다수의 디지털-아날로그 변환부(digital-to-analog converter, DAC)(23)를 포함한다.
룩업 테이블(22)은 적색(R), 청색(G) 및 녹색(B) 계조(gray scale)에 대한 감마 값이 보정된 매핑 데이터(mapping data)를 가지고 있다. 제어부(21)는 외부 제어부(external controller)(25)로부터 색상 데이터(video data)(27)와 룩업 테이블 세팅 명령어(look-up table setting command)(29)를 수신하고, 상기 룩업 테이블(22)에서 8비트의 감마 보정된 계조 데이터(26)를 전송 받는다.
상기 종래의 데이터 드라이버 회로(20)의 감마 보정 방법은 다음과 같다. 예를 들어, 260K 칼라를 구현하기 위해서 R, G, B에 각각 6비트의 색상 데이터가 할당된다. 제어부(21)는 외부 제어부(25)에서 6비트의 색상 데이터(27)와 8비트의 룩업 테이블 세팅 명령(29)을 입력받고 6비트의 색상 데이터(24)를 상기 룩업 테이블(22)로 전송한다. 상기 룩업 테이블(22)은 6비트의 색상 데이터(24)에 대해 내부에 저장되어 있는 감마 보정 테이블을 참조하여 감마 보정된 8비트의 계조 데이터(26)를 상기 제어부(21)로 다시 출력한다. 즉, 감마 보정된 8비트의 계조 데이터(26)는 6비트의 색상 데이터(24)를 감마 보정하여 생성한 것으로, 2비트의 더미 비트(dummy bit)가 추가된 것이다.
제어부(21)는 감마 보정된 계조 데이터인 8비트의 계조 데이터(28)를 각각의 데이터 라인에 연결된 출력 채널의 8비트 DAC(23)에 각각 출력한다.
8비트 DAC(23)는 보정된 8비트의 계조 데이터(28)를 각각 디지털-아날로그 변환하여 데이터 전류(IDATA)를 생성하고, 생성한 데이터 전류(IDATA)로 데이터 라인을 구동한다.
종래의 룩업 테이블 방식을 사용하는 전류 구동 데이터 드라이버 회로는 감마 보정을 위해 추가되는 2 비트의 더미 비트(dummy bit)로 인해 상기 룩업 테이블(22)과 DAC(23)의 회로 구현이 복잡해진다. 6비트의 색상 데이터로 260K의 칼라를 표시할 수 있지만 감마 보정을 위해 2비트의 더미 비트를 추가함에 따라 각 데이터 라인마다 6 비트 DAC 대신 8 비트 DAC(23)이 필요하고, 각각의 8비트 DAC(23)와 상기 제어부(21) 사이에 8비트의 데이터 경로가 필요하다. 예를 들어 QVGA해상도(320×240)의 경우, 데이터 드라이버는 240×3(R/G/B)에 해당하는 많은 수의 출력 채널을 가질 수 있는데, 종래의 룩업 테이블을 이용한 감마 보정 회로를 이용하면 각 출력 채널마다 추가된 2비트를 위한 8비트 DAC 등의 추가 회로가 필요하므로 화면의 크기나 해상도를 높이는데 제약이 된다.
또한, 제어부(21)는 사용자가 지정한 감마에 해당되는 R/G/B 별 계조-구동전류에 대한 맵핑 데이터를 설정하기 위한 많은 양의 8 비트 룩업 테이블 설정용 데이터를 룩업 테이블(22)로 전송하여야 하므로 제어부(21)에 상당한 부담을 줄 수 있다.
또한, 영상 디스플레이 도중에 외부 노이즈에 의해 상기 매핑 데이터가 변하는 경우에 대비하여 정기적으로 룩업 테이블의 매핑 데이터를 리프레쉬가 필요하다.
본 발명의 제1 목적은 감마 보정시 데이터 드라이버의 칩 사이즈를 줄일 수 있는 표시 장치의 전류 구동 데이터 드라이버를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 상기 데이터 드라이버를 가지는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제3 목적은 상기 데이터 드라이버를 이용한 데이터 라인 구동 방 법을 제공하는 것이다.
본 발명의 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 표시장치의 데이터 드라이버는 감마 세팅부 및 복수의 데이터 전류 출력부를 포함한다. 상기 감마 세팅부는 K (K는 2 이상의 양의 정수)개의 서로 다른 감마 값 별로 미리 설정된 K 개의 감마 전류 그룹 중 적어도 하나의 감마 전류 그룹을 적어도 하나의 감마 선택 신호에 응답하여 선택하며, 상기 선택된 감마 전류 그룹에 포함된 M (M은 계조 레벨의 수) 개의 감마 전류들을 전류-전압 변환하여 M 개의 계조 감마 전압을 출력한다. 상기 데이터 전류 출력부는 계조 데이터에 기초하여 상기 M 개의 계조 감마 전압 중 하나의 계조 감마 전압을 선택하고, 상기 선택된 계조 감마 전압을 전압-전류 변환한 데이터 전류를 생성하여 데이터 라인에 제공한다. 상기 감마 선택 신호는 미리 정해진 N (N 은 양의 정수)비트의 디지털 코드 값이 될 수 있다. 상기 각각의 감마 전류 그룹 내 M 개의 감마 전류들은 복수의 계조 기준 전류 중에서 각 감마 값에서의 M 개의 계조 레벨에 상응하도록 선택될 수 있다. 상기 복수의 계조 기준 전류는 복수의 전류 미러를 이용하여 생성될 수 있다. 상기 감마 세팅부는 상기 K 개의 감마 전류 그룹들에서 동일한 계조 레벨에 대응하는 K 개의 계조 기준 전류들이 각각 차례로 연결되는 K 개의 스위치를 포함할 수 있다. 상기 K 개의 스위치는 상기 N 비트 디지털 코드 값에 기초하여 상기 K 개의 계조 기준 전류 중 하나의 계조 기준 전류를 선택할 수 있다. 상기 감마 세팅부는 K 개의 스위치들을 각각 가지는 M 개의 스위치단을 포함하며, 상기 K 개의 감마 전류 그룹 내의 M 개의 계조 기준 전류 중 서로 다른 계조 레벨에 대응하는 계조 기준 전류들은 M 개의 서로 다른 스위치단에 연결되고, 상기 N 비트 디지털 코드 값에 의해 한꺼번에 M 개의 계조 기준 전류가 선택될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 데이터 드라이버는 감마 세팅부 및 데이터 전류 출력부를 포함한다. 감마 세팅부는 제1 계조 레벨에서 제 L 계조 레벨에 상응하는 L 개의 계조 기준 전류 중에서 K 개의 서로 다른 감마값에 따라 각각 M 개의 계조 기준 전류를 선택하여 K 개의 감마 전류 그룹을 미리 설정하고, N 비트의 감마 선택 비트에 응답하여 상기 K 개의 감마 전류 그룹 중 하나의 감마 전류 그룹을 선택하며, 상기 선택된 감마 전류 그룹의 M 개의 감마 전류들을 전류 전압 변환한 M 개의 계조 감마 전압을 출력한다. 상기 데이터 전류 출력부는 상기 M 개의 계조 감마 전압 중에서 계조 데이터에 상응하는 하나의 계조 감마 전압을 선택하고, 상기 선택된 계조 감마 전압에 상응하는 데이터 전류를 생성하여 데이터 라인에 제공한다.
또한, 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 표시장치는 복수의 데이터 라인, 상기 복수의 데이터 라인에 각각 데이터 전류를 제공하는 데이터 드라이버, 복수의 스캔 라인, 상기 복수의 스캔 라인에 각각 스캔 신호를 제공하는 스캔 드라이버 및 복수의 화소를 포함한다. 상기 데이터 드라이버는, K (K는 2 이상의 양의 정수)개의 서로 다른 감마 값 별로 미리 설정된 K 개의 감마 전류 그룹 중 적어도 하나의 감마 전류 그룹을 적어도 하나의 감마 선택 신호에 응답하여 선택하며, 상기 선택된 감마 전류 그룹에 포함된 M (M은 계조 레벨의 수) 개의 감마 전류들을 전류-전압 변환하여 M 개의 계조 감마 전압을 출력하는 감마 세팅부; 및 계조 데이터에 기초하여 상기 M 개의 계조 감마 전압 중 하나의 계조 감마 전압을 선택하고, 상기 선택된 계조 감마 전압을 전압-전류 변환한 데이터 전류를 생성하여 데이터 라인에 제공하는 데이터 전류 출력부를 포함한다.
또한, 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 표시 장치는 복수의 데이터 라인, 상기 복수의 데이터 라인에 각각 데이터 전류를 제공하는 데이터 드라이버, 복수의 스캔 라인, 상기 복수의 스캔 라인에 각각 스캔 신호를 제공하는 스캔 드라이버 및 복수의 화소를 포함한다. 상기 데이터 드라이버는, 제1 계조 레벨에서 제 L 계조 레벨에 상응하는 L 개의 계조 기준 전류 중에서 K 개의 서로 다른 감마값에 따라 각각 M 개의 계조 기준 전류를 선택하여 K 개의 감마 전류 그룹을 미리 설정하고, N 비트의 감마 선택 비트에 응답하여 상기 K 개의 감마 전류 그룹 중 하나의 감마 전류 그룹을 선택하며, 상기 선택된 감마 전류 그룹의 M 개의 감마 전류들을 전류 전압 변환한 M 개의 계조 감마 전압을 출력하는 감마 세팅부; 및 상기 M 개의 계조 감마 전압 중에서 계조 데이터에 상응하는 하나의 계조 감마 전압을 선택하고, 상기 선택된 계조 감마 전압에 상응하는 데이터 전류를 생성하여 데이터 라인에 제공하는 데이터 전류 출력부를 포함한다.
또한, 본 발명의 제3 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 표시 장치의 데이터 라인 구동 방법은 K (K는 2 이상의 양의 정수)개의 서로 다른 감마 값 별로 미리 설정된 K 개의 감마 전류 그룹 중 적어도 하나의 감마 전류 그룹을 적어도 하나의 감마 선택 신호에 응답하여 선택하는 단계; 상기 선택된 감마 전류 그룹에 포함된 M (M은 계조 레벨의 수) 개의 감마 전류들을 전류-전압 변환하여 M 개의 계조 감마 전압을 출력하는 단계; 계조 데이터에 기초하여 상기 M 개의 계조 감마 전압 중 하나의 계조 감마 전압을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 계조 감마 전압을 전압-전류 변환한 데이터 전류를 생성하여 데이터 라인에 제공하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 제3 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 표시 장치의 데이터 라인 구동 방법은 제1 계조 레벨에서 제 L 계조 레벨에 상응하는 L 개의 계조 기준 전류 중에서 K 개의 서로 다른 감마값에 따라 각각 M 개의 계조 기준 전류를 선택하여 미리 설정된 K 개의 감마 전류 그룹 중 하나의 감마 전류 그룹을 N 비트의 감마 선택 비트에 응답하여 선택하는 단계; 상기 선택된 감마 전류 그룹의 M 개의 감마 전류들을 전류 전압 변환한 M 개의 계조 감마 전압을 출력하는 단계; 상기 M 개의 계조 감마 전압 중에서 계조 데이터에 상응하는 하나의 계조 감마 전압을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 계조 감마 전압에 상응하는 데이터 전류를 생성하여 데이터 라인에 제공하는 단계를 포함한다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특 징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이하, 데이터 전류는 표시 장치의 화소의 유기발광다이오드 소자(OLED)를 발광시키기 위해 데이터 드라이버에서 데이터 라인에 제공하는 전류를 나타낸다. 계조 기준 전류는 각각의 계조 레벨(gray scale level)에 상응하는 감마 보정된 계조 전류를 생성하기 위해 사용되는 전류를 나타낸다. 계조 기준 전류는 가장 어두운 계조 레벨에 상응하는 계조 기준 전류와 가장 밝은 계조 레벨에 상응하는 계조 기준 전류 사이에서 등분된 크기를 갖는다. 감마 전류는 상기 계조 기준 전류들 중에서 계조 레벨에 상응하도록 선택한 감마 보정된 계조 기준 전류를 나타낸다.
설명의 편의를 위해 본 발명의 데이터 드라이버의 구성 및 동작에 대해 3원색(R/G/B) 중 적색(R)에 대해서만 설명한다. 녹색(G) 및 청색(B)에 대해서는 적색 에 관한 설명을 동일하게 적용할 수 있다. 본 발명의 데이터 드라이버는 RGB 컬러 스페이스가 아닌 경우에도 적용할 수 있다. 본 발명은 다양한 해상도의 능동 매트릭스 방식의 유기발광다이오드 표시장치에 적용할 수 있다. 이하, QVGA (320 x 240)급 해상도에 18 비트 컬러(R,G,B 각 6비트), 즉 26만 컬러를 구현하려는 경우를 예로 들어 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 드라이버를 예시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 상기 데이터 드라이버 회로(data driver)(300)는 제어부(controller)(310), 감마 세팅부(gamma setting block)(400) 및 복수의 데이터전류 출력부(data current generator)(500)를 포함한다.
상기 제어부(310)는 외부 제어부(external controller)(350)로부터 Q비트의 색상 데이터(video data)(351) 및 감마 세팅 명령(γ setting command)(353)을 입력받는다. 상기 색상 데이터(351)는 218의 컬러 즉, 26만 컬러를 재현할 경우에는 적/녹/청색의 각각 6비트(Q=6)가 할당되며, 더 많은 색상 예를 들어 224개의 컬러, 즉 1천6백만 컬러를 재현할 경우에는 적/녹/청색 각각 8비트(Q=8)가 할당될 수 있다.
상기 감마 세팅 명령(353)은 제어부(310) 및 감마 세팅부(400)를 제어하여 감마 값을 설정하기 명령어로서 사용자가 미리 선택한(preset) 감마(gamma, γ)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(310)는 상기 감마 세팅 명령(353)을 근거로, 상기 프리셋된 감마값(γ)에 상응하는 감마 선택 신호(312)를 생성하여 상기 감마 세팅부 (400)에 제공한다. 예를 들어, 상기 감마 선택 신호(312)는 N 비트의 디지털 코드로 이루어진 감마 선택 비트(gamma selection bit)가 될 수 있다. 예를 들어 10개의 감마 중의 하나를 선택할 경우에는 4 비트(N=4)의 감마 선택 비트를 사용할 수 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 제어부(310)는 2개 이상의 감마 선택 신호(312)를 생성하여 2개 이상의 감마를 선택하도록 할 수도 있다.
상기 감마 세팅부(400)는 감마 선택 회로(gamma selection circuit)(410), 전류 전압 변환부(440) 및 계조 감마 전압 출력부(450)를 포함한다.
감마 선택 회로(410)는 L 개의 계조 기준 전류들(gray reference currents, 422)을 생성하고, 상기 L 개의 계조 기준 전류들 중 상기 감마 선택 신호(312)에 의해 선택된 감마에 따라 M개 감마 전류(432)를 선택한다. 여기서, L 은 예를 들어 계조 기준 전류가 8비트의 계조 레벨을 가지는 경우 255가 될 수 있다.
본 발명의 데이터 드라이버에 따르면, K개의 감마 곡선과, 상기 감마 곡선마다 각 계조 레벨별로 해당하는 M개의 감마 전류(432)를 묶어 K개의 감마 전류 그룹을 데이터 드라이버 회로 설계시 미리 설정해 둔다.
실시예에 따라 감마의 개수 K를 10으로 하면, 상기 10개의 감마 각각에 상응하는 10개의 감마 전류 그룹을 미리 설정해 두고, 사용자가 선택한 감마에 따라 4비트(이때, 2N> K)의 감마 선택 비트로 10개 감마 전류 그룹 중의 하나를 선택한다. 실시예에 따라 더 많은 감마를 선택할 수 있도록 K를 더 크게 설정할 수도 있다.
L은 M보다 더 세밀한 계조 기준 전류를 생성하기 위해 M보다 큰 값을 가진 다. 예를 들어 L이 255라면 총 256 계조 레벨에 상응하는 계조 기준 전류를 제공할 수 있고, L이 511라면 총 512 계조 레벨에 상응하는 계조 기준 전류를 제공할 수 있다.
상기 감마 선택 회로(410)는 입력되는 N비트의 감마 선택 비트(gamma selection bit, 312)를 이용하여 상기 K개의 감마 전류 그룹 중 해당하는 감마 전류 그룹을 선택하여 M개의 감마 전류(432)를 출력한다.
상기 감마 세팅부(400)는 상기 감마 선택 회로(410)에 의해 선택된 M개의 감마 전류(422)를 각각 M개 전류 전압 변환부(440)를 통해 계조 감마 전압(442)으로 변환한다.
계조 감마 전압 출력부(450)는 3:1 멀티플렉서(multiplexer, MUX)(451) 및 버퍼(452)를 포함한다. 3:1 멀티플렉서(451)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 각각의 감마 보정된 계조 감마 전압(442)을 순차적으로 입력받아 선택적으로 출력한다. 버퍼(452)는 상기 3:1 멀티플렉서(451)에 의해 선택된 계조 감마 전압을 버퍼링하여 상기 복수의 데이터 전류 출력부(500)로 계조 감마 전압(453)을 제공한다. 본 발명의 다른 실시예에서는 3:1 멀티플렉서(451)는 사용하지 않고, R, G, B 별로 각각 계조 감마 전압 출력부(450)를 사용할 수도 있음은 물론이다.
상기 감마 선택 회로(410), 전류 전압 변환부(440) 및 계조 감마 전압 출력부(450)의 구체적인 구성에 대해서는 후술한다.
상기 색상 데이터(351)가 6비트 데이터라면 계조 레벨은 64단계이며 도 3에서 M은 63이고, 상기 색상 데이터(351)가 8비트 데이터라면 계조 레벨은 256단계이 며 도 3에서 M은 255가 될 수 있다.
한편, L이 255이고 M이 63인 경우, 도 3과 같이 L 개의 계조 기준 전류를 생성하여 상기 L개의 계조 기준 전류들 중 상기 선택된 감마 값에 따라 M개의 감마 전류를 선택하고 계조 감마 전압 출력부(450)에서 M+1 개의 계조 감마 전압을 출력할 수도 있지만, 도 9에 도시된 바와 같이, 0 단계의 계조 레벨에 상응하는 계조 기준 전류를 포함하여 L+1 단계의 계조 기준 전류들을 생성하여 상기 L+1개의 계조 기준 전류들 중 상기 선택된 감마 값에 따라 M+1개의 감마 전류를 선택하고, 계조 감마 전압 출력부(450)에서 M+1 개의 계조 감마 전압을 출력할 수도 있다.
상기 데이터 전류 출력부(500)는 계조 데이터(355) 및 계조 감마 전압(453)을 입력받아 계조 데이터(355)에 기초하여 복수의 계조 감마 전압(453) 중의 하나를 선택하고, 선택된 계조 감마 전압을 전류로 변환하여 데이터 전류 IDATA를 생성하여 데이터 라인으로 출력한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 드라이버 내의 감마 세팅부(400)를 예시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 상기 감마 세팅부(400)는 감마 선택 회로(410), M개의 전류 전압 변환부(IV converter)(440) 및 M+1개의 계조 감마 전압 출력부(gray gamma voltage generator)(450)를 포함한다.
상기 감마 선택 회로(410)는 기준 전류원 발생부(reference current source generator, 411), 기준 전류 스위치(reference current switch, 412), 계조 기준 전류 생성 회로(reference current generator, 420) 및 감마 선택부(gamma selector)(430)를 포함한다.
상기 감마 선택 회로(410)는 기준 전류(IREF)로부터 L단계의 계조 기준 전류들(reference currents)(422)을 생성하고, 상기 L개의 계조 기준 전류들 중 상기 선택된 감마값에 따라 M개의 감마 전류(432)를 선택한다.
상기 기준 전류원 발생부(411)는 기준 전류(IREF)를 생성하고, 상기 계조 기준 전류 생성 회로(420)에 상기 기준 전류(IREF)를 공급한다.
상기 감마 세팅부(400)는 계조 기준 전압을 제공하는 계조 기준 전압 생성 회로(401)를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 계조 기준 전압 생성 회로(401)의 출력인 계조 기준 전압은 R, G, B 마다 독립적으로 제공될 수도 있고, R, G 및 B에 대해 공통으로 제공될 수도 있다. 계조 기준 전압이 R, G, B 마다 독립적으로 제공될 경우에는, 상기 기준 전류원 발생부(411)와 상기 계조 기준 전류 생성회로(420) 사이에 기준 전류 스위치(412)를 두어 R, G, B 중 하나에 해당되는 계조 기준 전류들을 선택적으로 생성하도록 할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 계조 기준 전압 생성 회로(401)는 간단히 외부에서 R, G 및 B 별로 정전압 VREG를 저항을 이용하여 전압 분배하고 전압 분배된 전압레벨 중 어느 한 레벨을 출력함으로써 계조 기준 전압을 생성할 수 있다.
상기 기준 전류원 발생부(411)는 계조 기준 전압(gray reference voltage)을 전압-전류 변환하여 기준 전류(IREF)를 생성할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 전압-전류 변환은 피드백 저항을 가지는 전압 버퍼(미도시)일 수 있다.
상기 계조 기준 전류 생성회로(420)는 상기 기준 전류(IREF)를 입력받아 L개의 계조 기준 전류(422)를 생성하는 L개의 계조 기준 전류원들(도 4 참조)을 포함한다. 계조 기준 전류원은 전류 미러로 구현할 수 있으며, 상기 계조 기준 전류들(422)은 상기 기준 전류(IREF)를 도 4에 도시된 바와 같이 전류 미러링하여 생성될 수 있다.
상기 감마 선택부(430)는 외부에서 입력되는 N비트의 감마 선택 비트(312)에 기초하여 상기 L개의 계조 기준 전류(421) 중에서 M개의 감마 전류들(432)을 출력한다.
상기 M개의 전류 전압 변환부(440)는 상기 출력된 M개의 감마 전류들(432)을 각각 전류 전압 변환한 계조 감마 전압(442)을 출력한다. 상기 전류 전압 변환부(440)는 포화모드에서 동작하고 드레인 전류에 의해 게이트-소스 전압이 정해지도록 구성된 모스(MOS) 트랜지스터(441)로 구현될 수 있다.
상기 M+1개의 계조 감마 전압 출력부(450)는 상기 전류전압 변환부(430)에서 출력된 3원색 각각의 M개의 계조 감마 전압(442)과 외부에서 제공되는 0 계조 감마 전압(0-gray level voltage)(443)을 입력받아 R, G, B 마다 각각 M+1개씩의 계조 감마 전압들을 3:1 멀티플렉서(MUX)를 이용하여 순차적으로 선택한 후 전압 버퍼링하여 M+1개의 계조 감마 전압(453)으로 출력한다. 상기 0 계조 감마 전압은 실질적으로 접지 전압일 수 있다.
도 4는 도 3의 계조 기준 전류 생성 회로의 일예를 나타낸 것이다.
상기 계조 기준 전류 생성 회로(420)는 L이 255인 경우, 상기 기준 전류 (IREF)를 입력받는 입력트랜지스터(421)와, 상기 입력트랜지스터(421)와 전류 미러를 형성하는 L개의 미러링 트랜지스터들(PM1 내지 PM255)을 포함한다. L개의 미러링 트랜지스터들은 상기 기준 전류(IREF)를 전류 미러링하여 계조 기준 전류를 생성하기 위하여 피모스(PMOS) 또는 엔모스(NMOS) 트랜지스터로 구현될 수 있다.
상기 제1 미러링 트랜지스터(PM1)는 상기 기준 전류(IREF)의 미러 전류인 계조 기준 전류(I1)를 생성한다. 계조 기준 전류(I1)는 가장 어두운 계조 레벨(0 gray level)보다 한 레벨 밝은 단계에 해당되는 계조 기준 전류이다. 상기 제255 미러링 트랜지스터(PM255)는 가장 밝은 단계에 해당하는 계조 기준 전류(I255)를 생성한다. 계조 레벨과 계조 기준 전류가 실질적으로 선형적인 관계를 가지는 경우에는 계조 기준 전류는 계조 레벨에 따라 소정 크기만큼 증가하거나 감소한다.
실시예에 따라서, 상기 L개의 미러링 트랜지스터들(PM1 내지 PM255)은 트랜지스터의 사이즈를 도 5에 도시된 바와 같은 계조 기준 전류의 증가에 상응하도록 소정 크기 만큼씩 증가시켜 구현할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 보정 곡선 및 감마 전류 값 설정을 예시한 그래프이다.
도 5의 그래프는 256 단계의 계조 기준 전류(L=255), 64단계의 계조 레벨(M=63) 및 10개의 감마 곡선(gamma curve)(K=10)을 가지는 경우를 예시한 것이다. 상기 그래프에서 감마값은 0.4부터 0.2씩 증가하여 2.2까지 10개의 값을 가지며, 상기 10개의 감마값에 따른 10개의 감마 곡선이 표시되어 있다. 상기 그래프에서 가로축은 64 단계의 계조 레벨을 나타내고, 세로축은 256 단계의 계조 기준 전류를 나타낸다.
256 단계의 계조 기준 전류는 64단계의 계조 레벨보다 더 세밀한 단계를 가지며, 이와 같이 함으로써 6비트의 색상 데이터(또는 계조 데이터)를 가지고 실질적으로 8비트의 계조 레벨을 표현할 수 있다. 즉, 계조 레벨보다 더 많은 단계를 가지는 계조 기준 전류를 이용함으로써, 적은 계조 레벨을 가지고 더 세밀한 계조 표현이 가능하다.
도 5의 그래프로부터 28번째 계조 레벨에 해당하는 계조 기준 전류는 각 감마값에서 표 1과 같다.
감마 계조 기준 전류 감마 계조 기준 전류
0.4 180 1.4 92
0.6 158 1.6 78
0.8 136 1.8 67
1.0 120 2.0 59
1.2 105 2.2 50
예를 들어 감마값이 0.4일 때에 특정 화소에 28번째 단계의 계조를 표시하려면, 180번째 단계의 계조 기준 전류를 출력하면 된다. 예를 들어, 감마 값이 2.2일 때에 특정 화소에 28번째 계조 레벨의 색을 표시하려면 50번째 단계에 해당하는 계조 기준 전류를 공급하면 된다.
어느 한 계조 레벨을 표시하기 위해 감마 전류를 출력하려면, 10개의 계조 기준 전류 중의 어느 한 감마값에 따른 계조 기준 전류를 선택하면 된다. 따라서, 10가지 계조 기준 전류를 생성하는 전류원들과 10개의 스위치를 각각 서로 연결한 스위치단(switch string)을 이용하여, 원하는 감마에 해당하는 스위치만 온(on) 시키고 나머지 스위치는 오프(off) 시킴으로써, 턴온된 스위치와 연결된 전류원이 생성하는 계조 기준 전류(원하는 단계의 계조 기준 전류)만 선택적으로 출력되도록 구성할 수 있다. 상기와 같이 출력된 계조 기준 전류를 감마 전류라고 한다.
만약 이러한 스위치단을 계조 레벨의 수만큼 가지는 스위치회로를 사용하면, 각각의 계조 레벨에 해당하는 감마 전류들을 한꺼번에 출력할 수 있다.
상기 감마값의 개수 및 계조 기준 전류의 개수는 사용자의 필요에 따라 변경할 수 있다. 감마 곡선의 수를 늘리면 더 세밀한 감마 보정을 할 수 있고, 계조 기준 전류의 단계를 늘리면 더 정확한 감마 곡선을 얻을 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 선택부 내의 스위치회로이다.
도 6을 참조하면, 상기 스위치회로(435)는 M이 63개인 경우 63개의 스위치단(433-1 내지 433-63)을 포함한다. 상기 각 스위치단은 K가 10인 경우 10개의 스위치들(SW0 내지 SW9)을 포함할 수 있다. 상기 스위치들(SW0 내지 SW9)은 미리 설정된 계조 기준 전류를 공급하도록 계조 기준 전류원(PM1 내지 PM255) 중 어느 하나에 미리 각각 연결되어 있다. 상기 스위치들(SW0 내지 SW9)은 사용자가 선택한 감마(γ)에 상응하는 감마 선택 신호에 의해 어느 한 스위치만 온 되고 다른 스위치는 오프되도록 제어된다. 여기서, 감마 선택 신호는 도 7에 도시된 바와 같이 예를 들어 디코더(431)에 의해 10개의 스위치 선택 신호 SEL0 내지 SEL9로 변환될 수 있다.
예를 들어, 도 5의 그래프에서 28번째 계조 레벨에 해당하는 스위치단(433-28) 내의 10개의 스위치(SW0 내지 SW9)는, 255개의 계조 기준 전류원(PM1 내지 MP255) 중에서 감마 0.4부터 2.2에 해당하는 10개의 계조 기준 전류원인 180, 158, 136, 120, 105, 92, 78, 67, 59 및 50번째 계조 기준 전류원(PM180, PM158, PM136, PM120, PM105, PM92, PM78, PM67, PM59 및 PM50)과 각각 연결될 수 있다. 만약 선택된 감마가 2.0(9번째 감마)이면, 감마 선택 신호(SEL8)가 입력되고 59번째 계조 기준 전류원(PM59)에 연결된 9번째 스위치(SW8)가 온 되며, 59번째 계조 기준 전류(I59)가 상기 28번째 계조 레벨에 상응하는 감마 전류(IG28)로 출력된다.
이러한 스위치단(433)을 계조 레벨의 수인 M개만큼 사용하면 원하는 감마에 해당하는 감마 전류들(432)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 도 6에서 선택된 감마가 2.0이면, 감마 선택 신호(SEL8)가 입력되고, 각 스위치단(433-1 내지 433-63))내의 상기 감마 선택 신호(SEL8)에 연결된 63개의 스위치들(SW8)이 온(on)되므로 미리 연결된 63개의 계조 기준 전류원에서 감마 전류(IG1 내지 IG63)가 한꺼번에 출력된다.
상기와 같이 하나의 감마값별로 한꺼번에 출력되도록 설정된 계조 기준 전류들을 하나의 감마 전류 그룹이라 한다. L개의 계조 기준 전류 중에서 K개의 서로 다른 감마값마다 M개씩의 계조 기준 전류를 선택하기 위하여 K개의 감마 전류 그룹을 미리 설정할 수 있다. 상기 L 개의 계조 기준 전류는 미리 세팅된 감마값에 따라 데이터 드라이버 제조시 미리 복수의 스위치와 배선상 연결되도록 구현될 수 있다.
미리 설정된 K개의 감마 전류 그룹은 감마 선택 신호를 이용하여 어느 한 감마 전류 그룹을 선택할 수 있고, 상기 선택된 감마 전류 그룹에 포함되어 있는 M개의 계조 기준 전류는 한꺼번에 출력할 수 있다.
또한, 미리 설정된 K개의 감마 전류 그룹은 복수개의 감마 선택 신호(또는 감마 선택 비트)를 이용하여 복수의 감마 전류 그룹들의 일부분씩을 각각 선택하도록 지정될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2감마 선택 비트를 입력받고, 상기 스위치단의 절반(433-1 내지 433-32)에는 상기 제1감마 선택 비트를 인가하고, 나머지 스위치단(433-33 내지 433-63)에는 상기 제2감마 선택비트를 인가할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 선택부를 예시한 것이다.
도 7을 참조하면, 감마 선택부(430)는 디코더(431) 및 스위치회로(433)를 포함하고 있다. 상기 디코더(431)는 감마 선택 신호(312)를 디코딩하여 스위치 선택 신호(314)를 출력한다. 감마 선택 신호(312)는 예를 들어 4비트의 디지털 코드값이 될 수 있다. 여기서, 디코더(431)는 디멀티플렉서(demultiplexer)등의 회로로도 구현이 가능함은 물론이다.
각 스위치 단(433)의 i(i는 1부터 K까지의 정수)번째 스위치들은 i번째 감마 전류 그룹에 상응하는 M개의 계조 기준 전류원들과 미리 각각 결합되어 있다. 상기 i번째 스위치들은 상기 4비트의 감마 선택 신호(312)에 상응하는 스위치 선택 신호(SEL0 내지 SEL9)에 의해 동시에 제어된다. 상기 4비트의 감마 선택 비트가 i번째 감마 전류 그룹을 지정하는 경우에는 상기 디코더(431)가 i번째 스위치 선택 신호(SEL[0:9,i-1])를 활성화한다. 활성화된 i번째 스위치 선택 신호에 의해 상기 i번째 스위치들은 온 되고, 나머지 스위치들은 오프되며, i번째 감마 전류 그룹에 해당하는 감마 전류들이 한꺼번에 출력된다.
상기 스위치 선택 신호(SEL0 내지 SEL9)는 상기 디코더(431)에서 상기 감마 선택 신호를 변환하여 얻을 수도 있고, 상기 제어부(310)에서 생성되어 감마 선택부(430)로 제공될 수도 있다.
가장 어두운 단계의 계조, 즉 0 계조 레벨(0 gray level)은 감마 전류가 0일 때 실질적으로 가장 잘 표현되므로 별도의 감마 전류를 생성하지 않을 수도 있다. 예를 들어, M이 63이면 상기 0 계조 레벨을 제외한 1단계부터 63단계의 계조를 표현하기 위해 63개의 스위치단(433-1 내지 433-63)을 사용할 수 있다.
예를 들어, 도 5에서 감마가 2.0, 즉 9번째 감마 곡선을 선택한 경우에, 상기 감마 선택 비트는 1001의 값을 가지는 4비트 데이터일 수 있고, 상기 감마 선택 비트에 응답하여 제8 스위치 선택 신호 SEL8이 생성된다. 상기 제8 스위치 선택 신호(SEL8)에 기초하여 출력되는 감마 전류 그룹에 속한 감마 전류들은 도 8에 예시되어 있다. 즉, 감마 2.0을 선택했을 때 도 8에 표시된 1단계부터 63단계까지 63개의 감마 전류가 출력된다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 감마 세팅부의 간략한 블록도이다.
도 9를 참조하면, M이 64인 경우 상기 감마 세팅부(400a)는 감마 선택 회로(410a), 64개의 전류 전압 변환부(440) 및 64개의 계조 감마 전압 출력부(450)를 포함한다. 실시예에 따라 상기 감마 세팅부(400a)는 계조 기준 전압을 제공하는 기준 전압 생성부(401)를 더 포함할 수 있다.
도 9의 회로는 도 3의 회로와 동작이 유사하므로 도 3의 회로와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 9의 계조 기준 전류 생성 회로(420a)는 가장 어두운 단계의 계조, 즉 0 계조 레벨을 표현하기 위한 계조 기준 전류를 포함하여 L+1단계의 계조 기준 전류를 생성한다. 예를 들어, L이 255일 때에 상기 계조 기준전류 생성회로(420a)는 0단계부터 255단계까지 256개의 계조 기준 전류를 생성한다.
도 9의 감마 선택부(430a)는 상기 L+1개의 계조 기준 전류(422a) 중에서 외부에서 입력되는 N 비트의 감마 선택 비트에 기초하여 M+1개의 감마 전류(432a)들을 출력한다. 상기 M+1개의 전류 전압 변환부(440)는 상기 출력된 M+1개의 감마 전류들(432a)을 각각 전류 전압 변환한 M+1개의 계조 감마 전압(442a)을 출력한다. 예를 들어, L이 255이고 M이 63일 때에, 상기 감마 선택부(430a)는 상기 256개의 계조 기준 전류로부터 64개의 감마 전류를 선택하여 출력한다. 예를 들어, 도 5에서 감마가 2.0, 즉 8번째 감마 곡선을 선택한 경우에, 도 8에 표시된 1단계부터 64단계까지 64개의 감마 전류가 출력된다.
상기 M+1개의 계조 감마 전압 출력부(450)는 상기 전류전압 변환부(430)에서 출력된 R, G, B 각각의 M+1개의 계조 감마 전압(442a)을 입력받아 M+1개의 계조 감마 전압(453)으로 출력한다. 예를 들어, L이 255이고 M이 63일 때에, 상기 64개의 계조 감마 전압 출력부(450)는 R, G, B 마다 한꺼번에 64개의 계조 감마 전압을 입력받아 64개의 계조 감마 전압을 출력한다.
도 10은 도 9의 감마 선택부를 예시한 것이다.
도 10을 참조하면, 감마 선택부(430a)는 디코더(431) 및 스위치회로(435a)를 포함하고 있다. 도 10의 스위치회로(435a)는 도 7의 상기 스위치회로(435)에 비해 계조 레벨 0에 상응하는 스위치단(433-1)을 더 포함하고 있고 L+1 개의 계조 기준 전류(422a) 중에서 M+1 개의 감마 전류(432a)를 선택하여 출력한다. 예를 들어, L이 255이고 M이 63이면 상기 스위치회로(435a)는 256개의 계조 기준 전류(422a) 중에서 64개의 감마 전류(432a)를 선택하여 출력한다.
도 11은 도 2의 데이터 전류 출력부를 예시적으로 나타낸다.
도 11을 참조하면, 상기 데이터 전류 출력부(500)는 계조 감마 전압 선택부(510), 전압 전류 변환부(520) 및 출력 노드(540)를 포함한다.
데이터 전류 출력부(500)는 표시 장치의 채널에 해당하는 수만큼 필요하며, 상기 출력노드(540)에서 각각 데이터 라인과 연결되어 상기 데이터 라인에 데이터 전류(IDATA)를 제공한다.
상기 계조 감마 전압 선택부(510)는 디코더(511)와 M+1개의 스위치(512)를 포함한다. 상기 디코더(511)는 상기 제어부(310)로부터 상기 Q비트의 계조 데이터(gray scale data)(355)를 제공받는다. Q비트의 계조 데이터는 M+1개의 제어신호(S0 내지 S63)로 디코딩될 수 있다(2Q = M+1). 스위칭 소자 (512-1, ..., 512-64)는 상기 M+1개의 제어신호(S0내지 S63)에 응답하여 감마 세팅부(400)로부터 제공되는 M+1 개의 계조 감마 전압(VG0 내지 VG63)(453)을 스위칭할 수 있다. 따라서, 상기 계조 감마 전압 선택부(510)는 상기 M+1개의 계조 감마 전압(453) 중에서 Q비트의 계조 데이터(355)에 상응하는 하나의 계조 감마 전압(513)을 선택하여 출력할 수 있다.
상기 전압 전류 변환부(520)는 상기 선택된 계조 감마 전압(513)을 입력받아 전압 전류 변환한 데이터 전류(IDATA)를 출력한다. 상기 데이터 전류(IDATA)는 상기 출력노드(540)를 통해 데이터 라인에 제공된다.
전압 전류 변환부(520)는 구동트랜지스터(521)를 포함한다. 상기 구동트랜지스터(521)는 게이트로 상기 선택된 계조 감마 전압(513)을 입력받으며 소스는 기준 전압 전원에 연결되고, 드레인은 출력 노드(540)와 연결된다. 상기 기준 전압 전원은 접지 전압 또는 음의 전압이 될 수 있다. 상기 구동 트랜지스터(521)의 게이트-소스 전압, 즉 상기 선택된 계조 감마 전압(513)에 따라 드레인 전류가 흐르며, 상기 드레인 전류가 데이터 라인을 구동하는 데이터 전류(IDATA)로서 출력된다.
실시예에 따라, 상기 데이터 전류 출력부(500)는 상기 전압 전류 변환부(520)와 상기 출력노드(540) 사이에 상기 클램프(530)를 더 포함할 수 있다. 상기 클램프(530)는 클램프 신호(CLAMP)에 기초하여 데이터 라인에 데이터 전류(IDATA)의 최대 전류 레벨을 제한할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 구동형 능동 매트릭스 방식의 표시 장치를 예시한 것이다.
도 12를 참조하면, 상기 표시 장치는 화소영역(100), 스캔 드라이버(200) 및 데이터 드라이버(300)를 포함한다. 상기 화소 영역(100)에는 복수의 데이터 라인과 복수의 스캔 라인 및 상기 데이터 라인과 스캔 라인에 의해 정의되는 영역에 형성되는 복수의 화소(15)를 포함한다. 각 화소(15)는 유기발광다이오드 소자를 포함할 수 있다. 상기 스캔 드라이버(200)는 상기 스캔 라인(S1 내지 SN)으로 스캔 신호를 제공한다. 상기 데이터 드라이버(300)는 제어부(310), 감마 세팅부(400) 및 복수의 데이터 전류 출력부(500)를 포함한다. 상기 데이터 드라이버의 실시예들의 동작에 대해서는 앞에서 충분히 기술하였으므로 설명을 생략한다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치, 표시 장치의 데이터 드라이버 및 표시 장치의 데이터 라인 구동 방법은 외부 컨트롤러로부터의 간단한 세팅 커맨드로 미리 설정된(preset) N 비트의 감마 선택 비트에 기초하여 서로 다른 감마값에 따른 복수의 계조 기준 전류 중 일부를 선택하여 감마 보정된 계조 전류를 생성한다.
따라서, 종래의 룩업 테이블을 이용한 감마 보정 방식과 달리 감마 보정을 위한 더미 비트의 추가에 따른 추가적인 회로를 필요로 하지 않으므로 출력 채널에 연결된 DAC 회로가 간단해지며 전체적으로 데이터 드라이버의 칩 사이즈가 감소된다. 특히, 표시 장치의 크기 및 해상도가 증가함에 따라 데이터 라인에 연결된 출력 채널수 가 증가할 경우 데이터 드라이버의 칩 사이즈의 증가를 크게 줄일 수 있다.
또한, 외부 컨트롤러로부터의 간단한 세팅 커맨드로 미리 설정된(preset) 감마 선택 비트를 이용하여 감마 보정을 수행하므로 종래의 룩업 테이블을 이용한 감마 보정 방식과 달리 컨트롤러에서 대량의 룩업 테이블 세팅용 데이터를 룩업 테이블로 전송할 필요가 없어 데이터 전송량이 감소된다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (34)

  1. K (K는 2 이상의 양의 정수)개의 서로 다른 감마 값 별로 미리 설정된 K 개의 감마 전류 그룹 중 적어도 하나의 감마 전류 그룹을 적어도 하나의 감마 선택 신호에 응답하여 선택하며, 상기 선택된 감마 전류 그룹에 포함된 M (M은 계조 레벨의 수) 개의 감마 전류들을 전류-전압 변환하여 M 개의 계조 감마 전압을 출력하는 감마 세팅부; 및
    계조 데이터에 기초하여 상기 M 개의 계조 감마 전압 중 하나의 계조 감마 전압을 선택하고, 상기 선택된 계조 감마 전압을 전압-전류 변환한 데이터 전류를 생성하여 데이터 라인에 제공하는 데이터 전류 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  2. 제1항에 있어서, 상기 감마 선택 신호는 미리 정해진 N (N 은 양의 정수)비트의 디지털 코드 값인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  3. 제2항에 있어서, 상기 각각의 감마 전류 그룹 내 M 개의 감마 전류들은 복수의 계조 기준 전류 중에서 각 감마 값에서의 M 개의 계조 레벨에 상응하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 계조 기준 전류는 복수의 전류 미러를 이용하 여 생성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  5. 제4항에 있어서, 상기 감마 세팅부는 상기 K 개의 감마 전류 그룹들에서 동일한 계조 레벨에 대응하는 K 개의 계조 기준 전류들이 각각 차례로 연결되는 K 개의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  6. 제5항에 있어서, 상기 K 개의 스위치는 상기 N 비트 디지털 코드 값에 기초하여 상기 K 개의 계조 기준 전류 중 하나의 계조 기준 전류를 선택하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  7. 제4항에 있어서, 상기 각각의 감마 전류 그룹 내의 M 개의 계조 기준 전류는 서로 다른 계조 레벨에 대응하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  8. 제4항에 있어서, 상기 감마 세팅부는 K 개의 스위치들을 각각 가지는 M 개의 스위치단을 포함하며, 상기 K 개의 감마 전류 그룹 내의 M 개의 계조 기준 전류 중 서로 다른 계조 레벨에 대응하는 계조 기준 전류들은 M 개의 서로 다른 스위치단에 연결되고, 상기 N 비트 디지털 코드 값에 의해 한꺼번에 M 개의 계조 기준 전류가 선택되어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  9. 제1 계조 레벨에서 제 L 계조 레벨에 상응하는 L 개의 계조 기준 전류 중에서 K 개의 서로 다른 감마값에 따라 각각 M 개의 계조 기준 전류를 선택하여 K 개의 감마 전류 그룹을 미리 설정하고, N 비트의 감마 선택 비트에 응답하여 상기 K 개의 감마 전류 그룹 중 하나의 감마 전류 그룹을 선택하며, 상기 선택된 감마 전류 그룹의 M 개의 감마 전류들을 전류 전압 변환한 M 개의 계조 감마 전압을 출력하는 감마 세팅부; 및
    상기 M 개의 계조 감마 전압 중에서 계조 데이터에 상응하는 하나의 계조 감마 전압을 선택하고, 상기 선택된 계조 감마 전압에 상응하는 데이터 전류를 생성하여 데이터 라인에 제공하는 데이터 전류 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  10. 제9항에 있어서, 상기 감마 세팅부는
    상기 L 개의 계조 기준 전류들을 생성하고, 상기 미리 설정된 K 개의 감마 전류 그룹 중에서 상기 N 비트의 감마 선택 비트에 따라 하나의 감마 전류 그룹을 선택하여 상기 선택된 감마 전류 그룹에 속하는 M 개의 감마 전류를 출력하는 감마 선택 회로; 및
    상기 M 개의 감마 전류들을 전류-전압 변환한 상기 M 개의 계조 감마 전압을 출력하는 M 개의 전류 전압 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  11. 제10항에 있어서, 상기 감마 선택 회로는
    기준 전류에 따라 상기 L개의 계조 기준 전류들을 각각 생성하는 L개의 계조 기준 전류원들을 가지는 계조 기준 전류 생성 회로; 및
    각각 K 개의 스위치를 가지는 M 개의 스위치단을 가지는 감마 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  12. 제11항에 있어서, 각 스위치단의 i (i 는 1부터 K 사이의 정수)번째 스위치들은 i 번째 감마 전류 그룹에 속하는 계조 기준 전류원들과 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  13. 제12항에 있어서, 상기 M 개의 감마 전류는 상기 N 비트의 감마 선택 비트에 기초하여 선택된 감마 전류 그룹에 상응하는 M 개의 스위치들에 의해 선택되어 출력되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  14. 제12항에 있어서, 상기 감마 선택부는 상기 N비트의 감마 선택 비트를 디코딩하여 K개의 선택 신호를 생성하는 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  15. 제12항에 있어서, 상기 감마 세팅부는,
    상기 전류 전압 변환부에서 출력된 M 개의 계조 감마 전압을 버퍼링하여 출 력하는 계조 감마 전압 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  16. 제12항에 있어서, 상기 계조 기준 전류원은 상기 기준 전류를 전류 미러링하여 상기 L 개의 계조 기준 전류를 생성하는 피모스(PMOS) 전류 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  17. 제9항에 있어서, 상기 계조 데이터가 6비트 데이터이고, M 은 63이며, L 은 255이고, N 은 4이며, K 는 2보다 크고 2N과 같거나 작은 정수인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  18. 제9항에 있어서, 상기 데이터 전류 출력부는
    상기 M 개의 계조 감마 전압 중에서 상기 계조 데이터에 상응하는 하나의 계조 감마 전압을 선택하는 계조 감마 전압 선택부; 및
    상기 선택된 계조 감마 전압에 상응하는 데이터 전류를 생성하는 전압 전류 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  19. 제18항에 있어서, 상기 계조 감마 전압 선택부는
    상기 계조 데이터를 디코딩하여 M 개의 선택 신호를 생성하는 디코더; 및
    상기 M 개의 계조 감마 전압에 각각 연결되고 상기 M 개의 선택 신호에 따라 각각 제어되는 M개의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  20. 제18항에 있어서, 상기 전압 전류 변환부는
    상기 선택된 계조 감마 전압에 상응하는 데이터 전류를 출력하는 전압 제어 전류 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 전압 전류 변환부는
    클램프 신호에 따라 상기 데이터 전류를 클램프하는 클램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 드라이버.
  22. 복수의 데이터 라인, 상기 복수의 데이터 라인에 각각 데이터 전류를 제공하는 데이터 드라이버, 복수의 스캔 라인, 상기 복수의 스캔 라인에 각각 스캔 신호를 제공하는 스캔 드라이버 및 복수의 화소를 포함하는 표시 장치에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는,
    K (K는 2 이상의 양의 정수)개의 서로 다른 감마 값 별로 미리 설정된 K 개의 감마 전류 그룹 중 적어도 하나의 감마 전류 그룹을 적어도 하나의 감마 선택 신호에 응답하여 선택하며, 상기 선택된 감마 전류 그룹에 포함된 M (M은 계조 레벨의 수) 개의 감마 전류들을 전류-전압 변환하여 M 개의 계조 감마 전압을 출력하 는 감마 세팅부; 및
    계조 데이터에 기초하여 상기 M 개의 계조 감마 전압 중 하나의 계조 감마 전압을 선택하고, 상기 선택된 계조 감마 전압을 전압-전류 변환한 데이터 전류를 생성하여 데이터 라인에 제공하는 데이터 전류 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 감마 선택 신호는 미리 정해진 N (N 은 양의 정수)비트의 디지털 코드 값인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 각각의 감마 전류 그룹 내 M 개의 감마 전류들은 복수의 계조 기준 전류 중에서 각 감마 값에서의 M 개의 계조 레벨에 상응하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 복수의 계조 기준 전류는 복수의 전류 미러를 이용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  26. 복수의 데이터 라인, 상기 복수의 데이터 라인에 각각 데이터 전류를 제공하는 데이터 드라이버, 복수의 스캔 라인, 상기 복수의 스캔 라인에 각각 스캔 신호를 제공하는 스캔 드라이버 및 복수의 화소를 포함하는 표시 장치에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는,
    제1 계조 레벨에서 제 L 계조 레벨에 상응하는 L 개의 계조 기준 전류 중에서 K 개의 서로 다른 감마값에 따라 각각 M 개의 계조 기준 전류를 선택하여 K 개의 감마 전류 그룹을 미리 설정하고, N 비트의 감마 선택 비트에 응답하여 상기 K 개의 감마 전류 그룹 중 하나의 감마 전류 그룹을 선택하며, 상기 선택된 감마 전류 그룹의 M 개의 감마 전류들을 전류 전압 변환한 M 개의 계조 감마 전압을 출력하는 감마 세팅부; 및
    상기 M 개의 계조 감마 전압 중에서 계조 데이터에 상응하는 하나의 계조 감마 전압을 선택하고, 상기 선택된 계조 감마 전압에 상응하는 데이터 전류를 생성하여 데이터 라인에 제공하는 데이터 전류 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 감마 세팅부는
    상기 L 개의 계조 기준 전류들을 생성하고, 상기 미리 설정된 K 개의 감마 전류 그룹 중에서 상기 N 비트의 감마 선택 비트에 따라 하나의 감마 전류 그룹을 선택하여 상기 선택된 감마 전류 그룹에 속하는 M 개의 감마 전류를 출력하는 감마 선택 회로; 및
    상기 M 개의 감마 전류들을 전류-전압 변환한 상기 M 개의 계조 감마 전압을 출력하는 M 개의 전류 전압 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 감마 선택 회로는
    기준 전류에 따라 상기 L개의 계조 기준 전류들을 각각 생성하는 L개의 계조 기준 전류원들을 가지는 계조 기준 전류 생성 회로; 및
    각각 K 개의 스위치를 가지는 M 개의 스위치단을 가지는 감마 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 계조 기준 전류원은 상기 기준 전류를 전류 미러링하여 상기 L 개의 계조 기준 전류를 생성하는 피모스(PMOS) 전류 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  30. 제26항에 있어서, 상기 데이터 전류 출력부는
    상기 M 개의 계조 감마 전압 중에서 상기 계조 데이터에 상응하는 하나의 계조 감마 전압을 선택하는 계조 감마 전압 선택부; 및
    상기 선택된 계조 감마 전압에 상응하는 데이터 전류를 생성하는 전압 전류 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  31. K (K는 2 이상의 양의 정수)개의 서로 다른 감마 값 별로 미리 설정된 K 개의 감마 전류 그룹 중 적어도 하나의 감마 전류 그룹을 적어도 하나의 감마 선택 신호에 응답하여 선택하는 단계;
    상기 선택된 감마 전류 그룹에 포함된 M (M은 계조 레벨의 수) 개의 감마 전 류들을 전류-전압 변환하여 M 개의 계조 감마 전압을 출력하는 단계;
    계조 데이터에 기초하여 상기 M 개의 계조 감마 전압 중 하나의 계조 감마 전압을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 계조 감마 전압을 전압-전류 변환한 데이터 전류를 생성하여 데이터 라인에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 라인 구동 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 감마 선택 신호는 미리 정해진 N (N 은 양의 정수)비트의 디지털 코드 값인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 라인 구동 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 각각의 감마 전류 그룹 내 M 개의 감마 전류들은 복수의 계조 기준 전류 중에서 각 감마 값에서의 M 개의 계조 레벨에 상응하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 데이터 라인 구동 방법.
  34. 제1 계조 레벨에서 제 L 계조 레벨에 상응하는 L 개의 계조 기준 전류 중에서 K 개의 서로 다른 감마값에 따라 각각 M 개의 계조 기준 전류를 선택하여 미리 설정된 K 개의 감마 전류 그룹 중 하나의 감마 전류 그룹을 N 비트의 감마 선택 비트에 응답하여 선택하는 단계;
    상기 선택된 감마 전류 그룹의 M 개의 감마 전류들을 전류 전압 변환한 M 개의 계조 감마 전압을 출력하는 단계;
    상기 M 개의 계조 감마 전압 중에서 계조 데이터에 상응하는 하나의 계조 감마 전압을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 계조 감마 전압에 상응하는 데이터 전류를 생성하여 데이터 라인에 제공하는 단계를 포함하는 표시 장치의 데이터 라인 구동 방법.
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