KR101142702B1 - 유기전계발광표시장치 및 그의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 제 2 전원의 전압을 주위 온도 변화에 따라 조절할 수 있도록 함으로써 효율을 높일 수 있는 유기전계발광표시장치 및 그의 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 주위 온도에 대응한 펄스의 수를 갖는 제어신호를 발생하는 드라이버 IC; 상기 제어신호에 대응하여 구동이 결정되는 DC-DC 컨버터를 포함하되, 상기 DC-DC 컨버터는 입력전압을 전달받아 승압하여 제 1 전원을 생성하여 출력하는 부스터 회로; 및 상기 입력전압을 전달받아 인버팅하여 제 2 전원을 생성하여 출력하되, 상기 제어신호의 펄스 수에 대응하여 상기 제 2 전원의 전압을 변경하여 출력하는 인버터 회로를 포함하는 유기전계발광표시장치 및 그의 구동방법을 제공하는 것이다.

Description

유기전계발광표시장치 및 그의 구동방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY AND DRIVING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 유기전계발광표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것으로, 온도변화에 따라 전압을 조절하는 유기전계발광표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel) 및 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Display) 등이 있다.
평판표시장치 중 유기전계발광표시장치는 전류의 흐름에 대응하여 발생하는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode : OLED)를 이용하여 화상을 표시한다.
이와 같은 상기 유기전계발광표시장치는 색 재현성의 뛰어남과 얇은 두께 등의 여러 가지 이점으로 인해 응용분야에서 휴대폰용 이외에도 PDA, MP3 플레이어 등으로 시장이 크게 확대되고 있다.
도 1은 일반적인 유기전계발광표시장치에 채용된 화소를 나타내는 회로도이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 화소는 데이터선(Dm)과 주사선(Sn)에 연결되며, 제 1 트랜지스터(M1), 제 2 트랜지스터(M2), 캐패시터(Cst) 및 유기발광다이오드(OLED)를 포함한다.
제 1 트랜지스터(M1)는 소스가 제 1 전원(ELVDD)에 연결되고 드레인은 유기발광다이오드(OLED)의 애노드 전극에 연결되며 게이트는 제 1 노드(N1)에 연결된다. 제 2 트랜지스터(M2)는 소스는 데이터선(Dm)에 연결되고 드레인은 제 1 노드(N1)에 연결되며 게이트는 주사선(Sn)에 연결된다. 캐패시터(Cst)는 제 1 전극은 제 1 전원(ELVDD)에 연결되고 제 2 전극은 제 1 노드(N1)에 연결된다. 그리고, 유기발광다이오드(OLED)는 애노드 전극이 제 1 트랜지스터(M1)의 드레인에 연결되고 캐소드 전극은 제 2 전원(ELVSS)에 연결된다.
상기와 같이 구성된 화소는 데이터선(Dm)을 통해 전달되는 데이터신호에 대응하여 제 1 노드(N1)의 전압이 결정되고 제 1 노드(N1)의 전압에 따라 제 1 트랜지스터(M1)는 제 1 전원(ELVDD)에서 제 2 전원(ELVSS) 방향으로 전류가 흐르도록 한다. 이러한 동작에 의해 유기발광다이오드(OLED)가 발광하게 된다.
상기와 같은 화소에 채용된 유기발광다이오드는 제 1 전원(ELVDD)과 제 2 전원(ELVSS)에 의해 전류가 흐르게 되는데, 제 2 전원(ELVSS)의 구동마진은 저온에서 흐르는 전류에 따라 결정된다.
하지만, 일반적인 유기전계발광표시장치는 저온에서 구동하지 않으며 상온에서도 저온에 의한 구동마진으로 인한 제 2 전원(ELVSS)의 전압을 사용하게 되면 제 2 전원(ELVSS)의 전압을 필요치 이상으로 낮게 설정하여야 하기 때문에 소비전력이 커지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 제 2 전원의 전압을 주위 온도 변화에 따라 조절할 수 있도록 함으로써 효율을 높일 수 있는 유기전계발광표시장치 및 그의 구동방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 1 측면은, 주위 온도에 대응한 펄스의 수를 갖는 제어신호를 발생하는 드라이버 IC; 상기 제어신호에 대응하여 구동이 결정되는 DC-DC 컨버터를 포함하되, 상기 DC-DC 컨버터는 입력전압을 전달받아 승압하여 제 1 전원을 생성하여 출력하는 부스터 회로; 및 상기 입력전압을 전달받아 인버팅하여 제 2 전원을 생성하여 출력하되, 상기 제어신호의 펄스 수에 대응하여 상기 제 2 전원의 전압을 변경하여 출력하는 인버터 회로를 포함하는 유기전계발광표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 2 측면은, 제 1 전원에서 제 2 전원의 방향으로 흐르는 전류에 대응하여 빛을 발광하는 유기전계발광표시장치의 구동방법에 있어서, 주위 온도를 측정하는 단계; 상기 측정된 온도에 대응하여 제어신호의 펄스의 수를 결정하는 단계; 및 상기 펄스의 수에 대응하여 상기 제 2 전원의 전압을 변경하는 단계를 포함하는 유기전계발광표시장치의 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 유기전계발광표시장치 및 그의 구동방법에 의하면, 주위 온도에 대응하여 제 2 전원의 전압을 조절할 수 있기 때문에, 제 2 전원의 전압의 마진을 높게 하여 낮은 전압으로 설정할 필요가 없으며, 이로 인해 DC-DC 컨버터의 효율을 높일 수 있다. 또한, DC-DC 컨버터의 인에이블 단자를 통해 온도에 대응한 제어신호가 입력되기 때문에 추가적인 배선이 필요하지 않은 장점이 있다.
도 1은 일반적인 유기전계발광표시장치에 채용된 화소를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유기전계발광표시장치의 구조를 나타내는 구조도이다.
도 3은 온도에 변화에 따른 제 2 전원의 전압과 화소에 흐르는 전류량의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 2에 도시된 유기전계발광표시장치에 채용된 온도센싱부의 구조를 나타내는 구조도이다.
도 5는 도 2에 도시된 유기전계발광표시장치에 채용된 DC-DC 컨버터의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 6a는 제 2 전원의 전압이 제 1 전압에서 제 2 전압으로 변경되는 것을 나타내는 제 1 실시예이다.
도 6b는 제 2 전원의 전압이 제 1 전압에서 제 2 전압으로 변경되는 것을 나타내는 제 2 실시예이다.
도 7은 도 2에 도시된 유기전계발광표시장치에 채용된 전원공급부의 일실시예를 나타내는 구조도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 유기전계발광표시장치의 구조를 나타내는 구조도이다. 도 2를 참조하여 설명하면, 유기전계발광표시장치는 화소부(100), 드라이버 IC(200) 및 DC-DC 컨버터(400)를 포함한다.
화소부(100)에는 복수의 화소(미도시)가 배열되고 각 화소는 전류의 흐름에 대응하여 빛을 발광하는 유기발광다이오드(미도시)를 포함한다. 그리고, 화소부(100)는 행방향으로 형성되며 주사신호를 전달하는 n 개의 주사선(미도시)과 열방향으로 형성되며 데이터신호를 전달하는 m 개의 데이터선(미도시)이 배열된다.
또한, 화소부(100)는 제 1 전원(ELVDD)과 제 2 전원(ELVSS)을 전달받아 구동한다. 따라서, 화소부(100)는 주사신호, 데이터신호, 제 1 전원(ELVDD) 및 제 2 전원(ELVSS)에 의해 유기발광다이오드에 전류가 흐르게 됨으로써 발광하여 영상을 표시한다.
드라이버 IC(200)는 화소부(100)가 구동할 수 있도록 하는 수단으로, 화소에 데이터선을 통해 데이터신호를 전달하고 주사선을 통해 주사신호를 전달한다. 또한, 온도센서(210)를 포함하여 주위 온도를 측정함으로써 DC-DC 컨버터(300)에서 측정된 온도에 대응하여 제 2 전원(ELVSS)의 전압을 변경할 수 있도록 한다. 이때, 드라이버 IC(200)는 온도에 대응하여 DC-DC 컨버터(300)를 제어하여 제 2 전원(ELVSS)의 전압을 변경하는 제어신호를 생성한다. 이때, 제어신호는 온도센서(210)에서 측정된 온도에 대응하여 제어신호의 펄스의 수가 결정된다. 즉, 주위의 온도 변화에 따라 제어신호의 펄스의 수가 조절된다.
또한, 드라이버 IC(200)는 제 1 구동전원(VDD)를 공급받아 동작하지만 드라이버 IC(200)내에 포함되어 있는 온도센서(210)은 제 2 구동전원(VCI)를 전달받아 동작한다.
DC-DC 컨버터(300)은 외부로부터 입력전압(Vin)를 전달받아 제 1 전원(ELVDD) 및 제 2 전원(ELVSS)를 생성한다. DC-DC 컨버터(300)는 부스터 회로와 인버터 회로를 포함하며, 부스터 회로에서 입력전압을 승압하여 제 1 전원(ELVDD)를 생성하고 인버터 회로에서 입력전압을 반전하여 제 2 전원(ELVSS)를 생성한다.
DC-DC 컨버터(300)는 온도센서(210)에서 전달되는 제어신호의 펄스의 수에 따라 제 2 전원(ELVSS)의 전압의 크기를 결정한다. 이때, 제어신호는 DC-DC 컨버터(300)의 인에이블단자로 입력된다.
도 3은 온도에 변화에 따른 제 2 전원의 전압과 화소에 흐르는 전류량의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 3을 참조하여 설명하면, (a)는 고온에서의 제 2 전원의 전압과 화소에 흐르는 전류량의 변화를 나타내고, (b)는 상온에서의 제 2 전원의 전압과 화소에 흐르는 전류량의 변화를 나타내며, (c)는 저온에서의 제 2 전원의 전압과 화소에 흐르는 전류량의 변화를 나타낸다.
온도가 낮아질 수록 화소에 흐르는 전류가 포화영역(Saturation region)에 도달하도록 하는 제 2 전원(ELVSS)의 전압이 낮아지게 된다.
따라서, 상온 또는 고온에서는 포화영역의 전압이 저온에서보다 높기 때문에 제 2 전원(ELVSS)의 전압을 크게 낮게 할 필요가 없어 상온 또는 고온에서는 입력전압(Vin)의 전압레벨을 낮게 설정할 필요가 없다.
하지만, 유기전계발광표시장치를 설계할 때 악조건에서도 충분히 원하는 화상을 표현할 수 있도록 하기 위해 제 2 전원(ELVSS)의 전압은 약 2~3V의 전압 레벨의 마진을 갖도록 설계된다. 따라서, 유기전계발광표시장치 설계 시에 제 2 전원(ELVSS)의 전압이 고정되어 있으면, 저온인 경우로 제 2 전원(ELVSS)의 전압을 고정하게 된다. 즉, 제 2 전원(ELVSS)의 전압레벨의 절대값을 크게 설계한다. 하지만, 제 2 전원(ELVSS)의 전압레벨이 주위 온도에 따라 조절되도록 하면 DC-DC 컨버터(300)에서 출력되는 제 2 전원(ELVSS)의 전압레벨이 항상 저온에서 적합한 전압으로 설정되어 있지 않아도 되기 때문에 DC-DC 컨버터(400)의 효율이 높아지게 된다.
도 4는 도 2에 도시된 유기전계발광표시장치에 채용된 온도센서의 구조를 나타내는 구조도이다. 도 4를 참조하여 설명하면, 온도센서(210)는 온도센싱부(211), 룩업테이블(212) 및 제어신호출력회로(213)를 포함한다.
온도센싱부(210)는 주위온도를 측정하고 측정된 온도를 이용하여 온도신호를 생성한다.
룩업테이블(212)은 하기의 표 1에 도시되어 있는 것과 같이 패널의 온도에 대응한 제 2 전원(ELVSS)의 전압과 디지털 값을 저장한다. 그리고, 디지털값을 이용하여 제어신호의 펄스의 수를 파악한다.
패널 온도(℃) 제2전원의 전압 디지털값
01 10<패널온도<30 -2.5V 11110
02 0<패널온도<10 -2.6V 11101
03 -10<패널온도<0 -3.1V 11000
04 -20<패널온도<-10 -3.9V 10000
그리고, 룩업테이블(212)를 보면 온도변화가 설정치 이상일 경우에만 변할 수 있도록 하되, 특히, 저온에서는 온도 변화가 10도 이상 변화가 발생 된 경우에만 제 2 전원의 전압이 변경될 수 있도록 룩업테이블(212)에 저장되어 있도록 하였다.
제어신호출력회로(213)는 룩업테이블(212)에 저장되어 있는 펄스의 수를 갖는 제어신호를 생성하도록 한다.
도 5는 도 2에 도시된 유기전계발광표시장치에 채용된 DC-DC 컨버터의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 도 5를 참조하여 설명하면,
DC-DC 컨버터(300)는 제어신호가 하이 상태로 입력되면 구동을 시작한다. 이때, 인버터가 동작하여 제 2 전원(ELVSS)을 생성한다. 제 2 전원(ELVSS)의 전압은 초기값으로 설정되며 일반적으로 -4.9V로 지정된다. 또한, 매 프레임 마다 동기신호(TE)가 전달된다.
그리고, 온도를 감지하게 되면 제어신호는 그 온도에 맞는 펄스 수를 갖게 된다. 이때, 제 2 전원(ELVSS)의 전압이 변경되어 -3.4V가 된다. 그리고, 다시 온도변화가 감지되면 제어신호는 그 온도에 맞는 펄스 수를 갖게 되며 이로 인해 제 2 전원(ELVSS)의 전압이 변경되어 -5.0V가 되게 된다.
그리고, 유기전계발광표시장치가 구동을 정지하게 되면, DC-DC 컨버터(300)의 인에이블단자로 로우 신호가 들어오게 되어 DC-DC 컨버터(300)가 정지하게 된다. 이때, 제어신호의 펄스 파형에 의한 로우 상태와 구동정지를 위한 인에이블단자의 로우신호를 구분하기 위해 인에이블단자가 일정시간 이상 로우상태가 되면 구동정지로 파악할 수 있도록 한다.
도 6a는 제 2 전원의 전압이 제 1 전압에서 제 2 전압으로 변경되는 것을 나타내는 제 1 실시예이고, 도 6b는 제 2 전원의 전압이 제 1 전압에서 제 2 전압으로 변경되는 것을 나타내는 제 2 실시예이다. 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명하면, 제 2 전원의 전압이 제 1 전압(ELVSSＩ)에서 제 2 전압(ELVSSⅡ)로 변할 때 복수의 단계를 거쳐 변경되며, 도 6a의 경우 각 단계가 200mV의 전압차이가 있고 도 6b의 경우 각 단계가 100mV의 전압차이가 있다.
이때, 제 1 전압(ELVSSＩ)에서 제 2 전압(ELVSSⅡ)로 변경될 때 한 단계가 도 6a에서와 같이 200mV(100mV 이상)인 경우에는 화소부(100)에 블랙데이터가 입력될 때 제 2 전원(ELVSS)가 제 1 전압(ELVSSＩ)에서 제 2 전압(ELVSSⅡ)로 변경하고, 제 1 전압(ELVSSＩ)에서 제 2 전압(ELVSSⅡ)로 변경될 때 한 단계가 100mV(100mV 이하)인 경우에는 화질저하가 크게 발생하지 않기 때문에 특별히 제 2 전원(ELVSS)의 전압 변경시점을 특정하지 않아도 된다.
도 7은 도 2에 도시된 유기전계발광표시장치에 채용된 DC-DC 컨버터의 일실시예를 나타내는 구조도이다. 도 7을 참조하여 설명하면,
DC-DC 컨버터(300)는 입력전압(Vin)을 이용하여 제 1 전원(ELVDD)과 제 2 전원(ELVSS)을 생성하되, 인에이블단자(EN)를 통해 입력되는 신호에 동작 여부가 결정된다. 그리고, DC-DC 컨버터(300)의 인에이블단자(En)로 드라이버 IC(200)에서 출력되는 제어신호를 입력받도록 한다. 따라서, 온도 변화에 따른 제 2 전원(ELVSS)을 조절하도록 하는 제어신호를 입력하기 위한 별도의 단자가 필요하지 않기 때문에 추가적인 배선을 필요로 하지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 단지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.
100: 화소부 200: 드라이버 IC
210: 온도센서 211: 온도센싱부
212: 룩업테이블 213: 제어신호출력회로
300: DC-DC 컨버터

Claims (13)

  1. 주위 온도에 대응한 펄스의 수를 갖는 제어신호를 발생하는 드라이버 IC;
    상기 제어신호에 대응하여 구동이 결정되는 DC-DC 컨버터를 포함하되,
    상기 DC-DC 컨버터는
    입력전압을 전달받아 승압하여 제 1 전원을 생성하여 출력하는 부스터 회로; 및
    상기 입력전압을 전달받아 인버팅하여 제 2 전원을 생성하여 출력하되, 상기 제어신호의 펄스 수에 대응하여 상기 제 2 전원의 전압을 변경하여 출력하는 인버터 회로를 포함하는 유기전계발광표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 드라이버 IC는
    주위온도를 센싱하는 센싱부;
    상기 센싱부에서 센싱된 온도에 대응한 상기 펄스의 수를 저장하는 룩업테이블; 및
    상기 제어신호가 상기 룩업테이블에 저장된 펄스의 수를 갖도록 하는 제어신호출력회로를 구비하는 온도센서를 더 포함하는 유기전계발광표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 드라이버 IC는 화소부에 블랙데이터를 먼저 입력한 후 이미지 데이터를 입력하는 유기전계발광표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 전원의 전압이 제 1 전압에서 제 2 전압으로 변경될 때 복수의 단계를 통해 변경하되, 한 단계가 소정 전압 보다 크면 상기 제 1 전압에서 제 2 전압으로 변경되는 시점은 상기 블랙데이터가 입력되는 시점인 유기전계발광표시장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 전원의 전압이 제 1 전압에서 제 2 전압으로 변경될 때 복수의 단계를 통해 변경하되, 한 단계가 소정 전압보다 작으면 상기 제 1 전압에서 제 2 전압으로 변경되는 시점은 지정되어 있지 않은 유기전계발광표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 주위온도가 소정값보다 높으면 상기 제 2 전원의 전압을 소정치 보다 높게 설정하고 상기 주위온도가 소정값보다 낮으면 상기 제 2 전원의 전압을 소정치 보다 낮게 설정하는 유기전계발광표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어신호는 상기 DC-DC 컨버터의 인에이블단자를 통해 입력되는 유기전계발광표시장치.
  8. 제 1 전원에서 제 2 전원의 방향으로 흐르는 전류에 대응하여 빛을 발광하는 유기전계발광표시장치의 구동방법에 있어서,
    주위 온도를 측정하는 단계;
    상기 측정된 온도에 대응하여 제어신호의 펄스의 수를 결정하는 단계; 및
    상기 펄스의 수에 대응하여 상기 제 2 전원의 전압을 변경하는 단계를 포함하는 유기전계발광표시장치의 구동방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 펄스의 수의 결정은 상기 주위 온도에 대응한 펄스의 수가 지정되어 있는 룩업테이블을 이용하는 유기전계발광표시장치의 구동방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    블랙데이터를 먼저 입력한 후 이미지 데이터를 입력하는 유기전계발광표시장치의 구동방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 전원의 전압이 제 1 전압에서 제 2 전압으로 변경될 때 복수의 단계를 통해 변경하되, 한 단계가 소정 전압 보다 크면 상기 제 1 전압에서 제 2 전압으로 변경되는 시점은 상기 블랙데이터가 입력되는 시점인 유기전계발광표시장치의 구동방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 전원의 전압이 제 1 전압에서 제 2 전압으로 변경될 때 복수의 단계를 통해 변경하되, 한 단계가 소정 전압보다 작으면 상기 제 1 전압에서 제 2 전압으로 변경되는 시점은 지정되어 있지 않은 유기전계발광표시장치의 구동방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 주위온도가 소정값보다 높으면 상기 제 2 전원의 전압을 소정치 보다 높게 설정하고 상기 주위온도가 소정값보다 낮으면 상기 제 2 전원의 전압을 소정치 보다 낮게 설정하는 유기전계발광표시장치의 구동방법.
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