KR102209743B1

KR102209743B1 - 표시 장치 및 이의 구동 방법

Info

Publication number: KR102209743B1
Application number: KR1020140070632A
Authority: KR
Inventors: 편기현
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2021-02-01
Also published as: US20150364105A1; KR20150142734A; US9818366B2

Abstract

표시 장치는 복수의 데이터 라인들 및 복수의 게이트 라인들을 포함하는 표시 패널, 영상 데이터를 계조 전압으로 변환하여 데이터 라인에 출력하는 데이터 구동 회로, 상기 데이터 구동 회로에 구동 전압을 제공하는 전압 발생 회로, 및 상기 데이터 구동 회로 측으로 흐르는 부하 전류에 비례하는 부하 전류 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 데이터 구동 회로의 구동을 제어하는 제어 신호를 출력하는 발열 방지 회로를 포함한다. 이에 따르면, 상기 데이터 구동 회로 측으로 흐르는 부하 전류에 비례하는 부하 전류 전압을 검출하여 상기 데이터 구동 회로의 부하량이 갑자기 증가하는 경우 상기 데이터 구동 회로의 구동을 강제적으로 정지시킴으로써 상기 데이터 구동 회로의 손상을 막을 수 있다.

Description

표시 장치 및 이의 구동 방법{DISPLAY APPARATUS AND METHOD OF DRIVING THEREOF}

본 발명은 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발열에 의한 구동 회로의 손상을 막기 위한 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.

일반적으로 액정 표시 장치는 두께가 얇고 무게가 가벼우며 전력소모가 낮은 장점이 있어, 모니터, 노트북, 휴대폰 등에 주로 사용된다. 이러한 액정 표시장치는 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시 패널, 상기 액정 표시 패널의 하부에 배치되어 상기 액정 표시 패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리 및 상기 액정 표시 패널을 구동하는 구동 회로를 포함한다.

상기 액정 표시 패널은 게이트 라인, 데이터 라인, 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 갖는 어레이 기판, 상기 어레이 기판과 대향하며 공통 전극을 갖는 대향 기판, 및 상기 어레이 기판과 상기 대향 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 구동 회로는 상기 게이트 라인을 구동하는 게이트 구동 회로 및 상기 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동 회로를 포함한다.

최근 상기 액정 표시 패널이 대형화 및 고해상도화에 따라서, 데이트 구동 회로의 부하가 커지는 단점을 가지며, 상기 데이터 구동 회로의 부하가 커짐에 따라서 데이터 구동 회로의 발열이 심해지는 문제가 발생한다. 예컨대, 상기 데이터 구동 회로의 발열로 인해 회로 필름이 타는 문제점이 발생한다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 발열에 의한 구동 회로의 손상을 막기 위한 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 데이터 라인들 및 복수의 게이트 라인들을 포함하는 표시 패널, 영상 데이터를 계조 전압으로 변환하여 데이터 라인에 출력하는 데이터 구동 회로, 상기 데이터 구동 회로에 구동 전압을 제공하는 전압 발생 회로, 및 상기 데이터 구동 회로 측으로 흐르는 부하 전류에 비례하는 부하 전류 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 데이터 구동 회로의 구동을 제어하는 제어 신호를 출력하는 발열 방지 회로를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 발열 방지 회로는 상기 데이터 구동 회로 측으로 흐르는 부하 전류에 비례하는 부하 전류 전압을 출력하는 전류 모니터 회로 및 상기 부하 전류 전압과 상기 기준 전압을 비교하여 상기 제어 신호를 출력하는 구동 제어 회로를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 전류 모니터 회로는 상기 전압 발생 회로와 연결되어 상기 구동 전압이 인가되는 전압 라인과 제1 저항을 통해 연결된 비반전 입력 단자, 상기 전압 라인과 제2 저항을 통해 연결된 반전 입력 단자를 포함하는 오피 앰프 및 상기 오피 앰프의 출력 단자 및 상기 비반전 입력 단자와 연결되고, 상기 부하 전류 전압을 출력하는 모니터 트랜지스터를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 전류 모니터 회로는 상기 제2 저항과 병렬로 연결된 커패시터를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 구동 제어 회로는 상기 부하 전류 전압이 인가되는 비반전 입력 단자와 상기 기준 전압이 인가되는 반전 입력 단자를 포함하는 비교기, 및 상기 비교기의 출력 단자와 연결되고, 상기 비교기의 출력 전압에 응답하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 상기 제어 신호를 출력하는 제어 트랜지스터를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 구동 전압은 상기 계조 전압을 생성하기 위한 아날로그 전원 전압일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 데이터 구동 회로에 상기 영상 데이터를 제공하는 타이밍 컨트롤러를 더 포함하고, 상기 제어 신호는 상기 타이밍 컨트롤러의 리셋 단자에 인가되고, 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 제어 신호에 따라서 상기 영상 데이터의 출력이 제어될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 부하 전류 전압이 기준 전압 보다 크면 상기 타이밍 컨트롤러는 숏 다운되어 상기 영상 데이터의 출력이 차단될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제어 신호는 상기 타이밍 컨트롤러의 리셋 단자 및 상기 전압 발생 회로의 인에이블 단자에 인가될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제어 신호는 상기 전압 발생 회로의 인에이블 단자에 인가되고, 상기 전압 발생 회로는 상기 제어 신호에 따라서 상기 구동 전압의 출력이 제어될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 부하 전류 전압이 기준 전압 보다 크면 상기 전압 발생 회로는 숏 다운되어 상기 구동 전압의 출력이 차단될 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 복수의 데이터 라인들 및 복수의 게이트 라인들을 포함하는 표시 패널을 포함하는 표시 장치의 구동 방법은 구동 전압을 기초로 디지털 신호인 영상 데이터를 아날로그 신호인 계조 전압으로 생성하는 단계, 상기 계조 전압을 상기 표시 패널의 데이터 라인에 출력하는 단계, 상기 구동 전압을 전달하는 전압 라인에 흐르는 부하 전류에 비례하는 부하 전류 전압을 출력하는 단계, 상기 부하 전류 전압과 기준 전압을 비교하여 제어 신호를 생성하는 단계, 및 상기 제어 신호에 따라서 상기 계조 전압의 생성을 제어하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 부하 전류 전압이 상기 기준 전압 보다 크면 상기 계조 전압 생성을 위해 사용되는 상기 아날로그 전원 전압을 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 부하 전류 전압이 상기 기준 전압 보다 크면 상기 계조 전압 생성을 위해 사용되는 상기 영상 데이터 및 상기 아날로그 전원 전압을 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 부하 전류 전압이 상기 기준 전압 보다 크면 상기 계조 전압 생성을 위해 사용되는 상기 영상 데이터를 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 데이터 구동 회로 측으로 흐르는 부하 전류에 비례하는 부하 전류 전압을 검출하여 상기 데이터 구동 회로의 부하량이 갑자기 증가하는 경우 상기 데이터 구동 회로의 구동을 강제적으로 정지시킴으로써 상기 데이터 구동 회로의 손상을 막을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 발열 방지 회로를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 도 2의 전류 모니터 회로를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 도 1에 도시된 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100), 게이트 구동 회로(200), 데이터 구동 회로(300), 소스 인쇄 회로 기판(400), 연결 부재(500), 제어 인쇄 회로 기판(600), 타이밍 컨트롤러(610), 전압 발생 회로(630) 및 발열 방지 회로(650)를 포함한다.

상기 표시 패널(100)은 복수의 게이트 라인들(GL)과 상기 복수의 게이트 라인들(GL)과 교차하는 복수의 데이터 라인들(DL)을 포함한다. 상기 표시 패널(100)은 복수의 화소들이 배열된 표시 영역(DA)과 상기 표시 영역(DA)을 둘러싸는 주변 영역(PA)으로 구분된다.

상기 게이트 구동 회로(200)는 상기 게이트 라인들(GL)을 구동하고, 상기 표시 패널(100)의 상기 주변 영역(PA)에 배치된다. 상기 게이트 구동 회로(200)는 상기 주변 영역(PA)에 집적되거나, 또는 게이트 구동 칩이 실장된 게이트 회로 필름일 수 있다. 상기 표시 장치는 적어도 하나의 상기 게이트 구동 회로(200)를 포함한다. 상기 게이트 구동 회로(200)는 복수의 게이트 신호들을 생성하고, 상기 복수의 게이트 신호들을 상기 복수의 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 제공한다.

상기 데이터 구동 회로(300)는 상기 데이터 라인들(DL)을 구동한다. 상기 데이터 구동 회로(300)는 데이터 구동 칩(310)이 실장된 데이터 회로 필름(320)을 포함한다. 상기 데이터 회로 필름(320)의 제1 단부는 상기 표시 패널(100)의 상기 주변 영역(PA)에 실장되고 제2 단부는 상기 소스 인쇄 회로 기판(400)에 실장된다. 상기 표시 장치는 적어도 하나의 상기 데이터 구동 회로(300)를 포함한다.

상기 데이터 구동 회로(300)는 디지털 영상 데이터를 아날로그 계조 전압으로 변환하고, 상기 복수의 데이터 라인들(DL)에 수평 라인 단위로 제공한다.

상기 소스 인쇄 회로 기판(400)은 상기 데이터 구동 회로(300)의 상기 제1 단부와 대향하는 제2 단부가 실장되고, 상기 데이터 구동 회로(300) 및 상기 게이트 구동 회로(200)를 구동하기 위한 복수의 구동 신호들을 전달하는 복수의 신호 라인들이 배치된다. 상기 표시 장치는 적어도 하나의 상기 소스 인쇄 회로 기판(400)을 포함한다.

상기 연결 부재(500)는 상기 소스 인쇄 회로 기판(400)과 연결되는 제1 단부와 상기 제어 인쇄 회로 기판(600)과 연결되는 제2 단부를 포함한다. 상기 표시 장치는 적어도 하나의 상기 연결 부재(500)를 포함한다.

상기 제어 인쇄 회로 기판(600) 상에는 상기 타이밍 컨트롤러(610), 상기 전압 발생 회로(630) 및 상기 발열 방지 회로(650)가 실장된다.

상기 타이밍 컨트롤러(610)는 상기 표시 장치의 구동을 전반적으로 제어한다. 상기 타이밍 컨트롤러(610)는 상기 게이트 구동 회로(200), 상기 데이터 구동 회로(300) 및 상기 전압 발생 회로(630)의 구동을 제어하기 위한 구동 제어 신호를 각각 제공한다. 또한, 상기 타이밍 컨트롤러(610)는 상기 데이터 구동 회로(300)에 디지털 신호인 영상 데이터를 제공한다.

상기 전압 발생 회로(630)는 상기 게이트 구동 회로(200) 및 상기 데이터 구동 회로(300)의 구동을 위한 구동 전압을 발생한다. 상기 구동 전압은 상기 게이트 구동 회로(200)를 구동하기 위한 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압을 포함하고, 상기 데이터 구동 회로(300)를 구동하기 위한 아날로그 전원전압(AVDD) 및 디지털 전원 전압을 포함한다. 상기 게이트 온 전압은 게이트 신호의 하이 레벨을 제어하는 전압이고, 상기 게이트 오프 전압은 상기 게이트 신호의 로우 레벨을 제어하기 위한 전압이다. 상기 아날로그 전원 전압(AVDD)은 상기 데이터 라인에 인가되는 상기 계조 전압을 생성하기 위해 사용되는 전압이다. 상기 디지털 전원 전압(DVDD)은 상기 데이터 구동 회로(300)를 구동하는 전압이다.

상기 아날로그 전원 전압(AVDD)은 상기 제어 인쇄 회로 기판(600), 상기 연결 부재(500), 상기 소스 인쇄 회로 기판(400) 및 상기 데이터 회로 필름(320)에 형성된 전원 전압 라인(AVL)을 통해 상기 데이터 구동 회로(300)에 전달된다.

상기 발열 방지 회로(650)는 상기 데이터 구동 회로(300)가 정전기와 같은 비정상적인 신호 및 이물질, 필름 손상 등과 같은 비정상적인 상태에 의해 부하량이 갑자기 증가하여 발열하는 것을 방지한다. 상기 발열 방지 회로(650)는 상기 데이터 구동 회로(300)에 인가되는 구동 전압 중 상대적으로 레벨이 높고 레벨 변화가 큰 상기 아날로그 전원 전압(AVDD)을 전달하는 상기 전원 전압 라인(AVL)에 연결된다. 상기 발열 방지 회로(650)는 상기 데이터 구동 회로(300) 측으로 흐르는 부하 전류에 비례하는 부하 전류 전압을 검출하고, 상기 부하 전류 전압이 설정된 기준 전압 보다 큰 경우 상기 데이터 구동 회로(300)의 구동을 강제적으로 정지시키기 위한 제어 신호를 생성한다. 상기 부하 전류 전압이 상기 기준 전압 보다 큰 경우는 상기 데이터 구동 회로(300)의 부하량이 허용 범위를 초과한 경우이다.

본 실시예에 따르면, 상기 제어 신호는 상기 타이밍 컨트롤러(610)의 리셋 단자에 인가된다. 상기 타이밍 컨트롤러(610)는 상기 데이터 구동 회로(300)에 부하량이 증가하는 조건에 해당하는 제어 신호가 인가되면, 상기 타이밍 컨트롤러(610)는 강제적으로 숏 다운(Shut Down)된다. 이에 따라서, 상기 데이터 구동 회로(300)에 인가되는 상기 영상 데이터가 차단됨으로써 상기 데이터 구동 회로(300)는 상기 계조 전압 생성이 정지된다. 즉, 상기 데이터 구동 회로(300)의 구동이 정지됨으로써 부하 증가에 따른 발열을 사전에 막을 수 있다.

도 2는 도 1의 발열 방지 회로를 설명하기 위한 개념도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 발열 방지 회로(650)는 전류 모니터 회로(652) 및 구동 제어 회로(654)를 포함한다.

상기 전류 모니터 회로(652)는 오피 앰프(OP) 및 모니터 트랜지스터(Q)를 포함한다.

상기 오피 앰프(OP)는 입력 단자(+, -)와 출력 단자(O)를 포함한다.

상기 오피 앰프(OP)의 입력 단자는 상기 전압 발생 회로(630)의 출력 단자와 연결된 제1 노드(n1)에 연결된 상기 비반전 입력 단자(+)와 반전 입력 단자(-)를 포함한다.

상기 비반전 입력 단자(+)는 제1 저항(R1)을 통해 상기 제1 노드(n1)에 연결된다. 상기 반전 입력 단자(-)는 제2 저항(Rs)을 통해 상기 제1 노드(n1)에 연결된다. 상기 제2 저항(Rs)의 제1 단은 상기 제1 노드(n1)에 연결되고 제2 단은 제2 노드(n2)에 연결된다. 상기 제2 노드(n2)는 상기 데이터 구동 회로(300)와 전기적으로 연결된 상기 연결 부재(500)와 인접하게 위치한다.

상기 전류 모니터 회로(652)는 상기 제1 및 제2 노드들(n1, n2) 사이에는 상기 제2 저항(Rs)과 병렬로 연결된 커패시터(Cc)를 더 포함할 수 있다. 상기 커패시터(Cc)는 일반적인 역할인 DC 성분을 차단하고 AC 성분을 통과시킨다. 상기 커패시터(Cc)에 의해 상기 오피 앰프(OP)의 두 입력 단자는 DC 성분에 대해서 오픈(open)되고, 노이즈와 같이 주파수를 갖는 AC 성분에 대해서 쇼트(short)된 것과 같이 동작하므로 노이즈는 두 입력 단자에 공통으로 들어가는 신호처럼 보이게 될 수 있다. 따라서, 상기 오피 앰프(OP)의 공통 성분 제거 특성에 인하여 두 입력 단자에 공통으로 인가되는 노이즈를 줄일 수 있다. 상기 커패시터(Cc)에 의해 DC 성분인 상기 아날로그 전원 전압(AVDD)은 안정화될 수 있다.

상기 전류 모니터 회로(652)는 상기 제2 노드(n2)와 상기 반전 입력 단자(-) 사이에 연결된 제3 저항(Rp)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 저항(Rp)은 내부적으로 상기 오프 앰프(OP)에 바로 연결된 형태로서, 부하량이 급격하게 변동하는 경우 상기 비반전 입력 단자(-)의 전압도 크게 변동될 수 있다. 따라서, 상기 제3 저항(Rp)은 부하량의 급격한 변동에 따른 전압 변동을 최소화하여 상기 오피 앰프(OP)를 안정화한다.

상기 모니터 트랜지스터(Q)는 상기 오피 앰프(OP)의 출력 단자(O)와 연결된다. 상기 모니터 트랜지스터(Q)는 상기 오피 앰프(OP)의 출력 단자(O)와 연결된 제어 전극과 상기 오피 앰프(OP)의 상기 비반전 입력 단자(+)와 연결된 입력 전극 및 부하 전류 전압(Vo)이 인가되는 출력 전극을 포함한다.

상기 전류 모니터 회로(652)는 상기 데이터 구동 회로(300) 측으로 흐르는 부하 전류와 비례하는 상기 부하 전류 전압(Vo)을 출력한다.

상기 구동 제어 회로(654)는 비교기(COP) 및 제어 트랜지스터(T)를 포함한다.

상기 비교기(COP)는 비반전 입력 단자(+)와 반전 입력 단자(-)를 포함한다. 상기 비반전 입력 단자(+)는 상기 전류 모니터 회로(652)로부터 출력된 상기 부하 전류 전압(Vo)을 수신된다. 상기 반전 입력 단자(-)는 기준 전압(VREF)을 수신한다.

상기 비교기(COP)의 상기 비반전 입력 단자(+)에 인가된 상기 부하 전류 전압(Vo)의 레벨이 상기 비교기(COP)의 상기 반전 입력 단자(-)에 인가된 상기 기준 전압(VREF)의 레벨보다 크면 상기 비교기(COP)는 하이 레벨의 출력 전압(Vout)을 출력하고, 반대로, 상기 부하 전류 전압(Vo)의 레벨이 상기 기준 전압(VREF)의 레벨보다 작으면 상기 비교기(COP)는 로우 레벨의 출력 전압(Vout)을 출력한다.

상기 제어 트랜지스터(T)는 상기 비교기(COP)의 출력 전압(Vout)을 수신하는 제어 전극과 전원 전압(VDD)이 인가되는 입력 전극 및 접지 전압이 인가되는 출력 전극을 포함한다.

상기 제어 트랜지스터(T)는 상기 부하 전류 전압(Vo)의 레벨이 상기 기준 전압(VREF)의 레벨보다 큰 경우 상기 비교기(COP)로부터 출력된 하이 레벨의 출력 전압(Vout)에 응답하여 턴-온 되어 상기 접지 전압, 즉 로우 레벨의 제어 신호(CS)를 출력한다.

반대로, 상기 제어 트랜지스터(T)는 상기 부하 전류 전압(Vo)의 레벨이 상기 기준 전압(VREF)의 레벨보다 작은 경우 상기 비교기(COP)로부터 출력된 로우 레벨의 출력 전압(Vout)에 응답하여 상기 전원 전압(VDD), 즉 하이 레벨의 제어 신호(CS)를 출력한다.

상기 구동 제어 회로(654)로부터 생성된 상기 제어 신호(CS)는 상기 타이밍 컨트롤러(610)의 리셋 단자에 인가된다. 이에 따라서, 상기 로우 레벨의 제어 신호(CS)가 리셋 단자에 인가되면, 상기 타이밍 컨트롤러(610)는 강제적으로 구동이 정지되고, 반대로, 상기 하이 레벨의 제어 신호(CS)가 상기 리셋 단자에 인가되면 상기 타이밍 컨트롤러(610)는 정상적으로 구동된다.

다시 말해, 상기 구동 제어 회로(654)로부터 상기 로우 레벨의 제어 신호(CS)가 출력되는 경우는, 상기 데이터 구동 회로(300) 측으로는 흐르는 부하 전류가 허용 범위를 넘는 경우이다. 즉, 상기 데이터 구동 회로(300)의 부하량이 증가하는 경우이다.

이와 같이, 상기 데이터 구동 회로(300)의 부하량이 증가하는 경우, 상기 타이밍 콘트롤러(610)는 숏 다운되어 상기 데이터 구동 회로(300)에 제공되는 상기 영상 데이터의 출력이 정지된다. 따라서, 상기 데이터 구동 회로(300)는 강제적으로 구동이 정지되고 상기 부하량 증가에 따른 상기 데이터 구동 회로(300)의 발열을 막을 수 있다.

도 3은 도 2의 전류 모니터 회로를 설명하기 위한 회로도이다.

도 2 및 도 3을 참조하여, 상기 전류 모니터 회로(652)의 동작을 설명한다. 상기 전류 모니터 회로(652)는 상기 오피 앰프(OP) 및 모니터 트랜지스터(Q)를 포함한다.

상기 오피 앰프(OP)의 출력단 전압(Vo)을 유도하기 위해 상기 오피 앰프(OP)의 비반전 입력단 전압(V+)과 반전 입력단 전압(V-)은 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.

수학식 1

상기 오피 앰프(OP)의 입력 임피던스가 무한대이므로 전류는 상기 오피 앰프(OP)의 비반전 입력 단자(+)부터 상기 오피 앰프(OP)의 출력 단자 측으로 정의된 피드백 경로를 따라서 흐르는 출력 전류(Io)와 데이터 구동 회로 측으로 흐르는 부하 전류(IL)로 구분될 수 있다.

상기 수학식 1을 참조하면, 상기 비반전 입력 단자(+)의 상기 비반전 입력단 전압(V+)은 입력 전압(Vin)과 제1 저항(R1)에 의해 전압 강하된 전압(IoㅧR1)의 차 전압으로 나타낼 수 있고, 상기 반전 입력 단자(-)의 상기 반전 입력단 전압(V-)은 상기 입력 전압(Vin)과 제2 저항(Rs)에 의해 전압 강하된 전압(ILㅧRs)의 차 전압으로 나타낼 수 있다. 여기서, 제1 저항(R1)은 약 10 ohm 일 수 있고, 상기 제2 저항(Rs)은 약 0.1 ohm 일 수 있다.

상기 비반전 입력단 전압(V+)이 항상 상기 반전 입력단 전압(V-) 보다 크므로 상기 오피 앰프(OP)는 출력 단자는 항상 비반전 입력 단자에 인가된 극성과 동일한 극성의 전압을 출력한다. 이에 따라서, 상기 모니터 트랜지스터(Q)는 항상 턴-온 상태가 될 수 있다.

상기 오피 앰프의 특성에 따라 상기 비반전 입력단 전압(V+)과 반전 입력단 전압(V-)의 옵셋 전압이 같다는 가정 하에서, 상기 전류 모니터 회로(652)의 출력단 전압인 상기 부하 전류 전압(Vo)을 유도하면 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

수학식 2

상기 수학식 2를 참조하면, 상기 전류 모니터 회로(652)로부터 출력된 상기 부하 전류 전압(Vo)은 상기 부하 전류(IL)에 비례하는 특성을 갖는다. 따라서, 상기 부하 전류(IL)가 증가할수록 상기 부하 전류 전압(Vo)이 증가한다.

상기 부하 전류(IL)에 비례하는 상기 부하 전류 전압(Vo)은 상기 구동 제어 회로(654)에 제공된다.

상기 구동 제어 회로(654)는 상기 부하 전류의 허용 범위에 기초하여 설정된 기준 전압의 레벨과 상기 부하 전류 전압(Vo)의 레벨을 비교하여 상기 데이터 구동 회로(300)의 구동을 정상적으로 구동할지 또는 강제적으로 정지시킬지를 제어하는 제어 신호(CS)를 발생할 수 있다.

도 4는 도 1에 도시된 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 표시 장치가 구동됨에 따라서, 상기 데이터 구동 회로(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(610)의 제어에 따라서 구동된다(단계 S110). 예를 들면, 상기 데이터 구동 회로(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(610)로부터 디지털 신호인 영상 데이터를 수신하고, 상기 전압 발생 회로(630)로부터 아날로그 전원 전압(AVDD)을 수신한다. 상기 데이터 구동 회로(300)는 상기 영상 데이터를 상기 아날로그 전원 전압(AVDD)을 이용하여 아날로그 신호인 계조 전압을 생성하고 표시 패널의 데이터 라인에 출력한다.

상기 전류 모니터 회로(652)는 상기 데이터 구동 회로(300)에 상기 아날로그 전원 전압(AVDD)을 전달하는 상기 전원 전압 라인(AVL)에 흐르는 부하 전류에 비례하는 부하 전류 전압(Vo)을 출력한다(단계 S120).

구체적으로, 도 3을 참조하면, 상기 오피 앰프(OP)의 입력 임피던스가 무한대이므로 상기 아날로그 전원 전압(AVDD)이 인가된 상기 전원 전압 라인(AVL)에 흐르는 전류는 상기 오피 앰프(OP)의 피드 백 경로로 흐르는 출력 전류(Io)와 데이터 구동 회로(300) 측으로 흐르는 부하 전류(IL)로 구분될 수 있다.

상기 수학식 1을 참조하면, 상기 비반전 입력 단자(+)에는 아날로그 전원 전압(AVDD)과 제1 저항(R1)에 의해 전압 강하된 전압(IoㅧR1)의 차 전압인 상기 비반전 입력단 전압(V+)이 인가되고, 상기 반전 입력 단자(-)에는 상기 아날로그 전원 전압(AVDD)과 제2 저항(Rs)에 의해 전압 강하된 전압(ILㅧRs)의 차 전압인 상기 반전 입력단 전압(V-)이 인가된다. 여기서, 제1 저항(R1)은 약 10 ohm 일 수 있고, 상기 제2 저항(Rs)은 약 0.1 ohm 일 수 있다.

상기 비반전 입력단 전압(V+)이 항상 상기 반전 입력단 전압(V-) 보다 크므로 상기 오피 앰프(OP)는 출력 단자에 연결된 상기 모니터 트랜지스터(Q)는 항상 턴-온 상태가 될 수 있다.

상기 수학식 2를 참조하면, 상기 오피 앰프의 특성에 따라서 상기 전류 모니터 회로(652)의 출력단은 상기 부하 전류 전압(Vo)을 출력한다. 상기 부하 전류 전압(Vo)은 상기 부하 전류(IL)에 비례하므로 상기 부하 전류(IL)가 증가할수록 상기 부하 전류 전압(Vo)이 증가한다.

상기 부하 전류 전압(Vo)은 상기 구동 제어 회로(654)의 비교기(COP)에 입력된다. 구체적으로, 상기 비교기(COP)의 상기 비반전 입력 단자(+)는 상기 부하 전류 전압(Vo)을 수신하고, 상기 비교기(COP)의 상기 반전 입력 단자(-)는 기준 전압(VREF)을 수신한다.

상기 비교기(COP)는 상기 부하 전류 전압(Vo)의 레벨이 상기 기준 전압(VREF)의 레벨보다 크면(단계 S130), 하이 레벨의 출력 전압(Vout)을 출력한다. 상기 제어 트랜지스터(T)는 상기 하이 레벨의 출력 전압(Vout)에 응답하여 턴-온 되어 상기 접지 전압에 대응하는 로우 레벨의 제어 신호(CS)를 출력한다(단계 S140).

다시 말해, 상기 구동 제어 회로(654)로부터 상기 로우 레벨의 제어 신호(CS)가 출력되면, 상기 데이터 구동 회로(300)의 부하량이 허용 범위를 초과하는 경우이다.

상기 로우 레벨의 제어 신호(CS)는 상기 타이밍 컨트롤러(610)의 리셋 단자에 인가된다. 이에 따라서, 상기 로우 레벨의 제어 신호(CS)가 인가된 상기 타이밍 컨트롤러(610)는 구동이 정지된다(단계 S160).

상기 타이밍 컨트롤러(610)의 구동이 정지됨으로써, 상기 데이터 구동 회로(300)에 제공되는 상기 영상 데이터의 출력이 차단되어 상기 데이터 구동 회로(300)는 상기 계조 전압을 생성할 수 없다(단계 S170). 결과적으로, 상기 데이터 구동 회로(300)는 강제적으로 구동이 정지됨으로써 상기 부하량 증가에 따른 상기 데이터 구동 회로(300)의 발열을 방지할 수 있다.

한편, 상기 비교기(COP)는 상기 부하 전류 전압(Vo)의 레벨이 상기 기준 전압(VREF)의 레벨보다 작으면(단계 S130), 로우 레벨의 출력 전압(Vout)을 출력한다. 상기 제어 트랜지스터(T)는 상기 로우 레벨의 출력 전압(Vout)에 응답하여 턴-오프 되어 상기 전원 전압(VDD)에 대응하는 하이 레벨의 제어 신호(CS)를 출력한다(단계 S150).

다시 말해, 상기 구동 제어 회로(654)로부터 상기 하이 레벨의 제어 신호(CS)가 출력되면, 상기 데이터 구동 회로(300)의 부하량이 허용 범위 내에 존재하는 경우이다.

상기 하이 레벨의 제어 신호(CS)는 상기 타이밍 컨트롤러(610)의 리셋 단자에 인가된다. 이에 따라서, 상기 타이밍 컨트롤러(610)는 정상적으로 구동되고 상기 데이터 구동 회로(300) 역시 정상적으로 구동된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.

이하에서는 이전 실시예와 동일한 구성 요소는 동일한 도면 부호를 부여하고 반복되는 설명은 생략한다.

도 5를 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100), 게이트 구동 회로(200), 데이터 구동 회로(300), 소스 인쇄 회로 기판(400), 연결 부재(500), 제어 인쇄 회로 기판(600), 타이밍 컨트롤러(610), 전압 발생 회로(630) 및 발열 방지 회로(650)를 포함한다.

상기 전압 발생 회로(630)는 상기 게이트 구동 회로(200) 및 상기 데이터 구동 회로(300)의 구동을 위한 구동 전압을 발생한다. 상기 구동 전압은 상기 게이트 구동 회로(200)를 구동하기 위한 게이트 온 전압 및 게이트 오프 전압을 포함하고, 상기 데이터 구동 회로(300)를 구동하기 위한 아날로그 전원전압(AVDD) 및 디지털 전원 전압을 포함한다. 상기 게이트 온 전압은 게이트 신호의 하이 레벨을 제어하는 기준 전압이고, 상기 게이트 오프 전압은 상기 게이트 신호의 로우 레벨을 제어하기 위한 기준 전압이다. 상기 아날로그 전원 전압(AVDD)은 상기 데이터 라인에 인가되는 계조 전압을 생성하기 위해 사용되는 전압이다. 상기 디지털 전원 전압(DVDD)은 상기 데이터 구동 회로(300)를 구동하는 전압이다.

상기 발열 방지 회로(650)는 상기 데이터 구동 회로(300)가 비정상적인 신호에 의해 부하량이 증가하여 발열하는 것을 방지한다. 상기 발열 방지 회로(650)는 상기 데이터 구동 회로(300)에 인가되는 구동 전압 중 상대적으로 레벨이 높고 레벨 변화가 큰 상기 아날로그 전원 전압(AVDD)을 전달하는 상기 전원 전압 라인(AVL)에 연결된다. 상기 발열 방지 회로(650)는 상기 데이터 구동 회로(300) 측으로 흐르는 부하 전류에 비례하는 부하 전류 전압을 검출하고, 상기 부하 전류 전압이 설정된 기준 전압 보다 큰 경우 상기 데이터 구동 회로(300)의 구동을 강제적으로 정지시키기 위한 제어 신호를 생성한다.

본 실시예에 따르면, 상기 제어 신호는 상기 전압 발생 회로(630)의 인에이블 단자에 인가된다. 상기 전압 발생 회로(630)에 상기 데이터 구동 회로(300)의 부하량이 증가하는 경우에 대응하는 제어 신호가 인가되면, 상기 전압 발생 회로(630)는 구동이 정지된다. 이에 따라서, 상기 데이터 구동 회로(300)에 인가되는 상기 아날로그 전원 전압(AVDD)이 차단됨으로써 상기 데이터 구동 회로(300)의 구동이 강제적으로 정지된다. 이에 따라서, 상기 데이터 구동 회로(300)의 부하 증가에 따른 발열을 막을 수 있다.

도 6은 도 5에 도시된 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 표시 장치가 구동됨에 따라서, 상기 데이터 구동 회로(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(610)의 제어에 따라서 구동된다(단계 S110). 예를 들면, 상기 데이터 구동 회로(300)는 상기 타이밍 컨트롤러(610)로부터 디지털 신호인 영상 데이터를 수신하고, 상기 전압 발생 회로(630)로부터 아날로그 전원 전압(AVDD)을 수신한다. 상기 데이터 구동 회로(300)는 상기 영상 데이터를 상기 아날로그 전원 전압(AVDD)을 이용하여 아날로그 신호인 계조 전압을 생성하고 표시 패널의 데이터 라인에 출력한다.

구체적으로, 도 3을 참조하면, 상기 오피 앰프(OP)의 입력 임피던스가 무한대이므로 상기 아날로그 전원 전압(AVDD)이 인가된 상기 전원 전압 라인(AVL)에 흐르는 전류는 상기 오피 앰프(OP)의 피드 백 경로로 흐르는 출력 전류(Io)와 데이터 구동 회로(300) 측으로 흐르는 부하 전류(IL)를 구분될 수 있다.

다시 말해, 상기 구동 제어 회로(654)로부터 상기 로우 레벨의 제어 신호(CS)가 출력되면 상기 데이터 구동 회로(300)의 부하량이 허용 범위를 초과하는 경우이다.

상기 로우 레벨의 제어 신호(CS)는 상기 전압 발생 회로(630)의 인에이블 단자에 인가된다. 이에 따라서, 상기 로우 레벨의 제어 신호(CS)가 인가된 상기 전압 발생 회로(630)는 구동이 정지된다(단계 S260).

상기 전압 발생 회로(630)의 구동이 정지됨으로써, 상기 데이터 구동 회로(300)에 제공되는 구동 전압, 예컨대, 상기 아날로그 전원 전압(AVDD)이 차단되어 상기 데이터 구동 회로(300)는 계조 전압을 생성하지 않는다(단계 S270). 결과적으로 따라서, 상기 데이터 구동 회로(300)는 강제적으로 구동이 정지됨으로써 상기 데이터 구동 회로(300)의 발열을 방지할 수 있다.

한편, 상기 비교기(COP)는 상기 부하 전류 전압(Vo)의 레벨이 상기 기준 전압(VREF)의 레벨보다 작으면(단계 S130), 로우 레벨의 출력 전압(Vout)을 출력한다. 상기 제어 트랜지스터(T)는 상기 로우 레벨의 출력 전압(Vout)에 응답하여 턴-오프 되어 상기 전원 전압, 즉 하이 레벨의 제어 신호(CS)를 출력한다(단계 S150).

상기 하이 레벨의 제어 신호(CS)는 상기 전압 발생 회로(630)의 인에이블 단자에 인가된다. 이에 따라서, 상기 전압 발생 회로(630)는 정상적으로 구동되고 상기 데이터 구동 회로(300) 역시 정상적으로 구동된다.

이상에서는 설명되지 않았으나, 상기 구동 제어 회로(654)의 제어 신호는 상기 타이밍 컨트롤러(610)의 리셋 단자와 상기 전압 발생 회로(630)의 인에이블 단자에 동시에 인가될 수 있다. 이에 따라서, 상기 데이터 구동 회로(300)의 부하량이 허용 범위를 벗어나는 경우 상기 타이밍 컨트롤러(610)와 상기 전압 발생 회로(630)가 동시에 숏 다운될 수 있다. 이에 따라서, 상기 데이터 구동 회로(300)의 구동을 강제적으로 정지시켜 상기 데이터 구동 회로(300)의 발열을 막을 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 표시 패널 200 : 게이트 구동 회로
300 : 데이터 구동 회로 400 : 소스 인쇄 회로 기판
500 : 연결 부재 600 : 제어 인쇄 회로 기판
610 : 타이밍 컨트롤러 630 : 전압 발생 회로
650 : 발열 방지 회로 652 : 전류 모니터 회로
654 : 구동 제어 회로

Claims

복수의 데이터 라인들 및 복수의 게이트 라인들을 포함하는 표시 패널;
영상 데이터를 계조 전압으로 변환하여 데이터 라인에 출력하는 데이터 구동 회로;
상기 데이터 구동 회로에 구동 전압을 제공하는 전압 발생 회로; 및
상기 데이터 구동 회로 측으로 흐르는 부하 전류에 비례하는 부하 전류 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 데이터 구동 회로의 구동을 제어하는 제어 신호를 출력하는 발열 방지 회로를 포함하되,
상기 발열 방지 회로는,
상기 데이터 구동 회로 측으로 흐르는 부하 전류에 비례하는 부하 전류 전압을 출력하는 전류 모니터 회로; 및
상기 부하 전류 전압과 상기 기준 전압을 비교하여 상기 제어 신호를 출력하는 구동 제어 회로를 포함하고,
상기 전류 모니터 회로는,
상기 전압 발생 회로와 연결되어 상기 구동 전압이 인가되는 전압 라인과 제1 저항을 통해 연결된 비반전 입력 단자, 상기 전압 라인과 제2 저항을 통해 연결된 반전 입력 단자를 포함하는 오피 앰프; 및
상기 오피 앰프의 출력 단자 및 상기 비반전 입력 단자와 연결되고, 상기 부하 전류 전압을 출력하는 모니터 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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제1항에 있어서, 상기 전류 모니터 회로는 상기 제2 저항과 병렬로 연결된 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 구동 제어 회로는
상기 부하 전류 전압이 인가되는 비반전 입력 단자와 상기 기준 전압이 인가되는 반전 입력 단자를 포함하는 비교기; 및
상기 비교기의 출력 단자와 연결되고, 상기 비교기의 출력 전압에 응답하여 하이 레벨 또는 로우 레벨의 상기 제어 신호를 출력하는 제어 트랜지스터를 포함하는 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 구동 전압은 상기 계조 전압을 생성하기 위한 아날로그 전원 전압인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 데이터 구동 회로에 상기 영상 데이터를 제공하는 타이밍 컨트롤러를 더 포함하고,
상기 제어 신호는 상기 타이밍 컨트롤러의 리셋 단자에 인가되고, 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 제어 신호에 따라서 상기 영상 데이터의 출력이 제어되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제7항에 있어서, 상기 부하 전류 전압이 기준 전압 보다 크면 상기 타이밍 컨트롤러는 숏 다운되어 상기 영상 데이터의 출력이 차단되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제7항에 있어서, 상기 제어 신호는 상기 타이밍 컨트롤러의 리셋 단자 및 상기 전압 발생 회로의 인에이블 단자에 인가되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어 신호는 상기 전압 발생 회로의 인에이블 단자에 인가되고, 상기 전압 발생 회로는 상기 제어 신호에 따라서 상기 구동 전압의 출력이 제어되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제9항에 있어서, 상기 부하 전류 전압이 기준 전압 보다 크면 상기 전압 발생 회로는 숏 다운되어 상기 구동 전압의 출력이 차단되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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