KR100649884B1 - 구동 전압 편차를 보상하는 ａｍｏｌｅｄ용 구동 회로 및그 구동 방법 - Google Patents

구동 전압 편차를 보상하는 ａｍｏｌｅｄ용 구동 회로 및그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

구동 전압 편차를 보상하는 AMOLED 구동 회로 및 그 구동 방법이 개시된다. 본 발명의 AMOLED 구동 회로는 R,G,B 별 독립적인 감마 특성을 가지고 다수의 R, G, B 계조 전압들을 발생하는 계조 전압 발생회로; 각 채널별 및 R,G,B 별로 디지털 데이터 및 상기 다수의 R, G, B 계조 전압들을 수신하고, 상기 디지털 데이터에 상응하는 계조 전압을 선택하여 출력하는 선택회로; 및 상기 선택회로에서 출력되는 계조 전압을 수신하여 AMOLED 패널의 각 채널을 구동하기 위한 구동 전압을 발생하는 채널 버퍼 회로를 포함한다. 상기 채널 버퍼 회로는 소정의 주기(바람직하기로는 프레임 단위)로 스위칭되어, 제1 스위칭 모드에서는 (+)채널 오프셋 전압을 발생하고 제2 스위칭 모드에서는 (-) 채널 오프셋 전압을 발생하는 채널 앰프를 포함한다. 본 발명에 의하면, AMOLED 구동 회로에서 발생되는 구동 전압의 출력 편차가 보상되어 화질이 개선되는 효과가 있다.

Description

구동 전압 편차를 보상하는 ＡＭＯＬＥＤ용 구동 회로 및 그 구동 방법{AMOLED driving circuit for compensating driving voltage offset and method there-of}
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 통상적인 감마 버퍼 구동 방식의 개념도이다.
도 2는 통상적인 채널 버퍼 구동 방식의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 AMOLED 구동 회로의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 R, G 및 B 계조 전압 발생 회로의 구성을 좀 더 상세하게 도시하는 회로도이다.
도 5는 본 발명에 따른 채널 앰프의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 오프셋 제거 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 5에 도시된 채널 앰프의 일 예를 나타내는 상세 회로도이다.
도 8은 프레임 동기 신호, 채널 쵸핑 신호 및 감마 쵸핑 신호의 타이밍도이다.
도 9는 OLED 디스플레이 제어 신호의 타이밍도이다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명에 따른 AMOLED 구동 회로에서의 구동 전압의 출력 편차를 측정한 결과를 나타내는 도면들이다.
본 발명은 액티브 매트릭스 유기 발광 다이오드(Active Matrix Organic Light Emitting Diode; AMOLED)의 구동 회로 및 방법에 관한 것으로, 특히, 구동 전압 편차 특성을 개선하는 AMOLED용 구동 회로 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
AMOLED 패널의 제작 기술 발달에 따라 AMOLED을 구성하는 단위 소자의 효율이 날로 증가하고 있다. 자발광 특성을 갖는 AMOLED의 경우 기존 TFT-LCD에 비해 효율이 우수하여 구동 전압의 계조 전압간 차이가 작다. AMOLED를 구동하기 위해 출력되는 구동 전압에는 출력 편차가 존재한다. 자 발광 특성과 우수한 효율을 가지는 AMOLED의 특성으로 인하여, AMOLED는 TFT-LCD에 비하여 구동 전압의 출력 편차에 대해 민감하게 반응한다. 따라서, 구동전압의 출력 편차는 TFT-LCD에 비하여 AMOLED의 화질에 더 큰 영향을 미친다. 채널간 구동 전압의 출력 편차 산포는 세로줄 무늬의 화질 불량을 일으키며, 칩간 구동 전압의 출력 편차 산포는 칩별 휘도 차이를 발생시켜 화질 불량을 야기한다. 이로 인하여 AMOLED 구동 회로(즉 드라이버 IC)의 출력 편차의 허용범위 폭은 갈수록 줄어들고 있다.
AMOLED의 구동 방식은 크게 감마 버퍼 구동 방식과 채널 버퍼 구동 방식으로 나뉜다.
도 1은 통상적인 감마 버퍼 구동 방식의 개념도이다. 감마 버퍼 구동 방식은 TFT-LCD 에서 많이 사용되는 방식이기도 하다.
감마 버퍼 구동 방식은 계조 전압 발생회로(110)에서 발생되는 계조 전압들에 대하여 각 계조 전압별(1st gray ~ Nth gray)로 존재하는 버퍼(120)가 채널을 직접 구동하는 방식이다. 따라서, 동일 계조 전압의 경우 동일 버퍼가 전 채널을 구동하기 때문에 채널간 출력 편차(구동 전압의 편차)가 적다. 하지만 버퍼의 부하 조건이 구동하는 채널 수에 따라 변화가 심하다. 이에 따라 버퍼의 안정도와 채널을 구동 시간의 변동이 심한 단점이 있으며, 고 해상도 패널의 경우와 같이 부하 조건이 큰 경우에는 여러 제약이 따르고 각각의 버퍼가 전 채널을 구동하기 때문에 버퍼의 크기가 부하 조건에 비례하여 커지게 된다.
OLED는 단위 셀(cell)의 RGB 화소를 구성하는 유기 화합물의 특성이 다르기 때문에 서로 다른 감마 특성을 갖는다. 이러한 OLED의 특성상, AMOLED의 경우는 TFT-LCD와 다르게 RGB 별로 독립적인 감마 값이 필요하다. 이로 인하여 AMOLED의 구동방식을 감마 버퍼 방식으로 구현시에 TFT-LCD의 경우와 달리 감마 앰프 개수가 증가하고 칩 면적 및 전류소모가 증가한다. 따라서, AMOLED의 경우에는, 감마 버퍼 구동 방식보다는 채널 버퍼 구동 방식이 적합할 수 있다.
도 2는 통상적인 채널 버퍼 구동 방식의 개념도이다. 채널 버퍼 구동방식은 각 채널 별로 독립적인 버퍼(130)가 구동하는 방식으로 채널과 버퍼가 일대일로 대응한다. 각각의 버퍼가 하나의 채널을 구동하기 때문에 부하 조건이 일정하여 안정도가 우수하고 채널간 구동시간의 변화가 적다. 하지만 채널 별로 서로 다른 버퍼 가 구동하기 때문에 버퍼마다 존재하는 구동전압 오차(offset) 차이만큼의 채널간 출력 편차가 존재한다.
상술한 바와 같이, AMOLED는 채널간 출력 편차에 민감하게 반응하여 화질 불량이 발생하기 때문에, 채널 버퍼 구동방식을 AMOLED에 적용하기 위해서는 출력 편차를 줄이는 방안이 절실히 요구된다.
따라서, 본 발명은 구동 전압의 출력 편차를 보상하여, 화질을 개선하는AMOLED 구동 회로 및 구동 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 일 측면에 따르면, 구동 전압 편차를 보상하는 AMOLED 구동 회로에 있어서, 다수의 계조 전압들을 발생하는 계조 전압 발생회로; 디지털 데이터 및 상기 다수의 계조 전압들을 수신하고, 상기 디지털 데이터에 상응하는 계조 전압을 선택하여 출력하는 선택회로; 및 상기 선택회로에서 출력되는 계조 전압을 수신하여 AMOLED 패널의 각 채널을 구동하기 위한 구동 전압을 발생하는 채널 버퍼 회로를 포함하며, 상기 채널 버퍼 회로는 제1 및 제2 스위칭 모드들을 가지며, 소정의 채널 쵸핑 신호에 응답하여 상기 제1 스위칭 모드와 제2 스위칭 모드 간을 스위칭하는 채널 앰프를 포함하고, 상기 제1 스위칭 모드에서의 상기 채널 앰프의 출력 전압의 오프셋 전압과 상기 제2 스위칭 모드에서의 상기 채널 앰프의 출력 전압의 오프셋 전압은 상호 극성이 다른 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 회로가 제공된다.
바람직하기로는, 상기 채널 앰프는 상기 제1 스위칭 모드에서는 입력 전압 및 출력 전압이 각각 제1 입력 노드 및 제2 입력 노드로 입력되고 제1 출력 노드의 전압이 상기 출력 전압으로 출력되며, 상기 제2 스위칭 모드에서는 상기 입력 전압 및 상기 출력 전압이 각각 상기 제2 입력 노드 및 상기 제1 입력 노드로 입력되고 제2 출력 노드의 전압이 상기 출력 전압으로 출력된다.
또한 바람직하기로는, 상기 채널 쵸핑 신호는 프레임 단위로 변한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 다른 일 측면에 따르면, 구동 전압 편차를 보상하는 AMOLED 구동 회로에 있어서, R,G,B 별 독립적인 감마 특성을 가지고 다수의 R, G, B 계조 전압들을 발생하는 계조 전압 발생회로; 각 채널별 및 R,G,B 별로 디지털 데이터 및 상기 다수의 R, G, B 계조 전압들을 수신하고, 상기 디지털 데이터에 상응하는 계조 전압을 선택하여 출력하는 선택회로; 및 상기 선택회로에서 출력되는 계조 전압을 수신하여 AMOLED 패널의 각 채널을 구동하기 위한 구동 전압을 발생하는 채널 버퍼 회로를 포함하며, 상기 채널 버퍼 회로는 소정의 제1 주기로 (+)채널 오프셋 전압과 (-) 채널 오프셋 전압을 교대로 발생하는 채널 앰프를 포함하는 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 회로가 제공된다.
바람직하기로는, 상기 채널 앰프는 프레임 단위로 제1 채널 스위칭 모드와 제2 채널 스위칭 모드 간을 스위칭하며, 상기 제1 채널 스위칭 모드에서는 상기 (+) 채널 오프셋 전압을 가지는 출력 전압을 발생하고, 상기 제2 채널 스위칭 모드에서는 상기 (-) 채널 오프셋 전압을 가지는 출력 전압을 발생한다.
또한 바람직하기로는, 상기 계조 전압 발생 회로는 소정의 제2 주기로 (+) 감마 오프셋 전압과 (-) 감마 오프셋 전압을 교대로 발생하는 감마 앰프를 포함한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 또 다른 일 측면에 따르면, 다수의 계조 전압들을 발생하는 계조 전압 발생회로, 디지털 데이터 및 상기 다수의 계조 전압들을 수신하고 상기 디지털 데이터에 상응하는 계조 전압을 선택하여 출력하는 선택회로 및 상기 선택회로에서 출력되는 계조 전압을 수신하여 AMOLED 패널의 각 채널을 구동하기 위한 구동 전압을 발생하는 채널 버퍼 회로를 포함하는 AMOLED 구동 회로에서 수행되는 AMOLED 구동 방법에 있어서, 소정의 채널 쵸핑 신호에 응답하여 상기 채널 버퍼 회로의 채널 앰프를 (+) 오프셋 전압을 가지는 제1 스위칭 모드로 동작시키는 단계; 및 상기 채널 쵸핑 신호에 응답하여 상기 채널 앰프를 (-) 오프셋 전압을 가지는 제2 스위칭 모드로 동작시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 방법이 제공된다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 AMOLED 구동 회로의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다. 도 3을 참조하면, 구동 회로는 계조 전압 발생 회로(310), 선택 회로(320) 및 채널 버퍼 회로(330)를 포함한다.
계조 전압 발생회로(310)는 감마 특성에 따른 N 그레이(gray) 전압들, 즉 N 개의 아날로그 계조 전압들을 발생한다. 계조 전압 발생회로(310)는 R,G,B 별 독립적인 감마 특성을 가지고 별도로 계조 전압들을 발생하는 R, G 및 B 계조 전압 발생회로(310R, 310G, 310B)를 포함한다.
도 4는 도 3에 도시된 R, G 및 B 계조 전압 발생 회로(310R, 310G, 310B)의 구성을 좀 더 상세하게 도시하는 회로도이다. R, G 및 B 계조 전압 발생 회로(310R, 310G, 310B)의 구성은 거의 유사하므로, 도 4는 R, G 및 B 계조 전압 발생회로(310R, 310G, 310B) 중의 어느 하나를 대표적으로 도시한다. 이를 참조하면, 계조 전압 발생 회로는 저항 스트링(311) 및 다수의 감마 앰프들(312)을 포함한다.
저항 스트링(311)은 제1 노드(N1)에서부터 제2 노드(N2)까지 저항 소자들이직렬로 연결된 회로이다. 저항과 저항이 연결되는 각 분기점에서 계조 전압이 출력된다. 각 분기점 혹은 일부 분기점에는 감마 앰프(312)가 연결된다. 감마 앰프(321)는 (+) 입력 노드와 (-) 입력 노드를 가지며, 저항 스트링(311)을 구성하는 하나의 분기점에 접속되는 출력 노드를 가진다. 출력 노드는 (-) 입력 노드에 접속된다. 즉, 출력 전압이 (-) 입력 노드로 피드백된다. 감마 앰프(312)는 적어도 두 개의 동작 모드들을 가지며, 소정의 감마 쵸핑 신호(CHG)에 응답하여 동작 모드들 간을 스위칭(전환)하여 동작한다. 바람직하기로는, 감마 앰프(312)는 감마 쵸핑 신호(CHG)에 응답하여 제1 스위칭 모드와 제2 스위칭 모드 간을 전환하며, 제1 스위칭 모드의 오프셋 전압과 제2 스위칭 모드의 오프셋 전압은 상호 극성은 반대이고, 그 절대값은 실질적으로 동일하다. 제1 스위칭 모드와 제2 스위칭 모드 간의 스위칭 주기는 감마 쵸핑 신호(CHG)에 의해 결정된다. 오프셋 전압은 실제 출력전압과 목표 전압간의 차를 말한다. 감마 앰프(312)의 상세한 구성 및 동작은 후술한다.
다시 도 3을 참조하면, 선택 회로(320)는 디지털 데이터를 아날로그 계조 전압으로 변환해주는 회로로서, 각 채널별로, R,G,B 별로 디지털 데이터 및 다수의 R, G, B 계조 전압들을 수신하고, 디지털 데이터에 상응하는 계조 전압을 선택하여 출력한다.
선택회로(320)는 다수의 선택부들을 포함한다. 각 선택부는 각 채널에 대응되는 것이 바람직하고, 각 선택부는 또한 RGB별 선택기(321R, 321G, 321B)를 포함하는 것이 바람직하다. R 선택기(321R)는 R 디지털 데이터(DR)와 R 계조전압 발생회로(310R)에서 발생되는 N 개의 계조전압들을 수신하고, R 디지털 데이터(DR)에 상응하는 R 계조전압을 선택하여 출력한다. R 선택기(321R)와 마찬가지로, G 선택기(321G)는 G 디지털 데이터(DG)와 G 계조전압 발생회로(310G)에서 발생되는 N 개의 계조전압들을 수신하고, G 디지털 데이터(DG)에 상응하는 G 계조전압을 선택하여 출력한다. B 선택기(321B) 역시 B 디지털 데이터(DB)와 B 계조전압 발생회로(310B)에서 발생되는 N 개의 계조전압들을 수신하고, B 디지털 데이터(DB)에 상응하는 B 계조전압을 선택하여 출력한다.
채널 버퍼 회로(330)는 선택 회로(320)에서 출력되는 계조 전압을 버퍼링하여 OLED 패널(200)의 각 채널을 구동하기 위한 구동 전압을 발생하여 해당 채널로 인가한다. 채널 버퍼 회로(330) 역시 각 채널에 대응하는 다수(M)의 채널 앰프부들 을 포함한다. 하나의 채널 앰프부는 RGB별 채널 앰프(331R, 331G, 331B)를 포함하는 것이 바람직하다. RGB 채널 앰프(331R, 331G, 331B) 각각은 적어도 두 개의 동작 모드들을 가지며, 소정의 채널 쵸핑 신호(CHC)에 응답하여 동작 모드들 간을 스위칭한다.
채널 앰프(331R, 331G, 331B) 각각은 채널 쵸핑 신호(CHC)에 응답하여 제1 스위칭 모드와 제2 스위칭 모드 간을 전환하며, 제1 스위칭 모드의 오프셋 전압과 제2 스위칭 모드의 오프셋 전압은 상호 극성은 반대이고, 그 절대값은 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 제1 스위칭 모드와 제2 스위칭 모드 간의 스위칭 주기(채널 버퍼 스위칭 주기)는 채널 쵸핑 신호(CHC)에 의해 결정된다.
도 5는 본 발명에 따른 채널 앰프(500)의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 채널 앰프(500)는 버퍼(510)에 스위치들(520, 530)이 추가된 구성을 가진다. 스위치들(520, 530)이 없다면, 채널 앰프(500)는 입력 전압이 (+)입력 노드로 입력되고, 출력 전압이 (-) 입력 노드로 피드백되는 통상의 버퍼이다. 이와 같은 통상의 버퍼(510)에서 채널 앰프(500)의 오프셋 전압에 영향을 주는 위치에 하나 이상의 스위치를 삽입하고, 소정의 채널 쵸핑 신호(CHC)에 따라 스위칭 시킴으로써, 채널 앰프(500)가 오프셋 전압의 극성이 서로 다른 제1 및 제2 스위칭 모드를 갖도록 한다.
채널 앰프(500)의 제1 스위칭 모드에서 출력되는 출력 전압(VO)의 오프셋 전압과 제2 스위칭 모드에서 출력되는 출력 전압(VO)의 오프셋 전압은 서로 극성은 반대이고 절대값은 동일한 것이 바람직하다.
이를 위하여, 채널 앰프(500)는 입력 스위치(520) 및 내부 스위치(530)를 포함한다. 입력 스위치(520) 및 내부 스위치(530)는 채널 쵸핑 신호(CHC)에 응답하여 스위칭된다.
채널 쵸핑 신호(CHC)가 제1 로직 레벨(예를 들어, 하이레벨)일 때는 입력 스위치(520)는 입력 전압(VI) 및 출력 전압(VO)을 각각 버퍼(510)의 제1 입력 노드(In1) 및 제2 입력 노드(In2)로 전달한다. 채널 쵸핑 신호(CHC)가 제2 로직 레벨(예를 들어, 로우레벨)일 때는 입력 스위치(520)는 입력 전압(VI) 및 출력 전압(VO)을 각각 버퍼(510)의 제2 입력 노드(In2) 및 제1 입력 노드(In2)로 전달한다.
내부 스위치(530)는 구체적으로 도시되어 있지는 않지만, 버퍼(510)의 출력 노드를 스위칭하거나, 로드(load)를 스위칭하는 역할을 한다.
스위치들(520, 530)로 입력되는 채널 쵸핑 신호(CHC)는 프레임 동기 신호에 응답하는 신호인 것이 바람직하다. 즉, 채널 쵸핑 신호(CHC)는 프레임 단위로 변하는 신호인 것이 바람직하다. 그러면, 스위치들(520, 530)은 프레임 단위로 스위칭 동작을 수행한다.
이와 같이, 프레임 단위로 채널 앰프(500)를 스위칭함으로써, 채널 앰프(500)의 출력 전압의 오프셋이 제거되는 효과가 나타난다.
도 5에 도시된 채널 앰프(500)의 구조 및 원리는 도 4에 도시된 감마 앰프(312)에도 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, 후술되는 채널 앰프의 상세한 구성 및 동작에 대한 설명은 감마 앰프(312)에도 적용된다. 다만, 채널 앰프(500)의 스위칭 주기와 감마 앰프(312)의 스위칭 주기는 상호 다를 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 오프셋 제거 원리를 설명하기 위한 도면이다. 실제 출력 전압과 목표 전압과의 차이인 오프셋 전압을 물리적으로 완벽하게 제거하는 것은 매우 힘들다. 따라서, 본 발명에서는 오프셋 전압을 물리적으로 제거하는 것이 아니라, 오프셋 전압을 대칭적(즉, 절대값은 실질적으로 동일하고 극성은 반대가 됨)으로 발생시킴으로써, 오프셋 전압이 서로 상쇄되는 효과가 나타나도록 한다.
도 5에서, 입력 전압(VI)이 제1 입력 노드(In1)로 입력되고, 출력 전압(VO)이 제2 입력 노드(In2)로 피드백되는 경우를 제1 스위칭 모드로 가정한다.
제1 스위칭 모드에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 출력 전압은 +오프셋 전압을 가진다. 즉, 출력 전압은 '목표전압+오프셋 전압'을 가진다. 스위칭에 의해 앰프(500)가 제2 스위칭 모드에서 동작하면, 출력 전압은 오프셋 전압을 가진다. 즉, 출력 전압은 '목표전압-오프셋 전압'을 가진다. 제1 스위칭 모드와 제2 스위칭 모드간의 전환은 상술한 바와 같이, 채널 앰프의 경우에는 프레임 단위로, 감마 앰프의 경우에는 두 프레임 단위로 이루어지는 것이 바람직하다. 프레임 단위로 스위칭이 이루어지면, 매 프레임마다 오프셋 전압의 극성이 바뀐다. 도 6에 도시된 바와 같이, 매 홀수 프레임에서는 +오프셋 전압이 나타나고, 매 짝수 프레임에서는 오프셋 전압이 나타난다. 이와 같이, 오프셋 전압의 극성이 매 프레임마다 스위칭되면, 저역통과필터 특성을 가지는 사람의 눈에는 오프셋 전압이 평균이 되어 상쇄되는 효과가 나타난다. 따라서, 오프셋 전압에 의한 화질 불량이 나타나지 않는다.
도 7은 도 5에 도시된 채널 앰프(500)의 일 예를 나타내는 상세 회로도이다.
도 7을 참조하면, 채널 앰프(500)는 입력 트랜지스터쌍(T1, T2), 로드 트랜지스터쌍(T3, T4), 전류 트랜지스터(T5), 입력 스위치(520), 로드 스위치(531) 및 출력 스위치(532)를 포함한다.
스위치들(520, 531, 532)이 없다면, 채널 앰프(500)는 통상적인 1단(1-stage) 차동 증폭기 형태의 버퍼이다. 스위치들(520, 531, 532)은 모두 채널 쵸핑 신호(CHC)에 응답하여 스위칭되어, 채널 앰프(500)가 제1 스위칭 모드와 제2 스위칭 모드간을 스위칭하여 동작하도록 한다.
제1 스위칭 모드(예를 들어, 채널 쵸핑 신호(CHC)가 제1 로직 레벨일 때)에서는, 입력 스위치(520)는 입력 전압(VI)을 제1 입력 노드(제1 입력 트랜지스터(T1)의 게이트)(N1)로 전달하고 피드백 전압(FO)을 제2 입력 노드(제2 입력 트랜지스터(T2)의 게이트)(N2)로 전달하며, 출력 스위치(532)는 제1 출력 노드(N4)에서 출력 전압(VO)이 발생되도록 한다. 또한, 로드 스위치(531)는 노드(N5)가 제2 출력 노드(N3)에 접속되도록 한다. 출력 전압(VO)은 피드백 전압(VF)으로서 제2 입력 노드(N2)로 입력된다.
제2 스위칭 모드(예를 들어, 채널 쵸핑 신호(CHC)가 제2 로직 레벨일 때)에서는, 입력 스위치(520)는 입력 전압(VI)을 제2 입력 노드(제2 입력 트랜지스터(T2)의 게이트)(N2)로 전달하고 피드백 전압(FO)을 제1 입력 노드(제1 입력 트랜지스터(T1)의 게이트)(N1)로 전달하며, 출력 스위치(532)는 제2 출력 노드(N3)에서 출력 전압(VO)이 발생되도록 한다. 또한, 로드 스위치(531)는 노드(N5)가 제1 출력 노드(N4)에 접속되도록 한다. 출력 전압(VO)은 피드백 전압(VF)으로서 제1 입력 노 드(N1)로 입력된다.
입력 스위치(520)의 스위칭 동작에 의하여 상호 대칭적인 역할을 수행하는 입력 트랜지스터쌍(T1, T2)의 역할이 스위칭된다. 즉, 제1 스위칭 모드에서는 제1 입력 트랜지스터(T1)가 (+)입력 노드 역할을 수행하고 제2 입력 트랜지스터(T2)가 (-)입력 노드 역할을 수행한데 반하여, 제2 스위칭 모드에서는 제2 입력 트랜지스터(T2)가 (+)입력 노드 역할을 수행하고 제1 입력 트랜지스터(T1)가 (-)입력 노드 역할을 수행한다.
또한, 로드 스위치(531) 및 출력 스위치(532)의 스위칭 동작에 의하여 상호 대칭적인 역할을 수행하는 로드 트랜지스터쌍(T3, T4)의 역할이 스위칭된다. 즉, 제1 스위칭 모드에서는 제1 로드 트랜지스터(T3)가 저항 역할을 수행하고 제2 로드 트랜지스터(T4)가 출력 전압(VO)을 출력하는 역할을 하는 데 반하여, 제2 스위칭 모드에서는 제2 로드 입력 트랜지스터(T4)가 저항 역할을 수행하고 제1 로드 트랜지스터(T3)가 출력 전압(VO)을 출력하는 역할을 한다.
상술한 바와 같이, 스위칭 동작에 의해 상호 대칭적인 역할을 수행하는 트랜지스터들 간의 역할이 대칭적으로 스위칭되도록 함으로써, 채널 앰프(500)의 오프셋 전압의 극성이 바뀌게 된다.
도 7에 도시된 실시예에서는 채널 앰프가 1-스테이지 앰프로 구현된다. 그러나, 채널 앰프는 2 이상의 스테이지로 구성될 수 있다.
도 8은 프레임 동기 신호(VSYNC), 채널 쵸핑 신호(CHC) 및 감마 쵸핑 신호(CHG)의 타이밍도이다. 이를 참조하면, 채널 쵸핑 신호(CHC)는 프레임 동기 신호 (VSYNC)에 응답한다. 즉, 프레임 단위로 레벨이 변한다. 감마 쵸핑 신호(CHG)는 매 두 프레임마다 변한다.
이 경우, 채널 앰프는 프레임 단위로 스위칭 모드가 변하며, 감마 앰프는 2 프레임 단위로 스위칭 모드가 변한다. 따라서, 채널 앰프의 오프셋 전압의 극성은, +, -, +, -, 순으로 변하며, 감마 앰프의 오프셋 전압의 극성은, +, +, -, -, 순으로 변한다.
도 9는 OLED 디스플레이 제어 신호의 타이밍도이다. 도 9에서, VSYNC는 프레임 동기 신호를, HSYNC는 수평(라인) 동기 신호를 나타낸다.
도 9에서 나타난 바와 같이, 한 프레임은 백 포치(back porch)구간, 디스플레이 영역(Display area) 및 프런트 포치(Front porch)구간을 포함한다. 디스플레이 영역에서는 화면이 출력되지만, 백 포치(back porch)구간 및 프런트 포치(Front porch)구간에는 화면이 출력되지 않는다. 따라서 이 구간에서 앰프(채널 앰프 및/또는 감마 앰프)가 스위칭되는 것이 바람직하다. 백 포치(back porch)구간이나 프런트 포치(Front porch)구간에서 앰프를 스위칭하게 되면 스위칭 동작이 디스플레이 영역에 영향을 미치지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 채널간 오프셋 전압의 극성이 매 프레임마다 스위칭 되고 이는 저역 통과 필터 특성을 갖는 사람의 눈에서는 채널간 편차가 평균이 되어 채널간 편차에 의한 화질 불량이 보이지 않는다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명에 따른 AMOLED 구동 회로에서의 구동 전압의 출력 편차를 측정한 결과를 나타내는 도면들이다.
먼저, 도 10a는 채널 앰프는 프레임 단위로 동작 모드가 스위칭되고, 감마 앰프는 스위칭되지 않는 AMOLED 구동 회로의 채널 앰프 출력단에서의 R 채널에 대해서만 출력 전압 편차(Deviation voltage output; DVO)를 측정한 결과이다. 즉, 도 10a에 도시된 결과는 도 5에 도시된 바와 같은 채널 앰프를 사용하고, 감마 앰프는 통상의 감마앰프를 사용한 AMOLED 구동 회로에서 얻어진 결과이다.
도 10a를 참조하면, R.G.B 계조 별로 출력 전압 편차를 보면 각각의 채널 앰프의 출력 전압(구동 전압)의 편차(DVO)가 0에 가까운 수준으로 개선됨을 알 수 있다.
도 10b는 도 10a와 동일한 조건에서 R, G. B 전 채널에 대하여 출력 전압 편차(Deviation voltage output)를 측정한 결과이다. 도 10b를 참조하면, 출력 전압 편차는 ±15mV로 예상보다 큰 출력 산포를 가진다. 도 10a 및 도 10b에서 알 수 있듯이 계조 별로 출력 전압 편차를 보면 각각의 앰프의 출력에 대해서는 편차가 개선되지만, 감마 값을 결정하는 부분의 앰프(즉, 감마 앰프) 출력의 편차를 개선하지 못하면 도 10b와 같이 큰 채널 편차를 유발한다.
이러한 특성은 계조 전압 발생회로를 R.G.B에 대하여 각각 독립적으로 구현하면서 생기는 문제로 감마 앰프에 대해서도 오프셋 전압을 제거하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 감마 앰프에 대해서도 채널 앰프와 동일한 원리를 적용하여, 감마 쵸핑 신호(CHG)를 이용하여 오프셋 전압의 극성을 소정 주기마다 반전시킨다.
채널 앰프와 감마 앰프를 모두 스위칭하는 AMOLED 구동 회로의 채널 앰프 출력단에서의 전 채널에 대한 출력 전압 편차를 측정한 결과는 도 10c에 도시된다. 도 10c를 참조하면, 채널간 출력 전압 편차가 ±5mV 정도로 개선됨을 알 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 채널 앰프 및/또는 감마 앰프에 의한 오프셋 전압의 극성이 소정 주기로 변하게 되고, 이로 인해 저역 통과 필터 특성을 갖는 사람의 눈에서는 출력 전압 편차가 평균이 되어 출력 전압 편차에 의한 화질 불량이 발생되지 않는다. 따라서, 본 발명에 의하면 AMOLED 구동 회로에서 발생되는 구동 전압의 출력 편차가 보상되어 화질이 개선되는 효과가 있다.

Claims (18)

  1. 구동 전압 편차를 보상하는 AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode) 구동 회로에 있어서,
    다수의 계조 전압들을 발생하는 계조 전압 발생회로;
    디지털 데이터 및 상기 다수의 계조 전압들을 수신하고, 상기 디지털 데이터에 상응하는 계조 전압을 선택하여 출력하는 선택회로; 및
    상기 선택회로에서 출력되는 계조 전압을 수신하여 AMOLED 패널의 각 채널을 구동하기 위한 구동 전압을 발생하는 채널 버퍼 회로를 포함하며,
    상기 채널 버퍼 회로는
    제1 및 제2 스위칭 모드들을 가지며, 소정의 채널 쵸핑 신호에 응답하여 상기 제1 스위칭 모드와 제2 스위칭 모드 간을 스위칭하는 채널 앰프를 포함하고,
    상기 제1 스위칭 모드에서의 상기 채널 앰프의 출력 전압의 오프셋 전압과 상기 제2 스위칭 모드에서의 상기 채널 앰프의 출력 전압의 오프셋 전압은 상호 극성이 다른 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 회로.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 채널 앰프는
    상기 제1 스위칭 모드에서는 입력 전압 및 출력 전압이 각각 제1 입력 노드 및 제2 입력 노드로 입력되고 제1 출력 노드의 전압이 상기 출력 전압으로 출력되며,
    상기 제2 스위칭 모드에서는 상기 입력 전압 및 상기 출력 전압이 각각 상기 제2 입력 노드 및 상기 제1 입력 노드로 입력되고 제2 출력 노드의 전압이 상기 출력 전압으로 출력되는 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 회로.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 채널 쵸핑 신호는
    프레임 단위로 변하는 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 회로.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 채널 쵸핑 신호는
    프레임 동기 신호에 응답하는 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 회로.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 제1 스위칭 모드와 상기 제2 스위칭 모드간의 스위칭은 매 프레임의 백 포치 구간 또는 프런트 포치 구간에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 회로.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 채널 앰프는
    상호 대칭적 역할을 수행하는 트랜지스터 쌍을 포함하고,
    상기 트랜지스터 쌍은 상기 채널 쵸핑 신호에 응답하여 그 역할이 대칭적으로 바뀌는 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 회로.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 계조 전압 발생회로는
    적어도 두 개의 동작 모드들을 가지며, 소정의 감마 쵸핑 신호에 응답하여 상기 적어도 두 개의 동작 모드들 간을 스위칭하는 감마 앰프를 포함하는 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 회로.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 감마 앰프는
    상기 감마 쵸핑 신호에 응답하여 제1 스위칭 모드와 제2 스위칭 모드 간을 스위칭하며,
    상기 제1 스위칭 모드에서는 입력 전압 및 출력 전압이 각각 제1 입력 노드 및 제2 입력 노드로 입력되고 제1 출력 노드의 전압이 상기 출력 전압으로 출력되며,
    상기 제2 스위칭 모드에서는 상기 입력 전압 및 상기 출력 전압이 각각 상기 제2 입력 노드 및 상기 제1 입력 노드로 입력되고 제2 출력 노드의 전압이 상기 출력 전압으로 출력되는 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 회로.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 감마 쵸핑 신호는
    두 프레임 단위로 변하는 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 회로.
  10. 구동 전압 편차를 보상하는 AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode) 구동 회로에 있어서,
    R,G,B 별 독립적인 감마 특성을 가지고 다수의 R, G, B 계조 전압들을 발생하는 계조 전압 발생회로;
    각 채널별 및 R,G,B 별로 디지털 데이터 및 상기 다수의 R, G, B 계조 전압 들을 수신하고, 상기 디지털 데이터에 상응하는 계조 전압을 선택하여 출력하는 선택회로; 및
    상기 선택회로에서 출력되는 계조 전압을 수신하여 AMOLED 패널의 각 채널을 구동하기 위한 구동 전압을 발생하는 채널 버퍼 회로를 포함하며,
    상기 채널 버퍼 회로는
    소정의 제1 주기로 (+)채널 오프셋 전압과 (-) 채널 오프셋 전압을 교대로 발생하는 채널 앰프를 포함하는 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 회로.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 채널 앰프는
    프레임 단위로 제1 채널 스위칭 모드와 제2 채널 스위칭 모드 간을 스위칭하며,
    상기 제1 채널 스위칭 모드에서는 상기 (+) 채널 오프셋 전압을 가지는 출력 전압을 발생하고, 상기 제2 채널 스위칭 모드에서는 상기 (-) 채널 오프셋 전압을 가지는 출력 전압을 발생하는 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 회로.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 (+) 채널 오프셋 전압과 상기 (-) 채널 오프셋 전압의 절대값들은 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 회로.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 계조 전압 발생 회로는
    소정의 제2 주기로 (+) 감마 오프셋 전압과 (-) 감마 오프셋 전압을 교대로 발생하는 감마앰프를 포함하는 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 회로.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 감마 앰프는
    두 프레임 단위로 제1 감마 스위칭 모드와 제2 감마 스위칭 모드간을 스위칭하며,
    상기 제1 감마 스위칭 모드에서는 상기 (+) 감마 오프셋 전압을 가지는 출력 전압을 발생하고, 상기 제2 감마 스위칭 모드에서는 상기 (-) 감마 오프셋 전압을 가지는 출력 전압을 발생하는 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 회로.
  15. 다수의 계조 전압들을 발생하는 계조 전압 발생회로, 디지털 데이터 및 상기 다수의 계조 전압들을 수신하고 상기 디지털 데이터에 상응하는 계조 전압을 선택하여 출력하는 선택회로 및 상기 선택회로에서 출력되는 계조 전압을 수신하여 AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode) 패널의 각 채널을 구동하기 위한 구동 전압을 발생하는 채널 버퍼 회로를 포함하는 AMOLED 구동 회로에서 수행되는 AMOLED 구동 방법에 있어서,
    소정의 채널 쵸핑 신호에 응답하여 상기 채널 버퍼 회로의 채널 앰프를 (+) 오프셋 전압을 가지는 제1 스위칭 모드로 동작시키는 단계; 및
    상기 채널 쵸핑 신호에 응답하여 상기 채널 앰프를 (-) 오프셋 전압을 가지는 제2 스위칭 모드로 동작시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 AMOLED 구동 방법은
    프레임 단위로 변하는 상기 채널 쵸핑 신호를 발생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 AMOLED 구동 방법은
    소정의 감마 쵸핑 신호에 응답하여 상기 계조 전압 발생 회로의 감마 앰프를 (+) 오프셋 전압을 가지는 제1 스위칭 모드로 동작시키는 단계; 및
    상기 감마 쵸핑 신호에 응답하여 상기 감마 앰프를 (-) 오프셋 전압을 가지는 제2 스위칭 모드로 동작시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 AMOLED 구동 방법은
    두 프레임 단위로 레벨이 변하는 상기 감마 쵸핑 신호를 발생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AMOLED 구동 방법.
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