JP4949292B2 - 有機発光ディスプレイ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、外部照度によって駆動電圧を調節して消費電力を低減させるディスプレイ装置及びその駆動方法に関する。
最近、デジタル技術の発展によって多様なディスプレイ装置が開発されており、特に複数の画素が集まって画面を構成する液晶ディスプレイ装置(Liquid Crystal Display:LCD)、プラズマディスプレイ装置(PlasmaDisplay Panel:PDP)、有機発光ディスプレイ装置(Organic Light−Emitting Display:OLED)などの平板ディスプレイ装置が脚光を浴びている。
かかる平板ディスプレイ装置のうち、高輝度、自体発光、広い視野角、速い応答速度などの長所を理由としてOLEDが最も注目されている。
OLEDは、駆動トランジスタにより有機発光ダイオードに供給された駆動電流量に比例して発光する。したがって、前記駆動電流量または前記有機発光ダイオードの発光時間の比率を調節することによって所望の階調を表現できる。
一方、前記OLEDの駆動において、低い消費電力で高画質の画面を具現しようとする多様な試みがなされている。かかる試みの一例として、外部照度によって自動的に輝度を調節するABC(Auto Brightness Control)機能を備えたOLEDが開示されたところがある(特許文献1,2及び3)。前記従来に開示されたOLEDは、外部環境の照度が低ければ、輝度を低下させ、すなわち輝度の低下のために駆動電流を減少させて消費電力の浪費を防止した。駆動電流を減少させる手段として、照度によって決定された輝度に該当するように映像データを調節した。
一般的に、輝度が低ければ、電流飽和点に達する駆動電圧が低くなる。したがって、外部環境の照度が低く感知され、これにより、輝度を低下させる場合、前記輝度に該当する駆動電流は、低い駆動電圧にも飽和領域に達することができる。しかし、従来のOLEDは、目標輝度に対応する駆動電圧で固定して供給する。すなわち、輝度が低ければ、低い駆動電圧で前記輝度に対応する駆動電流を供給できるにもかかわらず、目標輝度に該当する駆動電圧を供給することによって、消費電力を浪費するという問題が発生する。
韓国特許出願公開第2006−53455号公報
本発明の目的は、前記問題及びその他の色々な問題を解決するために、消費電力の節約を極大化できるOLED及びその駆動方法を提供するところにある。
本発明は、外部照度を感知する照度感知部と、前記照度感知部で測定された照度によってOLEDの輝度を決定する輝度決定部と、前記輝度決定部から決定された輝度に該当する駆動電流によって飽和領域の駆動電圧を決定する駆動電圧決定部と、前記駆動電圧決定部からの駆動電圧を供給するように、入力電圧より高い第1電圧及び入力電圧より低い第2電圧を生成する電圧変換部と、前記電圧変換部からの電圧を印加されて画像を具現する表示部と、を備えるOLEDを提供する。
前記OLEDにおいて、照度感知部は、フォトセンサーを利用して光の信号を電気的信号に変換することによって外部照度を感知できる。
前記OLEDにおいて、輝度決定部には、照度感知部により感知された照度による前記OLEDの輝度を記録した第1ルックアップテーブルまたは前記照度と前記輝度との関係を表した第1グラフが保存される。
前記OLEDにおいて、駆動電圧決定部には、前記輝度による飽和領域の前記駆動電圧を記録した第2ルックアップテーブルまたは前記輝度と前記駆動電圧との関係を表した第2グラフが保存される。
照度感知部により低い照度が感知されて輝度を低下させる場合、低下した輝度によって飽和領域の駆動電圧も減少する。したがって、第2ルックアップテーブル及び第2グラフは、前記輝度が低下するほど、飽和領域の駆動電圧は減少する関係を有する。
前記OLEDにおいて、表示部は、複数の画素を備え、各画素は、ゲート電極にデータ電圧が印加され、第1電極に前記第1電圧が印加される駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタの第2電極にアノード電極が連結され、カソード電極に前記第2電圧が印加される有機発光ダイオードと、を備える。そして、電圧変換部は、前記駆動電圧決定部からの駆動電圧に該当する第2電圧を生成するように調節する可変抵抗を備える。
前記OLEDにおいて、電圧変換部は、前記第1電圧を生成するブースターコンバータと、前記第2電圧を生成するバックコンバータと、を備える。そして、電圧変換部は、前記バックコンバータの出力電圧を決定する抵抗を、前記駆動電圧決定部からの駆動電圧によって調節される可変抵抗で形成できる。したがって、前記可変抵抗を利用して前記駆動電圧に該当するように第2電圧を調節できる。
また、本発明は、前記OLEDの駆動方法を提供する。前記駆動方法によれば、外部照度を感知し、感知した前記照度によるOLEDの輝度を決定し、決定された前記輝度に該当する駆動電流によって飽和領域の駆動電圧を決定し、前記駆動電圧を供給するように入力電圧より高い第1電圧及び入力電圧より低い第2電圧を生成し、前記第1電圧及び前記第2電圧を表示部に供給する。
前記OLEDの駆動方法は、外部照度と前記OLEDの輝度とをデータベース化した第1ルックアップテーブル、または前記外部照度と前記OLEDの輝度との関係を表した第1グラフを形成するステップをさらに含む。したがって、前記第1ルックアップテーブルまたは前記第1グラフを利用して感知した前記外部照度に該当する輝度を選択することによって輝度を決定できる。
前記OLEDの駆動方法は、輝度と前記駆動電圧とをデータベース化した第2ルックアップテーブル、または前記輝度と前記駆動電圧との関係を表した第2グラフを形成するステップをさらに含む。したがって、前記第2ルックアップテーブルまたは前記第2グラフを利用して前記輝度に対応する駆動電圧を選択して駆動電圧を決定できる。
前記OLEDの駆動方法において、第2電圧は、前記決定された駆動電圧に該当する制御信号によって第2電圧を決定する抵抗を調節して生成できる。
前記OLEDの駆動方法において、表示部は、複数の画素を備え、各画素は、ゲート電極にデータ電圧が印加される駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタにアノード電極が連結された有機発光ダイオードと、を備える。前記第1電圧は、駆動トランジスタの第1電極に印加し、前記第2電圧は、有機発光ダイオードのカソード電極に印加する。
したがって、照度が低いほど輝度を低下させ、低下した輝度に対応する飽和領域での駆動電圧を供給するように、前記第2電圧を変換して有機発光ダイオードのカソード電極に供給する。したがって、映像データに関係なく前記駆動電圧を供給できる。
本発明のOLED及びその駆動方法は、輝度によって電流飽和点の駆動電圧が変わる特性によって駆動電圧マージンを一定にする駆動電圧を決定する。すなわち、外部環境の照度によってOLEDの輝度を異なって決定し、前記可変する輝度に対応する飽和領域の駆動電圧を決定することによって駆動電圧マージンを一定にすることができる。したがって、前記OLEDの消費電力の浪費を極大化できる。
また、本発明は、前記駆動電圧を供給するように有機発光ダイオードのカソード電極に印加される電圧を調節する。したがって、前記有機発光ダイオードに供給される駆動電流に影響を及ぼさずに前記決定された駆動電圧を供給できるので、駆動が容易である。
以下、本発明を、添付された図面を参照してさらに詳細に説明する。
図1は、本発明による消費電力を低減できるOLEDを示したブロック図である。
以下、図1を参照してOLEDを詳細に説明し、下記表1及び図2、3を共に参照して前記OLEDの駆動方法も詳細に説明する。
図1に示すように、前記OLEDは、照度感知部110、輝度決定部120、駆動電圧決定部130、電圧変換部140及び表示部160を備える。
照度感知部110は、フォトセンサーを備えることによって、外部の光信号を電気的信号に変換し、前記電気的信号を測定して外部照度を感知する。
輝度決定部120は、感知された照度に該当する第1制御信号CSによって前記OLEDの輝度を決定する。前記輝度決定部120には、外部照度による輝度を記録した第1ルックアップテーブル、または前記外部照度と前記輝度との関係を表した第1グラフなどが保存されている。かかる第1ルックアップテーブルまたは第1グラフは、既存に記録された外部照度と輝度とを利用してデータベース化したものとしてあらかじめ保存できる。
下記の表1は、外部照度が室内照明環境である500luxであるとき、ディスプレイ装置の輝度を90cd/mと、照度が60luxであるとき、輝度を45cd/mと記録した第1ルックアップテーブルを例示したものである。
Figure 0004949292
したがって、前記OLEDが室内照明下に配置された場合、照度感知部110は、外部照度を500luxに感知し、これに該当する第1制御信号CSを輝度決定部120へ伝送する。輝度決定部120は、前記第1制御信号CSによって500luxに該当するディスプレイ装置の輝度90cd/mを選択する。
輝度決定部120で決定された輝度に対応する第2制御信号CSを駆動電圧決定部130に送信する。駆動電圧決定部130は、前記第2制御信号CSを受信し、前記第2制御信号CSによって電流飽和点での駆動電圧を決定する。
輝度が低下すれば、電流飽和点での駆動電圧は減少する。詳細に、有機発光ダイオードに供給される駆動電流と駆動電圧との関係を表した図2のグラフを参照すれば、飽和領域の駆動電流Idsが減少すれば、電流飽和点での駆動電圧VdsはV,V,Vに減少する。したがって、輝度が低下すれば、電流飽和点での駆動電圧Vdsは減少する。
例えば、最高輝度で最高駆動電圧としてVを使用するOLEDにおいて、前記表1から、外部照度を500lux,60luxに感知し、これにより、輝度を90cd/m,45cd/mに決定すれば、前記輝度に該当する駆動電流Idsによって駆動電圧をそれぞれV,Vと決定できる。したがって、外部照度の低い環境では、輝度を低下させ、前記輝度に対応して駆動電流Idsも減少させ、前記駆動電流Idsによって飽和領域の駆動電圧Vdsも減少させる。このように減少した駆動電圧Vdsを表示部170に供給することによって、消費電力を低減できる。
前記のような相関関係を利用して、前記駆動電圧決定部130に、輝度による駆動電圧を記録した第2ルックアップテーブルまたは前記輝度と駆動電圧との関係を表したグラフなどをあらかじめ保存できる。
図3は、輝度と駆動電圧との関係を表したグラフを例示する。図3は、輝度増加量△Bによる駆動電圧増加量△Vdsを表したグラフであって、前記グラフは、既存のデータまたは実験値を利用して回帰式で形成したものである。図3に示したグラフは、輝度が50cd/m向上すれば、駆動電圧は0.3V増加する勾配を有する。
最高輝度として150cd/m、最高駆動電圧として9.5Vを使用するOLEDにおいて、照度感知部110で外部照度が500luxに感知され、輝度決定部120で感知された外部照度によって90cd/mの輝度を決定して、前記決定された輝度に対応する第2制御信号CSを駆動電圧決定部130に送信する。駆動電圧決定部130は、第2制御信号CSによって前記最高駆動電圧から−0.36V増加した駆動電圧を決定する。具体的に、前記第2制御信号CSによって最高輝度を基準として前記外部照度によって決定された輝度の増加量△B、すなわち−40%を算出し、前記算出値を図1に示したグラフに適用して駆動電圧の増加量△Vdsが−0.36Vであることを算出する。したがって、駆動電圧は、最高駆動電圧である9.5Vから0.36V減少した9.14Vと決定する。
また、照度感知部110で外部照度を60luxに感知し、輝度決定部120で60luxの外部照度による輝度を45cd/mに決定し、駆動電圧決定部130で前記決定された輝度から輝度増加量△Bを算出し、前記輝度増加量△Bによって駆動電圧増加量△Vdsを算出する。詳細に、輝度増加量△Bは、最高輝度を基準として70%低下することを算出し、前記輝度増加量△Bを図3に示したグラフに適用すれば、駆動電圧増加量△Vdsが0.63V減少することを導出できる。したがって、駆動電圧は、9.5Vから0.63V減少した8.87Vと決定される。
したがって、前記のような駆動電圧の減少は、それぞれ4%、7%ほどの消費電力の低減効果を有することができる。
前記駆動電圧決定部130で決定された駆動電圧を表示部160に供給するように制御する第3制御信号CSを電圧変換部140に印加する。
電圧変換部140は、リチウムイオンバッテリーのような電源部150から入力電圧Vを供給されて、前記入力電圧Vより高い第1電圧ELVDD及び前記入力電圧Vより低い第2電圧ELVSSに変換する。そして、変換された第1電圧ELVDD及び第2電圧ELVSSを表示部160に供給する。
電圧変換部140は、前記決定された駆動電圧を表示部160に供給するように制御する第3制御信号CSを印加されて、前記第3制御信号CSによって第2電圧ELVSSを調節する。電圧変換部140は、第2電圧ELVSSを決定する回路の出力端に第3制御信号CSによって変わる可変抵抗を連結する。したがって、前記可変抵抗を利用して第2電圧ELVSSを調節できる。
前記電圧変換部140は、後述する図4及び図5を参照してさらに詳細に説明する。
本実施形態では、駆動電圧を決定し、前記決定された駆動電圧を表示部160に供給するように電圧変換部140で電圧を調節することを例示したが、これに限定されるものではない。前記駆動電圧増加量に対応して、または前記輝度、輝度増加量、感知した照度による駆動電圧または第2電圧ELVSSの関係を記録したルックアップテーブルまたはグラフを形成し、それを利用して第2電圧ELVSSを調節することもできる。
電圧変換部140で生成された第1電圧ELVDD及び第2電圧ELVSSは、表示部160に供給される。表示部160は、複数のデータ線D,…,D及び複数の走査線S,…,Sにより定義される複数の画素を備える。各画素は、駆動トランジスタと有機発光ダイオードとを備える。
前記OLEDは、映像データに該当するデータ電圧を各画素に印加するデータ駆動部180と、表示しようとする画素を選択するように該当画素に選択信号を印加する走査駆動部190と、をさらに備える。データ駆動部180は、複数のデータ線D,…,Dを通じて各画素に対応するデータ電圧を印加し、走査駆動部190は、複数の走査線S,…,Sを通じて該当画素に選択信号を印加する。
前記データ駆動部180及び走査駆動部190は、それぞれ制御部170から第6制御信号CS及び映像データRGB data、第5制御信号CSを印加される。
制御部170は、入力映像信号Video signalに該当する映像データRGB dataまたは垂直同期信号、水平同期信号、クロック信号などの制御信号CS,CS,CSを生成する。制御部170は、第1電圧ELVDD及び第2電圧ELVSSを電圧変換部140から表示部60に安定的かつ適正に供給するように制御する第4制御信号CSを生成し、前記第4制御信号CSを電圧変換部140に供給する。前記制御部170は、電源部150から所定の電圧Vを供給されて前記のような信号処理を行う。
以下、図1に示したOLEDの電圧変換部140を、図4及び図5を参照してさらに詳細に説明する。
図4は、図1に示したOLEDの表示部160に第1電圧ELVDDを供給する電圧変換部140を示した回路図であり、図5は、図1に示したOLEDの表示部160に第2電圧ELVSSを供給する電圧変換部140を示した回路図である。
詳細に、図4は、入力電圧Vから第1電圧ELVDDを生成するブースターコンバータ142を例示したものであるが、これに限定されるものではない。
図1及び図4に示すように、ブースターコンバータ142は、第1インダクタL、制御部170からの第4制御信号CSによりオン/オフになる第1スイッチング素子Q、第1還流ダイオードD、第1キャパシタC及び抵抗Rを備える。
第4制御信号CSによって第1スイッチング素子Qがオンになれば、第1インダクタL1にエネルギーが蓄積され、第1キャパシタC1に蓄積された電荷が放電されつつ出力され、第4制御信号CSによって第1スイッチング素子Qがオフになれば、第1キャパシタCの両端にかかった電圧にインダクタLに蓄積されたエネルギー及び入力電圧Vが加えられて第1電圧ELVDDとして出力される。
図5は、入力電圧Vから第2電圧ELVSSを生成するバックコンバータ141を例示したものであるが、これに限定されるものではない。
図1と共に図5に示すように、バックコンバータ141は、第4制御信号CSによりオン/オフになる第2スイッチング素子Qと、第2還流ダイオードDと、第2インダクタL及び第2キャパシタCからなる低域フィルタと、を備える。また、バックコンバータ141は、第2キャパシタCの両端に可変抵抗Rを連結して、前記可変抵抗Rによって第2電圧ELVSSを調節できる。
可変抵抗Rは、駆動電圧決定部130から決定された駆動電圧を表示部160に供給するように制御する第3制御信号CSによって、前記駆動電圧に該当する第2電圧ELVSSを調節する。
第4制御信号CSによって第2スイッチング素子Qがオンになれば、入力電圧Vは、低域フィルタを通過して出力に伝達され、第4制御信号CSによって第2スイッチング素子Qがオフになれば、第2インダクタL2に蓄積されたエネルギーが第2還流ダイオードDを通じて放電されつつ出力に伝達される。このとき、駆動電圧決定部130からの駆動電圧が表示部160に供給されるように制御する第3制御信号CSによって変わる可変抵抗Rにより第2電圧ELVSSは調節される。
前記のように生成された第1電圧ELVDD及び第2電圧ELVSSは、表示部160の駆動トランジスタと有機発光ダイオードとに印加されるが、それを図6を参照して詳細に説明する。
図6は、駆動トランジスタと有機発光ダイオードとを備える本発明によるOLEDの単位画素を示した回路図である。
図6は、第1電圧ELVDD及び第2電圧ELVSSを供給されるOLEDの簡単な単位画素を例示したものであって、これに限定されるものではない。本発明には、しきい電圧補償回路をはじめとする多様な単位画素を備えるOLEDが含まれる。
図6に示すように、単位画素は、走査線S[n]及びデータ線D[n]により定義され、前記走査線scan[n]は、スイッチトランジスタTsのゲート電極に連結され、スイッチトランジスタTsの第1電極は、データ線D[n]に連結され、スイッチトランジスタTsの第2電極は、キャパシタCstの第1端及び駆動トランジスタTのゲート電極に連結される。
駆動トランジスタTdの第1端及びキャパシタCstの第2端には、第1電圧ELVDDが印加され、駆動トランジスタTの第2端は、有機発光ダイオードOLEDのアノード電極と連結され、有機発光ダイオードOLEDのカソード電極に、第2電圧ELVSSが印加される。
本実施形態では、図1に示した駆動電圧決定部130からの駆動電圧Vdsを供給するように第2電圧ELVSSを調節し、調節された第2電圧ELVSSを有機発光ダイオードOLEDのカソード電極に供給する。
前記有機発光ダイオードOLEDは、駆動トランジスタTのゲート電極を通じて印加されたデータ電圧と、駆動トランジスタTの第1電極に印加された第1電圧ELVDDにより決定される駆動電流Idsとを印加されて発光する。前記駆動電流Idsは、輝度を決定する。
感知された照度によって決定された駆動電圧を表示部160に供給するために第1電圧ELVDDを調節すれば、前記駆動電流Ids及び輝度が変わる。したがって、変換された輝度を目標輝度に補正するために、データ電圧を調節するなどの駆動手順を必要とする。したがって、第1電圧ELVDDを調節することより、駆動電流Idsに影響を及ぼさない第2電圧ELVSSを調節することが容易である。
本発明は、図面に示した実施形態を参考にして説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想により決まらねばならない。
本発明は、ディスプレイ装置関連の技術分野に適用可能である。
本発明によるOLEDを示すブロック図である。 図1に示したOLEDの有機発光ダイオードに供給される駆動電流と駆動電圧との関係を示すグラフである。 図1に示したOLEDの輝度と駆動電圧との関係を示すグラフである。 図1に示したOLEDの表示部に第1電圧を供給する電圧変換部を示す回路図である。 図1に示したOLEDの表示部に第2電圧を供給する電圧変換部を示す回路図である。 本発明によるOLEDの単位画素を示す回路図である。
符号の説明
110 照度感知部
120 輝度決定部
130 駆動電圧決定部
140 電圧変換部
150 電源部
160 表示部
170 制御部
180 データ駆動部
190 走査駆動部

Claims (6)

  1. 外部照度を感知する照度感知部と、
    前記照度感知部で測定された照度によって有機発光ディスプレイ装置の輝度を決定する輝度決定部と、
    前記輝度決定部から決定された輝度に該当する駆動電流によって電流飽和点での駆動電圧を決定する駆動電圧決定部と、
    前記駆動電圧決定部からの駆動電圧を供給するように、入力電圧より高い第1電圧及び入力電圧より低い第2電圧を生成する電圧変換部と、
    前記電圧変換部からの電圧を印加されて画像を具現する表示部と、を備え、
    前記照度感知部は、フォトセンサーを備え、
    前記駆動電圧決定部には、前記輝度決定部により決定された輝度によって電流飽和点での駆動電圧を記録した第2ルックアップテーブルまたは前記輝度と前記駆動電圧との関係を表した第2グラフが保存され、
    外部環境の照度によって前記有機発光ディスプレイ装置の輝度を異なって決定し、前記可変する輝度に対応する飽和領域の駆動電圧を決定することによって前記駆動電圧マージンを一定にし、前記駆動電圧を供給するように有機発光ダイオードのカソード電極に印加される電圧を調節する
    ことを特徴とする有機発光ディスプレイ装置。
  2. 前記輝度決定部には、前記照度感知部により感知された照度による前記有機発光ディスプレイ装置の輝度を記録した第1ルックアップテーブルまたは前記照度と前記輝度との関係を表した第1グラフが保存された
    ことを特徴とする請求項1に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  3. 前記表示部は、複数の画素を備え、
    各画素は、ゲート電極にデータ電圧が印加され、第1電極に前記第1電圧が印加される駆動トランジスタと、
    前記駆動トランジスタの第2電極にアノード電極が連結され、カソード電極に前記第2電圧が印加される有機発光ダイオードと、を備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  4. 前記電圧変換部は、前記駆動電圧決定部からの駆動電圧に該当する第2電圧を生成するように調節する可変抵抗を備える
    ことを特徴とする請求項3に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  5. 前記電圧変換部は、前記第1電圧を生成するブースターコンバータと、
    前記第2電圧を生成するバックコンバータと、を備える
    ことを特徴とする請求項3に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  6. 前記電圧変換部は、前記バックコンバータの出力電圧を決定する抵抗を、前記駆動電圧決定部からの駆動電圧によって調節される可変抵抗で形成した
    ことを特徴とする請求項5に記載の有機発光ディスプレイ装置。
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