This paper presents an area-efficient 9 bit digital-to-analog converter (DAC) for current-mode AMOLED mobile display drivers. To reduce the chip size of DAC, the switched-current (SI) DAC architecture is proposed for data conversion. A high-performance current-mode S/H circuit is also suggested for the SI DAC to increase sampling speed as well as accuracy. The designed 9 bit DAC occupies only 0.014mm² per channel in a 0.35μm CMOS process and achieves a 1μs/bit conversion rate at a static current of 10μA under a 3.3V supply. The measured maximum INL and DNL are 1.6LSB and 0.8LSB, respectively. The measured maximum inter-channel DCO of 15nA was achieved. The proposed SI DAC structure is considered as the most promising candidate for the very compact-sized AMOLED mobile display driver with high grayscale and high resolution.
모바일 기기에서도 고화질의 AMOLED 디스플레이 화면이 요구되면서 작은 화면에서도 많은 픽셀 수를 갖는 높은 해상도가 필요로 되고 있다. 이에 맞추어 디스플레이 드라이버 IC도 단일 IC에 더 많은 채널 드라이버가 집적화 되어야만 한다. 채널 드라이버에서 약 60%의 면적을 차지하는 DAC의 크기를 줄이는 것이 큰 이슈가 되고 있다. 본 학위 논문에서는 AMOLED 모바일 디스플레이 드라이버를 위한 DAC의 면적을 대폭 감소시킬 수 있는 새로운 구조를 제안함으로써 더 높은 집적도로 드라이버 IC를 생산할 수 있을 뿐만 아니라 생산단가도 낮출 수 있을 것으로 기대하고 있다. DAC의 면적을 대폭 줄이기 위해 switched-current (SI) DAC라는 새로운 구조를 제안하였다. 제안한 9 bit SI DAC는 0.35μm CMOS 공정을 통해 시제품이 제작되었다. 채널 드라이버당 칩 사이즈는 단지 0.014mm2에 불과하다. 또한 이 칩 사이즈는 지금까지 발표되었던 것 중 가장 작다. 측정결과 INL과 DNL은 각각 1.6LSB와 0.8LSB를 얻었으며, 최대 전류 출력의 편차 (DCO)는 15nA로 측정되었다. 제안한 DAC의 디지털-아날로그 변환속도는 1μs/bit 이며 바이어스 전류소모는 10μA이다. 제안한 SI DAC 구조는 전류구동 방식의 AMOLED 모바일 디스플레이 분야에서 매우 작은 칩 크기를 갖는 드라이버 IC를 구현하는데 매우 적합할 것으로 기대된다.
