KR100884791B1 - 유기 발광 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

유기 발광 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소비 전력의 절약을 극대화하는 유기 발광 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다. 상기 유기 발광 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법에 따르면 조도에 따라 휘도를 결정하고, 상기 결정된 휘도에 대응하여 포화 영역의 구동 전압을 조절함으로써 소비 전력을 절약할 수 있다.
Figure R1020070034398
소비 전력, 조도, 휘도, 포화 영역, 구동 전압, 유기 발광 디스플레이 장치

Description

유기 발광 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법{Organic light emitting display apparatus and method of driving the apparatus}
도 1은 본 발명에 관한 유기 발광 디스플레이 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 유기 발광 디스플레이 장치의 유기 발광 다이오드에 공급되는 구동 전류와 구동 전압의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3은 도 1에 도시된 유기 발광 디스플레이 장치의 휘도와 구동 전압과의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 4는 도 1에 도시된 유기 발광 디스플레이 장치의 표시부에 제1 전압을 공급하는 전압 변환부를 나타낸 회로도이다.
도 5는 도 1에 도시된 유기 발광 디스플레이 장치의 표시부에 제2 전압을 공급하는 전압 변환부를 나타낸 회로도이다.
도 6은 본 발명에 관한 유기 발광 디스플레이 장치의 단위 화소를 나타낸 회로도이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 **
110: 조도 감지부 120: 휘도 결정부
130: 구동 전압 결정부 140: 전압 변환부
150: 전원부 160: 표시부
170: 제어부 180: 데이터 구동부
190: 주사 구동부
본 발명은 외부 조도에 따라 구동 전압을 조절하여 소비 전력을 저감할 수 있는 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
최근 디지털 기술의 발전에 따라 다양한 디스플레이 장치들이 개발되고 있으며, 특히 복수의 화소들이 모여 화면을 구성하는 액정 디스플레이 장치(LCD), 플라즈마 디스플레이 장치(PDP), 유기 발광 디스플레이 장치(OLED)등의 평판 디스플레이 장치가 각광을 받고 있다.
이러한 평판 디스플레이 장치 중에서 고휘도, 자체 발광, 넓은 시야각, 빠른 응답 속도 등의 장점을 이유로 유기 발광 디스플레이 장치(OLED)가 가장 주목받고 있다.
유기 발광 디스플레이 장치(OLED)는 구동 트랜지스터에 의해 유기 발광 다이오드에 공급된 구동 전류량에 비례하여 발광한다. 따라서 상기 구동 전류량 또는 상기 유기 발광 다이오드의 발광 시간의 비율(duty)을 조절함으로써 원하는 계조를 표현할 수 있다.
한편, 상기 유기 발광 디스플레이 장치를 구동하는데 있어서, 낮은 소비 전력으로 고화질의 화면을 구현하고자 하는 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 이러 한 시도의 일례로, 외부 조도에 따라 자동으로 휘도를 조절하는 ABC(Auto Brightness Control) 기능을 구비한 유기 발광 디스플레이 장치가 개시된바 있다(대한민국 특허공개 제2004-0118550호, 제2004-0093500호, 일본 공개특허 제2004-122628호). 상기 종래 개시된 유기 발광 디스플레이 장치는 외부 환경의 조도가 낮으면 휘도를 감소시키고, 즉, 휘도 감소를 위해 구동 전류를 감소시켜 소비 전력의 낭비를 방지하였다. 구동 전류를 감소시키는 수단으로, 조도에 따라 결정된 휘도에 해당하도록 영상 데이터를 조절하였다.
일반적으로 휘도가 낮으면 포화 영역에 도달하는 구동 전압이 작아진다. 따라서 외부 환경의 조도가 낮게 감지되고 이에 따라 휘도를 감소시키는 경우, 상기 휘도에 해당하는 구동 전류는 작은 구동 전압에도 포화 영역에 도달할 수 있다. 그러나 종래 유기 발광 디스플레이 장치는 최대 목표 휘도에 대응하는 구동 전압으로 고정하여 공급한다. 즉, 휘도가 낮으면 적은 구동 전압으로 상기 휘도에 대응하는 구동 전류를 공급할 수 있음에도, 최대 목표 휘도에 해당하는 구동 전압을 공급함으로써 소비 전력을 낭비하는 문제가 발생한다.
상기 문제 및 그 밖의 여러 가지 문제들을 해결하고자, 본 발명은 소비 전력 절약을 극대화할 수 있는 유기 발광 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 외부 조도를 감지하는 조도 감지부와, 상기 조도 감지부에서 측정 된 조도에 따라 유기 발광 디스플레이 장치의 휘도를 결정하는 휘도 결정부와, 상기 휘도 결정부로부터 결정된 휘도에 해당하는 구동 전류에 따라 포화 영역의 구동 전압을 결정하는 구동 전압 결정부와, 상기 구동 전압 결정부로부터의 구동 전압을 공급하도록, 입력 전압보다 높은 제1 전압 및 입력 전압보다 낮은 제2 전압을 생성하는 전압 변환부와, 상기 전압 변환부로부터의 전압들을 인가받아 화상을 구현하는 표시부를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치를 제공한다.
상기 유기 발광 디스플레이 장치에 있어서, 조도 감지부는 포토 센서를 이용하여 빛의 신호를 전기적 신호로 변환함으로써 외부 조도를 감지할 수 있다.
상기 유기 발광 디스플레이 장치에 있어서, 휘도 결정부에는 조도 감지부에 의해 감지된 조도에 따른 상기 유기 발광 디스플레이 장치의 휘도를 기록한 제1 룩업 테이블(look up table) 또는 상기 조도와 상기 휘도의 관계를 나타낸 제1 그래프가 저장될 수 있다.
상기 유기 발광 디스플레이 장치에 있어서, 구동 전압 결정부에는 상기 휘도에 따른 포화 영역의 상기 구동 전압을 기록한 제2 룩업 테이블 또는 상기 휘도와 상기 구동 전압의 관계를 나타낸 제2 그래프가 저장될 수 있다.
조도 감지부에 의해 낮은 조도가 감지되어 휘도를 감소시키는 경우, 감소된 휘도에 따라 포화 영역의 구동 전압도 감소하게 된다. 따라서, 제2 룩업 테이블 및 제2 그래프는 상기 휘도가 감소할수록 포화 영역의 구동 전압은 감소하는 관계를 갖는다.
상기 유기 발광 디스플레이 장치에 있어서, 표시부는 복수의 화소들을 구비 하고, 각 화소는 게이트 전극에 데이터 전압이 인가되고 제1 전극에 상기 제1 전압이 인가되는 구동 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터의 제2 전극에 애노드(anode) 전극이 연결되고 캐소드(cathode) 전극에 상기 제2 전압이 인가되는 유기 발광 다이오드를 포함한다. 그리고 전압 변환부는 상기 구동 전압 결정부로부터의 구동 전압에 해당하는 제2 전압을 생성하도록 조절하는 가변 저항을 구비한다.
상기 유기 발광 디스플레이 장치에 있어서, 전압 변환부는 상기 제1 전압을 생성하는 부스터 컨버터(booster converter)와 상기 제2 전압을 생성하는 벅 컨버터(buck converter)를 포함할 수 있다. 그리고 전압 변환부는 상기 벅 컨버터의 출력 전압을 결정하는 저항을 상기 구동 전압 결정부로부터의 구동 전압에 따라 조절되는 가변 저항으로 형성할 수 있다. 따라서 상기 가변 저항을 이용하여 상기 구동 전압에 해당하도록 제2 전압을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법을 제공한다. 상기 구동 방법에 따르면 외부 조도를 감지하고, 감지한 상기 조도에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 휘도를 결정하며, 결정된 상기 휘도에 해당하는 구동 전류에 따라 포화 영역의 구동 전압을 결정하고, 상기 구동 전압을 공급하도록 입력 전압보다 높은 제1 전압 및 입력 전압보다 낮은 제2 전압을 생성하며, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 표시부에 공급한다.
상기 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법은 외부 조도와 상기 유기 발광 디스플레이 장치의 휘도를 데이터 베이스화한 제1 룩업 테이블 또는 상기 외부 조도와 상기 유기 발광 디스플레이 장치의 휘도 관계를 나타낸 제1 그래프를 형성하 는 단계를 더 포함할 수 있다. 따라서 상기 제1 룩업 테이블 또는 상기 제1 그래프를 이용하여 감지한 상기 외부 조도에 해당하는 휘도를 선택함으로써 휘도를 결정할 수 있다.
상기 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법은 휘도와 상기 구동 전압을 데이터 베이스화한 제2 룩업 테이블 또는 상기 휘도와 상기 구동 전압 관계를 나타낸 제2 그래프를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 따라서 상기 제2 룩업 테이블 또는 상기 제2 그래프를 이용하여 상기 휘도에 대응하는 구동 전압을 선택하여 구동 전압을 결정할 수 있다.
상기 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서, 제2 전압은 상기 결정된 구동 전압에 해당하는 제어 신호에 따라 제2 전압을 결정하는 저항을 조절하여 생성할 수 있다.
상기 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서, 표시부는 복수의 화소들을 구비하고, 각 화소는 게이트 전극에 데이터 전압이 인가되는 구동 트랜지스터와 상기 구동 트랜지스터에 애노드 전극이 연결된 유기 발광 다이오드를 포함한다. 상기 제1 전압은 구동 트랜지스터의 제1 전극에 인가하고, 상기 제2 전압은 유기 발광 다이오드의 캐소드 전극에 인가한다.
따라서, 조도가 낮을수록 휘도를 감소시키고 감소된 휘도에 대응하는 포화 영역에서의 구동 전압을 공급하도록, 상기 제2 전압을 변환하여 유기 발광 다이오드의 캐소드 전극에 공급한다. 따라서 영상 데이터에 관계없이 상기 구동 전압을 공급할 수 있다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 관한 소비 전력을 저감할 수 있는 유기 발광 디스플레이 장치를 나타낸 블럭도이다.
본 실시예에서는 도 1을 참조하여 유기 발광 디스플레이 장치를 상세히 설명하며, 하기 표 1 및 도 2, 3을 함께 참조하여 상기 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법도 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 상기 유기 발광 디스플레이 장치는 조도 감지부(110), 휘도 결정부(120), 구동 전압 결정부(130), 전압 변환부(140), 표시부(160)를 구비한다.
조도 감지부(110)는 포토 센서를 포함함으로써, 외부의 광(光) 신호를 전기적 신호로 변환하고 상기 전기적 신호를 측정하여 외부 조도를 감지한다.
휘도 결정부(120)는 감지된 조도에 해당하는 제1 제어 신호(CS1)에 따라 상기 유기 발광 디스플레이 장치의 휘도를 결정한다. 상기 휘도 결정부(120)에는 외부 조도에 따른 휘도를 기록한 제1 룩업 테이블 또는 상기 외부 조도와 상기 휘도 관계를 나타낸 제1 그래프 등이 저장되어 있다. 이와 같은 제1 룩업 테이블 또는 제1 그래프는 기존에 기록된 외부 조도와 휘도를 이용하여 데이터 베이스화한 것으로 미리 저장할 수 있다.
하기 표 1은 외부 조도가 실내 조명 환경인 500lux일 때 디스플레이 장치 휘도를 90cd/m2로, 조도가 60lux일 때 휘도를 45cd/m2 로 기록한 제1 룩업 테이블을 예시한 것이다.
Figure 112007026843835-pat00001
따라서, 상기 유기 발광 디스플레이 장치가 실내 조명하에 배치된 경우, 조도 감지부(110)는 외부 조도를 500lux로 감지하고, 이에 해당하는 제1 제어 신호(CS1)를 휘도 결정부(120)로 전송한다. 휘도 결정부(120)는 상기 제1 제어 신호(CS1)에 따라 500lux에 해당하는 디스플레이 장치의 휘도 90cd/m2을 선택한다.
휘도 결정부(120)에서 결정된 휘도에 대응하는 제2 제어 신호(CS2)를 구동 전압 결정부(130)로 송신한다. 구동 전압 결정부(130)는 상기 제2 제어 신호(CS2)를 수신하고, 상기 제2 제어 신호(CS2)에 따라 포화 영역의 구동 전압을 결정한다.
휘도가 감소하면 포화 영역의 구동 전압은 감소한다. 상세하게, 유기 발광 다이오드에 공급되는 구동 전류와 구동 전압의 관계를 나타낸 도 2의 그래프를 참조하면, 포화 영역의 구동 전류(Ids)가 감소하면 포화 영역의 구동 전압(Vds)은 V3, V2, V1로 감소한다. 따라서 휘도가 감소하면 포화 영역의 구동 전압(Vds)은 감소한다.
최고 휘도에서 최고 구동 전압을 V3으로 사용하는 유기 발광 디스플레이 장치에 있어서, 상기 표 1로부터 외부 조도를 500lux, 60lux로 감지하고 이에 따라 휘도를 90cd/m2, 45cd/m2로 결정하면, 상기 휘도에 해당하는 구동 전류(Ids)에 따라 구동 전압을 각각 V2, V1으로 결정할 수 있다. 따라서, 외부 조도가 낮은 환경에서는, 휘도를 감소시키고, 상기 휘도에 대응하여 구동 전류(Ids)도 감소시키며, 상기 구동 전류(Ids)에 따라 포화 영역의 구동 전압(Vds)도 감소시킨다. 이와 같이 감소된 구동 전압(Vds)을 표시부(170)에 공급함으로써 소비 전력을 줄일 수 있다.
상기와 같은 상관 관계를 이용하여 상기 구동 전압 결정부(130)에 휘도에 따른 구동 전압을 기록한 제2 룩업 테이블 또는 상기 휘도와 구동 전압과의 관계를 나타낸 그래프 등을 미리 저장할 수 있다.
도 3은 휘도와 구동 전압과의 관계를 나타낸 그래프를 예시한다. 도 3은 휘도 증가량(△B)에 따른 구동 전압 증가량(△Vds)을 나타낸 그래프로서, 상기 그래프는 기존 데이터, 또는 실험치들을 이용하여 회귀식으로 형성한 것이다. 도 3에 도시된 그래프는 휘도가 50cd/m2 증가하면 구동 전압은 0.3V 증가하는 기울기는 갖는다.
최고 휘도가 150cd/m2, 최고 구동 전압을 9.5V으로 사용하는 유기 발광 디스플레이 장치에 있어서, 조도 감지부(110)에서 외부 조도가 500lux로 감지되고 휘도 결정부(120)에서 감지된 외부 조도에 따라 90cd/m2의 휘도를 결정하여, 상기 결정된 휘도에 대응하는 제2 제어 신호(CS2)를 구동 전압 결정부(130)로 송신한다. 구동 전압 결정부(130)는 제2 제어 신호(CS2)에 따라 상기 최고 구동 전압으로부터 -0.36V 증가한 구동 전압을 결정한다. 구체적으로, 상기 제2 제어 신호(CS2)에 따라 최고 휘도를 기준으로 상기 외부 조도에 따라 결정된 휘도의 증가량(△B), 즉 -40%을 산출하고, 상기 산출값을 도 1에 도시된 그래프에 적용하여 구동 전압 증가량(△Vds)이 -0.36V임을 산출한다. 따라서, 구동 전압은 최고 구동 전압인 9.5V에서 0.36V 감소한 9.14V로 결정된다.
또한, 조도 감지부(110)에서 외부 조도를 60lux로 감지하고, 휘도 결정부(120)에서 60lux의 외부 조도에 따른 휘도를 45cd/m2로 결정하며, 구동 전압 결정부(130)에서 상기 결정된 휘도로부터 휘도 증가량(△B)을 산출하고 상기 휘도 증가량(△B)에 따라 구동 전압 증가량(△Vds)을 산출한다. 상세하게, 휘도 증가량(△B)은 최고 휘도를 기준으로 70% 감소함을 산출하고, 상기 휘도 증가량(△B)을 도 3에 도시된 그래프에 적용하면 구동 전압 증가량(△Vds)이 0.63V 감소함을 도출할 수 있다. 따라서, 구동 전압은 9.5V에서 0.63V 감소한 8.87V로 결정된다.
따라서 상기와 같은 구동 전압의 감소는 각각 4%, 7% 정도의 소비 전력 감소 효과를 가질 수 있다.
상기 구동 전압 결정부(130)에서 결정된 구동 전압을 표시부(160)에 공급하도록 제어하는 제3 제어 신호(CS3)을 전압 변환부(140)에 인가한다.
전압 변환부(140)는 리튬 이온 밧데리와 같은 전원부(150)로부터 입력 전압(Vi)을 공급받아, 상기 입력 전압(Vi)보다 높은 제1 전압(ELVDD) 및 상기 입력 전압(Vi)보다 낮은 제2 전압(ELVSS)으로 변환한다. 그리고 변환된 제1 전압(ELVDD) 및 제2 전압(ELVSS)을 표시부(160)로 공급한다.
전압 변환부(140)는 상기 결정된 구동 전압을 표시부(160)에 공급하도록 제어하는 제3 제어 신호(CS3)를 인가받아, 상기 제3 제어 신호(CS3)에 따라 제2 전압(ELVSS)을 조절한다. 전압 변환부(140)는 제2 전압(ELVSS)을 결정하는 회로의 출력단에 제3 제어 신호(CS3)에 따라 변하는 가변 저항을 연결한다. 따라서 상기 가변 저항을 이용하여 제2 전압(ELVSS)을 조절할 수 있다.
상기 전압 변환부(140)는 후술하는 도 4 및 5를 참조하여 더욱 상세히 설명된다.
본 실시예에서는 구동 전압을 결정하고 상기 결정된 구동 전압을 표시부(160)에 공급하도록 전압 변환부(140)에서 전압을 조절함을 예시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 구동 전압 증가량에 대응하여, 또는 상기 휘도, 휘도 증가량, 감지한 조도에 따른 구동 전압 또는 제2 전압(ELVSS)의 관계를 기록한 룩업 테이블 또는 그래프를 형성하고, 이를 이용하여 제2 전압(ELVSS)을 조절할 수도 있다.
전압 변환부(140)에서 생성된 제1 전압(ELVDD) 및 제2 전압(ELVSS)은 표시부(160)로 공급된다. 표시부(160)는 복수의 데이터선들(D1...Dn)과 복수의 주사선들(S1...Sn)에 의해 정의되는 복수의 화소들을 구비한다. 각 화소는 구동 트랜지스터와 유기 발광 다이오드를 포함한다.
상기 유기 발광 디스플레이 장치는 영상 데이터에 해당하는 데이터 전압을 각 화소에 인가하는 데이터 구동부(180)와, 표시하고자 하는 화소를 선택하도록 해당 화소에 선택 신호를 인가하는 주사 구동부(190)를 더 포함한다. 데이터 구동부(180)는 복수의 데이터선들(D1...Dn)을 통해 각 화소에 대응하는 데이터 전압을 인가하고, 주사 구동부(190)는 복수의 주사선들(S1...Sn)을 통해 해당 화소에 선택 신호를 인가한다.
상기 데이터 구동부(180)와 주사 구동부(190)는 각각 제어부(170)로부터 제6 제어 신호(CS6) 및 영상 데이터(R,G,B data)와 제5 제어 신호(CS5)를 인가받는다.
제어부(170)는 입력 영상 신호(Video signal)에 해당하는 영상 데이터(R,G,B data) 또는 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 클럭 신호 등의 제어 신호들(CS4, CS5, CS6)을 생성한다. 제어부(170)는 제1 전압 및 제2 전압을 전압 변환부(140)에서 표시부(160)로 안정적이고 적정하게 공급하도록 제어하는 제4 제어 신호(CS4)를 생성하고, 상기 제4 제어 신호(CS4)를 전압 변환부(140)로 공급한다. 상기 제어부(170)는 전원부(150)로부터 소정 전압(Vc)를 공급받아 상기와 같은 신호 처리를 행한다.
이하, 도 1에 도시된 유기 발광 디스플레이 장치의 전압 변환부(140)를 도 4 및 5를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 4는 도 1에 도시된 유기 발광 디스플레이 장치의 표시부에 제1 전압을 공급하는 전압 변환부를 나타낸 회로도이고, 도 5는 도 1에 도시된 유기 발광 디스플레이 장치의 표시부에 제2 전압을 공급하는 전압 변환부를 나타낸 회로도이다.
상세하게, 도 4는 입력 전압(Vi)으로부터 제1 전압(ELVDD)을 생성하는 부스터 컨버터(booster converter, 142))를 예시한 것이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4를 참조하면, 부스터 컨버터(142)는 제1 인덕터(L1), 도 1에 도시된 제어부(170)로부터의 제4 제어 신호(CS4)에 의해 온(ON)/오프(OFF)되는 제1 스위칭 소자(Q1), 제1 환류 다이오드(D1), 제1 커패시터(C1) 및 저항(R1)을 구비한다.
제4 제어 신호(CS4)에 따라 제1 스위칭 소자(Q1)가 온되면 제1 인덕터(L1)에 에너지가 축적되고, 제1 커패시터(C1)에 축적된 전하가 방전되면서 출력되고, 제4 제어 신호(CS4)에 따라 제1 스위칭 소자(Q1)가 오프되면 제1 커패시터(C1)의 양단에 걸린 전압에 인덕터(L1)에 축적된 에너지 및 입력 전압(Vi)이 더해져 제1 전압(ELVDD)으로 출력된다.
도 5는 입력 전압(Vi)으로부터 제2 전압(ELVSS)을 생성하는 벅 컨버터(buck converter, 141)를 예시한 것이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5를 참조하면, 벅 컨버터(141)는 제4 제어 신호에 의해 온(ON)/오프(OFF)되는 제2 스위칭 소자(Q2)와, 제2 환류 다이오드(D2)와, 제2 인덕터(L2) 및 제2 커패시터(CS2)로 이루어진 저역 필터를 구비한다. 또한, 벅 컨버터(141)는 제2 커패시터(CS2) 양단에 가변 저항(R2)을 연결하여 상기 가변 저항(R2)에 따라 제2 전압(ELVSS)을 조절할 수 있다.
가변 저항(R2)은 도 1에 도시된 구동 전압 결정부(130)로부터 결정된 구동 전압을 표시부(160)에 공급하도록 제어하는 제3 제어 신호(CS3)에 따라, 상기 구동 전압에 해당하는 제2 전압(ELVSS)을 조절한다.
제4 제어 신호(CS4)에 따라 제2 스위칭 소자(Q2)가 온되면 입력 전압(Vi)은 저역 필터를 통과하여 출력에 전달되고, 제4 제어 신호(CS4)에 따라 제2 스위칭 소자(Q)가 오프되면 제2 인덕터(L2)에 축적된 에너지가 제2 환류 다이오드(D2)를 통해 방전되면서 출력에 전달된다. 이때, 구동 전압 결정부(130)로부터의 구동 전압이 표시부(160)에 공급되도록 제어하는 제3 제어 신호(CS3)에 따라 변하는 가변 저항(R2)에 의해 제2 전압(ELVSS)은 조절된다.
상기와 같이 생성된 제1 전압(ELVDD) 및 제2 전압(ELVSS)는 표시부(160)의 구동 트랜지스터와 유기 발광 다이오드에 인가되는데, 이를 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 구동 트랜지스터와 유기 발광 다이오드를 구비하는 본 발명에 관한 유기 발광 디스플레이 장치의 단위 화소를 나타낸 회로도이다.
본 실시예에서는 제1 전압(ELVDD) 및 제2 전압(ELVSS)을 공급받는 유기 발광 디스플레이 장치의 간단한 단위 화소를 예시한 것으로, 이에 한정되는 것은 아니 다. 본 발명에는 문턱 전압 보상 회로를 비롯한 다양한 단위 화소를 구비하는 유기 발광 디스플레이 장치가 포함된다.
도 6을 참조하면, 단위 화소는 주사선(S[n])과 데이터선(D[n])에 의해 정의되며, 상기 주사선(scan [n])은 스위치 트랜지스터(Ts)의 게이트 전극에 연결되고, 스위치 트랜지스터(Ts)의 제1 전극은 데이터선(D[n])에 연결되며, 스위치 트랜지스터(Ts)의 제2 전극은 커패시터(Cst)의 제1 단 및 구동 트랜지스터(Td)의 게이트 전극에 연결된다.
구동 트랜지스터(Td)의 제1 단과 커패시터(Cst)의 제2 단에는 제1 전압(ELVDD)이 인가되며, 구동 트랜지스터(Td)의 제2 단은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극과 연결되며, 유기 발광 다이오드(OLED)의 캐소드 전극에 제2 전압(ELVSS)이 인가된다.
본 실시예에서는 도 1에 도시된 구동 전압 결정부(130)로부터의 구동 전압(Vds)을 공급하도록 제2 전압(ELVSS)을 조절하고, 조절된 제2 전압(ELVSS)을 유기 발광 다이오드(OLED)의 캐소드 전극으로 공급한다.
상기 유기 발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(Td)의 게이트 전극을 통해 인가된 데이터 전압과 구동 트랜지스터(Td)의 제1 전극에 인가된 제1 전압(ELVDD)에 의해 결정되는 구동 전류(Ids)를 인가받아 발광한다. 상기 구동 전류(Ids)는 휘도를 결정한다.
감지된 조도에 따라 결정된 구동 전압을 표시부(160)에 공급하기 위해 제1 전압(ELVDD)을 조절한다면, 상기 구동 전류(Ids) 및 휘도가 변하게 된다. 따라서 변환된 휘도를 목표 휘도로 보정하기 위해, 데이터 전압을 조절하는 등의 구동 절차를 필요로 한다. 그러므로 제1 전압(ELVDD)을 조절하는 것보다 구동 전류(Ids)에 영향을 미치지 않는 제2 전압(ELVSS)을 조절하는 것이 용이하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
상기 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 유기 발광 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법은 휘도에 따라 포화 영역의 구동 전압이 변하는 특성에 따라 구동 전압 마진을 일정하게 하는 구동 전압을 결정한다. 즉, 외부 환경의 조도에 따라 유기 발광 디스플레이 장치의 휘도를 다르게 결정하고, 상기 가변하는 휘도에 대응하는 포화 영역의 구동 전압을 결정함으로써 구동 전압 마진을 일정하게 할 수 있다. 따라서 상기 유기 발광 디스플레이 장치의 소비 전력 절약을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 구동 전압을 공급하도록 유기 발광 다이오드의 캐소드 전극에 인가되는 전압을 조절한다. 따라서 상기 유기 발광 다이오드에 공급되는 구동 전류에 영향을 미치지 않으면서 상기 결정된 구동 전압을 공급할 수 있으므로 구동이 용이한 이점이 있다.

Claims (16)

  1. 외부 조도를 감지하는 조도 감지부;
    상기 조도 감지부에서 측정된 조도에 따라 유기 발광 디스플레이 장치의 휘도를 결정하는 휘도 결정부;
    상기 휘도 결정부로부터 결정된 휘도에 해당하는 구동 전류의 포화 영역에 도달하는 구동 전압을 결정하는 구동 전압 결정부;
    상기 구동 전압 결정부로부터의 구동 전압을 공급하도록, 입력 전압보다 높은 제1 전압 및 입력 전압보다 낮은 제2 전압을 생성하는 전압 변환부; 및
    상기 전압 변환부로부터의 전압들을 인가받고, 상기 구동 전류에 대응하는 휘도를 갖는 화상을 구현하는 표시부;를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 조도 감지부는 포토 센서를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 휘도 결정부에는 상기 조도 감지부에 의해 감지된 조도에 따른 상기 유기 발광 디스플레이 장치의 휘도를 기록한 제1 룩업 테이블(lookup table) 또는 상기 조도와 상기 휘도의 관계를 나타낸 제1 그래프가 저장된 유기 발광 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 구동 전압 결정부에는 상기 휘도 결정부에 의해 결정된 휘도에 따라 포화 영역에서의 구동 전압을 기록한 제2 룩업 테이블(lookup table) 또는 상기 휘도와 상기 구동 전압의 관계를 나타낸 제2 그래프가 저장된 유기 발광 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 표시부는 복수의 화소들을 구비하고,
    각 화소는 게이트 전극에 데이터 전압이 인가되고 제1 전극에 상기 제1 전압이 인가되는 구동 트랜지스터; 및
    상기 구동 트랜지스터의 제2 전극에 애노드(anode) 전극이 연결되고, 캐소드(cathode) 전극에 상기 제2 전압이 인가되는 유기 발광 다이오드;를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 전압 변환부는 상기 구동 전압 결정부로부터의 구동 전압에 해당하는 제2 전압을 생성하도록 조절하는 가변 저항을 구비하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 전압 변환부는 상기 제1 전압을 생성하는 부스터 컨버터(booster converter)와
    상기 제2 전압을 생성하는 벅 컨버터(buck converter)를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 전압 변환부는 상기 벅 컨버터의 출력 전압을 결정하는 저항을 상기 구동 전압 결정부로부터의 구동 전압에 따라 조절되는 가변 저항으로 형성한 유기 발광 디스플레이 장치.
  9. 외부 조도를 감지하는 단계;
    감지한 상기 조도에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 휘도를 결정하는 단계;
    결정된 상기 휘도에 해당하는 구동 전류의 포화 영역에 도달하는 구동 전압을 결정하는 단계;
    상기 구동 전압을 공급하도록, 입력 전압보다 높은 제1 전압 및 입력 전압보다 낮은 제2 전압을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 전압 및 상기 제2 전압과, 상기 휘도에 대응하는 구동 전류를 표시부에 공급하는 단계;를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 외부 조도와 상기 유기 발광 디스플레이 장치의 휘도를 데이터 베이스화한 제1 룩업 테이블 또는 상기 외부 조도와 상기 유기 발광 디스플레이 장치의 휘도 관계를 나타낸 제1 그래프를 형성하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 휘도를 결정함은 상기 제1 룩업 테이블 또는 상기 제1 그래프를 이용하여 감지한 상기 외부 조도에 해당하는 휘도를 선택하는 것임을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 휘도와 상기 구동 전압을 데이터 베이스화한 제2 룩업 테이블 또는 상기 휘도와 상기 구동 전압 관계를 나타낸 제2 그래프를 형성하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 구동 전압을 결정함은 상기 제2 룩업 테이블 또는 상기 제2 그래프를 이용하여 상기 휘도에 대응하는 구동 전압을 선택하는 것임을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 제2 전압을 생성함은 상기 결정된 구동 전압에 해당하는 제어 신호에 따라 상기 제2 전압을 결정하는 저항을 조절하여 상기 제2 전압을 생성하는 것임을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  15. 제 9 항에 있어서, 상기 표시부는 복수의 화소들을 구비하고,
    각 화소는 게이트 전극에 데이터 전압이 인가되는 구동 트랜지스터; 및
    상기 구동 트랜지스터에 애노드 전극이 연결된 유기 발광 다이오드;를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 구동 트랜지스터의 제1 전극에 상기 제1 전압을 인가하고,
    상기 유기 발광 다이오드의 캐소드 전극에 상기 제2 전압을 인가하는 유기 발광 디스플레이 장치의 구동 방법.
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