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KR100602353B1 - 전류 범위 제어회로, 데이터 구동부 및 발광 표시장치 - Google Patents

전류 범위 제어회로, 데이터 구동부 및 발광 표시장치 Download PDF

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KR100602353B1
KR100602353B1 KR1020040096376A KR20040096376A KR100602353B1 KR 100602353 B1 KR100602353 B1 KR 100602353B1 KR 1020040096376 A KR1020040096376 A KR 1020040096376A KR 20040096376 A KR20040096376 A KR 20040096376A KR 100602353 B1 KR100602353 B1 KR 100602353B1
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South Korea
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control signal
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transistors
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김양완
권오경
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 전류 범위 제어회로, 데이터 구동부 및 발광 표시장치에 관한 것으로, 특히 데이터 구동부의 출력 전류의 범위를 조절할 수 있는 전류 범위 제어회로, 데이터 구동부 및 발광 표시장치에 관한 것이다.
본 발명은 클락신호 및 동기신호에 대응하여 래치 제어신호를 출력하는 쉬프트 레지스터, 상기 래치 제어신호에 따라 비디오 데이터를 순차적으로 입력받아 병렬로 출력하는 데이터 래치, 상기 데이터 래치의 출력을 다중화하여 출력하는 다중화기, 상기 다중화기의 출력을 아날로그 전류로 변환하여 출력하는 D/A 변환기, 및 상기 D/A 변환기에서 출력되는 전류를 역다중화한 데이터 전류를 출력하되, 전류 범위 제어신호에 따라 상기 데이터 전류의 범위를 조절하는 전류 범위 제어회로를 포함하는 데이터 구동부를 제공한다.
본 발명은 데이터 구동부에서 출력되는 데이터 전류의 범위를 전류 범위 제어신호에 따라 조절할 수 있으므로 다양한 화소회로 또는 발광소자에 대하여 전류 범위 제어신호만 변경하여 적용할 수 있으며, 간단하게 전류 범위를 제어할 수 있으며, 미러 구조를 형성하는 트랜지스터들의 드레인 전압을 일치시킴으로써 정확한 전류값을 얻을 수 있으며, D/A 변환기의 복잡도를 줄일 수 있다는 장점이 있다.

Description

전류 범위 제어회로, 데이터 구동부 및 발광 표시장치{CURRENT RANGE CONTROL CIRCUIT, DATA DRIVER AND LIGHT EMITTING DISPLAY}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 발광 표시장치에 채용된 데이터 구동부의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 데이터 구동부에 채용된 전류 범위 제어회로의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 전류 범위 제어회로에 채용된 마스터 회로 또는 슬레이브 회로의 일례를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 주사구동부 200 : 데이터 구동부
300 : 화상 표시부 400 : 화소
500 : 타이밍 제어부
210 : 쉬프트 레지스터 220 : 데이터 래치
230 : 다중화부 240: D/A 변환기
250 : 전류 범위 제어회로
본 발명은 전류 범위 제어회로, 데이터 구동부 및 발광 표시장치에 관한 것으로, 특히 데이터 구동부의 출력 전류의 범위를 조절할 수 있는 전류 범위 제어회로, 데이터 구동부 및 발광 표시장치에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 및 발광 표시장치(Light Emitting Display) 등이 있다.
평판 표시장치 중 발광 표시장치는 전자와 정공의 재결합으로 형광물질을 발광시키는 자발광소자로서, 재료 및 구조에 따라 무기물의 발광층을 포함하는 무기 발광 표시장치와 유기물의 발광층을 포함하는 유기 발광 표시장치로 대별된다. 유기 발광 표시장치를 특히 유기 전계발광 표시장치(organic electroluminescent display)라 칭하기도 하다. 이러한, 발광 표시장치는 액정 표시장치와 같이 별도의 광원을 필요로 하는 수동형 발광소자에 비하여 음극선관과 같은 빠른 응답속도 를 가지는 장점을 갖고 있다.
발광 표시장치의 구동 방식으로는 수동 매트릭스 방식과 능동 매트릭스 방식이 있다. 이 중에서, 수동 매트릭스 방식은 양극과 음극을 직교하도록 형성하고 라인을 선택하여 구동하는 방식이다. 능동 매트릭스 방식은 능동 소자를 이용하여 발광 소자에 흐르는 전류량을 제어하는 방식이다. 능동 소자로는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 TFT라 함)가 주로 사용된다. 능동 매트릭스 방식은 다소 복잡하나 전류 소모량이 적고 발광 시간이 길어진다는 장점이 있다.
발광 표시장치의 기입 방식으로는 전압 기입 방식(voltage programming method)과 전류 기입 방식(current programming method)이 있다. 이 중 전압 기입 방식은 데이터 구동부가 데이터 신호에 대응하는 전압을 출력하고, 화소에 내장된 캐패시터가 상기 출력된 전압에 대응하는 전압을 저장하고, 발광 소자가 상기 저장된 전압에 대응하여 발광하는 방식이다. 전압 기입 방식은 액정 표시장치 등에서 사용되는 데이터 구동부를 그대로 사용할 수 있다는 장점이 있으나, 능동소자로 사용되는 TFT의 문턱전압과 이동도 등의 편차로 인하여 균일한 화면을 표현하기 어려운 단점이 있다. 전류 기입 방식은 데이터 구동부가 데이터 신호에 대응하는 전류를 출력하고, 화소에 내장된 캐패시터가 상기 출력된 전류에 대응하는 전압을 저장하고, 발광 소자가 상기 저장된 전압에 대응하여 발광하는 방식이다. 전류 기입 방식은 TFT의 문턱전압과 이동도의 편차를 용이하게 보상하여 균일한 화면을 표현할 수 있다는 장점이 있으므로, 데이터 전류를 출력하는 데이터 구동부의 개발을 필요로 한다.
한편, 전류 기입 방식의 데이터 구동부에 있어서 데이터 전류의 범위는 화소회로에 따라 달라질 수 있다. 가령, 데이터 전류와 동일한 크기의 전류를 발광 소자에 전달하는 화소회로의 경우에는 그리 크지 않은 데이터 전류의 범위를 요구하나, M:1 미러를 이용함으로써 데이터 전류가 발광 소자에 흐르는 전류의 M배인 경우에는 상대적으로 큰 데이터 전류의 범위를 요구한다. 또한, 발광 소자의 종류에 따라 발광 효율이 다르므로, 서로 다른 데이터 전류의 범위를 필요로 할 수도 있다. 이와 같이 화소회로의 종류 또는 발광소자의 종류에 따라 요구되는 데이터 전류의 범위가 다르므로, 화소회로를 변경할때마다 또는 발광소자를 달리할 때마다 별도의 데이터 구동부를 설계하여야 한다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 데이터 전류의 범위를 조절할 수 있는 전류 범위 제어회로, 데이터 구동부 및 발광 표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로써, 본 발명의 제 1 측면은 클락신호 및 동기신호에 대응하여 래치 제어신호를 출력하는 쉬프트 레지스터, 상기 래치 제어신호에 따라 비디오 데이터를 순차적으로 입력받아 병렬로 출력하는 데이터 래치, 상기 데이터 래치의 출력을 다중화하여 출력하는 다중화기, 상기 다중화기의 출력을 아날로그 전류로 변환하여 출력하는 D/A 변환기, 및 상기 D/A 변환기에서 출력되는 전류를 역다중화한 데이터 전류를 출력하되, 전류 범위 제어신호에 따라 상기 데이터 전류의 범위를 조절하는 전류 범위 제어회로를 포함하는 데이터 구동부를 제공한다.
본 발명의 제 2 측면은 복수의 주사선으로 주사신호를 순차적으로 인가하는 주사 구동부, 복수의 데이터선에 데이터 전류를 인가하는 본 발명의 제 1 측면에 의한 데이터 구동부, 및 상기 복수의 주사선에 인가된 주사 신호 및 상기 복수의 데이터선에 인가되는 데이터 전류에 따라 화상을 표시하는 화상표시부를 포함하는 발광 표시장치를 제공한다.
본 발명의 제 3 측면은 드레인과 게이트는 전기적으로 연결되며, 드레인에는 입력 전류가 인가되는 제 1 트랜지스터를 구비하는 입력 미러 회로, 마스터 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압을 저장하고, 상기 저장된 전압값에 대응하는 마스터 전류를 출력하되, 상기 마스터 전류의 범위는 전류 범위 제어신호에 의하여 제어되는 마스터 회로, 슬레이브 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압을 저장하고, 상기 저장된 전압값에 대응하는 슬레이브 전류를 출력하되, 상기 슬레이브 전류의 범위는 상기 전류 범위 제어신호에 의하여 제어되는 슬레이브 회로, 및 마스터/슬레이브 선택신호에 따라 상기 마스터 전류 및 상기 슬레이브 전류 중 어느 한 전류를 출력 전류로써 출력하는 마스터/슬레이브 선택회로를 포함하는 전류 범위 제어회로를 제공한다.
본 발명의 제 4 측면은 드레인과 게이트는 전기적으로 연결되며 드레인에는 입력 전류가 인가되는 제 1 트랜지스터, 및 양의 입력단이 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 접속되어 부궤환 루프를 형성하는 연산 증폭기를 구비하는 입력 미러 회로, 마스터 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압을 저장하고, 상기 저장된 전압값에 대응하는 마스터 전류를 출력하되, 상기 마스터 전류의 범위는 전류 범위 제어신호에 의하여 제어되는 마스터 회로, 슬레이브 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압을 저장하고, 상기 저장된 전압값에 대응하는 슬레이브 전류를 출력하되, 상기 슬레이브 전류의 범위는 상기 전류 범위 제어신호에 의하여 제어되는 슬레이브 회로, 및 마스터/슬레이브 선택신호에 따라 상기 마스터 전류 및 상기 슬레이브 전류 중 어느 한 전류를 출력 전류로써 출력하는 마스터/슬레이브 선택회로를 포함하는 전류 범위 제어회로를 제공한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 발광 표시장치는 주사 구동부(100), 데이터 구동부(200), 화상 표시부(300) 및 타이밍 제어부(500)를 구비한다.
주사 구동부(100)는 주사선들(S1 내지 Sn)을 구동한다. 이러한, 주사 구동 부(100)는 주사 구동부 제어신호들(SCS)에 응답하여 주사신호를 생성하고, 생성된 주사신호를 주사선들(S1 내지 Sn)로 순차적으로 공급한다.
데이터 구동부(200)는 데이터선들(D1 내지 Dm)을 구동한다. 이러한, 데이터 구동부(200)는 데이터 구동부 제어신호들(DCS) 및 비디오 데이터(Data)에 응답하여 데이터 전류들을 생성하고, 생성된 데이터 전류들을 데이터선들(D1 내지 Dm)로 공급한다. 또한, 데이터 구동부(200)의 출력 전류의 범위는 전류 범위 제어신호(Ctrl)에 따라 조절될 수 있다.
화상 표시부(300)는 주사선들(S1 내지 Sn) 및 데이터선들(D1 내지 Dm)에 의해 정의된 복수의 화소들(400)을 포함한다. 또한, 화상 표시부(300)는 외부로부터 제 1 전원전압(VDD) 및 제 2 전원전압(VSS)을 인가받는다. 여기서, 제 1 전원전압(VDD) 및 제 2 전원전압(VSS)은 각각의 화소들(400)로 전달된다. 화소들(400) 각각은 자신에게 공급되는 데이터 전류에 대응하는 화상을 표시한다.
타이밍 제어부(500)는 주사 구동부 제어신호(SCS)를 주사 구동부(100)에 공급하며, 데이터 구동부 제어신호(DCS) 및 비디오 데이터(Data)를 데이터 구동부에 공급한다.
도 2는 도 1의 발광 표시장치에 채용된 데이터 구동부의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 데이터 구동부(200)는 쉬프트 레지스터(210), 데이터 래치(220), 다중화기(230), D/A 변환기(240) 및 전류 범위 제어회로(250)을 포함한다.
쉬프트 레지스터(210)는 수평 클락신호(HCLK) 및 수평 동기신호(HSYNC)에 대응하여 데이터 래치(220)을 제어하는 기능을 수행한다. 수평 클락신호(HCLK) 및 수평 동기신호(HSYNC)는 도 1의 데이터 구동부 제어신호(DCS)의 일종이다.
데이터 래치(220)는 비디오 데이터(Data)를 순차적으로 입력받아 병렬적으로 다중화기(230)로 출력한다. 데이터 래치(220)는 쉬프트 레지스터(210)에서 출력되는 제어신호에 의하여 제어된다. 각 비디오 데이터(Data)는 청색, 녹색 및 적색 비디오 데이터를 구비할 수 있으며, 청색, 녹색, 적색 및 백색 비디오 데이터를 구비할 수도 있다. 데이터 래치(220)은 쉬프트 레지스터(210)에서 출력되는 제어신호에 따라 비디오 데이터(Data)를 순차적으로 입력받아 병렬적으로 출력하는 샘플링 래치(미도시) 및 상기 샘플링 래치에서 병렬적으로 출력하는 데이터를 입력받아 한 프레임 기간동안 유지하는 홀딩 래치(미도시)로 구성될 수도 있다.
다중화기(230)는 데이터 래치(220)에서 병렬적으로 출력되는 데이터를 k:1(k는 2 이상의 정수)로 다중화하여 D/A 변환기(240)로 출력한다. D/A 변환기(240)는 복잡도가 높고 많은 면적을 필요로 하므로, 이와 같이 다중화기(230)를 사용하면 채널 수를 줄여 D/A 변환기(240)의 복잡도 및 사이즈를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.
D/A 변환기(240)는 상기 다중화기(230)에서 출력되는 신호를 아날로그 전류로 변환하여 출력한다.
전류 범위 제어회로(250)는 D/A 변환기(240)에서 출력되는 전류를 1:k 역다중화하여 출력하되, 전류 범위 제어신호(Ctrl)에 따라 전류의 범위를 조절한 데이 터 전류를 데이터선(D1 내지 Dm)으로 출력한다. 바람직하게, 전류 범위 조절부(250)에서 출력되는 전류의 값은 D/A 변환기(240)에서 출력되는 전류의 값에 비례하되, 그 비례 상수는 전류 범위 제어신호(Ctrl)에 의하여 결정된다. 일례로 전류 범위 제어신호(Ctrl)가 제 1 모드에 해당하는 경우에는 D/A 변환기(240)에서 출력되는 전류의 2배에 해당하는 전류를 출력하고, 전류 범위 제어신호(Ctrl)가 제 2 모드에 해당하는 경우에는 D/A 변환기(240)에서 출력되는 전류의 1.5배에 해당하는 전류를 출력하고, 전류 범위 제어신호(Ctrl)가 제 3 모드에 해당하는 경우에는 D/A 변환기(240)에서 출력되는 전류의 1배에 해당하는 전류를 출력하고, 전류 범위 제어신호(Ctrl)가 제 4 모드에 해당하는 경우에는 D/A 변환기(240)에서 출력되는 전류의 0.5배에 해당하는 전류를 출력하도록 전류 범위 제어회로(250)를 설계할 수 있다.
이와 같은 방식으로 동작함으로써, 도 2에 표현된 데이터 구동부(200)는 비디오 데이터(Data)에 대응하는 데이터 전류를 데이터선(D1 내지 Dm)으로 출력하되, 데이터 전류의 범위를 조절할 수 있다. 또한, 다중화부(230)를 이용함으로써, D/A 변환기(240)의 구조를 단순화 시킬 수 있다.
도 3은 도 2의 데이터 구동부에 채용된 전류 범위 제어회로의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 전류 범위 제어회로(250)는 입력 미러 회로(251), 마스터 회로(252), 슬레이브 회로(253), 마스터/슬레이브 선택회로(254)를 포함한다.
입력 미러 회로(251)는 제 1 트랜지스터(M1) 및 연산 증폭기(AMP)를 구비한다. 제 1 트랜지스터(M1)의 소오스에는 아날로그 제 1 전원전압(AVdd)이 인가되고, 드레인과 게이트는 전기적으로 연결되며, 드레인에는 D/A 변환기에서 출력되는 전류(Idac)가 인가된다. 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트는 마스터 회로(252) 및 슬레이브 회로(253)에 접속된다. 연산 증폭기(AMP)는 부가적인 회로로써, 마스터 회로(252) 및 슬레이브 회로(253) 내부에 위치한 제 3 트랜지스터(미도시)와 함께 부궤환 루프를 형성함으로써, 제 1 트랜지스터(M1)의 드레인 전압과 복수의 제 2 트랜지스터의 드레인 전압을 일치시키는 기능을 수행한다. 연산 증폭기(AMP)의 양의 입력단(+)은 제 1 트랜지스터(M1)의 드레인에 접속되고, 음의 입력단은 마스터 회로(252) 및 슬레이브 회로(253)의 내부에 위치한 복수의 제 2 트랜지스터의 드레인에 스위치를 경유하여 접속되고, 출력단은 마스터 회로(252) 및 슬레이브 회로(253)의 내부에 위치한 복수의 제 3 트랜지스터의 게이트에 스위치를 경유하여 접속된다.
마스터 회로(252)는 마스터 샘플 및 홀드 제어신호(SHM, SHMB)에 따라 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트 및 연산 증폭기(AMP)의 출력단으로부터 인가되는 전압을 캐패시터(미도시)에 저장하고, 저장된 전압값에 대응하는 마스터 전류(Im)를 출력한다. 마스터 전류(Im)의 범위는 전류 범위 제어신호(Ctrl)에 의하여 제어된다.
같은 방식으로, 슬레이브 회로(253)는 슬레이브 샘플 및 홀드 제어신호(SHS, SHSB)에 따라 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트 및 연산 증폭기(AMP)의 출력단으로부터 인가되는 전압을 캐패시터(미도시)에 저장하고, 저장된 전압값에 대응하는 슬레 이브 전류(Is)를 출력한다. 슬레이브 전류(Is)의 범위는 전류 범위 제어신호(Ctrl)에 의하여 제어된다.
마스터/슬레이브 선택회로(254)는 마스터/슬레이브 선택신호(MSS, MSSB)에 따라 마스터 전류(Im) 및 슬레이브 전류(Is) 중 어느 한 전류를 데이터 전류(Idata)로써 출력한다.
도면에 표현된 전류 범위 제어회로(250)는 이와 같이 동작함으로써, 간단하게 D/A 변환기에서 출력되는 전류를 역다중화한 데이터 전류(Idata)를 출력할 수 있으며, 데이터 전류(Idata)의 범위를 제어할 수 있다. 또한, 복수의 제 2 트랜지스터(M2(1) 내지 M2(4))와 직렬 연결된 복수의 제 3 트랜지스터(M3(1) 내지 M3(4)) 및 연산 증폭기(AMP)를 이용하여 복수의 제 2 트랜지스터(M2(1) 내지 M2(4))의 드레인 전압을 제 1 트랜지스터(M1)의 드레인 전압과 일치시킴으로써, 보다 정확한 전류값을 얻을 수 있다.
도 4는 도 3의 전류 범위 제어회로에 채용된 마스터 회로 또는 슬레이브 회로의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3 및 4를 참조하면, 마스터 회로(252) 또는 슬레이브 회로(253)는 샘플 및 홀드 회로(255), 출력 미러 회로(256), 스위칭 회로(257)을 구비한다.
샘플 및 홀드 회로(255)는 복수의 스위치(SW1 내지 SW3), 복수의 캐패시터(C1, C2) 및 복수의 잡음 방지용 트랜지스터(M5 내지 M8)를 구비한다.
샘플 및 홀드 회로(255)에서 제 1 트랜지스터(M1)의 드레인에 접속된 제 1 스위치(SW1)와 이와 연결된 제 1 캐패시터(C1)는 필수 구성요소로써, 샘플 및 홀드 제어신호(SHM, SHMB 또는 SHS, SHSB)에 따라 제 1 트랜지스터(M1)의 게이트 전압을 선택적으로 저장하여 유지하는 기능을 수행한다.
샘플 및 홀드 회로(255)에서 제 2 및 3 스위치(SW2, SW3) 및 제 2 캐패시터(C2)는 부가적인 회로로써, 연산증폭기(AMP) 및 복수의 제 3 트랜지스터(M3(1) 내지 M3(4))와 함께 부궤환 루프를 형성하는 기능을 수행한다. 제 2 스위치(SW2)는 샘플 및 홀드 제어신호(SHM, SHMB 또는 SHS, SHSB)에 따라 복수의 제 2 트랜지스터(M2(1) 내지 M2(4)) 중 어느 한 트랜지스터의 드레인 전압을 연산 증폭기(AMP)의 음의 입력단에 전달한다. 제 3 스위치(SW3) 및 제 2 캐패시터(C2)는 샘플 및 홀드 제어신호(SHM, SHMB 또는 SHS, SHSB)에 따라 연산 증폭기(AMP)의 출력 전압을 선택적으로 저장하여 유지하는 기능을 수행한다.
샘플 및 홀드 회로(255)에서 잡음 방지용 트랜지스터(M5, 내지 M8)는 부가적인 회로로써, 스위치(SW1, SW2, SW3)의 동작에 의하여 발생할 수 있는 작음 가령 킥 백(kick back) 형상 등을 방지하는 기능을 수행한다. 잡음 방지용 트랜지스터(M5, 내지 M8) 중 제 1 스위치(SW1)와 복수의 제 2 트랜지스터(M2(1) 내지 M2(4))의 게이트 사이에 연결되며, 상호 병렬로 연결된 두 트랜지스터(M5, M6)는 샘플 및 홀드 제어신호(SHM, SHMB 또는 SHS, SHSB)에 따라 어느 하나만 온 상태를 유지하도록 동작한다. 같은 방식으로, 잡음 방지용 트랜지스터(M5, 내지 M8) 중 제 3 스위치(SW3)와 복수의 제 3 트랜지스터(M3(1) 내지 M3(4))의 게이트 사이에 연결되며, 상호 병렬로 연결된 두 트랜지스터(M7, M8)는 샘플 및 홀드 제어신호(SHM, SHMB 또 는 SHS, SHSB)에 따라 어느 하나만 온 상태를 유지하도록 동작한다.
출력 미러 회로(256)는 복수의 제 2 트랜지스터(M2(1) 내지 M2(4)), 및 복수의 제 3 트랜지스터(M3(1), M3(4))를 구비한다.
복수의 제 2 트랜지스터(M2(1) 내지 M2(4))는 필수 구성 요소로써, 복수의 제 2 트랜지스터(M2(1) 내지 M2(4))의 각 소오스에는 아날로그 제 1 전원전압(AVdd)이 인가되고, 각 게이트는 제 1 캐패시터(C1)이 접속된다. 복수의 제 2 트랜지스터(M2(1) 내지 M2(4)) 각각은 제 1 캐패시터(C1) 및 제 1 스위치(SW1)를 경유하여 간접적이나마 제 1 트랜지스터(M1)와 함께 전류 미러를 형성한다. 따라서, 복수의 제 2 트랜지스터(M2(1) 내지 M2(4))에 흐르는 제 1 전류(I1(1) 내지 I1(4))는 제 1 트랜지스터(M1)에 흐르는 전류(Idac)에 비례하며, 비례하는 정도는 복수의 제 2 트랜지스터(M2(1) 내지 M2(4))의 채널의 너비 대 길이의 비와 제 1 트랜지스터(M1)의 채널의 너비 대 길이의 비에 의하여 정해진다. 이와 같은 방식으로 동작하여, 출력 미러 회로(256)는 제 1 트랜지스터(M1)에 흐르는 전류(Idac)에 비례하는 복수의 제 1 전류(I1(1) 내지 I1(4))를 스위칭 회로(257)에 전달한다.
복수의 제 3 트랜지스터(M3(1) 내지 M3(4))는 부가적인 회로로써, 연산 증폭기(AMP), 제 2 및 3 스위치(SW2, SW3) 등과 함께 부궤환 루프를 형성하여 제 1 트랜지스터(M1)의 드레인 전압과 복수의 제 2 트랜지스터(M1(1) 내지 M1(4))의 드레인 전압을 일치시키는 기능을 수행한다. 가령, 복수의 제 2 트랜지스터(M2(1) 내지 M2(4)) 중 한 트랜지스터의 드레인 전압이 제 1 트랜지스터(M1)의 드레인 전압보다 커지는 경우에는 연산 증폭기(AMP)의 출력단의 전압이 낮아지고, 이로 인하여 게이트가 연산 증폭기(AMP)의 출력단에 각각 연결된 복수의 제 3 트랜지스터(M3(1) 내지 M3(4))의 전류 구동 능력이 떨어지므로 복수의 제 2 트랜지스터(M2(1) 내지 M2(4))의 드레인 전압이 작아지게 되는 방식으로 부궤환이 이루어진다. 트랜지스터에 흐르는 전류는 게이트 소스간 전압뿐만 아니라 드레인 소스간 전압에도 영향을 받으므로, 이와 같이 복수의 제 2 트랜지스터(M2(1) 내지 M2(4))의 드레인 전압을 제 1 트랜지스터(M1)의 드레인 전압과 일치시키면, 복수의 제 2 트랜지스터(M2(1) 내지 M2(4))에 흐르는 전류(I1(1) 내지 I1(4))를 제 1 트랜지스터(M1)에 흐르는 전류와 정확히 동일 또는 비례하게 할 수 있다. 제 2 및 3 스위치(SW2, SW3)가 온 상태에 있을 때 부궤환 루프가 동작하여 제 1 트랜지스터(M1)의 드레인 전압과 복수의 제 2 트랜지스터(M2(1) 내지 M2(4))의 드레인 전압을 일치시킬 수 있는 복수의 제 3 트랜지스터(M3(1) 내지 M3(4))의 게이트 전압을 제 2 캐패시터(C2)에 저장하고, 제 2 및 3 스위치(SW2, SW3)가 오프 상태인 기간동안 상기 제 2 캐패시터의 전압을 유지하는 방식으로 동작한다. 복수의 제 3 트랜지스터(M3(1) 내지 M3(4))의 각 소오스는 복수의 제 2 트랜지스터(M2(1) 내지 M2(4))의 각 드레인에 접속되며, 복수의 제 3 트랜지스터(M3(1) 내지 M3(4))의 각 드레인은 스위칭 회로(257)에 접속된다.
스위칭 회로(257)는 복수개의 제 4 트랜지스터(M4(1) 내지 M4(4))를 구비한다. 복수개의 제 4 트랜지스터(M4(1) 내지 M4(4))의 소오스는 출력 미러 회로(256)에 접속하여, 출력 미러 회로(256)에서 출력되는 제 1 전류(I1(1) 내지 I1(4))를 입력받는다. 복수개의 제 4 트랜지스터(M4(1) 내지 M4(4))의 게이트에는 전류 범위 제어신호(Ctrl(1) 내지 Ctrl(4))가 인가되어, 복수개의 제 4 트랜지스터(M4(1) 내지 M4(4))는 전류 범위 제어신호(Ctrl(1) 내지 Ctrl(4))에 따라 입력 받은 전류(I(1) 내지 I(4))를 선택적으로 전달한다. 복수개의 제 4 트랜지스터(M4(1) 내지 M4(4))의 드레인은 상호 연결되어 전달된 전류를 합산하여 마스터 전류(Im) 또는 슬레이브 전류(Is)로써 출력한다. 따라서, 스위칭 회로(257)는 전류 범위 제어신호(Ctrl(1) 내지 Ctrl(4))에 따라 출력 미러 회로(256)에서 출력된 전류를 선택적으로 전달하고, 전달된 전류를 합산하여 마스터 전류(Im) 또는 슬레이브 전류(Is)로써 출력하는 기능을 수행한다. 복수개의 제 4 트랜지스터(M4(1) 내지 M4(4)) 중 어느 한 트랜지스터의 게이트에는 로우(low) 레벨의 전압이 인가되어 항상 온 상태를 유지하고 나머지 트랜지스터에만 전류 범위 제어신호(Ctrl)가 인가되도록 구성할 수도 있다.
바람직하게 복수의 제 2 트랜지스터(M2(1) 내지 M2(4))의 채널의 너비는 동일하고, 복수의 제 2 트랜지스터(M2(1) 내지 M2(4))의 채널의 길이는 동일하다. 또한, 복수의 제 3 트랜지스터(M3(1) 내지 M3(4))의 채널의 너비는 동일하고, 복수의 제 3 트랜지스터(M3(1) 내지 M3(4))의 채널의 길이는 동일하다.
상기 발명의 상세한 설명과 도면은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 따라서, 이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전류 범위 제어회로, 데이터 구동부 및 발광 표시장치는 데이터 구동부에서 출력되는 데이터 전류의 범위를 전류 범위 제어신호에 따라 조절할 수 있으므로 다양한 화소회로 또는 발광소자에 대하여 전류 범위 제어신호만 변경하여 적용할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 전류 범위 제어회로, 데이터 구동부 및 발광 표시장치는 간단하게 전류 범위를 제어할 수 있으며, 미러 구조를 형성하는 트랜지스터들의 드레인 전압을 일치시킴으로써 정확한 전류값을 얻을 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 전류 범위 제어회로, 데이터 구동부 및 발광 표시장치는 D/A 변환기의 복잡도를 줄일 수 있다는 장점이 있다.

Claims (25)

  1. 클락신호 및 동기신호에 대응하여 래치 제어신호를 출력하는 쉬프트 레지스터;
    상기 래치 제어신호에 따라 비디오 데이터를 순차적으로 입력받아 병렬로 출력하는 데이터 래치;
    상기 데이터 래치의 출력을 다중화하여 출력하는 다중화기;
    상기 다중화기의 출력을 아날로그 전류로 변환하여 출력하는 D/A 변환기; 및
    상기 D/A 변환기에서 출력되는 전류를 역다중화한 데이터 전류를 출력하되, 전류 범위 제어신호에 따라 상기 데이터 전류의 범위를 조절하는 전류 범위 제어회로를 포함하는 데이터 구동부.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 전류의 값은 상기 D/A 변환기에서 출력되는 전류의 값에 비례하되, 그 비례 상수는 상기 전류 범위 제어신호에 따라 결정되는 데이터 구동부.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 범위 제어회로는
    드레인과 게이트는 전기적으로 연결되며, 드레인에는 D/A 변환기에서 출력되는 전류가 인가되는 제 1 트랜지스터를 구비하는 입력 미러 회로;
    마스터 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압을 저장하고, 상기 저장된 전압값에 대응하는 마스터 전류를 출력하되, 상기 마스터 전류의 범위는 상기 전류 범위 제어신호에 의하여 제어되는 마스터 회로;
    슬레이브 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압을 저장하고, 상기 저장된 전압값에 대응하는 슬레이브 전류를 출력하되, 상기 슬레이브 전류의 범위는 상기 전류 범위 제어신호에 의하여 제어되는 슬레이브 회로; 및
    마스터/슬레이브 선택신호에 따라 상기 마스터 전류 및 상기 슬레이브 전류 중 어느 한 전류를 데이터 전류로써 출력하는 마스터/슬레이브 선택회로를 포함하는 데이터 구동부.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 마스터 회로는
    상기 마스터 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터의 게이트 전압을 선택적으로 저장하여 유지하는 샘플 및 홀드 회로;
    상기 샘플 및 홀드 회로에 저장된 전압에 대응하는 복수의 제 1 전류를 출력하는 출력 미러 회로; 및
    상기 제 1 전류를 상기 전류 범위 제어신호에 따라 선택적으로 전달하고 전달된 전류를 합산하여 마스터 전류로써 출력하는 스위칭 회로를 포함하는 데이터 구동부.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 샘플 및 홀드 회로는
    상기 마스터 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터의 게이트 전압을 선택적으로 전달하는 제 1 스위치; 및
    상기 전달된 전압을 유지하는 제 1 캐패시터를 포함하는 데이터 구동부.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 출력 미러 회로는
    게이트는 상기 제 1 캐패시터에 접속되고, 소오스는 상기 제 1 트랜지스터의 소오스에 접속되고, 드레인으로 상기 복수의 제 1 전류를 출력하는 복수의 제 2 트랜지스터를 포함하는 데이터 구동부.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 복수개의 제 4 트랜지스터를 포함하며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터의 소오스에는 상기 제 1 전류가 각각 인가되며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터의 게이트에는 상기 전류 범위 제어신호가 인가되며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터의 드레인은 상호 접속되어 상기 마스터 전류를 출력하는 데이터 구동부.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 복수개의 제 4 트랜지스터를 포함하며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터의 소오스에는 상기 제 1 전류가 각각 인가되며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터 중 한 트랜지스터는 온 상태가 되도록 게이트에 소정의 전압이 인가되며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터 중 나머지 트랜지스터의 게이트에는 상기 전류 범위 제어신호가 인가되며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터의 드레인은 상호 접속되어 상기 마스터 전류를 출력하는 데이터 구동부.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 슬레이브 회로는
    상기 슬레이브 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터의 게이트 전압을 선택적으로 저장하여 유지하는 샘플 및 홀드 회로;
    상기 샘플 및 홀드 회로에 저장된 전압에 대응하는 복수의 제 1 전류를 출력하는 출력 미러 회로; 및
    상기 제 1 전류를 상기 전류 범위 제어신호에 따라 선택적으로 전달하고 전달된 전류를 합산하여 슬레이브 전류로써 출력하는 스위칭 회로를 포함하는 데이터 구동부.
  10. 복수의 주사선으로 주사신호를 순차적으로 인가하는 주사 구동부;
    복수의 데이터선에 데이터 전류를 인가하는 제 1 내지 9 항 중 어느 한 항에 의한 데이터 구동부; 및
    상기 복수의 주사선에 인가된 주사 신호 및 상기 복수의 데이터선에 인가되는 데이터 전류에 따라 화상을 표시하는 화상표시부를 포함하는 발광 표시장치.
  11. 드레인과 게이트는 전기적으로 연결되며, 드레인에는 입력 전류가 인가되는 제 1 트랜지스터를 구비하는 입력 미러 회로;
    마스터 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압을 저장하고, 상기 저장된 전압값에 대응하는 마스터 전류를 출력하되, 상기 마스터 전류의 범위는 전류 범위 제어신호에 의하여 제어되는 마스터 회로;
    슬레이브 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압을 저장하고, 상기 저장된 전압값에 대응하는 슬레이브 전류를 출력하되, 상기 슬레이브 전류의 범위는 상기 전류 범위 제어신호에 의하여 제어되는 슬레이브 회로; 및
    마스터/슬레이브 선택신호에 따라 상기 마스터 전류 및 상기 슬레이브 전류 중 어느 한 전류를 출력 전류로써 출력하는 마스터/슬레이브 선택회로를 포함하는 전류 범위 제어회로.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 마스터 회로는
    상기 마스터 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터의 게이트 전압을 선택적으로 저장하여 유지하는 샘플 및 홀드 회로;
    상기 샘플 및 홀드 회로에 저장된 전압에 대응하는 복수의 제 1 전류를 출력하는 출력 미러 회로; 및
    상기 제 1 전류를 상기 전류 범위 제어신호에 따라 선택적으로 전달하고 전달된 전류를 합산하여 마스터 전류로써 출력하는 스위칭 회로를 포함하는 전류 범위 제어회로.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 샘플 및 홀드 회로는
    상기 마스터 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터의 게이트 전압을 선택적으로 전달하는 제 1 스위치; 및
    상기 전달된 전압을 유지하는 제 1 캐패시터를 포함하는 전류 범위 제어회 로.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 샘플 및 홀드 회로는
    상기 제 1 스위치 및 상기 제 1 캐패시터 사이에 접속되고, 상호 병렬로 연결되며, 상기 마스터 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 어느 하나만이 온 상태를 유지하도록 동작하는 2개의 트랜지스터를 추가적으로 포함하는 전류 범위 제어회로.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 출력 미러 회로는
    각 게이트는 상기 제 1 캐패시터에 접속되고, 소오스는 상기 제 1 트랜지스터의 소오스에 접속되고, 드레인으로 상기 복수의 제 1 전류를 출력하는 복수의 제 2 트랜지스터를 포함하는 전류 범위 제어회로.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 복수개의 제 4 트랜지스터를 포함하며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터의 소오스에는 상기 제 1 전류가 각각 인가되며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터의 게이트에는 상기 전류 범위 제어신호가 인가되며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터의 드레인은 상호 접속되어 상기 마스터 전류를 출력하는 전류 범위 제어회로.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 복수개의 제 4 트랜지스터를 포함하며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터의 소오스에는 상기 제 1 전류가 각각 인가되며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터 중 한 트랜지스터는 온 상태가 되도록 게이트에 소정의 전압이 인가되며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터 중 나머지 트랜지스터의 게이트에는 상기 전류 범위 제어신호가 인가되며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터의 드레인은 상호 접속되어 상기 마스터 전류를 출력하는 전류 범위 제어회로.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 슬레이브 회로는
    상기 슬레이브 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터의 게이트 전압을 선택적으로 저장하여 유지하는 샘플 및 홀드 회로;
    상기 샘플 및 홀드 회로에 저장된 전압에 대응하는 복수의 제 1 전류를 출력하는 출력 미러 회로; 및
    상기 제 1 전류를 상기 전류 범위 제어신호에 따라 선택적으로 전달하고 전달된 전류를 합산하여 슬레이브 전류로써 출력하는 스위칭 회로를 포함하는 전류 범위 제어회로.
  19. 드레인과 게이트는 전기적으로 연결되며 드레인에는 입력 전류가 인가되는 제 1 트랜지스터, 및 양의 입력단이 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 접속되어 부궤환 루프를 형성하는 연산 증폭기를 구비하는 입력 미러 회로;
    마스터 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압을 저장하고, 상기 저장된 전압값에 대응하는 마스터 전류를 출력하되, 상기 마스터 전류의 범위는 전류 범위 제어신호에 의하여 제어되는 마스터 회로;
    슬레이브 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 인가되는 전압을 저장하고, 상기 저장된 전압값에 대응하는 슬레이브 전류를 출력하되, 상기 슬레이브 전류의 범위는 상기 전류 범위 제어신호에 의하여 제어되는 슬레이브 회로; 및
    마스터/슬레이브 선택신호에 따라 상기 마스터 전류 및 상기 슬레이브 전류 중 어느 한 전류를 출력 전류로써 출력하는 마스터/슬레이브 선택회로를 포함하는 전류 범위 제어회로.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 마스터 회로는
    상기 마스터 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터의 게이트 전압을 선택적으로 저장하여 유지하는 샘플 및 홀드 회로;
    상기 샘플 및 홀드 회로에 저장된 전압에 대응하는 복수의 제 1 전류를 출력하는 출력 미러 회로; 및
    상기 제 1 전류를 상기 전류 범위 제어신호에 따라 선택적으로 전달하고 전달된 전류를 합산하여 마스터 전류로써 출력하는 스위칭 회로를 포함하는 전류 범위 제어회로.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 샘플 및 홀드 회로는
    상기 마스터 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터의 게이트 전압을 선택적으로 전달하는 제 1 스위치;
    상기 제 1 스위치를 경유하여 전달된 전압을 유지하는 제 1 캐패시터;
    상기 마스터 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 동작하며, 상기 연산증폭기의 음의 입력단에 접속된 제 2 스위치;
    상기 마스터 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 연산 증폭기의 출력 전압을 선택적으로 전달하는 제 3 스위치; 및
    상기 제 3 스위치를 경유하여 전달된 전압을 유지하는 제 2 캐패시터를 포함하는 전류 범위 제어회로.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 출력 미러 회로는
    게이트는 상기 제 1 캐패시터에 접속되고, 소오스는 상기 제 1 트랜지스터의 소오스에 접속된 복수의 제 2 트랜지스터; 및
    게이트는 상기 제 2 캐패시터에 접속되고, 소오스는 상기 제 2 트랜지스터의 드레인에 각각 접속되고, 드레인으로 상기 복수의 제 1 전류를 출력하는 복수의 제 3 트랜지스터를 포함하며,
    상기 복수의 제 2 트랜지스터 중 어느 한 트랜지스터의 드레인은 상기 제 2 스위치에 접속된 전류 범위 제어회로.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 복수개의 제 4 트랜지스터를 포함하며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터의 소오스에는 상기 제 1 전류가 각각 인가되며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터의 게이트에는 상기 전류 범위 제어신호가 인가되며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터의 드레인은 상호 접속되어 상기 마스터 전류를 출력하는 전류 범위 제어회로.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 복수개의 제 4 트랜지스터를 포함하며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터의 소오스에는 상기 제 1 전류가 각각 인가되며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터 중 한 트랜지스터는 온 상태가 되도록 게이트에 소정의 전압이 인가되며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터 중 나머지 트랜지스터의 게이트에는 상기 전류 범위 제어신호가 인가되며,
    상기 복수개의 제 4 트랜지스터의 드레인은 상호 접속되어 상기 마스터 전류를 출력하는 전류 범위 제어회로.
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 슬레이브 회로는
    상기 슬레이브 샘플 및 홀드 제어신호에 따라 상기 제 1 트랜지스터의 게이트 전압을 선택적으로 저장하여 유지하는 샘플 및 홀드 회로;
    상기 샘플 및 홀드 회로에 저장된 전압에 대응하는 복수의 제 1 전류를 출력하는 출력 미러 회로; 및
    상기 제 1 전류를 상기 전류 범위 제어신호에 따라 선택적으로 전달하고 전달된 전류를 합산하여 슬레이브 전류로써 출력하는 스위칭 회로를 포함하는 전류 범위 제어회로.
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