KR100672945B1 - 패시브 매트릭스 유기 ｅｌ 디스플레이장치의 절전기능을갖는 ｏｌｅｄ 소자용 구동회로 - Google Patents

패시브 매트릭스 유기 ｅｌ 디스플레이장치의 절전기능을갖는 ｏｌｅｄ 소자용 구동회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치에서 수동소자인 제너다이오드 대신 전압 가변 클램핑(Clamping) 회로를 이용하여 유기 EL 다이오드의 발광 문턱전압을 프리차지(Pre-charge)되도록 하기 위한 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치의 절전기능을 갖는 OLED 소자용 구동회로에 관한 것으로서, 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치의 절전기능을 갖는 OLED 소자용 구동회로에 있어서, 상기 절전기능을 갖는 OLED 소자용 구동회로는, 외부의 조작에 따라 출력되는 전압을 가변시켜 유기 EL 다이오드의 발광 문턱전압을 프리차지 시키는 가변 전압 클램핑 회로부; 및 데이터 구간에서 오프되어 전류원에 의해 공급되는 전원이 데이터 라인을 통해 공급되도록 하고, 프리차지 구간에서는 온되어 데이터라인의 전위가 상기 가변 전압 클램핑 회로부에 의해 설정된 프리차지전압까지 방전되도록 하는 프리차지 전환 스위치와, 리셋 펄스에 응하여 온되어 상기 데이터 라인의 전압이 완전히 방전되도록 하는 리셋스위치로 이루어진 데이터 드라이버를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
유기EL 디스플레이장치, 절전, 가변, 전압클램핑

Description

패시브 매트릭스 유기 ＥＬ 디스플레이장치의 절전기능을 갖는 ＯＬＥＤ 소자용 구동회로{Power saving Driving circuit for OLED device of the Displaying device of Passive Matrix OLED}
도 1은 종래기술에 의한 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치의 OLED 소자용 구동회로를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치의 절전기능을 갖는 OLED 소자용 구동회로를 설명하기 위한 도면,
도 3은 도 2의 OLED 소자의 등가회로도,
도 4는 도 2에 적용되는 타임도,
도 5는 프리차지 전압을 가변 클램핑 회로부에 의해 가변하여 사용되는 일예를 도시한 도면이다.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ***
20 : 가변 전압 클램핑 회로부
PRC0~PRCm-1 : 프리차지 전환 스위치
DATA0~DATA(m-1) : 데이터 라인
PAM0~PAMm-1 : 전류원
본 발명은 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치의 절전기능을 갖는 OLED 소자용 구동회로에 관한 것이다.
보다 상세하게는 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치에서 수동소자인 제너다이오드 대신 전압 가변 클램핑(Clamping) 회로를 이용하여 유기 EL 다이오드의 발광 문턱전압을 프리차지(Pre-charge)되도록 하기 위한 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치의 절전기능을 갖는 OLED 소자용 구동회로에 관한 것이다.
일반적으로 패시브 매트릭스 유기EL 패널의 구동용 IC는 방식에 따라 크게 펄스폭 변조방식(PWM)과 펄스크기 변조방식(PAM)이 있다. 상기 두 방식은 각각의 장단점을 가지고 있어 우열을 가리기 어렵다.
상기 두 방식 중 펄스크기 변조(PAM) 방식의 경우 수평라인 전 기간 동안 유기 EL 다이오드로 전류를 공급할 수 있도록 하며 리셋 또는 방전 구간이 각 수평라인 마다 동일한 것이 특징이다.
그리고, 상기 펄스크기 변조(PAM) 방식에서는 상기와 같은 동일한 전류공급과 방전구간 특성을 이용해서 방전구간에 첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이 드라이버 IC 외부에 연결된 제너다이오드 소자를 사용하여 접지 전위가 아닌 제너 다이 오드의 전위로 상승시켜 유기 EL 다이오드에 대해 일종의 프리차지 기능과 에너지 회수 기능을 수행하기도 한다.
상기 제너 다이오드를 외부에 연결할 경우 유기EL 패널의 Red, Green, Blue 다이오드의 각각의 문턱전압(Threshold Voltage)이 다르므로 3개의 제너다이오드를 드라이버 IC의 외부에 연결해야 한다.
그리고 유기 EL 패널에 구비된 유기 EL 다이오드의 문턱전압에 맞게 제너다이오드를 구성해야 하지만, 외부에 제너다이오드를 연결할 경우 사용할 수 있는 전압이 통상 2.7V, 3.0V, 3.3V, 3.6V, 3.9V 로 0.3V 단계로 제작되어 있기 때문에 세밀한 조정이 불가능하다는 문제점이 있다.
또한, 상기와 같이 드라이버 IC의 외부에 제너다이오드를 장착하면 프리차지 전압이 제너다이오드의 제너전압으로 고정되기 때문에 프리차지 전압을 조정한다는 것이 불가능해진다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치에서 수동소자인 제너다이오드 대신 전압 가변 클램핑(Clamping) 회로를 이용하여 유기 EL 다이오드의 발광 문턱전압을 프리차지(Pre-charge)되도록 하기 위한 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치의 절전기능을 갖는 OLED 소자용 구동회로를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 프리차지의 전압을 기생 커패시터의 전하를 회 수하여 프리차지 시킬 수 있도록 하기 위한 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치의 절전기능을 갖는 OLED 소자용 구동회로를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 또다른 목적은 전압 가변 클램핑 회로를 이용하여 프리차지 전압을 가변시킬 수 있도록 하기 위한 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치의 절전기능을 갖는 OLED 소자용 구동회로를 제공함에 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명의 실시예는 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치의 절전기능을 갖는 OLED 소자용 구동회로에 있어서, 상기 절전기능을 갖는 OLED 소자용 구동회로는, 외부의 조작에 따라 출력되는 전압을 가변시켜 유기 EL 다이오드의 발광 문턱전압을 프리차지 시키는 가변 전압 클램핑 회로부; 및 데이터 구간에서 오프되어 전류원에 의해 공급되는 전원이 데이터 라인을 통해 공급되도록 하고, 프리차지 구간에서는 온되어 데이터라인의 전위가 상기 가변 전압 클램핑 회로부에 의해 설정된 프리차지전압까지 방전되도록 하는 프리차지 전환 스위치와, 리셋 펄스에 응하여 온되어 상기 데이터 라인의 전압이 완전히 방전되도록 하는 리셋스위치로 이루어진 데이터 드라이버를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치의 절전기능을 갖는 OLED 소자용 구동회로에 대해 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
첨부 도면 도 2에 도시된 바와 같이, 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치의 절전기능을 갖는 OLED 소자용 구동회로는, 드라이버 IC 제어부(10)와, 외부의 조작에 따라 출력되는 전압을 가변시켜 유기 EL 다이오드의 발광 문턱전압을 프리차지 시키는 가변 전압 클램핑 회로부(20)와, 데이터 구간에서 오프되어 전류원(PAM0~PAMm-1)에 의해 공급되는 전원이 데이터 라인(DATA(0)~DATA(m-1))을 통해 공급되도록 하고, 프리차지 구간에서는 온되어 데이터라인의 전위가 상기 가변 전압 클램핑 회로부(20)에 의해 설정된 프리차지전압까지 방전되도록 하는 프리차지 전환 스위치(PRC0~PRCm-1)와, 리셋 펄스에 응하여 온되어 상기 데이터 라인(DATA(0)~DATA(m-1))의 전압이 완전히 방전되도록 하는 리셋스위치(RESET0~RESETm-1)로 이루어진 데이터 드라이버(30)와, 스캔드라이버(40)와, 상기 데이터 드라이버(30)와 상기 스캔드라이버(40)와 연결되며 복수의 OLED 소자가 매트릭스 구조를 가지도록 연결되어 있는 패시브 유기 EL 패널(50)로 구성된다.
상기 패시브 유기 EL 패널(50)의 OLED는 도면 3에 도시한 바와 같이 기생 커패시터 COLED와 기생저항 ROLED가 포함되어있다.
상기 가변 전압 클램핑 회로부(20))는 기준 전압을 출력하는 앰프(AMP)와, 상기 앰프(AMP)로부터 출력되는 전압이 로우레벨인 경우 온되어 상기 기준전압이 프리차지 전압으로 공급되도록 하는 제 1 트랜지스터(Q1)와, 상기 앰프(AMP)로부터 출력되는 전압이 하이레벨인 경우 온되어 상기 프리차지 전압으로 "0"전압이 공급되도록 하는 제 2 트랜지스터(Q2)와, 상기 프리차지 전압이 일정하게 유지되도록 하는 커패시터(C)로 구성된다.
상기 제 1 트랜지스터(Q1)는 PMOS 트랜지스터이고, 제 2 트랜지스터(Q2)는 NMOS 트랜지스터이다.
상기 OLED 소자는 첨부 도면 도 3에 도시된 바와 같이 상기 프리차지 전압이 가변 전압 클램핑 회로부(20)로 입력되는 기준전압으로 유지될 때 발광전류에 의해 충전되는 내부 기생 커패시터(COLED)를 가진다.
상기 OLED 소자의 내부 커패시터에 충전되는 전위는 상기 OLED 소자의 턴온전압보다 높은 값을 유지한다.
상기와 같이 구성된 OLED 소자용 구동회로 및 절전회로에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 첨부 도면 도 4에 도시된 바와 같이 N 번째 데이터 구간에서는 프리차지 펄스가 로우레벨이므로 프리차지 전환 스위치(PRC0~PRC(m-1))는 턴오프 상태로 전환되고, 상기 데이터 드라이버(30)의 데이터 라인(DATA(0)~DATA(m-1))으로 전류원(PAM0~PAM(m-1))에 의해 형성되는 전압이 공급된다. 이때 프리차지 전압(PREV)은 가변 전압 클램핑 회로부(20)의 입력전압인 기준전압(REF)으로 유지된다. 이때, 상기 OLED 소자의 내부 기생 커패시터(COLED)는 OLED 소자의 발광전류에 의해 충전되어, 그 충전상태를 유지하게 된다. 이때, 상기 내부 기생 커패시터(COLED)의 충전전위는 상기 OLED 소자의 턴온전압보다 높은 값을 유지하고 있다.
한편, 첨부 도면 도 4에 도시된 바와 같이 프리차지 구간에서는 프리차지 펄스가 하이레벨이므로 프리차지 전환 스위치(PRC0~PRC(m-1))는 온 상태로 전환되고, 상기 데이터 드라이버(30)의 데이터 라인(DATA(0)~DATA(m-1))의 전위는 방전되기 시작한다. 상기 방전과정은 상기 데이터 라인(DATA(0)~DATA(m-1))의 전위가 상기 프리차지 전압(PREV)과 동일한 전위가 될 때까지 진행된다. 이때 프리차지 전압(PREV)의 전위는 상기 OLED 소자가 발광되기 직전의 값으로 고정되어 적용된다.
그리고, 첨부 도면 도 4에 도시된 바와 같이 N+1 번째 데이터 구간에서는 전술한 바와 같이 프리차지 펄스가 로우레벨이므로 프리차지 전환 스위치(PRC0~PRC(m-1))는 다시 턴오프 상태로 전환되고, 상기 데이터 드라이버(30)의 데이터 라인(DATA(0)~DATA(m-1))으로 전류원(PAM0~PAM(m-1))에 의해 형성되는 전압이 공급된다. 이때 상기 OLED 소자의 내부 커패시터(COLED)는 이미 N번째 단계에서 프리차지 전압만큼 충전되어 있으므로 상기 데이터 라인(DATA(0)~DATA(m-1))에 필요전압이 충전되기까지의 시간이 짧아지게 된다.
이때 프리차지 구간에서의 OLED 소자의 내부 커패시터(COLED)의 전위는 외부로부터 전력공급없이 각 OLED 상호간의 구비되어 있는 내부 커패시터(COLED)의 전하를 이용하여 유지된다.
첨부 도면 도 5는 프리차지 전압(PREV)을 가변 전압 클램핑 회로부에 의해 가변시켜서 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치의 OLED 구동회로에 적용된 타이밍도로서, 도시된 바와 같이 프리차지 구간 전에 기준전압(REF)에 의해 가변된 프리차지 전압(PREV)이 가변되도록 하여, 외부의 소자 변경 없이도 프리차지 전압을 변동 시킬 수 있게 된다.
상술한 본 발명은 OLED용 패시브 매트릭스 드라이버 IC에 적용된다.
이상의 본 발명은 상기 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 포함되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
상기와 같은 구성 및 작용 그리고 바람직한 실시예를 가지는 본 발명에 의하면 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치에서 수동소자인 제너다이오드 대신 전압 가변 클램핑(Clamping) 회로를 이용하여 유기 EL 다이오드의 발광 문턱전압을 프리차지(Pre-charge)되도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 프리차지의 전압을 기생 커패시터의 전하를 회수하여 프리차지 시킬 수 있도록 함으로써 구동 소비전류를 줄일 수 있도록 할 뿐만 아니라 외부의 수동소자 연결 없이 구동 드라이버 IC 내부의 클램핑 회로를 통하여 프리차지 전압을 가변할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 드라이버 IC와 연결되는 외부 연결 소자 수를 감소시켜 시스템 구성비용이 절감되도록 하는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치의 절전기능을 갖는 OLED 소자용 구동회로에 있어서,
    상기 절전기능을 갖는 OLED 소자용 구동회로는,
    외부의 조작에 따라 출력되는 전압을 가변시켜 유기 EL 다이오드의 발광 문턱전압을 프리차지 시키는 가변 전압 클램핑 회로부; 및
    데이터 구간에서 오프되어 전류원에 의해 공급되는 전원이 데이터 라인을 통해 공급되도록 하고, 프리차지 구간에서는 온되어 데이터라인의 전위가 상기 가변 전압 클램핑 회로부에 의해 설정된 프리차지전압까지 방전되도록 하는 프리차지 전환 스위치와, 리셋 펄스에 응하여 온되어 상기 데이터 라인의 전압이 완전히 방전되도록 하는 리셋스위치로 이루어진 데이터 드라이버
    를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치의 절전기능을 갖는 OLED 소자용 구동회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가변 전압 클램핑 회로부는,
    기준 전압을 출력하는 앰프와, 상기 앰프로부터 출력되는 전압이 로우레벨인 경우 온되어 상기 기준전압이 프리차지 전압으로 공급되도록 하는 제 1 트랜지스터와, 상기 앰프로부터 출력되는 전압이 하이레벨인 경우 온되어 상기 프리차지 전압 으로 "0"전압이 공급되도록 하는 제 2 트랜지스터와, 상기 프리차지 전압이 일정하게 유지되도록 하는 커패시터로 구성되는 것을 특징으로 하는 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치의 절전기능을 갖는 OLED 소자용 구동회로.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 OLED 소자는,
    상기 프리차지 전압이 가변 전압 클램핑 회로부로 입력되는 기준전압으로 유지될 때 발광전류에 의해 충전되는 내부 기생 커패시터를 가지는 것을 특징으로 하는 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치의 절전기능을 갖는 OLED 소자용 구동회로.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 OLED 소자의 내부 커패시터에 충전되는 전위는,
    상기 OLED 소자의 턴온전압보다 높은 값을 유지하는 것을 특징으로 하는 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이장치의 절전기능을 갖는 OLED 소자용 구동회로.
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