KR20080109416A - 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동에 적용될 수있는 액티브 평판 디스플레이 장치의 단위 픽셀 - Google Patents

시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동에 적용될 수있는 액티브 평판 디스플레이 장치의 단위 픽셀 Download PDF

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Abstract

시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동에 적용될 수 있는 액티브 평판 디스플레이 장치의 단위 픽셀이 게시된다. 본 발명의 단위 픽셀은 전류 공급노드; 소정의 캐패시터를 포함하며, 상기 전류 공급노드와 제1 전원단자 사이에 흐르는 발광 전류에 의하여 발광되는 발광부로서, 상기 발광 전류의 크기는 상기 캐패시터에 저장되는 전하의 크기에 의하여 제어되는 상기 발광부; 상기 스캔신호에 응답하여, 상기 데이터 라인의 전류를 상기 발광부의 캐패시터에 제공할 수 있는 스위칭부; 및 상기 전류 공급노드에 상기 발광 전류를 확보하기 위한 전류를 공급하는 전류공급부를 구비한다. 상기 스위칭부는 소정의 기입제어신호에 응답하여 인에이블된다. 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 구동방법에 의하면, 전체적인 프로그래밍 소요시간을 단축시킬 수 있다. 그리고, 본 발명에서 제시되는 다양한 형태의 단위 픽셀들이 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 구동방법에 적용될 수 있다.

Description

시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동에 적용될 수 있는 액티브 평판 디스플레이 장치의 단위 픽셀{Unit Pixel for Current type Operating of Active Flat Display Device with time-divided Data Period}
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 기준의 가지는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 구동방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 하나의 픽셀의 예를 나타내는 도면이다.
도 3a는 도 2의 픽셀에서의 프로그램 동작시의 전류의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 3b는 도 2의 픽셀에서의 발산 동작시의 전류의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동방법을 나타내는 플로우챠트로서, 데이터 구간이 2개의 스테이지로 구성되는 경우의 플로우챠트이다.
도 6은 도 5의 전류형 구동방법에서의 기준전류량(IRC) 및 증폭율을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 도 5의 전류형 구동방법에서의 데이터의 제공 및 스캔신호들의 활성화를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 4의 스캔 드라이버의 일예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동방법을 나타내는 플로우챠트로서, 데이터 구간이 3개의 스테이지로 구성되는 경우의 플로우챠트이다.
도 10은 도 9의 전류형 구동방법에서의 제1 및 제2 기준전류량(IRC1, IRC2) 및 제1 및 제2 증폭율을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 9의 전류형 구동방법에서의 데이터의 제공 및 스캔신호들의 활성화를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 4의 스캔 드라이버의 다른 일예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 단위 픽셀을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동방법을 나타내는 플로우챠트로서, 도 13의 단위 픽셀을 이용하는 전류형 구동방법을 나타내는 도면이다.
도 15는 도 14의 전류형 구동방법에서의 데이터의 제공, 스캔신호들 및 기입 제어신호의 활성화를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 단위 픽셀을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동방법을 나타내는 플로우챠트로서, 도 16의 단위 픽셀을 이용하는 전류형 구동방법을 나타내는 도면이다.
도 18은 도 17의 전류형 구동방법에서의 데이터의 제공, 제1 스캔신호 및 제2 스캔신호의 활성화를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 액티브 평판 디스플레이 장치의 구동방법에 관한 것으로서, 특히 발광 다이오드에 흐르는 전류량으로 휘도를 제어하는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로 액티브 평판 디스플레이 장치는 데이터 라인과 스캔 라인의 교차 영역에 매트릭스 구조로 배열되는 다수개의 픽셀들을 포함한다. 이러한 액티브 평판 디스플레이 장치의 구동방식은, 픽셀의 휘도를 제어하는 방식에 따라, 전압형(Voltage Driven) 구동방식과 전류형(Current Driven) 구동방식으로 크게 분류할 수 있다.
전압형 구동방식은, 구동 트랜지스터의 게이트 단자에 인가되는 전압 레벨을 제어하여, 픽셀의 발광 다이오드에 흐르는 전류량 즉, 발광 다이오드의 휘도를 조절하는 구동방식이다. 그러나, 이러한 전압형 구동방식은 구동 트랜지스터의 문턱전압의 불균일성으로 인하여, 심각한 화질 변형이 발생한다는 문제점이 발생한다. 즉, 동일한 휘도를 갖는 데이터임에도 불구하고, 주변의 발광 다이오드들은 제각기 다른 휘도로 발광될 수 있다는 문제점이 발생한다.
이러한 전압형 구동방식의 문제점을 제어하기 위한 대안으로 제시될 수 있는 것이 전류형 구동방식이다. 전류형 구동방식은 구동 트랜지스터에 흐르는 전류량을 직접제어하여 발광 다이오드의 휘도를 조절하는 구동방식이다.
한편, 평판 디스플레이 장치의 구동시에는, 하나의 그룹에 속하는 스캔라인들이 하나의 프레임 내에 순서적으로 선택되어 구동된다. 이때, 하나의 프레임 내에 상기 스캔라인들의 수에 해당하는 데이터 구간들이 할당된다. 여기서, 데이터 구간은 순차적으로 선택되는 스캔라인에 대응하도록 설정되는 구간이다.
기존의 전류형 구동방식에서는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 하나의 데이터 구간에서는 해당하는 하나의 스캔라인의 신호 즉, 스캔신호(SLi, SLi+1)가 활성화된다. 이때, 선택되는 스캔라인에 대응하는 데이터(DATA)의 전류량이 데이터 라인을 통하여 대응하는 픽셀에 제공된다.
그런데, 도 1과 같은 기존의 전류형 구동방식에 의하면, 적은 양의 전류가 상기 발광 다이오드에 흐르는 것을 요구하는 것을 요구하는 데이터의 경우에, 데이터를 프로그래밍하는데 소요되는 시간이 길어진다는 문제점이 발생된다. 다시 기술 하면, 데이터 라인 자체에는, 설계자가 의도와 관계없이 큰 캐패시턴스를 가지는 기생 캐패시터가 생성된다. 이와 같은 경우, 데이터 라인의 기생 캐패시터는 작은 전류량을 사용하는 데이터에 대해서는 데이터 라인을 충전하는 데 소요되는 시간을 매우 길어지게 하는 요인으로 작용한다.
따라서, 기존의 전류형 구동방식은 전체적으로 데이터를 프로그래밍하는데 소요되는 크게 된다는 문제점을 지닌다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전체적인 프로그래밍 소요시간을 단축시킬 수 있는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 구동방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 구동방법이 적용될 수 있는 다양한 단위 픽셀을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 스캔신호에 응답하여 데이터 라인으로부터 제공되는 전류를 공급받는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 단위 픽셀에 관한 것이다. 본 발명의 단위 픽셀은 전류 공급노드; 소정의 캐패시터를 포함하며, 상기 전류 공급노드와 제1 전원단자 사이에 흐르는 발광 전류에 의하여 발광되는 발광부로서, 상기 발광 전류의 크기는 상기 캐패시터에 저장되는 전하의 크기에 의하여 제어되는 상기 발광부; 상기 스캔신호에 응답하여, 상기 데이터 라인의 전류를 상기 발광부의 캐패시터에 제공할 수 있는 스위칭부; 및 상기 전류 공급노드에 상기 발광 전류를 확보하기 위한 전류를 공급하는 전류공급부를 구비한다. 상기 스위칭부는 소정의 기입제어신호에 응답하여 인에이블된다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면은 제1 스캔신호 및 제2 스캔신호에 응답하여 데이터 라인으로부터 제공되는 전류를 공급받는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 단위 픽셀에 관한 것이다. 본 발명의 단위 픽셀은 전류 공급노드; 소정의 캐패시터를 포함하며, 상기 전류 공급노드와 제1 전원단자 사이에 흐르는 발광 전류에 의하여 발광되는 발광부로서, 상기 발광 전류의 크기는 상기 캐패시터에 저장되는 전하의 크기에 의하여 제어되는 상기 발광부; 상기 제1 스캔신호의 활성화에 응답하여, 상기 데이터 라인의 전류를 상기 발광부의 캐패시터에 제공할 수 있는 제1 스위칭부; 상기 제1 스캔신호의 비활성화에 응답하여, 상기 전류 공급노드에 상기 발광 전류를 확보하기 위한 전류를 공급하는 제1 전류공급부; 상기 제2 스캔신호의 활성화에 응답하여, 상기 데이터 라인의 전류를 상기 발광부의 캐패시터에 제공할 수 있는 제2 스위칭부; 상기 제2 스캔신호의 비활성화에 응답하여, 상기 전류 공급노드에 상기 발광 전류를 확보하기 위한 전류를 공급하는 제2 전류공급부를 구비한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 잇점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의해야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
픽셀의 구조 및 동작 원리
도 2는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 하나의 픽셀의 예를 나타내는 도면으로서, 액티브 매트릭스 OLED(AMOLED)의 픽셀이 도시된다. 그리고, 도 2의 픽셀은 본 발명의 구동방법이 적용될 수 있다. 도 2의 픽셀(100)은 스캔신호(SL)에 응답하여 데이터 라인(DL)으로부터 제공되는 전류를 공급받는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 단위 픽셀이다.
도 2를 참조하면, 상기 픽셀(100)은 전류 공급노드(NDR), 발광부(110), 스위칭부(120) 및 전류 공급부(130)으로 구성된다.
상기 발광부(110)는 소정의 캐패시터(111)를 포함하며, 상기 전류 공급노드(NDR)와 제1 전원단자(여기서는, 접지전압(VSS)) 사이에 흐르는 발광 전류(Ir)에 의하여 발광된다. 그리고, 상기 발광 전류(Ir)의 크기는 상기 캐패시터(111)에 저장되는 전하의 크기에 의하여 제어된다.
상기 스위칭부(120)는 상기 스캔신호(SL)에 응답하여, 상기 데이터 라인(DL)의 전류를 상기 발광부(110)의 캐패시터(111)에 제공한다.
상기 전류공급부(130)는 상기 전류 공급노드(NDR)에 상기 발광부(110)의 휘도를 확보하기 위한 전류, 즉, 상기 발광 전류(Ir)를 확보하기 위한 전류를 공급한 다.
계속하여, 도 2에 도시된 픽셀(100)의 프로그램 동작과 발산(emission) 동작이 기술된다.
여기서, '프로그램 동작'은 선택된 픽셀(100)의 상기 발광 다이오드(113)에 소정의 전류가 흐르도록 상기 캐패시터(111)에 소정의 전하를 충전시키고, 또한, 상기 전류 공급노드(NDR)에 데이터 라인(DL)의 전류를 공급시키는 동작을 말한다. 그리고, '발산 동작'은 상기 프로그램 동작에서 충전된 캐패시터(111)의 전하를 이용하여 상기 발광 다이오드(113)에 전류를 흐르도록 하는 동작이다. 일반적으로, 상기 발산동작시에도 상기 프로그램 동작시와 거의 동일한 전류가 상기 발광 다이오드(113)에 흐르게 된다.
도 3a는 도 2의 픽셀(100)에서의 프로그램 동작시의 전류의 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 도 3a를 참조하면, 상기 프로그램 동작에서, 상기 스캔신호(SL)가 "H"로 되는 활성화된다. 그러면, 상기 데이터 라인(DL)의 전류가 상기 제1 전류 공급 트랜지스터(131), 드라이빙 트랜지스터(115) 및 발광 다이오드(113)의 패스를 통하여 흐르게 된다(도 3a의 ① 참조). 이때, 제2 전류 공급 트랜지스터(133)은 "턴오프" 상태이다. 그리고, 상기 발광 전류량(Ir) 이론적으로는 상기 데이터 라인(DL)의 전류에 의하여, 상기 발광 다이오드(113)의 휘도가 결정된다.
한편, 상기 드라이빙 트랜지스터(115)에 상기 발광 전류량(Ir)이 흐를 수 있도록, 상기 선택 트랜지스터(121)을 통하여 제공되는 상기 데이터 라인(DL)의 전류에 의하여, 상기 발광부(110)의 캐패시터(111)가 충전된다(도 3a의 ② 참조).
도 3b는 도 2의 픽셀(100)에서의 발산 동작시의 전류의 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 도 3b를 참조하면, 상기 발산 동작에서는, 상기 스캔신호(SL)가 "L"로 되는 비활성화된다. 그러면, 상기 제1 전류 공급 트랜지스터(131) 및 상기 선택 트랜지스터(121)가 "턴오프" 상태로 되며, 상기 캐패시터(111)와 상기 전류 공급노드(NDR)는 상기 데이터 라인(DL)으로부터 분리된다. 반면에, 상기 제2 전류 공급 트랜지스터(133)는 "턴온" 상태가 되므로, 상기 전원전압(VCC)의 전류가 상기 제2 전류 공급 트랜지스터(133), 드라이빙 트랜지스터(115) 및 발광 다이오드(113)의 패스를 통하여 흐르게 된다(도 3b의 ① 참조).
이때, 상기 드라이빙 트랜지스터(115)의 게이트 전압은 프로그램 동작시에 상기 캐패시터(111)에 충전된 전압을 유지하므로, 상기 드라이빙 트랜지스터(115) 및 상기 발광 다이오드(113)에 흐르는 전류는, 상기 프로그래밍 동작시와 동일하게 유지될 수 있다.
즉, 상기 발산동작시에도 상기 프로그램 동작시와 거의 동일한 전류가 상기 발광 다이오드(113)에 흐르게 된다.
도 4는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 예를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치는 화상표시부(200), 스캔 드라이버(300), 데이터 드라이버(400) 및 컨트롤러(500)를 포함한다. 상기 화상 표시부(200)는 스캔 라인들과 데이터 라인들(DLj)의 매트릭스 구조상에 배열되는 복수개의 픽셀(pix)들을 포함한다. 물론, 상기 화상 표시부(200)는 다수개의 그룹으로 구성될 수 있으나, 본 명세서에서는 상기 화상 표시부(200)가 하나의 그룹으로 구 성된 것으로 가정하고 기술한다. 이때, 도 4의 픽셀(pix)들은 도 2에 도시되는 픽셀(100)로 구현될 수 있다.
본 명세서에서는, 상기 스캔라인을 통하여 상기 스캔신호가 전송되므로, 특별히 구별을 필요로 하는 경우를 제외하고는 동일 참조부호 'SL'로 나타낸다. 그리고, 도 4에 도시되는 데이터 라인 및 스캔 라인에 첨가되는 첨자 i는, 상기 데이터 라인 및 상기 스캔 라인의 일련번호를 나타낸다.
상기 스캔 드라이버(300)는 스캔라인들(SLi, i=1~m)에 각자의 스캔신호들을 공급한다. 상기 데이터 드라이버(400)는 데이터 라인(DLj, j=1~n)에 데이터값에 대응하는 전류를 공급한다. 상기 컨트롤러(500)는 제어신호들을 발생시켜 스캔 드라이버(300) 및 데이터 드라이버(400)를 제어한다.
상기 스캔 드라이버(300) 및 데이터 드라이버(400)는 통상적인 액티브 평판 디스플레이 장치의 전류형 구동방법으로 구동할 수도 있다. 상기 스캔 드라이버(300)는 한 프레임(1 frame) 동안에 각 스캔신호(SLi)를 순차적으로 활성화시킬 수 있다.
이때, 데이터 드라이버(400)는 데이터값에 따른 기입전류량(IWC) 또는 증폭전류량(IAMC)의 전류를 데이터 라인(DLi)에 공급한다. 여기서, '기입전류량(IWC)'은 데이터값에 따른 상기 '발광 전류량(Ir)'을 발광 다이오드(도 2의 113 참조)에 흐르게 하는 전류량으로서, 상기 기입전류량(IWC)과 상기 '발광 전류량(Ir)'은 동일할 수 있다. 그리고, 상기 '증폭전류량(IAMC)'은 상기 '기입전류량(IWC)'을 소정의 증폭율로 증폭시킨 전류량이다.
한편, 도 1에 도시되는 종래의 전류형 구동방법에 의하면, 상기 기입전류량(IWC)이 크다면, 할당된 데이터 구간(Pi, Pi+1, …) 내에서 대응하는 픽셀을 프로그램할 수 있을 것이다. 그러나, 상기 기입전류량(IWC)이 작은 경우에는 데이터 라인(DLi)의 기생 캐패시터의 큰 캐패시턴스로 인하여 할당된 데이터 구간(Pi, Pi+1, …) 내에 대응하는 픽셀을 프로그램할 수 없게 되는 경우가 발생할 수도 있음은 전술한 바와 같다.
따라서, 도 4의 스캔 드라이버(300) 및 데이터 드라이버(400)는 본 발명의 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동방법으로 구동될 수도 있다.
도 4의 스캔 드라이버(300) 및 데이터 드라이버(400)는 데이터 구간을 2개 또는 3개 이상의 스테이지 즉, 프로그램 스테이지 및 1개 또는 2개 이상의 소거 스테이지로 분할하여 구동될 수 있다. 여기서, 상기 '프로그램 스테이지'는 각자에 대응하는 상기 스캔라인(SL)에 연결되는 픽셀에 데이터를 프로그램하기 할당되며, 상기 '소거 스테이지'는 자신에 대응하는 상기 스캔라인 이외의 스캔라인에 연결되는 픽셀의 데이터를 소거하기 위하여 할당된다.
이때, 상기 프로그램 스테이지에서는, 자신의 데이터 구간에 해당하는 스캔신호(SLi)가 상기 스캔 드라이버(300)에 의하여 활성화되며, 상기 데이터 드라이버(400)는 선택된 픽셀을 프로그램시키도록 데이터 라인(DLi)에 기입전류량(IWC) 또는 증폭전류량(IAMC)을 제공하도록 구동된다. 그리고, 상기 소거 스테이지에서는, 자신의 데이터 구간에 해당하는 스캔신호(SLi)이 아닌 다른 선택된 스캔신호(SLi)를 활성화시키며, 상기 데이터 드라이버(400)는 프로그램된 픽셀의 데이터 를 유지시키도록 기입전류량(IWC) 또는 증폭전류량(IAMC)을 제공하거나, 프로그램된 픽셀의 데이터를 소거하도록 구동된다.
계속하여, 본 발명의 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동방법이 상세히 기술된다.
2 스테이지로 시분할(時分割)된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동방법
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동방법을 나타내는 플로우챠트로서, 데이터 구간이 2개의 스테이지로 구성되는 경우의 플로우챠트이다. 도 6은 도 5의 전류형 구동방법에서의 기준전류량(IRC) 및 증폭율을 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 7a 및 도 7b는 도 5의 전류형 구동방법에서의 데이터의 제공 및 스캔신호들의 활성화를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, S111 단계에서, 1개의 데이터 구간이 2개의 스테이지 즉, 프로그램 스테이지와 소거 스테이지로 구성될 것을 결정한다.
그리고, S113 단계에서, 기준전류량(IRC) 및 증폭율이 결정된다. 예를 들면, 도 6의 실선과 같이, 기준전류량(IRC)을 r1으로 하고 증폭율을 100으로 결정할 수도 있으며, 일점쇄선과 같이 기준전류량(IRC)을 r2로 하고 증폭율을 10으로 결정할 수도 있다.
S111 단계 및 S113 단계는 본 발명의 전류형 구동방법이 적용되는 액티브 평판 디스플레이 장치의 제작시에 결정될 수도 있으며, 또한, 제작 후에 외부의 프로그램에 의해서 결정될 수도 있다.
다시 도 5를 참조하면, S115 단계에서, 선택된 픽셀의 기입전류량(IWC)이 상기 기준전류량(IRC)과 비교된다. 전술한 바와 같이, 상기 기입전류량(IWC)은 선택된 픽셀에 제공되는 데이터에 대응하는 전류량이다.
만약, S115 단계에서, 선택된 픽셀의 상기 기입전류량(IWC)이 상기 기준전류량(IRC)보다 작은 경우에는, S117 단계가 수행된다. 상기 S117 단계에서는, 선택된 픽셀의 데이터 구간의 '프로그램 스테이지(도 7a 및 도 7b의 PCLK)'에서 상기 선택된 픽셀에 대한 프로그램이 수행한다. 본 실시예에서는, '프로그램 스테이지'는 대응하는 자신의 데이터 구간에서 앞부분에 할당된다.
그리고, S119 단계에서, 상기 프로그램 스테이지(PCLK)에서 프로그램된 선택된 픽셀의 전류를 소거하는 소거 스테이지(도 7a 및 도 7b의 ECLK)가 수행된다. 이때, 데이터 라인(DL)에 공급되는 "0"의 데이터값이 이용된다. 여기서, 상기 소거 스테이지(ECLK)은 상기 프로그램 스테이지(PCLK)부터 상기 증폭율에 따른 유지수(maintenance number)의 데이터 구간에서의 뒷부분이 할당된다. 상기 '소거 스테이지(ECLK)'에서는, 자신의 데이터 구간에 대응하는 이외의 스캔신호(SLi)로서, 선택된 픽셀에 대응하는 스캔신호(SLi)가 활성화된다.
본 명세서에서는, 설명의 편의를 위하여, 스캔라인은 1000개로 구성되는 것으로 가정한다. 그러면, 1개의 프레임은 상기 1000개의 스캔라인에 대응하는 1000개의 데이터 구간으로 정하여 질 것이다.
이와 같은 경우에, 증폭율이 100이라 가정하자. 그러면, 상기 유지수는 도 7a에 도시되는 바와 같이, '1프레임'의 1/100인 10으로 된다. 그리고, 증폭율이 10 인 경우에는 상기 유지수는 도 7b에 도시되는 바와 같이, '1프레임'의 1/10인 100으로 된다.
한편, 도 5의 S115 단계의 비교 결과, 상기 기입전류량(IWC)이 상기 기준전류량(IRC) 이상인 경우에는, S121 단계가 수행된다. 상기 S121 단계에서는, 프로그램 스테이지(PCLK)에서 기입전류량(IWC)으로 선택된 픽셀에 대한 프로그램을 수행한다. 그리고, S123 단계에서, 상기 소거 스테이지(ECLK)이 수행된다. 하지만, S123 단계의 소거 스테이지에서는, 상기 선택된 픽셀을 원래의 기입전류량(IWC)으로 재프로그램하는 동작이 수행된다. 즉, 상기 프로그램 스테이지에서 프로그램된 기입전류량(IWC)가 소거되지 않고, 그대로 유지되는 결과가 된다.
도 5 내지 도 7a 및 도 7b에 도시되는 본 발명의 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동방법을 정리하면, 다음과 같다.
기입전류량(IWC)이 기준전류량(IRC)보다 작은 경우에는, 상기 기입전류량(IWC)을 소정의 증폭율로 증폭시킨 증폭전류량(IAMC)으로 선택된 픽셀을 프로그램한다. 그리고, 유지수 구간 즉, 1프레임의 데이터 구간에 상기 증폭율을 역수에 해당하는 비율을 곱한 데이터 구간이, 프로그램 스테이지로부터 경과한 소거 스테이지에서 상기 증폭전류량(IAMC)으로 프로그램된 데이터를 소거하는 동작을 진행한다. 즉, 기입전류량(IWC)이 기준전류량(IRC)보다 작은 경우에는, 일단 상기 기입전류량(IWC)을 소정의 증폭율로 증폭시킨 증폭전류량(IAMC)으로 선택된 픽셀을 프로그램하는 대신에 발산 기간을 단축함으로써, 원래의 기입전류량에 데이터를 디스플레이하도록 하는 것이다. 이에 따라, 데이터 라인에 큰 기생 캐패시턴스가 존재하 는 경우에도, 프로그래임 소요시간을 짧게 할 수 있다.
그리고, 기입전류량(IWC)이 기준전류량(IRC) 이상인 경우에는, 통상적인 구동방법과 마찬가지로, 상기 기입전류량(IWC)으로 프로그램한 후, 1프레임을 유지하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 구동방법에 의하면, 전체적인 프로그래밍 소요시간이 단축될 수 있다.
이때, 도 5 내지 도 7a 및 도 7b의 전류형 구동방법을 구현하기 위한 도 4의 스캔 드라이버(300)는 도 8에 도시되는 바와 같이, 직렬적으로 연결되는 다수개의 플립플럽(311, 312,…)과 펄스 컨트롤러(320)를 포함하여 구현될 수 있다. 이때, 상기 스캔신호(SLi)들은 하나씩 건너뛴 상기 플립플럽(311, 312,…)의 출력들이 상기 펄스 컨트롤러(320)를 거쳐 발생되는 신호들이다. 이에 대한 동작원리는 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 기술은 생략된다.
한편, 본 발명의 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동방법은 다양한 형태로 변형가능하다.
3 스테이지로 시분할(時分割)된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동방법
도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동방법을 나타내는 플로우챠트로서, 데이터 구간이 3개의 스테이지로 구성 되는 경우의 플로우챠트이다. 도 10은 도 9의 전류형 구동방법에서의 제1 및 제2 기준전류량(IRC1, IRC2) 및 제1 및 제2 증폭율을 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 11은 도 9의 전류형 구동방법에서의 데이터의 제공 및 스캔신호들의 활성화를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 11의 실시예에서는, 1개의 데이터 구간이 1개의 프로그램 스테이지와 2개의 소거 스테이지 즉, 제1 및 제2 소거 스테이지로 구성된다.
도 9를 참조하면, S211 단계에서, 1개의 데이터 구간이 3개의 스테이지로 구성될 것을 결정한다.
그리고, S213 단계에서, 제1 및 제2 기준전류량(IRC1, IRC2)이 결정되고, 또한, 제1 및 제2 증폭율이 결정된다. 도 10을 참조하면, 기입전류량(IWC)이 제1 기준전류량(IRC1)보다 작은 경우의 제1 증폭율은 100이며, 상기 기입전류량(IWC)이 제1 기준전류량(IRC1)이상이면서 제2 기준전류량(IRC2)보다 작은 경우의 제2 증폭율은 10이다.
도 5의 경우와 유사하게, S211 단계 및 S213 단계는 본 발명의 전류형 구동방법이 적용되는 액티브 평판 디스플레이 장치의 제작시에 결정될 수도 있으며, 또한, 제작 후에 외부의 프로그램에 의해서도 결정될 수 있다.
다시 도 9를 참조하면, S215 단계에서, 기입전류량(IWC)이 상기 제1 및 제2 기준전류량(IRC1, IRC2)과 비교된다.
만약, S215 단계에서, 상기 기입전류량(IWC)이 상기 기준전류량(IRC1)보다 작은 경우에는, S217 단계가 수행된다. 상기 S217 단계에서는, 프로그램 스테이지 에서 제1 증폭전류량(IAMC1)으로 선택된 픽셀에 대한 프로그램을 수행한다. 여기서, 그리고, '제1 증폭전류량(IAMC1)'이란 상기 기입전류량(IWC)을 상기 제1 증폭율(도 10의 예에서는 100)로 증폭시킨 전류량을 말한다. 도 11에 도시되는 바와 같이, 본 실시예에서, 상기 '프로그램 스테이지'는 대응하는 자신의 데이터 구간에서 앞부분에 할당된다.
그리고, S219 단계에서, 상기 프로그램 스테이지(PCLK)에서 프로그램된 선택된 픽셀의 전류를 소거하는 제1 소거 스테이지(ECLK1)이 수행된다.
그리고, S219 단계에서, 상기 프로그램 스테이지(PCLK)에서 프로그램된 선택된 픽셀의 전류를 소거하는 제1 소거 스테이지(도 11의 ECLK1)가 수행된다. 여기서, 상기 제1 소거 스테이지(ECLK1)는 상기 프로그램 스테이지(PCLK)부터 상기 증폭율에 따른 제1 유지수(maintenance number)의 데이터 구간에서의 가운데 부분이 할당된다. 상기 '제1 소거 스테이지(ECLK1)'에서는, 도 9의 '소거 스테이지(ECLK)'와 마찬가지로, 자신의 데이터 구간에 대응하는 이외의 스캔신호(SLi)로서, 선택된 픽셀에 대응하는 스캔신호(SLi)가 활성화된다
본 명세서에서는, 제1 증폭율이 100이므로, 상기 제1 유지수는 도 11에 도시되는 바와 같이, '1 프레임'의 1/100인 10으로 된다.
그리고, S221 단계에서, 제2 소거 스테이지(ECLK2)이 수행된다. S221 단계에서의 상기 제2 소거 스테이지(ECLK2)에서는, S119에서의 제1 소거 스테이지(ECLK1)에서와 마찬가지로, 선택된 픽셀의 전류를 소거하는 동작이 수행된다.
여기서, 상기 제2 소거 스테이지(ECLK2)은 상기 프로그램 스테이지(PCLK)으 로부터 상기 제2 증폭율에 따른 제2 유지수(maintenance number)의 데이터 구간에서의 마지막 부분이 할당된다. 상기 '제2 소거 스테이지(ECLK2)'에서는, 상기 '제1 소거 스테이지(ECLK1)'와 마찬가지로, 자신의 데이터 구간에 대응하는 이외의 스캔신호(SLi)로서, 선택된 픽셀에 대응하는 스캔신호(SLi)가 활성화된다
본 명세서에서는, 제2 증폭율이 10이므로, 상기 제1 유지수는 도 11에 도시되는 바와 같이, '1프레임'의 1/10인 100으로 된다.
한편, 도 9의 S215 단계의 비교 결과, 상기 기입전류량(IWC)이 상기 제1 기준전류량(IRC1) 이상이며, 상기 제2 기준전류량(IRC2)보다 작은 경우에는, S227 단계가 수행된다.
상기 S227 단계에서는, 프로그램 스테이지에서 제2 증폭전류량(IAMC2)으로 선택된 픽셀에 대한 프로그램을 수행한다. 여기서, 그리고, '제2 증폭전류량(IAMC2)'이란 상기 기입전류량(IWC)을 상기 제2 증폭율(도 9의 예에서는 10)로 증폭시킨 전류량을 말한다.
그리고, S229 단계에서, 상기 제1 소거 스테이지(ECLK)이 수행된다. 하지만, S229 단계의 제1 소거 스테이지에서는, 상기 선택된 픽셀을 제2 증폭전류량(IAMC2)으로 재프로그램하는 동작이 수행된다. 즉, 상기 프로그램 스테이지에서 프로그램된 제2 증폭전류량(IAMC2)가 소거되지 않고, 그대로 유지되는 결과가 된다.
그리고, S231 단계에서, 상기 프로그램 스테이지(PCLK)에서 프로그램된 선택된 픽셀의 전류를 소거하는 제2 소거 스테이지(ECLK2)이 수행된다.
한편, 도 9의 S215 단계의 비교 결과, 상기 기입전류량(IWC)이 상기 제2 기 준전류량(IRC2) 이상인 경우에는, S237 단계가 수행된다.
상기 S237 단계에서는, 프로그램 스테이지(PCLK)에서 기입전류량(IWC)으로 선택된 픽셀에 대한 프로그램을 수행한다. 그리고, S239 단계에서, 상기 제1 소거 스테이지(ECLK1)이 수행된다. 하지만, S239 단계의 제1 소거 스테이지에서는, 상기 선택된 픽셀을 원래의 기입전류량(IWC)으로 재프로그램하는 동작이 수행된다. 즉, 상기 프로그램 스테이지에서 프로그램된 기입전류량(IWC)가 소거되지 않고, 그대로 유지되는 결과가 된다.
또한, S241 단계의 제2 소거 스테이지에서도, 상기 선택된 픽셀을 원래의 기입전류량(IWC)으로 3차 프로그램하는 동작이 수행된다. 즉, 상기 프로그램 스테이지에서 프로그램된 기입전류량(IWC)가 소거되지 않고, 그대로 유지되는 결과가 된다.
도 9 내지 도 11에 도시되는 본 발명의 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동방법을 정리하면, 다음과 같다.
기입전류량(IWC)이 제1 기준전류량(IRC1)보다 작은 경우에는, 상기 기입전류량(IWC)을 제1 증폭율로 증폭시킨 제1 증폭전류량(IAMC1)으로 선택된 픽셀을 프로그램한다. 그리고, 제1 유지수 구간 즉, 1프레임의 데이터 구간에 상기 제1 증폭율을 역수에 해당하는 비율을 곱한 데이터 구간이 경과한 제1 소거 스테이지(ECLK1)에서 상기 제1 증폭전류량(IAMC1)으로 프로그램된 데이터를 소거하는 동작을 진행한다.
그리고, 기입전류량(IWC)이 제1 기준전류량(IRC1) 이상이고 제2 기준전류 량(IRC2)보다 작은 경우에는, 상기 기입전류량(IWC)을 제2 증폭율로 증폭시킨 제2 증폭전류량(IAMC2)으로 선택된 픽셀을 프로그램한다. 그리고, 제2 유지수 구간 즉, 1프레임의 데이터 구간에 상기 제2 증폭율을 역수에 해당하는 비율을 곱한 데이터 구간이 경과한 제2 소거 스테이지(ECLK2)에서 상기 제2 증폭전류량으로 프로그램된 데이터를 소거하는 동작을 진행한다.
정리하면, 기입전류량(IWC)의 크기에 따라, 상기 기입전류량을 제1 또는 제2 증폭율로 증폭시킨 제1 또는 제2 증폭전류량으로 선택된 픽셀을 프로그램하는 대신에 발산 기간을 단축함으로써, 원래의 기입전류량에 데이터를 디스플레이하도록 하는 것이다.
그리고, 기입전류량(IWC)이 제2 기준전류량(IRC2) 이상인 경우에는, 통상적인 구동방법과 마찬가지로, 상기 기입전류량(IWC)으로 프로그램한 후, 1프레임을 유지하는 것이다.
이때, 도 9 내지 도 11의 전류형 구동방법을 구현하기 위한 도 4의 스캔 드라이버(300)는 도 12에 도시되는 바와 같이, 직렬적으로 연결되는 다수개의 플립플럽(311', 312',…)과 펄스 컨트롤러(320')를 포함하여 구현될 수 있다. 이때, 상기 스캔신호(SLi)들은 2개씩 건너뛴 상기 플립플럽(311', 312',…)의 출력들이 상기 펄스 컨트롤러(320')를 거쳐 발생되는 신호들이다. 이에 대한 동작원리는 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 기술은 생략된다.
기입제어신호를 이용하여 시분할(時分割)한 데이터 구간을 가지는 전류형 구동방법
도 13은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 단위 픽셀을 나타내는 도면이다. 도 13의 픽셀(1100)은, 도 2의 픽셀(100)과 마찬가지로, 스캔신호(SL)에 응답하여 데이터 라인(DL)으로부터 제공되는 전류를 공급받는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 단위 픽셀이다.
도 13을 참조하면, 상기 픽셀(1100)은 전류 공급노드(NDR), 발광부(1110), 스위칭부(1120) 및 전류 공급부(1130)으로 구성된다.
상기 발광부(1110)는 소정의 캐패시터(1111)를 포함하며, 상기 전류 공급노드(NDR)와 제1 전원단자(여기서는, 접지전압(VSS)) 사이에 흐르는 발광 전류(Ir)에 의하여 발광된다. 그리고, 상기 발광 전류(Ir)의 크기는 상기 캐패시터(1111)에 저장되는 전하의 크기에 의하여 제어된다.
상기 발광부(1110)는 구체적으로 상기 캐패시터(1111), 발광 다이오드(1113) 및 드라이빙 트랜지스터(1115)를 구비한다. 발광 다이오드(1113)는 상기 전류 공급노드(NDR) 및 상기 접지전압(VSS) 사이에 형성된다. 상기 드라이빙 트랜지스터(1115)는 상기 발광 전류(Ir)를 상기 전류 공급노드(NDR)부터 상기 발광 다이오드(1113)에 제공한다. 이때, 드라이빙 트랜지스터(1115)는 상기 전류 공급노드(NDR)와 상기 접지전압(VSS) 사이에 상기 발광 다이오드(1113)와 직렬적으로 형성된다. 상기 캐패시터(1111)는 상기 발광 전류(Ir)의 크기를 제어하기 위하여, 상기 선택 트랜지스터(1115)의 게이트 단자에 접속된다.
상기 스위칭부(1120)는 상기 기입제어신호(WE) 및 상기 스캔신호(SL)에 응답하여, 상기 데이터 라인(DL)의 전류를 상기 발광부(1110)의 캐패시터(1111)에 제공한다. 도 13에서, 상기 스위칭부(1120)는 상기 데이터 라인(DL)과 상기 캐패시터(1111)의 일측 사이에 형성되며, 상기 스캔신호(SL)에 응답하여 제어되는 선택 트랜지스터(1121)를 포함한다. 또한, 상기 스위칭부(1120)는 상기 데이터 라인(DL)과 상기 캐패시터(1111)의 일측 사이에 상기 선택 트랜지스터(1121)와 직렬적으로 형성되며, 상기 기입제어신호(WE)에 응답하여 제어되는 기입 트랜지스터(1123)을 포함한다.
상기 전류공급부(1130)는 상기 전류 공급노드(NDR)에 상기 발광부(1110)의 휘도를 확보하기 위한 전류, 즉, 상기 발광 전류(Ir)를 확보하기 위한 전류를 공급한다.
상기 전류 공급부(1130)는 구체적으로 제1 전류 공급 트랜지스터(1131) 및 제2 전류 공급 트랜지스터(1133)를 구비한다. 상기 제1 전류 공급 트랜지스터(1131)는 상기 스캔신호(SL)의 "H"로의 활성화에 응답하여 상기 데이터 라인(DL)의 전류를 상기 전류 공급노드(NDR)에 제공한다. 도 13에서, 상기 제1 전류 공급 트랜지스터(1131)는 NMOS 트랜지스터로 구현된다.
그리고, 상기 제2 전류 공급 트랜지스터(1133)는 상기 스캔신호(SL)의 "L"로의 비활성화에 응답하여 제2 전원단자(여기서는, 전원전압(VCC))의 전류를 상기 전류 공급노드(NDR)에 제공한다. 도 13에서, 상기 제2 전류 공급 트랜지스터(1133)는 PMOS 트랜지스터로 구현된다.
계속하여, 도 13에 도시된 픽셀(1100)의 프로그램 동작과 발산(emission) 동작이 기술된다.
프로그램 동작에서, 상기 스캔신호(SL) 및 상기 기입제어신호(WE)가 "H"로 되는 활성화된다. 그러면, 상기 데이터 라인(DL)의 전류가 상기 제1 전류 공급 트랜지스터(1131), 드라이빙 트랜지스터(1115) 및 발광 다이오드(1113)의 패스를 통하여 흐르게 된다. 이때, 제2 전류 공급 트랜지스터(1133)은 "턴오프" 상태이다. 그리고, 상기 발광 전류량(Ir) 이론적으로는 상기 데이터 라인(DL)의 전류에 의하여, 상기 발광 다이오드(1113)의 휘도가 결정된다.
한편, 상기 드라이빙 트랜지스터(1115)에 상기 발광 전류량(Ir)이 흐를 수 있도록, 상기 기입 트랜지스터(1123) 및 상기 선택 트랜지스터(1121)를 통하여 제공되는 상기 데이터 라인(DL)의 전류에 의하여, 상기 발광부(1110)의 캐패시터(1111)가 충전된다.
상기 발산 동작에서는, 상기 스캔신호(SL)가 "L"로 되는 비활성화된다. 그러면, 상기 제1 전류 공급 트랜지스터(1131) 및 상기 선택 트랜지스터(1121)가 "턴오프" 상태로 되며, 상기 캐패시터(1111)와 상기 전류 공급노드(NDR)는 상기 데이터 라인(DL)으로부터 분리된다. 반면에, 상기 제2 전류 공급 트랜지스터(1133)는 "턴온" 상태가 되므로, 상기 전원전압(VCC)의 전류가 상기 제2 전류 공급 트랜지스터(1133), 드라이빙 트랜지스터(1115) 및 발광 다이오드(1113)의 패스를 통하여 흐르게 된다.
이때, 상기 드라이빙 트랜지스터(1115)의 게이트 전압은 프로그램 동작시에 상기 캐패시터(1111)에 충전된 전압을 유지하므로, 상기 드라이빙 트랜지스터(1115) 및 상기 발광 다이오드(1113)에 흐르는 전류는, 상기 프로그래밍 동작시와 동일하게 유지될 수 있다.
즉, 상기 발산동작시에도 상기 프로그램 동작시와 거의 동일한 전류가 상기 발광 다이오드(1113)에 흐르게 된다.
도 13에 도시되는 단위 픽셀들도, 본 발명의 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 구동방법에 적용될 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동방법을 나타내는 플로우챠트로서, 도 13의 단위 픽셀을 이용하는 전류형 구동방법을 나타내는 도면이다. 그리고, 도 15는 도 14의 전류형 구동방법에서의 데이터의 제공, 스캔신호들 및 기입제어신호의 활성화를 설명하기 위한 도면이다. 이때, 데이터 구간은 도 5 및 도 6의 구동방법과 마찬가지로 2개의 스테이지로 구성된다.
도 14를 참조하면, S313 단계에서, 기준전류량(IRC) 및 증폭율이 결정된다. S313 단계는 본 발명의 전류형 구동방법이 적용되는 액티브 평판 디스플레이 장치의 제작시에 결정될 수도 있으며, 또한, 제작 후에 외부의 프로그램에 의해서 결정될 수도 있다.
S315 단계에서, 선택된 픽셀의 기입전류량(IWC)이 상기 기준전류량(IRC)과 비교된다. 전술한 바와 같이, 상기 기입전류량(IWC)은 선택된 픽셀에 제공되는 데이터에 대응하는 전류량이다.
만약, S315 단계에서, 선택된 픽셀의 상기 기입전류량(IWC)이 상기 기준전류량(IRC)보다 작은 경우에는, S317 단계가 수행된다. 상기 S317 단계에서는, 선택된 픽셀의 데이터 구간의 '프로그램 스테이지(도 15의 PCLK)'에서 상기 선택된 픽셀에 대한 프로그램이 수행한다. 이때, 선택된 상기 스캔신호(SL) 및 기입제어신호(WE)는 모두 활성화된다. 본 실시예에서는, '프로그램 스테이지'는 대응하는 자신의 데이터 구간에서 앞부분에 할당된다.
그리고, S319 단계에서, 상기 프로그램 스테이지(PCLK)에서 프로그램된 선택된 픽셀의 전류를 소거하는 소거 스테이지(도 15의 ECLK)가 수행된다. 이때, 데이터 라인(DL)에 공급되는 "0"의 데이터값이 이용된다. 여기서, 상기 소거 스테이지(ECLK)은 상기 프로그램 스테이지(PCLK)부터 상기 증폭율에 따른 유지수(maintenance number)의 데이터 구간에서의 뒷부분이 할당된다. 그리고, 상기 소거 스테이지에서는 상기 기입전류량(IWC)과 상기 기준전류량(IRC)의 비교결과에 관계없이 상기 선택된 픽셀의 프로그램된 전류를 소거시킬 수 있는 전류를 전송한다.
상기 '소거 스테이지(ECLK)'에서는, 자신의 데이터 구간에 대응하는 이외의 스캔신호(SLi)로서, 선택된 픽셀에 대응하는 스캔신호(SLi)가 활성화된다. 또한, 상기 '소거 스테이지(ECLK)'에서는, 상기 기입제어신호(WE)가 활성화된다.
도 15는 증폭율이 100인 경우이다. 따라서, 상기 유지수는 '1프레임'의 1/100인 10으로 된다.
한편, 도 14의 S315 단계의 비교 결과, 상기 기입전류량(IWC)이 상기 기준전류량(IRC) 이상인 경우에는, S321 단계가 수행된다. 상기 S321 단계에서는, 프로그 램 스테이지(PCLK)에서 기입전류량(IWC)으로 선택된 픽셀에 대한 프로그램을 수행한다. 이때, 선택된 상기 스캔신호(SL) 및 기입제어신호(WE)는 모두 활성화됨은 상기 S317 단계와 동일하다.
그리고, S323 단계에서, 상기 소거 스테이지(ECLK)이 수행된다. 하지만, S323 단계의 소거 스테이지에서는, 상기 S319 단계의 소거 스테이지와 달리, 상기 기입제어신호(WE)는 비활성화된다. 즉, 상기 S323 단계의 소거 스테이지에서는, 상기 프로그램 스테이지에서 프로그램된 기입전류량(IWC)가 소거되지 않고, 그대로 유지되는 결과가 된다.
도 14 및 도 15에 도시되는 본 발명의 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동방법을 정리하면, 다음과 같다.
기입전류량(IWC)이 기준전류량(IRC)보다 작은 경우에는, 상기 기입전류량(IWC)을 소정의 증폭율로 증폭시킨 증폭전류량(IAMC)으로 선택된 픽셀을 프로그램한다. 그리고, 유지수 구간 즉, 1프레임의 데이터 구간에 상기 증폭율을 역수에 해당하는 비율을 곱한 데이터 구간이, 프로그램 스테이지로부터 경과한 소거 스테이지에서 상기 증폭전류량(IAMC)으로 프로그램된 데이터를 소거하는 동작을 진행한다. 이때, 상기 기입제어신호(WE)는 활성화된다.
반면에, 기입전류량(IWC)이 기준전류량(IRC) 이상인 경우에는, 상기 기입제어신호(WE)는 비활성화된다. 즉, 상기 프로그램 스테이지에서 프로그램된 데이터가 그대로 유지된다.
도 14 및 도 15의 실시예에서는, 소거 스테이지에서는 상기 데이터 라인(DL) 은 소거 전류량을 전송하고, 기입제어신호(WE)의 활성화 여부에 따라 프로그램된 전류의 소거 또는 유지가 결정된다. 따라서, 상기 프로그램 스테이지를 상기 소거 스테이지보다 크게 할 수 있으며, 이에 따라 프로그램을 용이하게 제어할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 도 13의 픽셀을 사용하는 도 14 및 도 15의 실시예에서는, '프로그램 스테이지'에 사용된 증폭전류(IAMC) 또는 기입전류량(IWC)이 '소거 스테이지'에서는 사용되지 않는다. 따라서, 도 13의 픽셀을 사용하는 도 14 및 도 15의 실시예에서는, '프로그램 스테이지'에 사용된 증폭전류(IAMC) 또는 기입전류량(IWC)을 저장하기 위한 메모리가 요구되지 않는다는 장점이 있다.
이중 스캔라인을 가지는 단위픽셀을 시분할(時分割)한 데이터 구간을 가지는 전류형 구동방법
도 16은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 단위 픽셀을 나타내는 도면이다. 도 16의 픽셀(1200)은, 제1 스캔신호(FSL) 및제2 스캔신호(SSL)에 응답하여 데이터 라인(DL)으로부터 제공되는 전류를 공급받는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 단위 픽셀이다.
도 16을 참조하면, 상기 픽셀(1200)은 전류 공급노드(NDR), 발광부(1210), 제1 스위칭부(1220), 제1 전류 공급부(1230), 제2 스위칭부(1240) 및 제2 전류 공급부(1250)으로 구성된다.
상기 발광부(1210)는 소정의 캐패시터(1211)를 포함하며, 상기 전류 공급노 드(NDR)와 제1 전원단자(여기서는, 접지전압(VSS)) 사이에 흐르는 발광 전류(Ir)에 의하여 발광된다. 그리고, 상기 발광 전류(Ir)의 크기는 상기 캐패시터(1211)에 저장되는 전하의 크기에 의하여 제어된다.
상기 발광부(1210)는 구체적으로 상기 캐패시터(1211), 발광 다이오드(1213) 및 드라이빙 트랜지스터(1215)를 구비한다. 발광 다이오드(1213)는 상기 전류 공급노드(NDR) 및 상기 접지전압(VSS) 사이에 형성된다. 상기 드라이빙 트랜지스터(1215)는 상기 발광 전류(Ir)를 상기 전류 공급노드(NDR)부터 상기 발광 다이오드(1213)에 제공한다. 이때, 드라이빙 트랜지스터(1215)는 상기 전류 공급노드(NDR)와 상기 접지전압(VSS) 사이에 상기 발광 다이오드(1213)와 직렬적으로 형성된다. 상기 캐패시터(1211)는 상기 발광 전류(Ir)의 크기를 제어하기 위하여, 상기 선택 트랜지스터(1215)의 게이트 단자에 접속된다.
상기 제1 스위칭부(1220)는 상기 제1 스캔신호(FSL)에 응답하여, 상기 데이터 라인(DL)의 전류를 상기 발광부(1210)의 캐패시터(1211)에 제공한다. 도 16에서, 상기 제1 스위칭부(1220)는 상기 데이터 라인(DL)과 상기 캐패시터(1211)의 일측 사이에 형성되며, 상기 제1 스캔신호(FSL)에 응답하여 제어되는 선택 트랜지스터(1221)를 포함한다.
상기 제1 전류공급부(1230)는 상기 전류 공급노드(NDR)에 상기 발광부(1210)의 휘도를 확보하기 위한 전류, 즉, 상기 발광 전류(Ir)를 확보하기 위한 전류를 공급한다.
상기 제1 전류 공급부(1230)는 구체적으로 제1 전류 공급 트랜지스터(1231) 및 제2 전류 공급 트랜지스터(1233)를 구비한다. 상기 제1 전류 공급 트랜지스터(1231)는 상기 제1 스캔신호(FSL)의 "H"로의 활성화에 응답하여 상기 데이터 라인(DL)의 전류를 상기 전류 공급노드(NDR)에 제공한다. 도 16에서, 상기 제1 전류 공급 트랜지스터(1231)는 NMOS 트랜지스터로 구현된다.
그리고, 상기 제2 전류 공급 트랜지스터(1233)는 상기 제1 스캔신호(FSL)의 "L"로의 비활성화에 응답하여 제2 전원단자(여기서는, 전원전압(VCC))의 전류를 상기 전류 공급노드(NDR)에 제공한다. 도 16에서, 상기 제2 전류 공급 트랜지스터(1233)는 PMOS 트랜지스터로 구현된다.
상기 제2 스위칭부(1240)는 상기 제2 스캔신호(SSL)에 응답하여, 상기 데이터 라인(DL)의 전류를 상기 발광부(1210)의 캐패시터(1211)에 제공한다. 도 16에서, 상기 제2 스위칭부(1240)는 상기 데이터 라인(DL)과 상기 캐패시터(1211)의 일측 사이에 형성되며, 상기 제2 스캔신호(SSL)에 응답하여 제어되는 선택 트랜지스터(1241)를 포함한다.
상기 제2 전류공급부(1250)는 상기 전류 공급노드(NDR)에 상기 발광부(1210)의 휘도를 확보하기 위한 전류, 즉, 상기 발광 전류(Ir)를 확보하기 위한 전류를 공급한다.
상기 제2 전류 공급부(1250)는 구체적으로 제3 전류 공급 트랜지스터(1251) 및 제4 전류 공급 트랜지스터(1253)를 구비한다. 상기 제3 전류 공급 트랜지스터(1251)는 상기 제2 스캔신호(SSL)의 "H"로의 활성화에 응답하여 상기 데이터 라인(DL)의 전류를 상기 전류 공급노드(NDR)에 제공한다. 도 16에서, 상기 제3 전류 공급 트랜지스터(1251)는 NMOS 트랜지스터로 구현된다.
그리고, 상기 제4 전류 공급 트랜지스터(1253)는 상기 제2 스캔신호(SSL)의 "L"로의 비활성화에 응답하여 제2 전원단자(여기서는, 전원전압(VCC))의 전류를 상기 전류 공급노드(NDR)에 제공한다. 도 16에서, 상기 제4 전류 공급 트랜지스터(1253)는 PMOS 트랜지스터로 구현된다.
계속하여, 도 16에 도시된 픽셀(1200)의 프로그램 동작과 발산(emission) 동작이 기술된다.
프로그램 동작에서, 상기 제1 스캔신호(FSL) 또는 제2 스캔신호(SSL)가 "H"로 되는 활성화된다. 그러면, 상기 데이터 라인(DL)의 전류가 상기 제1 전류 공급 트랜지스터(1231), 드라이빙 트랜지스터(1215) 및 발광 다이오드(1213)의 패스 또는 상기 제3 전류 공급 트랜지스터(1251), 드라이빙 트랜지스터(1215) 및 발광 다이오드(1213)의 패스를 통하여 흐르게 된다.
한편, 상기 드라이빙 트랜지스터(1115)에 상기 발광 전류량(Ir)이 흐를 수 있도록, 상기 제1 또는 제2 선택 트랜지스터(1221, 1241)를 통하여 제공되는 상기 데이터 라인(DL)의 전류에 의하여, 상기 발광부(1210)의 캐패시터(1211)가 충전된다.
상기 발산 동작에서는, 상기 제1 및 제2 스캔신호(FSL, SSL)가 모두 "L"로 비활성화된다. 그러면, 상기 제1 전류 공급 트랜지스터(1231) 및 상기 제1 선택 트랜지스터(1221) 그리고, 상기 제2 전류 공급 트랜지스터(1251) 및 상기 제2 선택 트랜지스터(1241)가 "턴오프" 상태로 되며, 상기 캐패시터(1211)와 상기 전류 공급 노드(NDR)는 상기 데이터 라인(DL)으로부터 분리된다. 반면에, 상기 제2 전류 공급 트랜지스터(1233) 및 상기 제4 전류 공급 트랜지스터(1253)는 "턴온" 상태가 되므로, 상기 전원전압(VCC)의 전류가 상기 제2 및 제4 전류 공급 트랜지스터(1233, 1253), 드라이빙 트랜지스터(1215) 및 발광 다이오드(1213)의 패스를 통하여 흐르게 된다.
이때, 상기 드라이빙 트랜지스터(1215)의 게이트 전압은 프로그램 동작시에 상기 캐패시터(1211)에 충전된 전압을 유지하므로, 상기 드라이빙 트랜지스터(1215) 및 상기 발광 다이오드(1213)에 흐르는 전류는, 상기 프로그래밍 동작시와 동일하게 유지될 수 있다.
도 16에 도시되는 단위 픽셀들도, 본 발명의 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 구동방법에 적용될 수 있다.
도 17은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 구동방법을 나타내는 플로우챠트로서, 도 16의 단위 픽셀을 이용하는 전류형 구동방법을 나타내는 도면이다. 그리고, 도 18은 도 17의 전류형 구동방법에서의 데이터의 제공, 제1 스캔신호 및 제2 스캔신호의 활성화를 설명하기 위한 도면이다. 이때, 데이터 구간은 도 5 및 도 6의 구동방법과 마찬가지로 2개의 스테이지로 구성된다.
도 17을 참조하면, S413 단계에서, 기준전류량(IRC) 및 증폭율이 결정된다. S413 단계는 본 발명의 전류형 구동방법이 적용되는 액티브 평판 디스플레이 장치의 제작시에 결정될 수도 있으며, 또한, 제작 후에 외부의 프로그램에 의해서 결정 될 수도 있다.
S415 단계에서, 선택된 픽셀의 기입전류량(IWC)이 상기 기준전류량(IRC)과 비교된다. 전술한 바와 같이, 상기 기입전류량(IWC)은 선택된 픽셀에 제공되는 데이터에 대응하는 전류량이다.
만약, S415 단계에서, 선택된 픽셀의 상기 기입전류량(IWC)이 상기 기준전류량(IRC)보다 작은 경우에는, S417 단계가 수행된다. 상기 S417 단계에서는, 선택된 픽셀의 데이터 구간의 '프로그램 스테이지(도 18의 PCLK)'에서 상기 선택된 픽셀에 대한 프로그램이 수행한다. 이때, 선택된 상기 제1 스캔신호(FSL)는 활성화되고, 선택된 상기 제2 스캔신호(SSL)는 비활성화된다. 본 실시예에서는, '프로그램 스테이지'는 대응하는 자신의 데이터 구간에서 앞부분에 할당된다.
그리고, S419 단계에서, 상기 프로그램 스테이지(PCLK)에서 프로그램된 선택된 픽셀의 전류를 소거하는 소거 스테이지(도 18의 ECLK)가 수행된다. 여기서, 상기 소거 스테이지(ECLK)은 상기 프로그램 스테이지(PCLK)부터 상기 증폭율에 따른 유지수(maintenance number)의 데이터 구간에서의 뒷부분이 할당된다. 그리고, 상기 소거 스테이지에서는 상기 기입전류량(IWC)과 상기 기준전류량(IRC)의 비교결과에 관계없이 상기 선택된 픽셀의 프로그램된 전류를 소거시킬 수 있는 전류를 전송한다.
상기 '소거 스테이지(ECLK)'에서는, 자신의 데이터 구간에 대응하는 이외의 제2 스캔신호(SSL)로서, 선택된 픽셀에 대응하는 제2 스캔신호(SSL)가 활성화된다. 상기 '소거 스테이지(ECLK)'에서는, 상기 제1 스캔신호(FSL)는 비활성화된다.
도 18에서, 증폭율은 100이다. 따라서, 상기 유지수는 '1프레임'의 1/100인 10으로 된다.
한편, 도 18의 S415 단계의 비교 결과, 상기 기입전류량(IWC)이 상기 기준전류량(IRC) 이상인 경우에는, S421 단계가 수행된다. 상기 S421 단계에서는, 프로그램 스테이지(PCLK)에서 기입전류량(IWC)으로 선택된 픽셀에 대한 프로그램을 수행한다. 이때, 선택된 상기 제1 스캔신호(FSL)가 활성화되고, 제2 스캔신호(SSL)가 비활성화됨은 상기 S417 단계와 동일하다.
그리고, S423 단계에서, 상기 소거 스테이지(ECLK)이 수행된다. 하지만, S423 단계의 소거 스테이지에서는, 상기 S419 단계의 소거 스테이지와 달리, 상기 제1 스캔신호(FSL) 및 상기 제2 스캔신호(SSL) 모두가 비활성화된다. 즉, 상기 S423 단계의 소거 스테이지에서는, 상기 프로그램 스테이지에서 프로그램된 기입전류량(IWC)가 소거되지 않고, 그대로 유지되는 결과가 된다.
상기와 같은 본 발명의 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 구동방법에 의하면, 전체적인 프로그래밍 소요시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서 제시되는 다양한 형태의 단위 픽셀들이 본 발명의 시분할된 데이터 구간을 가지는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 구동방법에 적용될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
예를 들면, 본 명세서에서, 디스플레이 장치의 발광 다이오드는 AMOLED로 도시되고 기술되었으나, 폴리머 LED 디바이스, 유기 LED 디바이스, 형광체를 포함하는 물질 및 다른 발광 구조일 수 있다. 또한, 본 명세서에서의 MOS 트랜지스터들이 도시되고 기술되었다. 그러나, 본 발명의 트랜지스터들은 결정 실리콘, 수소 첨가된 무정형 실리콘, 폴리실리콘 및 심지어 반도체 폴리머와 같은 많은 기술에 의해서도 구현가능하다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 스캔신호에 응답하여 데이터 라인으로부터 제공되는 전류를 공급받는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 단위 픽셀에 있어서,
    전류 공급노드;
    소정의 캐패시터를 포함하며, 상기 전류 공급노드와 제1 전원단자 사이에 흐르는 발광 전류에 의하여 발광되는 발광부로서, 상기 발광 전류의 크기는 상기 캐패시터에 저장되는 전하의 크기에 의하여 제어되는 상기 발광부;
    상기 스캔신호에 응답하여, 상기 데이터 라인의 전류를 상기 발광부의 캐패시터에 제공할 수 있는 스위칭부; 및
    상기 전류 공급노드에 상기 발광 전류를 확보하기 위한 전류를 공급하는 전류공급부를 구비하며,
    상기 스위칭부는
    소정의 기입제어신호에 응답하여 인에이블되는 것을 특징으로 하는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 단위 픽셀.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 발광부는
    상기 전류 공급노드 및 상기 제1 전원단자 사이에 형성되는 발광 다이오드;
    상기 발광 전류를 상기 전류 공급노드부터 상기 발광 다이오드에 제공하는 드라이빙 트랜지스터로서, 상기 전류 공급노드와 제2 전원단자 사이에 상기 발광 다이오드와 직렬적으로 형성되는 상기 드라이빙 트랜지스터; 및
    상기 선택 트랜지스터의 게이트 단자에 접속되는 상기 캐패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전류형 액티브 평판 디스플레이의 픽셀.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 스위칭부는
    상기 데이터 라인과 상기 캐패시터의 일측 사이에 형성되며, 상기 스캔신호에 응답하여 제어되는 선택 트랜지스터; 및
    상기 데이터 라인과 상기 캐패시터의 일측 사이에 상기 선택 트랜지스터와 직렬적으로 형성되며, 상기 기입제어신호에 응답하여 제어되는 기입 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전류형 액티브 평판 디스플레이의 픽셀.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 전류 공급부는
    상기 스캔신호의 활성화에 응답하여 상기 데이터 라인의 전류를 상기 전류 공급노드에 제공하는 제1 전류 공급 트랜지스터; 및
    상기 스캔신호의 비활성화에 응답하여 제2 전원단자의 전류를 상기 전류 공급노드에 제공하는 제2 전류 공급 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전류형 액티브 평판 디스플레이의 픽셀.
  5. 제1 스캔신호 및 제2 스캔신호에 응답하여 데이터 라인으로부터 제공되는 전류를 공급받는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 단위 픽셀에 있어서,
    전류 공급노드;
    소정의 캐패시터를 포함하며, 상기 전류 공급노드와 제1 전원단자 사이에 흐르는 발광 전류에 의하여 발광되는 발광부로서, 상기 발광 전류의 크기는 상기 캐패시터에 저장되는 전하의 크기에 의하여 제어되는 상기 발광부;
    상기 제1 스캔신호의 활성화에 응답하여, 상기 데이터 라인의 전류를 상기 발광부의 캐패시터에 제공할 수 있는 제1 스위칭부;
    상기 제1 스캔신호의 비활성화에 응답하여, 상기 전류 공급노드에 상기 발광 전류를 확보하기 위한 전류를 공급하는 제1 전류공급부;
    상기 제2 스캔신호의 활성화에 응답하여, 상기 데이터 라인의 전류를 상기 발광부의 캐패시터에 제공할 수 있는 제2 스위칭부;
    상기 제2 스캔신호의 비활성화에 응답하여, 상기 전류 공급노드에 상기 발광 전류를 확보하기 위한 전류를 공급하는 제2 전류공급부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전류형 액티브 평판 디스플레이 장치의 단위 픽셀.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 발광부는
    상기 전류 공급노드 및 상기 제1 전원단자 사이에 형성되는 발광 다이오드;
    상기 발광 전류를 상기 전류 공급노드부터 상기 발광 다이오드에 제공하는 드라이빙 트랜지스터로서, 상기 전류 공급노드와 제2 전원단자 사이에 상기 발광 다이오드와 직렬적으로 형성되는 상기 드라이빙 트랜지스터; 및
    상기 선택 트랜지스터의 게이트 단자에 접속되는 상기 캐패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전류형 액티브 평판 디스플레이의 픽셀.
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