KR100657152B1 - 수동 매트릭스 유기 발광 다이오드용 출력 드라이버 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 누설 전류를 감소시킬 수 있는 출력 드라이버의 누설 발생 방지 회로를 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본원의 제1 발명에 따른 수동 매트릭스 유기 발광 다이오드용 출력 드라이버는 저전원전압단에 연결되고, 입력되는 전류에 비례한 전류를 복사하여 복사전류를 흘릴 수 있는 저전압 아날로그 부; 고전원전압단에 연결되고, 상기 복사전류가 흐르는 경우에 통전될 수 있는 고전압 출력 드라이버; 상기 저전압 아날로그 부와 고전압 출력 드라이버를 단속할 수 있는 스위치부; 및 상기 고전압 출력 드라이버와 스위치부 사이에 삽입되는 적어도 하나 이상의 보상 다이오드를 포함한다.
수동 매트릭스 유기 발광 다이오드, PMOLED, 출력 드라이버, 누설 전류

Description

수동 매트릭스 유기 발광 다이오드용 출력 드라이버{OUTPUT DRIVER FOR PASSIVE MATRIX ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE}
도 1은 종래 기술에 따른 출력 드라이버,
도 2는 도 1에서의 누설 전류 파형도,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 출력 드라이버,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 출력 드라이버.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
310: 저전압 아날로그 부 320: PWM 스위치
330: 보상 다이오드 340: 고전압 출력 드라이버
본 발명은 수동 매트릭스 유기 발광 다이오드(Passive Matrix Organic Light emitting Diode, 이하 'PMOLED'라 함)에 관한 것으로, 구체적으로는 PMOLED를 구동 하기 위한 출력 드라이버의 누설 발생 방지 회로에 관한 것이다.
종래의 PMOLED에서는, 도 1에 보이는 바와 같이, PWM 스위치(120)를 저전압 아날로그 부(110)와 고전압 출력 드라이버(130) 사이에 삽입한다. 저전압 아날로그부(110) 내 제1 엔모스 트랜지스터(112)에 전류(I)가 흐르면 전류 미러 효과에 의해 제3 엔모스 트랜지스터(116)에도 동일한 크기의 전류(I)가 흐른다. 이에 따라 고전압 출력 드라이버(130) 내 고전압 피모스 트랜지스터에 전류를 발생시킨다. 이 때 PWM 스위치(120)의 드레인단에 걸리는 전압(V1)은 저전압 아날로그부(110) 내 제1 엔모스 트랜지스터(112)에 전류(I)에 의해 결정된다. 즉, 작은 전류(I)가 흘러 PWM 스위치(120)의 게이트-소스전압(Vgs)이 문턱전압 이상으로 상승하면 PWM 스위치(120)가 턴온된다. 이 경우 고전압 출력 드라이버(130)의 고전원전압(Vout)단에 예를 들어, 18볼트가 인가되면, PWM 스위치(120)의 드레인 전압(V1)은 14 내지 15볼트가 걸리게 된다. 결국, PWM 스위치(120)의 드레인-소스간 전압(Vds)이 게이트-소스간 전압(Vgs)에 비해 대단히 높게 걸리므로 PWM 스위치(120)는 드레인(drain)에서 서브스트레이트(substrate)로 서브스트레이트 전류(Isub)가 흐르게 된다.
도 2는 종래 기술에 따른 PMOLED에서 측정된 누설 전류 파형도이다.
누설되는 서브스트레이트 전류(Isub)는 다음의 수학식과 같다.
Figure 112004033856306-pat00001
Figure 112004033856306-pat00002
여기서,
Figure 112004033856306-pat00003
는 임팩트 이온화 전류의 제1 파라미터,
Figure 112004033856306-pat00004
는 임팩트 이온화 상수,
Figure 112004033856306-pat00005
는 임팩트 이온화 전류의 제2 파라미터,
Leff는 PWM 스위치의 실효적 길이,
Vdseff는 실효적 드레인 전압,
Idsa는 드레인 포화 전류, 그리고
Va는 얼리 전압이다.
상기 수학식에 따르면 드레인 전압(Vd)가 상승하면 서브스트레이트 전류(Isub) 또한 증가하는 것을 알 수 있다. 조건 a는 고전압 출력 드라이버(130)의 모스 트랜지스터에 Vg=3V, Vs=1.2V를 인가한 경우이며, 조건 b는 Vg=2.6V, Vs=0.8V를 인가한 경우이다. 두 조건 모두 PWM 스위치의 드레인 전압이 상승할수록 누설되는 서브스트레이트 전류는 증가한다는 것을 확인할 수 있다.
결국, 저전류일 때 PWM 스위치(120)의 드레인 노드 전압이 많이 상승하여 드레인에서 서브스트레이트로 흐르는 누설 전류가 증가한다. 이러한 누설 전류는 인 가되는 전압의 크기에 따라 다르지만 채널이 많아질수록 불필요하게 소모되는 전력이 증가하게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 누설 전류를 감소시킬 수 있는 출력 드라이버의 누설 발생 방지 회로를 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본원의 제1 발명에 따른 수동 매트릭스 유기 발광 다이오드용 출력 드라이버는 저전원전압단에 연결되고, 입력되는 전류에 비례한 전류를 복사하여 복사전류를 흘릴 수 있는 저전압 아날로그 부; 고전원전압단에 연결되고, 상기 복사전류가 흐르는 경우에 통전될 수 있는 고전압 출력 드라이버; 상기 저전압 아날로그 부와 고전압 출력 드라이버를 단속할 수 있는 스위치부; 및 상기 고전압 출력 드라이버와 스위치부 사이에 삽입되는 적어도 하나 이상의 보상 다이오드를 포함한다.
바람직하게는, 상기 저전압 아날로그 부는, 일측이 상기 저전원전압단에 연결되고, 상기 입력되는 전류에 비례한 전류를 복사하여 복사전류를 흘릴 수 있는 전류 미러일 수 있다.
또한, 본원의 제2 발명에 따른 수동 매트릭스 유기 발광 다이오드용 출력 드라이버는, 고전원전압단에 연결되고, 입력되는 전류에 제어되는 제1 고전압 드라이 버; 저전원전압단에 연결되고, 상기 제1 고전압 드라이버로부터 전달되는 전류를 복사하여 복사전류를 흘릴 수 있는 제2 고전압 드라이버; 및 상기 제1 고전압 드라이버와 제2 고전압 드라이버 사이에 삽입되는 적어도 하나 이상의 보상 다이오드를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기 로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PMOLED의 전류 복사 출력 드라이버로서, 저전압 아날로그 부(310)와 고전압 출력 드라이버(340) 사이의 연결을 스위칭하는 PWM 스위치(320)의 드레인 전압을 낮추기 위하여 PWM 스위치(320)와 고전압 출력 드라이버(340) 사이에 적어도 하나 이상의 모스 트랜지스터 타입의 보상 다이오드를 삽입한다. 도 3은 일 예로서 하나의 보상 다이오드(330)가 삽입된 것이다. 이에 따라 직렬연결된 보상 다이오드의 순방향 전압강하분만큼 PWM 스위치(320)의 드레인단에 걸리는 드레인전압(Vd)은 낮아지게 된다. 한편, 일 실시예에 따르면, 고전압 출력 드라이버(340)는 제1 및 제2 피모스 트랜지스터(342, 344)와 각각 도시되지는 않았지만 동일한 크기의 제3 및 제4 피모스 트랜지스터가 접속되어 저전압 아날로그 부(310)와 동일한 양상을 보일 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PMOLED의 전류 복사 출력 드라이버로서, 제1 고전압 드라이버(430)와 제2 고전압 드라이버(410) 사이에 적어도 하나 이상의 모스 트랜지스터 타입의 보상 다이오드(420)를 삽입한다. 도 4 또한, 도 3에서와 마찬가지로 보상 다이오드가 하나만 삽입된 양상을 보인다. 그러나, 여기에서도 직렬연결된 복수의 보상 다이오드를 삽입할 수 있음은 당연하며, 이에 따라 직렬연결된 보상 다이오드의 순방향 전압강하분만큼 제2 고전압 드라이버(410) 내 제1 엔모스 트랜지스터(412)의 드레인단에 걸리는 드레인전압이 낮아지게 된다. 한편, 제1 고전압 드라이버(430)는 제1 및 제2 피모스 트랜지스터(432, 434)와 각각 도시되지는 않았지만 동일한 크기의 제3 및 제4 피모스 트랜지스터가 접속되어 제1 고전압 드라이버(310)와 동일한 양상을 보일 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범 위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 PMOLED의 출력 드라이버에서의 누설 전류를 감소시킬 수 있는 유리한 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 저전원전압단에 연결되고, 입력되는 전류에 비례한 전류를 복사하여 복사전류를 흘릴 수 있는 저전압 아날로그 부;
    고전원전압단에 연결되고, 상기 복사전류가 흐르는 경우에 통전될 수 있는 고전압 출력 드라이버;
    상기 저전압 아날로그 부와 고전압 출력 드라이버를 단속할 수 있는 스위치부; 및
    상기 고전압 출력 드라이버와 스위치부 사이에 삽입되는 적어도 하나 이상의 보상 다이오드
    를 포함하는 수동 매트릭스 유기 발광 다이오드용 출력 드라이버.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보상 다이오드는,
    모스 트랜지스터 타입으로 된 수동 매트릭스 유기 발광 다이오드용 출력 드라이버.
  3. 제2항에 있어서, 상기 저전압 아날로그 부는,
    일측이 상기 저전원전압단에 연결되고, 상기 입력되는 전류에 비례한 전류를 복사하여 복사전류를 흘릴 수 있는 전류 미러로 된 수동 매트릭스 유기 발광 다이오드용 출력 드라이버.
  4. 고전원전압단에 연결되고, 입력되는 전류에 제어되는 제1 고전압 드라이버;
    저전원전압단에 연결되고, 상기 제1 고전압 드라이버로부터 전달되는 전류를 복사하여 복사전류를 흘릴 수 있는 제2 고전압 드라이버; 및
    상기 제1 고전압 드라이버와 제2 고전압 드라이버 사이에 삽입되는 적어도 하나 이상의 보상 다이오드
    를 포함하는 수동 매트릭스 유기 발광 다이오드용 출력 드라이버.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보상 다이오드는,
    모스 트랜지스터 타입으로 된 수동 매트릭스 유기 발광 다이오드용 출력 드라이버.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 고전압 드라이버는,
    일측이 상기 저전원전압단에 연결되고, 상기 복사전류를 흘릴 수 있는 전류 미러로 된 수동 매트릭스 유기 발광 다이오드용 출력 드라이버.
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