KR100670133B1 - 전원 공급 장치 및 이를 이용한 표시 장치 - Google Patents

전원 공급 장치 및 이를 이용한 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전원 공급 장치 및 이를 이용한 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전원 공급 장치는 제1 클록 신호를 출력하는 발진기, 상기 제1 클록 신호에 따라 제1 전압을 출력하는 차지 펌프 회로 및 상기 제1 전압과 제2 전압을 비교하여 상기 발진기의 동작을 제어하는 비교기를 포함한다. 상기 비교기는 상기 제1 전압에 따라 제1 전류 패스를 형성하는 제1 및 제2 트랜지스터, 상기 제2 전압에 따라 제2 전류 패스를 형성하는 제2 및 제4 트랜지스터, 그리고 상기 제1 전류 패스 또는 상기 제2 전류 패스를 통하여 흐르는 전류를 바이패스시키는 제5 트랜지스터를 포함하며, 상기 제1 트랜지스터의 크기보다 상기 제5 트랜지스터의 크기가 크다.
전원 공급 장치, 비교기, 차지 펌프 회로

Description

전원 공급 장치 및 이를 이용한 표시 장치{POWER SUPPLY AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
도 1은 유기 전계발광 소자의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치를 나타낸도이다.
도 4는 도 3에 도시된 발진기의 내부 회로를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 래치를 보다 구체적으로 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차지 펌프 회로를 나타낸도이다.
도 7은 차지 펌프 회로에 인가되는 클록 신호를 예시적으로 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 비교기를 보다 구체적으로 나타낸 도이다.
도 9는 도 8에 도시된 비교기의 동작 특성을 나타낸 도이다.
본 발명은 전원 공급 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기 전계발광(electroluminescent, 이하 'EL'이라 함) 표시 장치의 전원 공급 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기 EL 표시 장치는 형광성 유기 화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 표시 장치로서, NxM 개의 유기 발광셀들을 전압 기입 혹은 전류 기입하여 영상을 표현할 수 있도록 되어 있다. 이러한 유기 발광셀은 도 1에 도시된 바와 같이 애노드, 유기 박막, 캐소드 레이어의 구조를 가지고 있다. 유기 박막은 전자와 정공의 균형을 좋게 하여 발광 효율을 향상시키기 위해 발광층(emitting layer, EML), 전자 수송층(electron transport layer, ETL), 및 정공 수송층(hole transport layer, HTL)을 포함한 다층 구조로 이루어지고, 또한 별도의 전자 주입층(electron injecting layer, EIL)과 정공 주입층(hole injecting layer, HIL)을 포함하고 있다.
이와 같이 이루어지는 유기 발광셀을 구동하는 방식에는 단순 매트릭스(passive matrix) 방식과 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT) 또는 MOSFET를 이용한 능동 구동(active matrix) 방식이 있다. 단순 매트릭스 방식은 양극과 음극을 직교하도록 형성하고 라인을 선택하여 구동하는데 비해, 능동 구동 방식은 박막 트랜지스터와 커패시터를 각 ITO(indium tin oxide) 화소 전극에 접속하여 커패시터 용량에 의해 전압을 유지하도록 하는 구동 방식이다. 이때, 커패시터에 전압을 유지시키기 위해 인가되는 신호의 형태에 따라 능동 구동 방식은 전압 기입(voltage programming) 방식과 전류 기입(current programming) 방식으로 나누어진다.
그리고, 유기 EL 표시 장치는 표시 패널과 표시 패널을 구동하기 위한 각종 구동부, 및 전원 공급 장치로 구성되며, 전원 공급 장치는 주로 클록 신호를 생성하는 발진기와 차지 펌프 회로로 구성된다. 그리고, 발진기의 클록 신호와 이 신호를 반전시킨 클록 신호가 차지 펌프 회로에 입력되며, 차지 펌프 회로는 입력되는 두 개의 클록 신호를 이용하여 원하는 전압을 출력한다.
그러나, 종래의 전원 공급 장치는 발진기의 클록 신호를 반전시키는 인버터의 내부 지연 등에 의하여 두 개의 클록 신호의 동기가 서로 어긋나거나 클록 신호가 왜곡되는 문제가 있었다. 따라서, 차지 펌프 회로에 입력되는 두 개의 클록 신호가 모두 하이 레벨 또는 로우 레벨인 구간이 발생하게 되며, 이 경우, 차지 펌프 회로의 커패시터가 정상적으로 충전 또는 방전되지 아니하여 원하는 전압이 출력되지 않게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 차지 펌프 회로에 입력되는 복수의 클록 신호의 동기를 일치시키고 클록 신호의 왜곡을 방지하여 원하는 전압을 제공하기 위한 전원 공급 장치 및 이를 이용한 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전원 공급 장치의 특성을 보다 향상시키고자 하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 하나의 특징에 따른 전원 공급 장치는 제1 클록 신호를 출력하는 발진기; 상기 제1 클록 신호에 따라 제1 전압을 출력하는 차지 펌프 회로; 및 상기 제1 전압과 제2 전압을 비교하여 상기 발진기의 동작을 제어하는 비교기를 포함한다. 여기서, 비교기는 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터, 제3 트랜지스터, 제4 트랜지스터 및 제5 트랜지스터를 포함하며, 상기 제1 트랜지스터의 크기보다 상기 제5 트랜지스터의 크기가 크다. 그리고 상기 제1 및 제3 트랜지스터는 상기 제1 전압에 따라 제1 전류 패스를 형성하고, 상기 제2 및 제4 트랜지스터는 상기 제2 전압에 따라 제2 전류 패스를 형성하며, 상기 제5 트랜지스터는 상기 제1 전류 패스 또는 상기 제2 전류 패스를 통하여 흐르는 전류를 바이패스시킨다.
본 발명의 다른 특징에 따른 표시장치는 복수의 화소 회로를 포함하는 표시 패널; 상기 표시 패널에 데이터 신호를 인가하기 위한 데이터 구동부; 상기 표시 패널에 선택 신호를 인가하기 위한 주사 구동부; 상기 데이터 구동부 및 상기 주사 구동부를 제어하기 위한 패널 제어부; 및 상기 표시 패널, 상기 데이터 구동부, 상기 주사 구동부, 및 상기 패널 제어부 중 적어도 하나에 제1 전압을 공급하며, 발진기, 상기 발진기의 출력에 따라 상기 제1 전압을 출력하는 차지 펌프 회로 및 상기 제1 전압과 제2 전압을 비교하여 상기 발진기의 동작을 제어하는 비교기를 포함하는 전원 공급 장치를 포함한다. 이 경우 상기 비교기는 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터, 제3 트랜지스터, 제4 트랜지스터 및 제5 트랜지스터를 포함하며, 상기 제1 트랜지스터의 크기보다 상기 제5 트랜지스터의 크기가 크다. 그리고 상기 제1 및 제3 트랜지스터는 상기 제1 전압에 따라 제1 전류 패스를 형성하고, 상기 제2 및 제4 트랜지스터는 상기 제2 전압에 따라 제2 전류 패스를 형성하며, 상기 제5 트랜지스터는 상기 제1 전류 패스 또는 상기 제2 전류 패스를 통하여 흐르는 전류를 바이패스시킨다.
이러한 특징을 가지는 전원 공급 장치에서 제5 트랜지스터의 크기는 상기 제3 트랜지스터의 크기보다 작을 수 있다.
한편, 전원 공급 장치는 제1 클록 신호를 반전하여 제2 클록 신호를 출력하 는 제1 인버터; 및 상기 제1 클록 신호와 제2 클록 신호를 래치하여 출력하는 래치 회로를 더 포함하고, 상기 차지 펌프 회로는 상기 래치 회로의 출력 전압에 따라 제1 전압을 출력할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하의 설명에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치를 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(100), 데이터 구동부(200), 주사 구동부(300), 패널제어부(400), 및 전원 공급 장치(500)를 포함한다.
표시 패널(100)에는 복수의 화소 회로와 화소 회로에 데이터 신호를 전달하기 위한 복수의 데이터선 및 화소 회로에 선택 신호를 전달하기 위한 복수의 주사선 등(도시되지 않음)이 형성된다.
데이터 구동부(200)는 표시 패널(100)에 데이터 신호를 인가하며, 주사 구동부(300)는 선택 신호를 인가한다.
패널 제어부(400)는 데이터 구동부(200) 및 주사 구동부(300)를 제어하며, 수직 동기 신호(V_sync)에 동기하여 데이터 구동부(200)가 화상 데이터(R, G, B data)를 표시 패널(100)에 인가하도록 하고, 수평 동기 신호(H_sync)에 동기하여 주사 구동부(300)가 표시 패널(100)에 선택 신호를 인가하도록 한다.
전원 공급 장치(500)는 DC-DC 컨버터를 이용하여 원하는 전압을 출력하며, 표시 패널(100), 각 구동부(200, 300), 및 패널 제어부(400)에 적절한 전원 전압을 공급한다.
데이터 구동부(200), 주사 구동부(300), 및/또는 패널 제어부(400)는 표시 패널(100)에 전기적으로 연결될 수 있으며 또는 표시 패널(100)에 접착되어 전기적으로 연결되어 있는 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package, TCP) 등에 칩 등의 형태로 장착될 수 있다. 또는 표시 패널(100)에 접착되어 전기적으로 연결되어 있는 가요성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit, FPC) 또는 필름(film) 등에 칩 등의 형태로 장착될 수도 있으며, 이를 CoF(chip on flexible board, chip on film) 방식이라 한다. 이와는 달리 데이터 구동부(200), 주사 구동부(300) 및/또는 패널 제어부(400)는 표시 패널(100)의 유리 기판 위에 직접 장착될 수도 있으며, 또는 유리 기판 위에 주사선, 데이터선, 및 박막 트랜지스터와 동일한 층들로 형성되어 있는 구동 회로와 대체될 수도 직접 장착될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치를 도시한것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전원 공급 장치는 발진기(510), 인버터(IN1), 래치(520), 차지 펌프 회로(530), 및 비교기(540)를 포함한다.
발진기(510)는 비교기(540)의 출력 신호에 응답하여 클록신호(clk1)를 생성 하고, 인버터(IN1)는 발진기(510)의 클록 신호(clk1)를 반전하여 클록 신호(clk2)를 출력한다.
래치(520)는 클록 신호(clk1, clk2)의 동기를 일치시키고 클록 신호(clk1, clk2)에 발생된 왜곡을 보상한다.
차지 펌프 회로(530)는 클록 신호(clk1, clk2)를 이용하여 원하는 레벨의 전압(Vout)을 출력 한다.
비교기(540)는 차지 펌프 회로(530)의 출력 전압(Vout)과 기준 전압(Vref)을 비교하여 발진기(510)의 동작을 제어한다. 구체적으로는, 차지 펌프 회로(530)의 출력 전압(Vout)과 기준 전압(Vref)을 비교하고, 출력 전압(Vout)의 절대값이 기준 전압(Vref)의 절대값보다 작은 경우(즉, 출력 전압(Vout)이 기준 전압(Vref)보다 낮은 경우)에는 발진기(510)가 클록 신호(clk1)를 생성토록 하고, 출력 전압(Vout)이 기준 전압(Vref) 보다 높거나 같은 경우에는 발진기(510)가 클록 신호(clk1)가 아닌 고정된 전압을 출력하도록 한다.
그리고 본 발명의 일실시예에 따르면, 도 3과 같이 차지 펌프 회로(530)의 출력 전압(Vout)을 분배하기 위한 저항(R1, R2)을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 기준 전압(Vref)을 수학식 1과 같이 설정한다.
Figure 112004023266502-pat00001
여기서, Vref는 기준 전압을 나타내며, V1은 원하는 차지 펌프 회로(530)의 출력 전압(Vout)을 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 발진기(510)의 내부 회로를 예시적으로 도시한 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전원 공급 장치(500)의 발진기(510)는 링 발진기(ring oscillator)를 이용하여 형성될 수 있으며, 비교기(540)의 출력 신호를 인에이블 신호(Enable)로 입력하여 클록 신호(clk1) 또는 고정 전압 신호를 출력하도록 한다.
구체적으로, 발진기(510)는 NAND 게이트(511), 복수의 인버터(512), 및 복수의 커패시터(513)을 포함한다. NAND 게이트(511)는 발진기(510)의 출력 신호와 인에이블 신호(Enable)를 입력하여 NAND 연산을 수행하며, NAND 게이트(511)의 출력 신호가 인버터(511)에 입력되어 반전된다.
커패시터(513)는 인버터(511)의 반전 신호가 하이 레벨의 전압인 경우에 충전되며, 발진기(510)의 지연을 증가시키고 주파수를 낮추기 위하여, 몇개의 인버터(512)의 출력단과 접지 사이에 연결된다.
이하 발진기(510)의 동작에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
차지 펌프 회로(530)의 출력 전압(Vout)이 기준 전압(Vref) 보다 낮은 경우 비교기(540)는 하이 레벨의 전압을 출력하며, 발진기(510)의 인에이블 신호(Enable)가 하이 레벨이 된다. 따라서, NAND 게이트(511)의 출력 신호는 발진기(510)의 출력 전압(Out)의 반전 신호가 되고, 발진기(510)에 포함되는 인버터(512)를 짝수개로 연결시키는 경우에 하이 레벨과 로우 레벨을 반복하는 클 록 신호(clk1)가 출력된다.
반면, 차지 펌프 회로(530)의 출력 전압(Vout)이 기준 전압(Vref) 보다 높거나 같은 경우에 비교기(540)는 로우 레벨의 전압을 출력하며, 발진기(510)의 인에이블 신호(Enable)가 로우 레벨이 된다. 따라서, NAND 게이트(511)의 출력 신호는 발진기(510)의 출력 신호(Out)에 관계없이 하이 레벨의 전압을 출력하게 되며, 발진기(510)는 고정된 전압을 출력하게 된다.
이로써, 차지 펌프 회로(530)의 출력 전압(Vout)에 따라 발진기(510)의 출력 신호를 제어할 수 있으며, 원하는 출력 전압(Vout)이 출력되는 경우 발진기(510)를 비활성화시켜 차지 펌프 회로(530)의 출력 전압(Vout)이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 래치(520)를 보다 구체적으로 도시한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 래치(520)는 두 개의 인버터를 포함하며, 두 개의 인버터(IN2, IN3)가 서로 입력단과 출력단이 맞물려 연결된다.
이와 같이, 두 개의 인버터(IN2, IN3)를 맞물려 연결함으로써, 발진기(510)의 발진 신호(clk1)가 인버터(IN2)를 통하여 1차적으로 반전되고, 인버터(IN3)를 통하여 2차적으로 반전되어 버퍼(Buf1)로 입력된다. 또한, 인버터(IN1)를 통하여 반전된 발진 신호(clk2)는 인버터(IN3)를 통하여 1차적으로 반전되고, 인버터(IN2)를 통하여 2차적으로 반전되어 버퍼(Buf2)로 입력된다. 따라서, 두 개의 인버터(IN2, IN3)를 통하여 클록 신호(clk1)와 클록 신호(clk2)의 동기가 서로 일 치되며 클록 신호(clk1, clk2)의 왜곡을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차지 펌프 회로(530)에 대한 예시적 회로를 나타낸도이고, 도 7은 차지 펌프 회로(530)에 인가되는 클록 신호(clk1, clk2)를 예시적으로 도시한 것이다. 또한, 이하에서는 클록 신호(clk1, clk2)의 하이 레벨 전압이 (VDD)이고, 로우 레벨 전압이 접지 전압인 것으로 가정하여 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 차지 펌프 회로(530)는 트랜지스터(M1-M4), 다이오드(D1), 및 커패시터(C1-C4)를 포함한다.
트랜지스터(M1-M4)는 모두 다이오드 연결된 트랜지스터로서, 도 6에서는 트랜지스터(M1-M4)가 모두 P 타입의 채널을갖는 트랜지스터로 형성된 경우를 도시하였다. 그러나, 실시예에 따라서, 트랜지스터(M1-M4)를 N 타입의 채널을 갖는 트랜지스터로 형성할 수 있으며, 스위칭 기능을 수행할 수 있는 다른 스위칭 소자로 형성할 수 있다.
트랜지스터(M1)의 드레인에는 전압(VSS)이 인가되고, 트랜지스터(M1)의 소스와 다이오드(D1) 사이에 트랜지스터(M2-M4)가 직렬로 연결된다. 커패시터(C1, C3)는 각각 트랜지스터(M1, M3)의 소스와 클록 신호(clk1)를 전달하는 신호선 사이에 연결되고, 커패시터(C2, C4)는 각각 트랜지스터(M2, M4)의 소스와 클록 신호(clk2)를 전달하는 신호선 사이에 연결된다.
다이오드(D1)는 차지 펌프 회로(530)의 출력단과 트랜지스터(M4)의 소스 사이에 연결되어, 전류가 트랜지스터(M4)로부터 출력단으로 흐르는 것을 방지한다.
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 차지 펌프 회로의 동작을 설명한다.
구간(T1)에서 커패시터(C1)의 타전극(B1)에 하이 레벨의 클록 신호(clk1)가 인가되면, 트랜지스터(M1)가 정방향으로 바이어스되어 커패시터(C1)가 충전된다. 이 때, 트랜지스터(M1)는 다이오드 연결되어 있으므로, 커패시터(C1)의 일전극(A1)에 인가되는 전압은 수학식 2와 같게 된다.
Figure 112004023266502-pat00002
여기서, VA1은 커패시터(C1)의 일전극(A1)에 인가되는 전압을 의미하고, Vth1은 트랜지스터(M1)의 문턱 전압을 의미한다.
구간(T2)에서 커패시터(C1)의 타전극(B1)에 로우 레벨의 전압이 인가되면, 트래지스터(M1)가 역방향으로 바이어스되어 턴오프된다. 따라서, 커패시터(C1)를 통한 전류 패스가 형성되지 않으므로, 커패시터(C1)의 일전극(A1)이 플로팅 상태가 된다. 그리고, 커패시터(C1)의 타전극(B1)의 전압이 하이 레벨의 전압(VDD)에서 로우 레벨의 전압(접지 전압)으로 변경되므로, 커패시터(C1)의 일전극(A1)의 전압이 타전극(B1)의 전압 변화량(-VDD)만큼 변경된다. 수학식 3은 구간(T2)에서 커패시터(C1)의 일전극(A1)에 인가되는 전압을 나타낸 것이다.
Figure 112004023266502-pat00003
그리고, 커패시터(C2)에 하이 레벨의 전압(VDD)이 인가되어 트랜지스터(M2, M1)가 도통되고, 커패시터(C2)에는 양 전극(A2, B2)의 전압 차에 대응하는 전압이 충전된다.
트랜지스터(M1)와 마찬가지로 트랜지스터(M2)도 다이오드 연결되어 있으므로, 커패시터(C2)의 일전극(A2)의 전압은 커패시터(C1)의 일전극(A1)의 전압(VA1)에서 트랜지스터(M2)의 문턱 저압(Vth2)의 절대값만큼 더한 값이 된다.
이와 같은 방법으로 클록신호(clk1, clk2)를 커패시터(C1, C3)의 타전극(B1, B3)과 커패시터(C2, C4)의 타전극(B2, B4)에 각각 인가하면, 커패시터(C1-C4)의 일전극(A1-A4)의 전압이 순차적으로 증가하게 되며, 트랜지스터(M1-M4)의 문턱 전압이 모두 동일하다고 가정하였을 때, 출력 전압(Vout)은 (VSS+4|Vth|-4VDD)이 된다.
따라서, 전원(VSS)과 클록 신호(clk1, clk2)의 하이 레벨 전압(VDD) 값을 적절히 선택하고, 클록 신호(clk1, clk2)를 제어하면 원하는 출력 전압(Vout)을 얻을 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 차지 펌프 회로(530)에 입력되는 클록 신호(clk1, clk2)가 래치(520)에 의하여 동기가 일치되고, 클록 신호(clk1, clk2)에 존재하는 왜곡이 래치(520)에 의하여 보상되므로, 커패시터(C1-C4)의 타전극(B1-B4)의 전압을 정확하게 제어할 수 있게 된다.
따라서, 인버터(IN1)의 지연 등으로 발생되는 클록 신호(clk1, clk2)가 서로 어긋나는 현상을 개선할 수 있으며, 차지 펌프 회로(530)의 출력 전압을 안정화시킬 수있다.
다음에는 이와 같이 동작하는 차지 펌프 회로(530)의 출력 전압과 기준전압 을 비교하여 해당하는 전압을 발진기(510)로 공급하는 비교기(540)에 대하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 비교기의 구체적인 회로도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 비교기(540)는 트랜지스터(T1-T5)를 포함한다. 여기서는 차지 펌프 회로(530)의 트랜지스터와 구별하기 위하여, 트랜지스터에 대한 식별 번호로서 "T"를 사용하였다.
트랜지스터(T1), 트랜지스터(T2) 및 트랜지스터(T5)는 N 타입의 채널을 가지는트랜지스터로 이루어지고, 트랜지스터(T3) 및 트랜지스터(T4)는 P 타입의 채널을 가지는 트랜지스터로 이루어진다.
전압(VDD)에 소스가 연결된 트랜지스터(T1) 및 트랜지스터(T2)가 서로 병렬로 배치되고, 트랜지스터(T1)의 드레인에 트래지스터(T3)가 직렬로 연결되어 제1 패스를 형성하고, 트랜지스터(T2)의 드레인에 트랜지스터(T4)가 직렬로 연결되어 제2 패스를 형성한다. 그리고, 트랜지스터(T3)와 트랜지스터(T4)의 드레인에 트랜지스터(T5)가 연결된다. 트랜지스터(T5)의 드레인에 전압(VSS)이 연결되어 있으며, 트랜지스터(T5)는 다이오드 연결되어 있다.
여기서, 트랜지스터(T3)의 게이트로 차지 펌프 회로(530)에서 출력되는 전압(Vout)이 입력 전압으로 입력되며, 트랜지스터(T4)의 게이트로 기준 전압(Vref)이 입력된다.
본 발명의 실시 예에서는이러한 구조로 이루어지는 비교기(540)의 비교 특성을 보다 향상시키기 위하여, 입력 전압에 따라 제1 패스를 형성하는 트랜지스터(T1) 및 트랜지스터(T3)에 대하여 트랜지스터(T5)의 크기를 적절하게 설정한다. 즉, 각 트랜지스터의 크기를 T3 > T5 > T1의 관계가 형성되도록 각 트랜지스터의 크기를 설정한다.
다음에는 이러한 구조로 이루어지는 비교기의 동작에 대하여 설명한다.
차지 펌프 회로(530)에서 출력되는 전압(Vout)은 저항(R1, R2)에 의하여 분배된 다음에 비교기(540)로 입력된다.
입력 전압(Vout)이 기준 전압(Vref)보다 큰 경우에는, 트랜지스터(T3)가 턴오프되어 트랜지스터(T3)의 소스 단자의 전위가 하이 레벨로 트랜지스터(T1, T2)가 턴온된다. 이 때, 트랜지스터(T4)는 입력 전압(Vout)보다 낮은 기준 전압(Vref)에 의하여 턴온된다.
따라서, 트랜지스터(T3)가 턴오프됨에 따라 제1 패스가 형성되지 않고, 트랜지스터(T2)와 트랜지스터(T4)에 의한 제2 패스에 의하여, 전압(VDD)에 대응하는 전류가 제2 패스를 거쳐서 트랜지스터(T5)로 흐르게 된다. 그 결과 전압(VSS)이 출력 전압(Vout')으로 출력된다.
한편, 입력 전압(Vout)이 기준 전압(Vref)보다 낮은 경우에는, 트랜지스터(T3)가 턴온되고 트랜지스터(T4)가 턴오프됨에 따라, 트랜지스터(T2) 및 트랜지스터(T4)가 턴오프되어, 하이 레벨의 전압이 출력 전압(Vout')으로 출력된다.
도 9에 이와 같이 동작하는 비교기(540)의 동작 특성에 따른 출력 전압 파형이 도시되어 있다.
첨부한 도 9에 도시되어 있듯이, 차지 펌프 회로(530)의 출력 전압(Vout)이 기준 전압(Vref) 보다 낮은 경우 하이 레벨의 전압(Vout')이 출력되고, 차지 펌프 회로(530)의 출력 전압(Vout)이 기준 전압(Vref) 보다 높거나 같은 경우에 로우 레벨의 전압(Vout')이 출력된다.
이러한 비교기의 동작 특성을 보다 향상시키기 위해서는 위에 기술된 바와 같이, 입력 전압에 따른 전류 패스를 형성하는 트랜지스터(T1, T3, T5) 중, 전압(VDD)에 대응하는 전류를 전달하는 트랜지스터(T1)의 크기가 가장 커야 하며, 입력되는 전류를 바이패스시키는 트랜지스터(T5)의 크기가 커야 한다. 이와 같이, 입력되는 전압에 따라 동작하는 트랜지스터(T3)에 비하여, 상기 트랜지스터(T3)의 동작에 따라 전류를 전달하는 트랜지스터(T1, T5)의 크기를 더 크게 하면, 비교기의 특성을 보다 향상시킬 수 있다.
한편, 위의 기술된 구조와는 달리, 차지 펌프 회로(530)의 출력 전압(Vout)이 기준 전압(Vref) 보다 낮으면 로우 레벨의 전압(Vout')이 출력되고, 차지 펌프 회로(530)의 출력 전압(Vout)이 기준 전압(Vref) 보다 높거나 같으면 하이 레벨의 전압(Vout')이 출력되도록 하기 위하여, 트랜지스터(T1), 트랜지스터(T2) 및 트랜지스터(T5)는 N 타입의 채널을 가지는 트랜지스터로 구성하고, 트랜지스터(T3) 및 트랜지스터(T4)는 P 타입의 채널을 가지는 트랜지스터로 구성하는 경우에도, 각 트랜지스터의 크기가 T3 > T5> T1의 관계가 형성되도록 한다.
위에 기술된 바와 같이 동작하는 비교기(540)에서 출력되는 전압(Vout')은 발진기(510)의 출력 신호를 제어하는 신호로서 동작하여 차지 펌프 회로(530)의 출 력 전압(Vout)이 일정하게 유지되도록 한다.
한편, 위의 트랜지스터(T5)는 적어도 하나 이상일 수 있으며, 위에 기술된 특성을 가지는 비교기는 발진기와 차지 펌프 회로를 구비한 전압 공급 장치에는 모두 적용될 수 있으며, 본 발명에 따른 발진기 및 차지 펌프 회로의 구조는 위에 기술된 것에 한정되지 않는다.
이상으로, 본 발명의 실시예에 따른 발광 표시 장치에 대하여 설명하였다. 상기 기술된 실시예는 본 발명의 개념이 적용된 일실시예로서, 본 발명의 범위가 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 여러가지 변형이 본 발명의 개념을 그대로 이용하여 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면 차지 펌프로 입력되는 클록 신호의 동기를 일치시킴으로써 원하는 전압을 출력할 수 있는 전원 공급 장치 및 이를 이용한 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 비교기의 특성을 향상시켜, 전압 공급 장치에서 출력되는 전압을 보다 일정하게 유지할 수 있다.

Claims (6)

  1. 제1 클록 신호를 출력하는 발진기;
    상기 제1 클록 신호에 따라 제1 전압을 출력하는 차지 펌프 회로; 및
    상기 제1 전압과 제2 전압을 비교하여 상기 발진기의 동작을 제어하는 비교기
    를 포함하며,
    상기 비교기는 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터, 제3 트랜지스터, 제4 트랜지스터 및 제5 트랜지스터를 포함하며, 상기 제1 트랜지스터의 크기보다 상기 제5 트랜지스터의 크기가 크며,
    상기 제1 및 제3 트랜지스터는 상기 제1 전압에 따라 제1 전류 패스를 형성하고, 상기 제2 및 제4 트랜지스터는 상기 제2 전압에 따라 제2 전류 패스를 형성하며, 상기 제5 트랜지스터는 상기 제1 전류 패스 또는 상기 제2 전류 패스를 통하여 흐르는 전류를 바이패스시키는 전원 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서
    상기 제5 트랜지스터의 크기는 상기 제3 트랜지스터의 크기보다 작은 전원 공급 장치.
  3. 제1항에 있어서
    상기 제1 클록 신호를 반전하여 제2 클록 신호를 출력하는 제1 인버터; 및
    상기 제1 클록 신호와 제2 클록 신호를 래치하여 출력하는 래치 회로
    를 더 포함하고, 상기 차지 펌프 회로는 상기 래치 회로의 출력 전압에 따라 제1 전압을 출력하는 전원 공급 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비교기는 상기 제1 전압이 상기 제2 전압 보다 낮은 경우에 상기 발진기가 상기 제1 클록 신호를 출력하도록 하고, 상기 제1 전압이 상기 제2 전압과 같거나 높은 경우에 상기 발진기를 비활성화시키는 전원 공급장치.
  5. 복수의 화소 회로를 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널에 데이터 신호를 인가하기 위한 데이터 구동부;
    상기 표시 패널에 선택 신호를 인가하기 위한 주사 구동부;
    상기 데이터 구동부 및 상기 주사 구동부를 제어하기 위한 패널 제어부; 및
    상기 표시 패널, 상기 데이터 구동부, 상기 주사 구동부, 및 상기 패널 제어부 중 적어도 하나에 제1 전압을 공급하며, 발진기 상기 발진기의 출력에 따라 상기 제1 전압을 출력하는 차지 펌프 회로 및 상기 제1 전압과 제2 전압을 비교하여 상기 발진기의 동작을 제어하는 비교기를 포함하는 전원 공급 장치
    를 포함하며,
    상기 비교기는 제1 트랜지스터, 제2 트랜지스터, 제3 트랜지스터, 제4 트랜지스터 및 제5 트랜지스터를 포함하며, 상기 제1 트랜지스터의 크기보다 상기 제5 트랜지스터의 크기가 크며,
    상기 제1 및 제3 트랜지스터는 상기 제1 전압에 따라 제1 전류 패스를 형성하고, 상기 제2 및 제4 트랜지스터는 상기 제2 전압에 따라 제2 전류 패스를 형성하며, 상기 제5 트랜지스터는 상기 제1 전류 패스 또는 상기 제2 전류 패스를 통하여 흐르는 전류를 바이패스시키는 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제5 트랜지스터의 크기는 상기 제3 트랜지스터의 크기보다 작은 표시 장치.
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