KR102606476B1 - 디스플레이 장치의 저전력 모드를 지원하는 디스플레이 구동 회로 - Google Patents

디스플레이 장치의 저전력 모드를 지원하는 디스플레이 구동 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이 구동 회로에 관한 것이다. 본 발명의 디스플레이 구동 회로는 제 1 및 제 2 전원 전압들 중 적어도 하나의 전원 전압을 부스팅하여 제 1 부스팅 전압을 생성하는 제 1 부스터, 상기 제 1 및 제 2 전원 전압들 중 적어도 하나의 전원 전압을 부스팅하여 상기 제 1 부스팅 전압 또는 제 2 부스팅 전압을 생성하는 제 2 부스터, 상기 제 1 및 제 2 부스터들에 의해 생성된 상기 제 1 부스팅 전압들 중 적어도 하나를 입력받아 제 1 출력 전압을 생성하는 제 1 레귤레이터, 및 상기 제 2 부스팅 전압을 입력받아 제 2 출력 전압을 생성하는 제 2 레귤레이터를 포함할 수 있다. 본 발명에 따르면, 디스플레이 구동 회로의 소비 전력을 감소시키고 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

디스플레이 장치의 저전력 모드를 지원하는 디스플레이 구동 회로{DISPLAY DRIVER INTEGRAGED CIRCUIT FOR SUPPORTING LOW POWER MODE OF DISPLAY PANEL}
본 발명은 전자 기기에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 디스플레이 장치의 다양한 동작 모드를 지원하는 디스플레이 구동 회로의 구성 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 랩톱, 태블릿 PC, 스마트폰, 웨어러블 기기와 같은 전자 기기는 디스플레이 장치를 포함한다. 이러한 전자 기기에 적용되는 디스플레이 장치는 유기 발광 다이오드 (organic light-emitting diodes; OLED), 능동형 유기 발광 다이오드 (active matrix organic light-emitting diode; AMOLED), 액정 디스플레이 (liquid crystal display; LCD), 전기 영동 디스플레이 (electrophoretic display), 일렉트로웨팅 디스플레이 (electrowetting display), 플라즈마 디스플레이(plasma display; PDP) 등과 같은 다양한 형태로 구형될 수 있다.
한편, PMIC (power management integrated circuit)와 같은 전원 관리 회로에 의해 생성된 전압은 곧바로 디스플레이 장치를 구동하는데 사용될 수 없다. 따라서, 디스플레이 장치를 구동하기 위해서는, 디스플레이 구동 회로(display driver integrated circuit)에 의한 전압 가공 (또는 생성)이 필요하다.
그러나, 이러한 가공 과정에서 불필요한 전력 손실이 일어날 수 있다. 따라서, 디스플레이 구동 회로가 디스플레이 장치를 구동하기 위해 필요한 전압을 생성하는 과정에서 낭비되는 전력 소모를 줄이는 것은 매우 중요하다.
본 발명의 목적은 디스플레이 장치의 다양한 동작 모드를 지원하는 디스플레이 구동 회로를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 구동 회로는 제 1 및 제 2 전원 전압들 중 적어도 하나의 전원 전압을 부스팅하여 제 1 부스팅 전압을 생성하는 제 1 부스터, 상기 제 1 및 제 2 전원 전압들 중 적어도 하나의 전원 전압을 부스팅하여 상기 제 1 부스팅 전압 또는 제 2 부스팅 전압을 생성하는 제 2 부스터, 상기 제 1 및 제 2 부스터들에 의해 생성된 상기 제 1 부스팅 전압들 중 적어도 하나를 입력받아 제 1 출력 전압을 생성하는 제 1 레귤레이터, 그리고 상기 제 2 부스팅 전압을 입력받아 제 2 출력 전압을 생성하는 제 2 레귤레이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전자 기기는 디스플레이 구동 회로 그리고 상기 디스플레이 구동 회로로부터 출력된 제 1 및 제 2 출력 전압들에 의해 구동되는 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 구동 회로는 제 1 및 제 2 전원 전압들 중 적어도 하나의 전원 전압을 부스팅하여 제 1 부스팅 전압을 생성하는 제 1 부스터, 상기 제 1 및 제 2 전원 전압들 중 적어도 하나의 전원 전압을 부스팅하여 상기 제 1 부스팅 전압 또는 제 2 부스팅 전압을 생성하는 제 2 부스터, 상기 제 1 및 제 2 부스터들에 의해 생성된 상기 제 1 부스팅 전압들 중 적어도 하나를 입력받아 제 1 출력 전압을 생성하는 제 1 레귤레이터, 그리고 상기 제 2 부스팅 전압을 입력받아 제 2 출력 전압을 생성하는 제 2 레귤레이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 구동 회로는 제 1 및 제 2 전원 전압들 중 적어도 하나의 전원 전압을 부스팅하여 제 1 부스팅 전압을 생성하고, 상기 제 1 및 제 2 전원 전압들 중 적어도 하나의 전원 전압을 부스팅하여 상기 제 1 부스팅 전압 또는 제 2 부스팅 전압을 생성하는 부스팅 회로, 그리고 상기 제 1 및 제 2 부스터들에 의해 생성된 상기 제 1 부스팅 전압들 중 적어도 하나를 입력받아 제 1 출력 전압을 생성하고, 상기 제 2 부스팅 전압을 입력받아 제 2 출력 전압을 생성하는 레귤레이팅 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 구동 회로에 의하면, 동작 모드에 따라 서로 다른 레벨의 부스팅 전압들을 생성하기 때문에 불필요하거나 과도한 부스팅을 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 디스플레이 구동 회로는 적절히 부스팅된 부스팅 전압들에 기초하여 전압 레귤레이팅을 하기 때문에, 레귤레이터에 의한 전력 손실이 감소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 구동 회로가 적용된 전자 기기를 개략으로 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 구동 회로의 일 실시 예를 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 스위칭 회로의 예시적인 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 예시적인 저전력 모드에서 스위칭 회로의 스위치들의 동작 파형 및 부스터들을 동작시키는 제어 신호들의 파형을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 레귤레이터들의 예시적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 노멀 모드에서의 전자 기기의 동작을 보여주는 블록도이다.
도 7은 저전력 모드에서의 전자 기기의 동작을 보여주는 블록도이다.
도 8은 도 1에 도시된 디스플레이 구동 회로의 일 실시 예를 보여주는 블록도이다.
도 9a 및 도 9b는 도 8에 도시된 제 2 스위칭 회로의 예시적인 구성을 보여주는 도면들이다.
도 10은 도 1에 도시된 디스플레이 구동 회로의 일 실시 예를 보여주는 블록도이다.
도 11은 도 1에 도시된 디스플레이 구동 회로의 일 실시 예를 보여주는 블록도이다.
도 12는 도 1에 도시된 디스플레이 구동 회로의 일 실시 예를 보여주는 블록도이다.
도 13a 내지 도 13d는 다양한 동작 모드에서의 디스플레이 구동 회로의 동작을 보여주기 위한 블록도이다.
도 14는 도 12에 도시된 컨트롤러의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 구동 회로가 적용된 전자 기기의 구성을 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 16은 도 15에 도시된 픽셀의 등가 회로도이다.
아래에서는, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 구동 회로(1100)가 적용된 전자 기기(1000)를 개략으로 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 전자 기기(1000)는 디스플레이 구동 회로(1100), 전원 관리 회로(1200), 및 디스플레이 패널(1300)을 포함할 수 있다.
디스플레이 구동 회로(1100)는 디스플레이 패널(1300)을 구동할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 구동 회로(1100)는 외부로부터 수신된 영상 데이터에 대응하는 계조 전압(gray scale voltage)을 생성할 수 있으며, 계조 전압은 디스플레이 패널(1300)로 출력될 수 있다.
디스플레이 구동 회로(1100)는 디스플레이 패널(1300)이 노멀 모드 외에도 다양한 저전력 모드에서 동작할 수 있도록 지원할 수 있다. 예를 들어, 사용자로부터의 입력이 기준 시간 동안 수신되지 않는 경우, 전자 기기의 배터리의 잔여 전력이 기준 레벨 미만인 경우, 영상이 디스플레이 패널의 일부 영역에만 표시되거나 적은 양의 정보(예컨대, 텍스트 정보)만을 포함하는 경우, 디스플레이 패널(1300)은 저전력 모드에서 동작할 수 있다.
디스플레이 구동 회로(1100)는 디스플레이 패널(1300)에 영상을 표시하기 위해 필요한 다양한 전압들을 디스플레이 패널(1300)로 제공할 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 제 2 출력 전압(VO2)은 디스플레이 패널(1300)의 저전력 모드에서 사용되는 전압일 수 있다. 다만 설명 및 도시의 간략화를 위해, 도면에는 두 개의 출력 전압들(VO1, VO2)만이 디스플레이 구동 회로(1100)로부터 디스플레이 패널(1300)로 전달되는 것으로 도시되었다.
디스플레이 구동 회로(1100)는, 디스플레이 패널(1300)로 제공되는 다양한 출력 전압들(VO1, VO2)을 생성하기 위해, 스위칭 회로(1110), 부스팅 회로(1120), 및 레귤레이팅 회로(1130)를 포함할 수 있다.
스위칭 회로(1110)는 외부로부터 수신된 전원 전압들(VS1, VS2) 중 적어도 하나를 선택하여 부스팅 회로(1120)로 전달할 수 있다. 다양한 동작 모드에 따라 하나의 전원 전압(VS1 또는 VS2)만이 선택되거나, 전원 전압들(VS1, VS2) 모두 선택될 수 있다. 다만, 설명 및 도시의 간략화를 위해 두 개의 전원 전압들(VS1, VS2)만 도시되었으나, 더 다양한 수의 전원 전압들이 스위칭 회로(1110)로 입력될 수 있다.
부스팅 회로(1120)는 수신된 적어도 하나의 전원 전압을 부스팅시켜 부스팅 전압들(VB1, VB2)을 생성할 수 있다. 부스팅 회로(1120)는 전자 기기(1000)의 동작 모드에 따라 서로 다른 부스팅 전압을 생성할 수 있다. 예를 들어, 노멀 모드시, 부스팅 회로(1120)는 제 1 부스팅 전압(VB1)을 생성할 수 있다. 그리고, 저전력 모드시, 부스팅 회로(1120)는 제 1 및 제 2 부스팅 전압들(VB1, VB2)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 부스팅 전압들(VB1, VB2)은 음의 전압일 수 있으며, 제 1 부스팅 전압(VB1)의 절대값은 제 2 부스팅 전압(VB2)의 절대값보다 클 수 있다.
레귤레이팅 회로(1130)는 외부로부터의 제 1 전원 전압(VS1)과 부스팅 전압들(VB1, VB2)을 입력받아 디스플레이 패널(1300)의 구동에 필요한 적절한 레벨의 출력 전압들(VO1, VO2)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 레귤레이팅 회로(1130)는 LDO (Low Dropout) 레귤레이터와 같은 선형 레귤레이터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 출력 전압들(VO1, VO2)은 음의 전압일 수 있으며, 제 1 출력 전압(VO1)의 절대값은 제 2 출력 전압(VO2)의 절대값보다 클 수 있다. 예를 들어, 제 1 출력 전압(VO1)을 생성하는 구성 요소는 제 1 전원 전압(VS1)과 제 1 부스팅 전압(VB1)에 의해 구동될 수 있으며, 제 2 출력 전압(VO1)을 생성하는 구성 요소는 제 1 전원 전압(VS1)과 제 2 부스팅 전압(VB2)에 의해 구동될 수 있다. 도시 및 설명의 간략화를 위해, 레귤레이팅 회로(1130)는 두 개의 출력 전압들만을 생성하는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않는다.
레귤레이팅 회로(1130)는 동작 모드에 따라 서로 다른 출력 전압들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 노멀 모드시, 레귤레이팅 회로(1130)는 제 1 출력 전압(VO1)을 생성할 수 있으며, 제 2 출력 전압(VO2)은 생성하지 않을 수 있다. 노멀 모드에서, 디스플레이 패널(1300)은 제 1 출력 전압(VO1)과 전원 관리 회로(1200)에 의해 별도로 생성된 외부 전압(Vext)에 의해 구동될 수 있다.
반면, 저전력 모드시, 레귤레이팅 회로(1130)는 제 1 및 제 2 출력 전압들(VO1, VO2)을 생성할 수 있다. 저전력 모드에서, 디스플레이 패널(1300)은 제 1 및 제 2 출력 전압들(VO1, VO2)에 의해 구동될 수 있으며, 전원 관리 회로(1200)는 외부 전압(Vext)을 생성하지 않을 수 있다.
다양한 동작 모드에 따라 스위칭 회로(1110)가 복수의 전원 전압들(VS1, VS2) 중 어느 하나를 선택하는 동작, 부스팅 회로(1120)가 다양한 부스팅 전압(들)을 생성하는 동작, 레귤레이팅 회로(1130)가 다양한 출력 전압(들)을 생성하는 동작, 및 전원 관리 회로(1200)가 외부 전압(Vext)을 생성하는 동작은 디스플레이 구동 회로(1100) 내부 또는 외부에 구비된 별도의 컨트롤러에 의해 실행될 수 있다. 예를 들어, 예를 들어, 이러한 컨트롤러가 디스플레이 구동 회로(1100) 외부에 구비되는 경우, 컨트롤러는 디스플레이 구동 회로(1100)의 동작을 전반적으로 제어하는 타이밍 컨트롤러일 수 있다.
전원 관리 회로(1200)는 디스플레이 구동 회로(1100)를 구동하는데 필요한 전원 전압들(예를 들어, VS1, VS2)을 생성할 수 있다. 전원 관리 회로(1200)는 노멀 모드 시 디스플레이 패널(1300)을 구동하는데 필요한 외부 전압(Vext)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 전원 관리 회로(1200)는 디스플레이 구동 회로(1100)를 구동하는데 필요한 적절한 레벨의 전압을 생성하기 위한 전압 컨버터(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 이러한 전압 컨버터는 전원 관리 회로(1200)에 구비되는 대신에 별도의 분리된 회로로 제공될 수도 있다.
디스플레이 패널(1300)은 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(1300)은 레귤레이팅 회로(1130)로부터 수신된 출력 전압들(VO1, VO2)에 의해 구동될 수 있으며, 영상 데이터에 대응하는 계조 전압(gray scale voltage)을 출력할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에서, 저전력 모드시 부스팅 회로(1120)가 별도의 부스팅 전압(VB2)을 생성하는 것은 디스플레이 드라이버 회로(1100)의 소비 전력 및 효율과 관련이 있다. 일반적으로, 레귤레이팅 회로에 의한 조정(regulating) 과정에서 일정한 전압 강하가 발생한다. 예를 들어, 부스팅 회로(1120)로부터 출력되는 제 1 부스팅 전압(VB1)과, 레귤레이팅 회로(1130)회로부터 출력되는 출력 전압들(VO1, VO2)은 모두 음의 전압이고, 그 절대값들은 제 1 부스팅 전압(VB1)이 가장 크고 제 2 출력 전압(VO2)이 가장 작다. 만일 저전력 모드시, 레귤레이팅 회로(1130)가 제 1 부스팅 전압(VB1)을 이용하여 제 2 출력 전압(VO2)을 생성해야 한다면, 이는 부스팅 회로(1120)의 불필요한 또는 과도한 부스팅을 필요로 하는 것이다. 뿐만 아니라, 레귤레이팅 회로(1130)는 과도하게 부스팅 된 전압을 이용하여 출력 전압을 생성하므로, 레귤레이팅 회로(1130)의 전력 소모가 증가하는 문제가 있다.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 디스플레이 구동 회로(1100)의 부스팅 회로(1120)는 저전력 모드시 별도의 부스팅 전압(VB2)을 생성한다. 예를 들어, 저전력 모드시, 부스팅 회로(1120)는 제 1 출력 전압(VO1)을 생성하는데 사용되는 제 1 부스팅 전압(VB1)을 생성하는 외에도, 제 2 출력 전압(VO2)을 생성하는데 사용되는 제 2 부스팅 전압(VB2)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제 2 부스팅 전압(VB2)은 음의 전압일 수 있으며, 그 절대값은 제 1 부스팅 전압(VB1)의 절대값보다 작을 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 저전력 모드 시 디스플레이 패널(1300)을 구동하는데 필요한 출력 전압(VO2)을 생성하기 위해 과도한 부스팅을 필요로 하지 않는다. 따라서, 레귤레이팅 회로(1130)에 의해 소모되는 전력이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 구동 회로(1100)의 일 실시 예를 보여주는 블록도이다. 디스플레이 구동 회로(1100)는 스위칭 회로(1110), 제 1 부스터(1121), 제 2 부스터(1122), 제 1 레귤레이터(1131), 및 제 2 레귤레이터(1132)를 포함할 수 있다.
예시적으로, 도 1에 도시된 부스팅 회로(1120)가 제 1 부스팅 전압(VB1)을 생성하는 구성은 제 1 부스터(1121)로써 구현되었다. 그리고, 도 1에 도시된 부스팅 회로(1120)가 제 1 부스팅 전압(VB1) 또는 제 2 부스팅 전압(VB2)을 생성하는 구성은 제 2 부스터(1122)로써 구현되었다.
예시적으로, 도 1에 도시된 레귤레이팅 회로(1130)가 제 1 출력 전압(VO1)을 생성하는 구성은 제 1 레귤레이터(1131)로써 구현되었다. 그리고, 도 1에 도시된 레귤레이팅 회로(1130)가 제 2 출력 전압(VO2)을 생성하는 구성은 제 2 레귤레이터(1132)로써 구현되었다.
도 1에 도시된 디스플레이 구동 회로(1100)를 구성하는 스위칭 회로(1110), 부스팅 회로(1120), 및 레귤레이팅 회로(1130)의 전반적인 동작에 대해서는 앞서 도 1을 통하여 개략적으로 설명되었으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제 1 부스터(1121)는, 전원 전압들(VS1, VS2) 중 스위칭 회로(1110)에 의해 선택된 적어도 하나를 이용하여 제 1 부스팅 전압(VB1)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제 1 부스터(1121)는 노멀 모드 뿐만 아니라, 저전력 모드에서도 제 1 부스팅 전압(VB1)을 생성할 수 있다. 이러한 동작은 제어 신호(CTRL1)에 의해 실행될 수 있다.
제 2 부스터(1122)는, 전원 전압들(VS1, VS2) 중 스위칭 회로(1110)에 의해 선택된 적어도 하나를 이용하여 제 1 부스팅 전압(VB1) 또는 제 2 부스팅 전압(VB2)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 노멀 모드시, 제 1 부스터(1121)는 제 1 레귤레이터(1131)가 제 1 출력 전압(VO1)을 생성하는데 사용되는 제 1 부스팅 전압(VB1)을 생성할 수 있다. 그러나, 실시 예에 따라서, 제 1 부스터(1121)는 노멀 모드시 동작하지 않을 수 있다. 예를 들어, 저전력 모드시, 제 2 부스터(1122)는 제 2 레귤레이터(1132)가 제 2 출력 전압(VO2)을 생성하는데 사용되는 제 2 부스팅 전압(VB2)을 생성할 수 있다. 이러한 동작은 제어 신호(CTRL2)에 의해 실행될 수 있다. 제 2 부스팅 전압(VB2)의 절대값은 제 1 부스팅 전압(VB1)의 절대값보다 작을 수 있다.
제 1 및 제 2 부스터들(1121, 1122) 각각은 차지 펌프, SMPS (switched mode power supply), 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 그러나, 부스터들(1121, 1122)의 구성은 이에 한정되는 것은 아니다. 부스터들(1121, 1122)은 입력받은 전압을 특정 레벨로 부스팅 시킨 후, 이를 반전시켜 음의 전압을 생성할 수 있는 다양한 구성을 포함할 수 있다.
비록 도면에 도시되지는 않았으나, 제 1 부스터(1121)로부터 제 1 부스팅 전압(VB1)이 출력되는 노드와 접지 노드 사이에 안정화 커패시터가 더 제공될 수 있다. 그리고, 제 2 부스터(1122)로부터 부스팅 전압들(VB1, VB2)이 출력되는 노드들과 접지 노드 사이에도 안정화 커패시터들이 더 제공될 수 있다. 이러한 안정화 커패시터는 레귤레이터들(1131, 1132)로 전압들(VB1, VB2)이 안정적으로 제공될 수 있도록 보조한다.
도 3은 도 2에 도시된 스위칭 회로(1110)의 예시적인 구성을 보여주는 블록도이다. 스위칭 회로(1110)는 복수의 전원 전압들(VS, VS2) 중 적어도 하나가 부스터들(1121, 1122)로 전달되도록 스위칭-온 되거나 스위칭-오프 될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 회로(1110)는 선택 신호(SEL)에 의해 제어되는 복수의 스위치들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 이러한 선택 신호(SEL)는 디스플레이 구동 회로(1100)의 내부 또는 외부에 구비된 별도의 컨트롤러에 의해 생성될 수 있다.
예를 들어, 스위칭 회로(1110)는 선택 신호(SEL)의 제어 하에 턴-온 되거나 턴-오프 되는 복수의 트랜지스터로 구성될 수 있다. 또는 스위칭 회로(1110)는 선택 신호(SEL)의 제어 하에 적어도 하나의 전원 전압을 선택하는 멀티플렉서로 구성될 수도 있다. 그러나, 스위칭 회로(1110)의 구성이 이에 한정되지 않는다. 스위칭 회로(1110)는 복수의 전원 전압들 중 적어도 하나를 선택할 수 있는 다양한 구성을 포함할 수 있다.
계속하여, 도 2 및 도 3을 참조하여, 노멀 모드 및 저전력 모드에서 스위칭 회로(1110)와 부스터들(1121, 1122)의 상세한 동작을 설명하기로 한다.
노멀 모드시, 제 1 스위치(SW1~SW4)들 모두 스위칭-온 될 수 있다. 결국, 부스터들(1121, 1122) 각각은 전원 전압들(VS1, VS2)을 이용하여 제 1 부스팅 전압(VB1)을 각각 생성할 것이다. 또는 노멀 모드시, 제 1 스위치(SW1) 및 제 3 스위치(SW3)만 스위칭-온 될 수 있다. 결국, 부스터들(1121, 1122) 각각은 제 1 전원 전압(VS1)을 이용하여 제 1 부스팅 전압(VB1)을 각각 생성할 것이다. 물론, 이 경우 생성되는 부스팅 전압의 절대값은 전원 전압들(VS1, VS2) 모두를 이용하는 케이스의 부스팅 전압의 절대값보다 작을 것이다.
한편, 저전력 모드시, 부스터들(1121, 1122)을 포함하는 부스팅 회로(도 1 참조, 1120)에 의한 불필요하거나 과도한 부스팅을 피하기 위해, 서로 다른 크기의 부스팅 전압들이 부스터들(1121, 1122)로부터 생성되어야 한다. 예를 들어, 제 2 부스터(1122)에 의해 생성되는 제 2 부스팅 전압(VB2)은 제 1 부스터(1121)에 의해 생성되는 제 1 부스팅 전압(VB1)보다 작을 수 있다.
예를 들어, 저전력 모드시, 스위치들(SW1, SW2, SW3)만 스위칭-온 될 수 있다. 이 경우, 제 1 부스터(1121)는 전원 전압들(VS1, VS2)을 이용하여 제 1 부스팅 전압(VB1)을 생성할 수 있으며, 제 2 부스터(1122)는 전원 전압(VS1)을 이용하여 제 2 부스팅 전압(VB2)을 생성할 수 있다. 이 경우, 제 2 부스팅 전압(VB2)의 절대값은 제 1 부스팅 전압(VB1)의 절대값보다 작을 것이다.
예를 들어, 다른 저전력 모드시, 스위치들(SW1, SW2, SW4)만 스위칭-온 될 수 있다. 이 경우, 제 1 부스터(1121)는 전원 전압들(VS1, VS2)을 이용하여 제 1 부스팅 전압(VB1)을 생성할 수 있으며, 제 2 부스터(1122)는 전원 전압(VS2)을 이용하여 제 2 부스팅 전압(VB2)을 생성할 수 있다. 이 경우, 제 2 부스팅 전압(VB2)의 절대값은 제 1 부스팅 전압(VB1)의 절대값보다 작을 것이다.
예를 들어, 또 다른 저전력 모드시, 스위치들(SW1, SW4)만 스위칭-온 될 수 있다. 이 경우, 제 1 부스터(1121)는 전원 전압들(VS1)을 이용하여 제 1 부스팅 전압(VB1)을 생성할 수 있으며, 제 2 부스터(1122)는 전원 전압(VS2)을 이용하여 제 2 부스팅 전압(VB2)을 생성할 수 있다. 이 경우, 제 2 부스팅 전압(VB2)의 절대값은 제 1 부스팅 전압(VB1)의 절대값보다 작을 것이다.
부스터들(1121, 1122)로 제공되는 전원 전압들을 선택하기 위한 스위칭 회로(1110)의 스위칭 동작 외에도, 부스터들(1121, 1122)을 동작시키는 클럭의 주파수가 조절될 수도 있다. 예를 들어, 저전력 모드시, 제어 신호(CTRL2)의 제어에 의하여 제 2 부스터(1122)를 동작시키는 클럭의 주파수는 감소할 수 있다. 그 외에도, 사용자의 요구, 시스템의 환경 등 다양한 요소에 따라 최적화된 부스팅 전압들을 생성하기 위해, 전원 전압들(VS1, VS2)의 레벨이 가변될 수도 있다.
이러한 다양한 저전력 모드들 중 어느 하나의 저전력 모드에서, 스위칭 회로(1110)를 구성하는 스위치들의 동작 파형 및 부스터들(1121, 1122)을 동작시키는 제어 신호들(CTRL1, CTRL2)의 파형이 예시적으로 도 4에 도시되었다.
제 1 부스터(1121)를 제어하는 제어 신호(CTRL1)는 인에이블 신호(ENB1) 및 클럭(CLK1)을 포함할 수 있으며, 제 2 부스터(1122)를 제어하는 제어 신호(CTRL2)는 인에이블 신호(ENB2) 및 클럭(CLK2)을 포함할 수 있다. 부스터들(1121, 1122)은 인에이블 신호들(ENB1, ENB2)에 의해 각각 활성화될 수 있으며, 클럭들(CLK1, CLK2)에 의해 부스팅 동작을 실행한다. 예시적으로, 저전력 모드 시, 스위치들(SW1, SW2, SW4)이 턴 온 되며, 제 2 부스터(1122)를 구동하는 클럭(CLK2)의 주파수는 제 1 부스터(1121)를 구동하는 제 1 클럭(CLK1)의 주파수의 2배인 것으로 도시되었다.
도 5는 도 2에 도시된 레귤레이터들(1131, 1132)의 예시적인 구성을 보여주는 도면이다. 예를 들어, 레귤레이터들(1131, 1132) 각각은 LDO (Low Dropout) 레귤레이터와 같은 선형 레귤레이터일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 부스팅 전압들(VB1, VB2)에 의해 구동되는 다양한 구성의 레귤레이터가 이용될 수 있다.
레귤레이터들(1131, 1132)은 에러 증폭기(EA), 제 1 및 제 2 저항(R1, R2), 및 패스 트랜지스터(PT)를 포함할 수 있다. 에러 증폭기의 제 1 입력 단자로 기준 전압(Vref)이 인가될 수 있다. 에러 증폭기(EA)의 출력 단자는 패스 트랜지스터(PT)의 게이트 전극에 연결될 수 있다. 패스 트랜지스터(PT)의 드레인 단자로 제 1 전원 전압(VS1)이 인가될 수 있으며, 소스 단자를 통하여 제 1 출력 전압(VO1) 또는 제 2 출력 전압(VO2)이 출력될 수 있다. 에러 증폭기(EA)의 제 2 입력 단자와 패스 트랜지스터(PT)의 소스 단자 사이에 제 1 저항(R1)이 연결될 수 있으며, 에러 증폭기(EA)의 제 2 입력 단자와 접지 전극 사이에는 제 2 저항(R2)이 연결될 수 있다.
제 1 레귤레이터(1131)의 에러 증폭기(EA)의 제 1 전원 단자에는 동작 모드에 상관없이 제 1 전원 전압(VS1)이 인가될 수 있다. 그리고, 제 1 레귤레이터(1131)의 에러 증폭기(EA)의 제 2 전원 단자에는 동작 모드에 관계없이 제 1 부스팅 전압(VB1)이 인가될 수 있다. 그 결과, 제 1 레귤레이터(1131)는 동작 모드에 관계없이 제 1 출력 전압(VO1)을 생성할 수 있다.
제 2 레귤레이터(1132)는 동작 모드에 따라 동작하거나 동작하지 않을 수 있다. 예를 들어, 노멀 모드시, 제 2 레귤레이터(1132)는 동작하지 않을 수 있다. 제 2 출력 전압(VO2) 대신에 전원 관리 회로(도 1 참조, 1200)에 의해 별도로 생성된 외부 전압(Vext)이 디스플레이 패널(1300)을 구동하는데 이용되기 때문이다.
저전력 모드시, 제 2 레귤레이터(1132)의 에러 증폭기(EA)의 제 1 전원 단자에는 제 1 전원 전압(VS1)이 인가될 수 있다. 그리고, 제 2 레귤레이터(1132)의 에러 증폭기(EA)의 제 2 전원 단자에는 제 2 부스팅 전압(VB2)이 인가될 수 있다. 그 결과, 제 2 레귤레이터(1132)는 저전력 모드에서 제 2 출력 전압(VO2)을 생성할 수 있다.
이와 같이, 저전력 모드 시 별도로 생성된 부스팅 전압(VB2)에 의해 제 2 레귤레이터(1132)가 구동되는 구성에 의하면, 원하는 레벨의 제 2 출력 전압(VO2)을 얻기 위해, 과도하게 부스팅 된 전압이 생성될 필요가 없다. 따라서, 제 2 레귤레이터(1132)에 의해 소모되는 전력을 감소시킬 수 있으므로, 디스플레이 구동 회로(1110)에 의한 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
그러나, 도 5에 도시된 레귤레이터들(1131, 1132)의 구성은 예시적인 것이며, 그 구성은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도면에 도시된 것과는 달리, 제 1 레귤레이터(1131)의 에러 증폭기(EA)의 제 1 전원 단자와 패스 트랜지스터(PT)의 소스 단자에는 제 1 부스팅 전압(VB1) 또는 제 2 부스팅 전압(VB2)이 인가될 수 있으며, 제 1 레귤레이터(1131)의 에러 증폭기(EA)의 제 2 전원 단자에는 제 1 전원 전압(VS1)이 인가될 수 있다. 물론, 이 경우, 패스 트랜지스터(PT)는 NMOS 트랜지스터일 것이다.
도 5는 단지 저전력 모드 시 별도로 생성된 제 2 부스팅 전압(VB2)에 의해 제 2 레귤레이터(1132)의 에러 증폭기(EA)가 구동된다는 것을 설명하기 위한 것이다. 즉, 노멀 모드 시 생성되는 부스팅 전압(VB1)과는 다른 레벨의 부스팅 전압(VB2)을 생성하는 구성, 그리고 이에 의해 레귤레이터들이 각각 구동되는 구성이라면, 모두 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.
도 6은 노멀 모드에서의 전자 기기(1000)의 동작을 보여주는 블록도이다. 일반적으로 노멀 모드시, 디스플레이 패널(1300)을 구동하는데 많은 양의 전력이 필요할 수 있다. 이를 위해, 스위칭 회로(1110)는 제 1 부스터(1121)와 제 2 부스터(1122)에 서로 동일한 전원 전압이 제공되도록 스위칭-온 되거나 스위칭 오프-될 수 있다.
예를 들어, 부스터들(1121, 1122) 각각은 전원 전압들(VS1, VS2)을 제공받을 수 있으며, 부스터들(1121, 1122) 각각은 제 1 부스팅 전압(VB1)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 이러한 동작은 제어 신호들(CTRL1, CTRL2)의 제어에 의해 수행될 것이다.
다만, 노멀 모드라 하더라도, 실시 예에 따라서, 제 2 부스터(1122)는 동작하지 않을 수 있다. 예를 들어, 사용자의 인위적인 밝기 조절, 전자 기기(1000)의 배터리 상태 등과 같은 다양한 요소를 고려하여 제 1 부스터(1121)만 동작하도록 설정될 수도 있다.
또는, 노멀 모드라 하더라도, 실시 예에 따라서, 부스터들(1121, 1122) 각각은 제 1 전원 전압(VS1)만을 제공받을 수 있다. 마찬가지로, 사용자의 인위적인 밝기 조절, 전자 기기(1000)의 배터리 상태 등과 같은 다양한 요소를 고려하여 제 1 전원 전압(VS1)만이 부스터들(1121, 1122) 각각으로 제공되도록 스위칭 회로(1110)에 의한 적절한 스위칭 동작이 수행될 것이다.
제 1 레귤레이터(1131)는 (좀 더 구체적으로는 도 4의 에러 증폭기는) 제 1 전원 전압(VS1)과 제 1 부스터(1121)에 의해 생성된 제 1 부스팅 전압(VB1)에 의해 구동될 수 있다. 또는 안정적으로 제 1 출력 전압(VO1)을 생성하기 위해, 제 1 레귤레이터(1131)는 제 2 부스터(1122)에 의해 생성된 제 1 부스팅 전압(VB1)을 추가로 공급받을 수 있다. 즉, 제 1 부스터(1121)에 의해 생성된 제 1 부스팅 전압(VB1)에 의한 전류뿐만 아니라, 제 2 부스터(1122)에 의해 생성된 제 2 부스팅 전압(VB2)에 의한 전류도 제 1 레귤레이터(1131)에 입력됨으로써, 제 1 출력 전압(VO1)이 좀 더 안정적으로 생성될 수 있다.
한편, 노멀 모드시 디스플레이 패널(1300)을 구동하는데 필요한 전압들 중, 제 1 출력 전압(VO1)과는 다른 레벨의 전압(Vext)은 전원 관리 회로(1200)에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 외부 전압(Vext)은 음의 전압일 수 있으며, 그 절대값은 제 1 출력 전압(VO1)의 절대값보다 작을 수 있다.
예를 들어, 전원 관리 회로(1200)는 노멀 모드시 제어 신호(CTRL3)의 제어 하에 외부 전압(Vext)을 생성하도록 동작할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호(CTRL3)는 디스플레이 구동 회로(1100)의 내부 또는 외부에 구비된 컨트롤러(미도시)로부터 수신될 수 있다. 그리고, 전원 관리 회로(1200)는 부스팅 전압들(VB1 및/또는 VB2)을 생성하는데 필요한 제 1 전원 전압(VS1)을 생성할 수 있다. 그리고, 전원 관리 회로(1200)는 제 1 레귤레이터(1131)의 에러 증폭기(도 4 참조, EA)를 구동하는데 필요한 제 1 전원 전압(VS1)을 생성할 수 있다.
도 7은 저전력 모드에서의 전자 기기(1000)의 동작을 보여주는 블록도이다. 일반적으로 저전력 모드시, 디스플레이 패널(1300)을 구동하는데 상대적으로 적은 양의 전력이 필요할 수 있다. 다시 말하면, 저전력 모드시 디스플레이 패널(1300)을 구동하는데 필요한 제 2 출력 전압(VO2)의 절대값은, 노멀 모드시 사용되는 외부 전압(Vext)의 절대값보다 작을 수 있다. 이를 위해, 스위칭 회로(1110)는 제 1 부스터(1121)와 제 2 부스터(1122)에 서로 다른 전원 전압(들)이 제공되도록 스위칭-온 되거나 스위칭 오프-될 수 있다.
예를 들어, 스위칭 회로(1110)의 스위칭 동작에 따라 제 1 부스터(1121)로 제 1 전원 전압(VS1)이 공급될 수 있으며, 제 2 부스터(1122)로 제 2 전원 전압(VS2)이 공급될 수 있다 예를 들어, 제 1 전원 전압(VS1)은 전원 관리 회로(1200)에 의해 생성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제 1 전원 전압(VS1) 및/또는 제 2 전원 전압(VS2)은 전원 관리 회로(1200)의 내부 또는 외부에 구비된 별도의 전압 컨버터에 의해 적절한 레벨을 갖도록 변환된 전압일 수 있으며, 제 1 전원 전압(VS1)의 레벨이 제 2 전원 전압(VS2)의 레벨보다 높으면 족하다.
제 1 레귤레이터(1131)는 제 1 전원 전압(VS1)과 제 1 부스팅 전압(VB1)에 의해 구동되어 제 1 출력 전압(VO1)을 생성할 수 있다. 제 2 레귤레이터(1132)는 제 1 전원 전압(VS1)과 제 2 부스팅 전압(VB2)에 의해 구동되어 제 2 출력 전압(VO2)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제 1 출력 전압(VO1)의 절대값은 제 2 출력 전압(VO2)의 절대값보다 클 수 있다.
도 8은 도 1에 도시된 디스플레이 구동 회로의 일 실시 예를 보여주는 블록도이다. 디스플레이 구동 회로(2100)는 제 1 스위칭 회로(2110), 제 1 부스터(2121), 제 2 부스터(2122), 제 1 레귤레이터(2131), 제 2 레귤레이터(2132), 및 제 2 스위칭 회로(2140)를 포함할 수 있다. 본 실시 예에 따른 디스플레이 구동 회로(2100)는 제 2 스위칭 회로(2140)를 더 포함하는 것을 제외하고는 도 2의 실시 예와 실질적으로 동일하거나 유사하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 다만, 도시의 명확화를 위해, 제 1 스위칭 회로(2110)는 제 1 선택 신호(SEL1)에 의해 제어되는 것으로 도시되었다.
제 2 스위칭 회로(2140)는 제 2 선택 신호(SEL2)의 제어 하에 제 1 부스팅 전압(VB1)을 제 1 레귤레이터(2131)로 제공하거나 또는 제 2 부스팅 전압(VB2)을 제 2 레귤레이터(2132)로 선택적으로 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 선택 신호(SEL2)는 디스플레이 구동 회로(2100)의 내부 또는 외부에 구비된 별도의 컨트롤러에 의해 생성될 수 있다.
예를 들어, 노멀 모드시, 제 2 스위칭 회로(2140)는 제 2 부스터(2122)에 의해 생성된 제 1 부스팅 전압(VB1)이 제 1 레귤레이터(2131)로 제공되도록 스위칭 될 수 있다. 그러나, 노멀 모드라 하더라도, 사용자의 요구, 시스템 환경 등 다양한 요인으로 인하여, 제 2 부스터(2122)는 제 1 부스팅 전압(VB1)을 생성하지 않을 수도 있다. 반면, 저전력 모드시, 제 2 스위칭 회로(2140)는 제 2 부스터에 의해 생성된 제 2 부스팅 전압(VB2)이 제 2 레귤레이터(2132)로 제공되도록 스위칭 될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 도 8에 도시된 제 2 스위칭 회로(2140)의 예시적인 구성을 보여주는 도면들이다. 우선 도 9a를 참조하면, 제 2 스위칭 회로(2140a)는 제 2 선택 신호(SEL2)의 제어 하에 턴-온 되거나 턴-오프 되는 트랜지스터들로 구현된 두 개의 스위치들(SW5, SW6)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 노멀 모드시, 제 2 선택 신호(SEL2)의 제어에 따라 스위치(SW5)는 스위칭-온 될 수 있으며, 스위치(SW6)는 스위칭-오프 될 수 있다. 그러나, 노멀 모드라 하더라도, 제 2 부스터(2122)가 제 1 부스팅 전압(VB1)을 생성할 필요가 없는 경우, 스위치(SW5)도 스위칭 오프 될 수 있다.
또는, 도 9b에 도시된 바와 같이, 제 2 스위칭 회로(2140b)는 하나의 스위치(SW7)를 포함할 수 있다. 제 2 선택 신호(SEL2)의 제어에 따라, 스위치(SW7)는 제 1 부스팅 전압(VB1)을 제 1 레귤레이터(2131)로 전달하거나, 제 2 부스팅 전압(VB2)을 제 2 레귤레이터(2132)로 전달하도록 동작할 수 있다.
이상 설명된 제 2 스위칭 회로들(2140a, 2140b)의 구성은 예시적이며, 이에 한정되지 않는다. 스위칭 회로(도 8 참조, 2140)는 노멀 모드시 제 1 부스팅 전압(VB1)을 제 1 레귤레이터(2131)로 전달하거나, 저전력 모드시 제 2 부스팅 전압(VB2)을 제 2 레귤레이터(2132)로 전달할 수 있는 다양한 구성을 포함할 수 있다.
도 10은 도 1에 도시된 디스플레이 구동 회로의 일 실시 예를 보여주는 블록도이다. 디스플레이 구동 회로(3100)는 제 1 스위칭 회로(3110), 제 1 부스터(3121), 제 2 부스터(3122), 제 1 레귤레이터(3131), 제 2 레귤레이터(3132), 제 2 스위칭 회로(3140), 및 컨트롤러(3150)를 포함할 수 있다. 본 실시 예에 따른 디스플레이 구동 회로(3100)는 컨트롤러(3150)를 더 포함하는 것을 제외하고는 도 8의 실시 예와 실질적으로 동일하거나 유사하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
컨트롤러(3150)는 제 1 스위칭 회로(3110)의 스위칭 동작, 노멀 모드 또는 저전력 모드시의 부스팅 회로들(3121, 3122)의 동작, 및 제 2 스위칭 회로(3140)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(3150)는 타이밍 컨트롤러(미도시)로부터 수신된 제어 신호에 기반하여 선택 신호들(SEL1, SEL2), 인에이블 신호들(ENB1, ENB2), 및 클럭들(CLK1, CLK2)을 생성할 수 있다.
노멀 모드시, 컨트롤러(3150)는 동일한 전원 전압(들)이 부스터들(3121, 3122) 각각으로 제공되도록 제 1 선택 신호(SEL1)를 이용하여 제 1 스위칭 회로(3110)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(3150)는 제 2 부스터(3122)가 제 1 부스팅 전압(VB1)을 생성하도록 인에이블 신호(ENB2)와 클럭(CLK2)을 이용하여 제 2 부스터(3122)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(3150)는 제 2 부스터(3122)에 의해 생성된 제 1 부스팅 전압(VB1)이 제 1 레귤레이터(3131)로 제공되도록 제 2 선택 신호(SEL2)를 이용하여 제 2 스위칭 회로(3140)를 제어할 수 있다.
노멀 모드시, 디스플레이 패널(도 1 참조, 1300)은 제 1 레귤레이터(3131)로부터 출력된 제 1 출력 전압(VO1)과 전원 관리 회로(도 1 참조, 1200)로부터 생성된 외부 전압(Vext)에 의해 구동될 수 있다.
저전력 모드시, 컨트롤러(3150)는 서로 다른 전원 전압(들)이 부스터들(3121, 3122) 각각으로 제공되도록 제 1 선택 신호(SEL1)를 이용하여 제 1 스위칭 회로(3110)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(3150)는 제 2 부스터(3122)가 제 2 부스팅 전압(VB2)을 생성하도록 인에이블 신호(ENB2)와 클럭(CLK2)을 이용하여 제 2 부스터(3122)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제 2 부스팅 전압(VB2)의 절대값은 제 1 부스팅 전압(VB1)의 절대값보다 작을 것이다. 컨트롤러(3150)는 제 2 부스터(3122)에 의해 생성된 제 2 부스팅 전압(VB2)이 제 2 레귤레이터(3132)로 제공되도록 제 2 선택 신호(SEL2)를 이용하여 제 2 스위칭 회로(3140)를 제어할 수 있다.
저전력 모드시, 전원 관리 회로(도 1 참조, 1200)로부터 생성된 외부 전압(Vext) 대신에 제 2 레귤레이터(3132)로부터 출력된 제 2 출력 전압(VO2)이 이용되기 때문에, 전원 관리 회로는 외부 전압(Vext)을 생성할 필요가 없다. 따라서, 컨트롤러(3150)는 전원 관리 회로가 외부 전압(Vext)을 생성하지 않도록 제어할 수 있다. 또는, 이러한 동작은 타이밍 컨트롤러(미도시)에 의해 제어 하에 실행될 수 있다.
저전력 모드시, 디스플레이 패널은 제 1 레귤레이터(3131)로부터 출력된 제 1 출력 전압(VO1)과 제 2 레귤레이터(3132)로부터 출력된 제 2 출력 전압(VO2)에 의해 구동될 수 있다.
도 11은 도 1에 도시된 디스플레이 구동 회로의 일 실시 예를 보여주는 블록도이다. 디스플레이 구동 회로(4100)는 제 1 스위칭 회로(4110), 제 1 부스터(4121), 제 2 부스터(4122), 제 1 레귤레이터(4131), 제 2 레귤레이터(4132), 제 3 레귤레이터(4133), 제 2 스위칭 회로(4140), 및 컨트롤러(4150)를 포함할 수 있다. 본 실시 예에 따른 디스플레이 구동 회로(4100)는 3개의 전원 전압들(VS1~VS3)을 입력받는 것과 제 3 레귤레이터(4133)를 더 포함하는 것을 제외하고는 도 10의 실시 예와 실질적으로 동일하거나 유사하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
노멀 모드시, 제 1 스위칭 회로(4110)는 전원 전압들(VS1~VS3) 중 적어도 하나가 부스터들(4121, 4122) 각각으로 전달되도록 스위칭-온 되거나 스위칭-오프 될 수 있다. 예를 들어, 제 1 전원 전압(VS1)만이 부스터들(4121, 4122) 각각으로 전달되도록 스위치들(SW1, SW4)이 스위칭-온 될 수 있다. 또는, 전원 전압들(VS1, VS2)이 부스터들(4121, 4122) 각각으로 전달되도록 스위치들(SW1, SW2, SW4, SW5)이 스위칭-온 될 수 있다. 그러나, 노멀 모드에서 부스터들(4121, 4122)로 전달되는 전원 전압의 조합은 다양할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
한편, 노멀 모드시, 디스플레이 패널(도 1 참조, 1300)은 출력 전압들(VO1, VO2)과 전원 관리 회로(도 1 참조, 1200)로부터 생성된 외부 전압(Vext)에 의해 구동될 수 있다. 예를 들어, 출력 전압들(VO1, VO2)과 외부 전압(Vext)은 모두 음의 전압일 수 있으며, 그 절대값들의 크기는 제 1 출력 전압(VO1)이 가장 크고, 외부 전압(Vext)이 가장 작을 수 있다.
노멀 모드시, 제 1 및 제 2 레귤레이터들(4131, 4132) 각각은 제 1 전원 전압(VS1)과 제 1 부스팅 전압(VB1)에 의해 구동될 수 있다. 그 결과, 제 1 및 제 2 부스팅 전압들(VB1, VB2)이 부스터들(4121, 4122)에 의해 각각 생성될 수 있다. 다만, 제 2 레귤레이터(4132)에 의한 전압 강하는 제 1 레귤레이터(4131)에 의한 전압 강하보다 클 수 있다. 즉, 제 1 출력 전압(VO1)의 절대값은 제 2 출력 전압(VO2)의 절대값보다 클 수 있다. 그리고, 노멀 모드시, 제 3 레귤레이터(4133)는 동작하지 않을 수 있다. 대신에, 전원 관리 회로(도 1 참조, 1200)에 의해 생성된 외부 전압(Vext)이 디스플레이 패널을 구동하는데 사용될 수 있다.
저전력 모드시, 제 1 스위칭 회로(4110)는 전원 전압들(VS1~VS3) 중 적어도 하나가 부스터들(4121, 4122) 각각으로 전달되도록 스위칭-온 되거나 스위칭-오프 될 수 있다. 예를 들어, 제 1 부스터(4121)와 제 2 부스터(4122)로 전달되는 전압(들)은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제 1 전원 전압(VS1)이 제 1 부스터(4121)로 전달되도록 스위치(SW1)가 스위칭-온 될 수 있으며, 제 2 및 제 3 전원 전압들(VS2, VS3)이 제 2 부스터(4122)로 전달되도록 스위치들(SW5, SW6)이 스위칭-온 될 수 있다.
그러나, 이러한 스위칭 동작은 예시적인 것이다. 즉, 제 1 부스터(4121)에 의해 부스팅된 제 1 부스팅 전압(VB1)의 절대값이 제 2 부스터(4122)에 의해 부스팅된 제 2 부스팅 전압(VB2)의 절대값보다 크도록, 다양한 조합의 전원 전압들이 부스터들(4121, 4122)로 전달될 수 있다.
저전력 모드시, 전원 관리 회로(도 1 참조, 1200)로부터 생성된 외부 전압(Vext) 대신에 제 3 레귤레이터(4133)에 의해 생성된 제 3 출력 전압(VO3)에 의해 디스플레이 패널이 구동될 수 있다. 제 3 출력 전압(VO3)은 제 1 부스팅 전압(VB1)보다 그 절대값이 작은 제 2 부스팅 전압(VB2)에 기초하여 생성되기 때문에, 불필요하거나 과도한 부스팅이 방지될 수 있다. 따라서, 제 3 레귤레이터(4133)에 의해 소모되는 전력을 감소시킬 수 있으므로, 디스플레이 구동 회로(4100)의 소비 전력이 감소할 수 있다.
도 12는 도 1에 도시된 디스플레이 구동 회로의 일 실시 예를 보여주는 블록도이다. 디스플레이 구동 회로(5100)는 제 1 스위칭 회로(5110), 제 1 부스터(5121), 제 2 부스터(5122), 제 1 레귤레이터(5131), 제 2 레귤레이터(5132), 제 3 레귤레이터(5133), 제 2 스위칭 회로(5140), 및 컨트롤러(5150)를 포함할 수 있다. 본 실시 예에 따른 디스플레이 구동 회로(5100)는 복수의 전원 전압들(VS1~VSn)을 입력받는 것과 제 2 스위칭 회로(5140)의 구성 빛 배치를 제외하고는 도 11의 실시 예와 유사하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
앞선 실시 예와는 달리, 본 실시 예에서는 복수의 전원 전압들(VS1~VSn)이 디스플레이 구동 회로(5100)로 입력된다. 복수의 전원 전압들(VS1~VSn)은 전원 관리 회로(도 1 참조, 1200)에 의해 생성될 수 있다. 그리고, ｜VS1｜>｜VS2｜> ...>｜VSn｜이라 가정한다.
제 2 스위칭 회로(5140)는 다양한 동작 모드에 따라 부스팅 전압들(VB1, VB2)을 이용하여 레귤레이터들(5131~5133)로 다양한 부스팅 전압을 제공하도록 구성될 수 있다. 제 2 스위칭 회로(5140)는 부스팅 전압들(VB1, VB2)을 각각의 레귤레이터로 제공할 수 있는, 예컨대, 트랜지스터들로 구성되는, 복수의 스위치들을 포함할 수 있다. 다양한 동작 모드에 따른 제 2 스위칭 회로(5140)의 동작은 도 13에서 상세하게 설명하기로 한다.
도 13a 내지 도 13d는 다양한 동작 모드에서의 디스플레이 구동 회로(5100)의 동작을 보여주기 위한 블록도이다. 도시의 간략화를 위해 도면에는 제 2 스위칭 회로(5140), 레귤레이터들(5131, 5132, 5133), 및 전원 관리 회로(5200)만이 도시되었으며, 레귤레이터들(5131, 5132, 5133)로 입력되는 제 1 전원 전압(VS1)은 도시의 간략화를 위해 도시되지 않았다. 앞서 설명된 실시 예들과 마찬가지로, 부스팅 전압(VB1), 출력 전압들(VO1, VO2), 및 외부 전압(Vext)은 모두 음의 값이며, 그 절대값은 ｜VB1｜>｜VB2｜이고, ｜VO1｜>｜VO2｜>｜VO3｜라 가정한다. 이하, 설명의 이해를 돕기 위해 도 12를 함께 참조하여 설명하기로 한다.
도 13a를 참조하면, 노멀 모드에서, 제 2 스위칭 회로(5140a)에 의한 스위칭 동작에 따라, 제 1 부스터(5121)로부터 생성된 제 1 부스팅 전압(VB1)과 제 2 부스터(5122)로부터 생성된 제 1 부스팅 전압(VB1)은 제 1 및 제 2 레귤레이터들(5131a, 5132a)로 전달될 수 있다. 제 2 출력 전압(VO2)의 절대값은 제 1 출력 전압(VO1)의 절대값보다 작기 때문에, 제 2 레귤레이터(5132a)에서의 전압 강하가 제 1 레귤레이터(5131a)에서의 전압 강하보다 클 수 있다.
노멀 모드에서, 제 3 레귤레이터(5133a)는 동작하지 않을 수 있다. 대신에, 디스플레이 패널을 구동하는데 필요한 전압(Vext)은 디스플레이 구동 회로 외부의 전원 관리 회로(5200a)에 의해 생성될 수 있다. 전원 관리 회로(5200a)가 외부 전압(Vext)를 생성하는 동작은 컨트롤러(5150) 또는 외부의 타이밍 컨트롤러(미도시)에 의해 실행될 수 있다.
도 13b를 참조하면, 다른 노멀 모드에서, 제 2 스위칭 회로(5140a)에 의한 스위칭 동작에 따라, 제 1 부스터(5121)로부터 생성된 제 1 부스팅 전압(VB1)과 제 2 부스터(5122)로부터 생성된 제 2 부스팅 전압(VB1)은 제 1 레귤레이터(5131a)와 제 2 레귤레이터(5132a)로 각각 전달될 수 있다. 제 2 부스팅 전압(VB2)의 절대값은 제 1 부스팅 전압(VB1)의 절대값보다 작기 때문에, 제 1 레귤레이터(5131b)와 제 2 레귤레이터(5131b)에서의 전압 강하의 차이는, 앞서 도 13a의 실시 예보다 작을 수 있다.
마찬가지로, 노멀 모드에서, 제 3 레귤레이터(5133a)는 동작하지 않을 수 있다. 대신에, 디스플레이 패널을 구동하는데 필요한 전압(Vext)은 디스플레이 구동 회로외부의 전원 관리 회로(5200a)에 의해 생성될 수 있다.
도 13c를 참조하면, 저전력 모드에서, 제 2 스위칭 회로(5140c)에 의한 스위칭 동작에 따라, 제 1 부스터(5121)로부터 생성된 제 1 부스팅 전압(VB1)은 제 1 및 제 2 레귤레이터들(5131c, 5132c)로 전달될 수 있다. 그리고, 제 2 부스터(5122)로부터 생성된 제 2 부스팅 전압(VB2)은 제 3 레귤레이터(5133c)로 전달될 수 있다. 제 3 레귤레이터(5133c)는 상대적으로 절대값이 작은 제 2 부스팅 전압(VB2)에 의해 구동되기 때문에, 부스터에 의한 과도한 또는 불필요한 부스팅을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 제 3 레귤레이터(5133c)에서의 과도한 전압 강하를 방지할 수 있으므로, 디스플레이 구동 회로의 성능을 향상시킬 수 있다.
저전력 모드에서, 컨트롤러(5150) 또는 외부의 타이밍 컨트롤러(미도시)는 전원 관리 회로(5200c)가 외부 전압(Vext)을 생성하지 않도록 전원 관리 회로(5200c)를 제어할 수 있다.
도 13d를 참조하면, 다른 저전력 모드에서, 제 2 스위칭 회로(5140d)에 의한 스위칭 동작에 따라, 제 1 부스터(5121)로부터 생성된 제 1 부스팅 전압(VB1)은 제 1 레귤레이터(5131d)로 전달될 수 있다. 그리고, 제 2 부스터(5122)로부터 생성된 제 2 부스팅 전압(VB2)은 제 2 및 제 3 레귤레이터들(5132d), 5133d)로 전달될 수 있다. 마찬가지로, 전원 관리 회로(5200d)는 외부 전압(Vext)을 생성하지 않도록 제어될 것이다.
이상 도 13a 내지 도 13d를 통하여 설명된 실시 예들에서, 제 2 스위칭 회로들(5140a, 5140b, 5140c, 5140d)로 입력되는 제 1 부스팅 전압(VB1)들은 서로 다를 수 있으며, 제 2 부스팅 전압(VB2)들도 서로 다를 수 있다. 즉, 부스팅 전압들(VB1, VB2)은 원하는 레벨의 출력 전압들(VO1, VO2, VO3)이 생성될 수 있도록 복수의 전원 전압들(VS1~VSn)로부터 적절히 선택된 전원 전압(들)에 기초하여 부스팅된 전압일 수 있다.
이상 제 2 스위칭 회로에 의한 스위칭 동작이 설명되었다. 비록, 제 2 스위칭 회로의 구체적인 구성이 명시되지는 않았으나, 부스팅 전압을 입력받아 각각의 레귤레이터로 전달할 수 있는 적절한 소자(예컨대, 트랜지스터 등)가 이용될 수 있을 것이다. 그리고, 비록 3개의 레귤레이터들로 부스팅 전압들(VB1, VB2)이 분배되는 것이 설명되었으나, 더 많은 레귤레이터들이 제공되는 경우에도 본 기술 사상은 동일하게 적용될 것이다.
도 14는 도 12에 도시된 컨트롤러의 동작을 설명하기 위한 블록도이다. 설명의 이해를 돕기 위해, 도 12 및 도 14를 함께 참조하여 설명하기로 한다.
컨트롤러(5150)는 기본적으로 미리 설정된 세팅 값에 기초하여 디스플레이 구동 회로(5100)를 제어할 수 있다. 따라서, 노멀 모드 또는 다양한 저전력 모드에 따라 부스터들(도 12 참조, 5121, 5122)들로 입력되는 전원 전압들은 미리 설정되어 있을 수 있다. 예를 들어, 노멀 모드시, 제 1 부스터(5121)로 전원 전압들(VS1, VS2)이 입력되도록 미리 설정되거나, 저전력 모드시 제 2 부스터(5122)로 전원 전압(VSn)이 입력되도록 미리 설정되어 있는 것 등이 그것이다.
그러나, 경우에 따라 이러한 미리 설정된 세팅 값들은 변경될 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널의 온도가 너무 높아서, 디스플레이 패널을 구동하는 전압들의 레벨을 전반적으로 조절할 필요가 있다거나 하는 등이 이에 해당한다. 따라서, 미리 설정된 세팅 값들을 변경하는데 참조되는 값들이 피드백으로써 컨트롤러(5150)로 전달될 수 있다. 예를 들어, 이러한 피드백으로써, 디스플레이 패널의 온도(Panel Temp), 패널 밝기(Panel Bright), OPR (on pixel ratio), 디스플레이 패널에 출력되는 이미지 패턴 등이 고려될 수 있다.
컨트롤러(5150)는 디스플레이 패널로부터 피드백 신호를 수신하여 레귤레이터들(5131, 5132, 5133) 각각으로 입력되는 부스팅 전압의 설정 값을 변경할 수 있다. 그리고, 컨트롤러(5150)는 새로이 설정된 부스팅 전압을 생성하는데 최적화된 전원 전압들을 계산할 수 있다. 결과적으로, 컨트롤러(5150)에 의해 계산된 결과에 기초하는 제 1 선택 신호(SEL1)에 따라 제 1 스위칭 회로(5110)가 스위칭 동작을 수행함으로써, 적절한 전원 전압들(예를 들어, VS1~VSn 중 선택된 전압들)이 부스터들(5121, 5122)로 제공될 것이다.
예를 들어, 부스터들(5121, 5122) 각각으로 전원 전압들(VS1, VS2)이 제공되도록 미리 설정되어 있다고 가정하자. 만일 디스플레이 패널로부터 수신된 피드백 신호에 의해 디스플레이 패널의 온도가 너무 높다고 판단된다면, 컨트롤러(5150)는 전원 전압들(VS1, VS2)과는 다른 전원 전압들을 부스터들(5121, 5122)로 제공되도록 제 1 스위칭 회로(5110)를 제어하는 제 1 선택 신호(SEL1)를 생성할 것이다. 물론 이러한 동작을 위해 디스플레이 패널의 온도를 측정하는 센서가 구비되어야할 것이다.
또는, 디스플레이 패널로부터 수신된 피드백 신호에 의해 디스플레이 패널이 너무 밝다고 판단된다면, 컨트롤러(5150)는 전원 전압들(VS1, VS2)과는 다른 전원 전압들을 부스터들(5121, 5122)로 제공되도록 제 1 스위칭 회로(5110)를 제어하는 제 1 선택 신호(SEL1)를 생성할 것이다.
또는, 디스플레이 패널로부터 수신된 피드백 신호에 의해 디스플레이 패널을 구성하는 픽셀들 중 화이트 픽셀의 비율(즉, OPR)이 기준 값을 초과하는 하는 경우, 컨트롤러(5150)는 전원 전압들(VS1, VS2)과는 다른 전원 전압들을 부스터들(5121, 5122)로 제공되도록 제 1 스위칭 회로(5110)를 제어하는 제 1 선택 신호(SEL1)를 생성할 것이다.
또는, 디스플레이 패널로부터 수신된 피드백 신호에 의해 디스플레이 패널의 일부 영역에만 이미지가 표시된다고 판단된다면, 컨트롤러(5150)는 전원 전압들(VS1, VS2)과는 다른 전원 전압들을 부스터들(5121, 5122)로 제공되도록 제 1 스위칭 회로(5110)를 제어하는 제 1 선택 신호(SEL1)를 생성할 것이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 구동 회로(6100)가 적용된 전자 기기(6000)의 구성을 예시적으로 보여주는 블록도이다. 전자 기기(6000)는 디스플레이 구동 회로(6100), 전원 관리 회로(6200), 디스플레이 패널(6300), 게이트 드라이버(6400), 및 타이밍 컨트롤러(6500)를 포함할 수 있다.
디스플레이 구동 회로(6100)는 타이밍 컨트롤러(6500)로부터 데이터 제어 신호(DCS) 및 영상 데이터들(D-RGB)을 수신할 수 있다. 디스플레이 구동 회로(6100)는 영상 데이터들(D-RGB)을 데이터 신호들로 변환하고, 데이터 신호들을 데이터 라인들(DL1~DLm)에 출력한다. 데이터 신호들은 영상 데이터들(D-RGB)의 계조값들에 대응하는 아날로그 전압들일 수 있다.
디스플레이 구동 회로(6100)는 디스플레이 패널(6300)을 구동하는데 사용되는 전압들(VGH, VGL, VINT, U_ELVDD, U_ELVSS)를 생성할 수 있다. 이를 위해 디스플레이 구동 회로(6100)는 본 명세서에서 설명된 복수의 부스터들, 및 복수의 레귤레이터들을 포함할 수 있다. 물론, 디스플레이 구동 회로(6100)로 입력되는 전원 전압들을 적절히 선택하기 위한 제 1 선택 회로, 및 각각의 레귤레이터로 부스팅 전압을 적절히 전달하기 위한 제 2 선택 회로를 더 포함할 것이다.
예를 들어, 전압들(VGH, VGL, VINT)은 동작 모드에 관계없이 디스플레이 패널(6300)을 구동하는데 사용되는 전압일 수 있다. 그리고, 전압들(U_ELVDD, U_ELVSS)은 저전력 모드시 디스플레이 패널(6300)을 구동하는데 사용되는 전압일 수 있다. 한편, 노멀 모드시 전압들(U_ELVDD, U_ELVSS) 대신에, 전원 관리 회로(6200)에 의해 생성된 전압들(ELVDD, ELVSS)에 의해 디스플레이 구동 회로(6300)가 구동될 수 있다.
한편, 저전력 모드시, 디스플레이 패널(6300)을 구동하는데 필요한 음의 전압들(VGL, VINT, U_ELVSS)은 그 절대값이 서로 다를 수 있다. 따라서, 음의 전압들(VGL, VINT, U_ELVSS)을 생성하는데 있어서 부스터의 부스팅 효율을 향상시키고, 레귤레이터에 의한 전력 소모를 감소시키기 위해, 적절한 전원 전압들이 선택될 것이며, 적절한 부스팅 전압들이 부스터들에 의해 각각 생성될 것이다. 예를 들어, 전압(VGL)은 도 12의 제 1 레귤레이터(5131)에 의해 생성될 수 있으며, 전압(VINT)은 도 12의 제 2 레귤레이터(5132)에 의해 생성될 수 있으며, 전압(U_ELVSS)은 도 12의 제 3 레귤레이터(5133)에 의해 생성될 수 있다.
전원 관리 회로(6200)는 디스플레이 패널(6300)을 구동하는데 필요한 전압들의 기초가 되는 다양한 종류의 전원 전압들(VS(s))을 생성할 수 있다. 예를 들어, 전원 관리 회로(6200)는 디스플레이 구동 회로(6100)를 구동하는데 필요한 적절한 레벨의 전압을 생성하기 위한 전압 컨버터(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 이러한 전압 컨버터는 전원 관리 회로(6200)에 구비되는 대신에 별도의 분리된 회로로 제공될 수도 있다. 전원 관리 회로(6200)는 노멀 모드 시 디스플레이 패널을 구동하는데 이용되는 전압들(ELVDD, ELVSS)을 생성할 수 있다.
디스플레이 패널(6300)은 예시적으로 유기발광 디스플레이 패널일 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것이고, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 구동 회로(6100)는 다양한 종류의 디스플레이 패널에 적용될 수 있다. 디스플레이 패널(6300)이 유기발광 디스플레이 패널인 경우의 픽셀 구조에 대해서는 도 16을 통하여 상세하게 설명하기로 한다.
디스플레이 패널(6300)은 주사 라인들(SL1~SLn), 발광 라인들(EL1~ELn), 데이터 라인들(DL1~DLm), 및 픽셀들(PX)을 포함할 수 있다.
복수의 발광 라인들(EL1~ELn) 각각은 주사 라인들(SL1~SLn) 중 대응하는 주사 라인에 나란하게 배열될 수 있다. 데이터 라인들(DL1~DLm)은 주사 라인들(SL1~SLn)과 절연되게 교차할 수 있다.
복수의 픽셀들(PX) 각각은 주사 라인들(SL1~SLn) 중 대응하는 주사 라인, 발광 라인들(EL1~ELn) 중 대응하는 발광 라인, 및 데이터 라인들(DL1~DLm) 중 대응하는 데이터 라인들에 연결될 수 있다.
픽셀들(PX) 각각은, 노멀 모드시, 제 1 전압(ELVDD) 및 제 1 전압(ELVDD)보다 낮은 레벨의 제 2 전압(ELVSS)을 수신할 수 있다. 그리고, 픽셀들(PX) 각각은, 저전력 모드시, 제 3 전압(U_ELVDD) 및 제 4 전압(U_ELVSS)을 수신할 수 있다. 픽셀들(PX) 각각은 제 1 전압(ELVDD)이 인가되는 전원 라인(PL)에 연결될 수 있다. 픽셀들(PX) 각각은 초기화 전압(VINT)을 수신하는 초기화 라인(IL)에 연결될 수 있다.
복수의 픽셀들(PX) 각각은 3개의 주사 라인들에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 2 번째 픽셀 행의 픽셀들은 첫 번째 내지 세 번째 주사 라인(SL1 내지 SL3)에 연결될 수 있다.
비록 도면에 도시되지 않았으나, 디스플레이 패널(6300)은 복수의 더미 주사 라인들을 더 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(6300)은 제 1 번째 픽셀 행의 픽셀들(PX)에 연결된 더미 주사 라인 및 제 n 번째 픽셀 행의 픽셀들(PX)에 연결된 더미 주사 라인을 더 포함할 수 있다. 또한, 데이터 라인들(DL1~DLm) 중 어느 하나의 데이터 라인에 연결된 픽셀들(이하, 픽셀 열의 픽셀들)은 서로 연결될 수 있다. 픽셀 열의 픽셀들 중 인접하는 2개의 픽셀들이 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 픽셀들(PX) 각각은 유기발광 다이오드(미 도시) 및 유기발광 다이오드의 발광을 제어하는 픽셀 구동회로(미 도시)를 포함할 수 있다. 픽셀 구동회로는 복수의 박막 트랜지스터들 및 커패시터를 포함할 수 있다. 게이트 드라이버(6400)와 디스플레이 구동 회로(6100) 중 적어도 어느 하나는 픽셀 구동회로와 동일한 공정을 통해 형성된 박막 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
복수 회의 포토리소그래피 공정을 통해 베이스 기판(미 도시) 상에 주사 라인들(SL1~SLn), 발광 라인들(EL1~ELn), 데이터 라인들(DL1~DLm), 전원 라인(PL), 초기화 라인(IL), 픽셀들(PX), 디스플레이 구동 회로(6100), 및 게이트 드라이버(6400)가 형성될 수 있다. 복수 회의 증착 공정 또는 코팅 공정을 통해 베이스 기판(미 도시) 상에 절연층들이 형성될 수 있다. 절연층들 각각은 디스플레이 패널(6300) 전체를 커버하는 박막이거나, 디스플레이 패널(6300)의 특정 구성에만 중첩하는 적어도 하나의 절연 패턴을 포함할 수 있다. 절연층들은 유기층 및/또는 무기층을 포함할 수 있다. 그 밖의 픽셀들(PX)을 보호하는 봉지층(미 도시)이 베이스 기판 상에 더 형성될 수 있다.
게이트 드라이버(6400)는 타이밍 컨트롤러(6500)로부터 게이트 제어 신호(GCS)를 수신할 수 있다. 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 드라이버(6400)의 동작을 개시하는 수직 개시 신호, 신호들의 출력 시기를 결정하는 클럭 신호 등을 포함할 수 있다. 게이트 드라이버(6400)는 복수의 주사 신호들을 생성하고, 주사 신호들을 복수의 주사 라인들(SL1~SLn)에 순차적으로 출력할 수 있다. 또한, 게이트 드라이버(6400)는 게이트 제어 신호(GCS)에 응답하여 복수의 발광 제어 신호들을 생성하고, 복수의 발광 라인들(EL1~ELn)에 발광 제어 신호들을 출력할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(6500)는 입력 영상 신호들(미도시)을 수신하고, 게이트 드라이버(6400)와의 인터페이스 사양에 맞도록 입력 영상신호들의 데이터 포맷을 변환하여 영상 데이터들(D-RGB)을 생성할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(6500)는 영상 데이터들(D-RGB)과 각종 제어 신호들(DCS, SCS)을 디스플레이 구동 회로(6100)와 게이트 드라이버(6500)로 출력할 수 있다.
본 실시 예에서, 주사 신호들과 발광 제어 신호들이 하나의 게이트 드라이버(6400)로부터 출력되는 것으로 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 실시 예에 따라서, 복수의 주사 구동회로들이 주사 신호들을 분할하여 출력하고, 발광 제어 신호들을 분할하여 출력할 수 있다. 또는, 실시 예에 따라서, 주사 신호들을 생성하여 출력하는 구동 회로와 발광 제어 신호들을 생성하여 출력하는 구동 회로는 별개로 구분될 수 있다. 또는 실시 예에 따라서, 게이트 드라이버(6400)는 디스플레이 구동 회로(6100)에 병합되어 원-칩의 형태로 구현될 수 있다.
도 16은 도 15에 도시된 픽셀의 등가 회로도이다. 본 도면에는, 데이터 라인들(DL1~DLm) 중 k번째 데이터 라인(DLk)에 연결된 i번째 픽셀(PXi)에 대응하는 등가 회로도가 예시적으로 도시되었다.
i번째 픽셀(PXi)은 유기발광 다이오드(OLED) 및 유기발광 다이오드(OLED)를 제어하는 픽셀 구동 회로를 포함할 수 있다. 유기 발광 다이오드(OLED)의 제 1 전극은 제 2 노드(N2)에 연결될 수 있다. 그리고, 유기 발광 다이오드(OLED)의 제 2 전극은 노멀 모드시 제 2 전압(ELVSS)에 연결될 수 있으며, 저전력 모드시 제 4 전압(U_ELVSS)에 연결될 수 있다. 픽셀 구동 회로는 6개의 박막 트랜지스터들(T1~T6) 및 하나의 커패시터(CST)를 포함할 수 있다. 한편, 본 도면에 도시된 픽셀 구동회로는 예시적인 것이며, 이에 한정되지 않는다.
픽셀 구동회로는 구동 트랜지스터와 제어 트랜지스터를 포함할 수 있다.
구동 트랜지스터는 유기발광 다이오드(OLED)에 공급되는 구동 전류를 제어할 수 있다. 예를 들어, 구동 트랜지스터는 제 1 트랜지스터(TR1)일 수 있다. 제 1 트랜지스터(TR1)의 출력 전극은 유기발광 다이오드(OLED)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 트랜지스터(TR1)의 출력 전극은 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드에 직접 연결하거나, 다른 트랜지스터를 경유하여 연결될 수 있다.
제어 트랜지스터의 제어 전극은 제어 신호를 수신할 수 있다. i번째 픽셀(PXi)에 인가되는 제어 신호는 i번째 주사 신호(Si), 데이터 신호(Dk), i-1번째 발광 제어 신호(Ei-1, 및 i번째 발광 제어 신호(Ei)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제어 트랜지스터는 제 2 내지 제 6 트랜지스터들(TR2~TR6)을 포함할 수 있다. 이하에서 제어 트랜지스터는 5 개의 박막 트랜지스터들을 포함하는 것으로 설명되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 제어 트랜지스터는 5 개 미만이거나 5 개를 초과하는 박막 트랜지스터들로 이루어질 수도 있다.
제 2 트랜지스터(TR2)의 출력 전극과 제 1 트랜지스터(TR1)의 입력 전극 사이의 노드는 제 1 노드(N1)로 정의되고, 제 5 트랜지스터(TR5)의 출력 전극과 제 1 트랜지스터(TR1)의 출력 전극 사이의 노드는 제 2 노드(N2)로 정의될 수 있다.
제 1 트랜지스터(TR1)는 제 3 트랜지스터(TR3)를 경유하여 제 1 전압(ELVDD) 또는 제 3 전압(U_ELVDD)을 수신할 수 있다. 제 1 트랜지스터(TR1)는 제 1 노드(N1)에 연결된 입력 전극, 커패시터(CST)의 일 전극에 연결된 제어 전극, 및 제 2 노드(N2)를 통해 유기발광 다이오드(OLED)에 연결된 출력 전극을 포함할 수 있다.
제 2 트랜지스터(TR2)는 i번째 주사라인(SLi)에 연결된 제어 전극, 입력 전극, 및 제 1 노드(N1)에 연결된 출력 전극을 포함할 수 있다. 제 2 트랜지스터(TR2)의 입력 전극은 제 1 트랜지스터(TR1)의 제어 전극 및 커패시터(CST)의 일 전극에 연결될 수 있다.
제 3 트랜지스터(TR3)는 i번째 발광 제어 라인(ELi)에 연결된 제어 전극, 전원 라인(PL)에 연결된 입력 전극, 및 제 1 노드(N1)에 연결된 출력 전극을 포함할 수 있다. 제 3 트랜지스터(TR3)는 i번재 발광 제어 신호(Ei)에 응답하여 턴-온 될 수 있다.
제 4 트랜지스터(TR4)는 i번째 주사 라인(SLi)에 연결된 제어 전극, k번째 데이터 라인(DLk)에 연결된 입력 전극, 및 출력 전극을 포함할 수 있다. 제 4 트랜지스터(TR4)의 출력 전극은 커패시터의 다른 일 전극 및 제 5 트랜지스터(TR5)에 연결될 수 있다. 제 4 트랜지스터(TR4)는 i번째 주사 신호(Si)에 의해 턴-온 되고 입력 전극을 통해 수신된 데이터 신호를 커패시터(CST)에 제공할 수 있다.
제 5 트랜지스터(TR5)는 i-1번째 발광 제어 라인(Ei-1)에 연결된 제어 전극, 입력 전극, 및 제 2 노드(N2)에 연결된 출력 전극을 포함할 수 있다. 제 5 트랜지스터(TR5)의 입력 전극은 커패시터(CST)의 다른 일 전극 및 제 4 트랜지스터(TR4)의 출력 전극에 연결될 수 있다. 제 5 트랜지스터(TR5)는 i-1번째 발광 제어 신호(Ei-1)에 응답하여 턴-온 될 수 있다.
제 6 트랜지스터(TR6)는 i번째 주사 라인(SLi)에 연결된 제어 전극, 초기화 라인(IL)에 연결된 입력 전극, 및 유기발광 다이오드(OLED)에 연결된 출력 전극을 포함할 수 있다. 제 6 트랜지스터(TR6)는 i번째 주사 신호(Si)에 응답하여 턴-온 되고 초기화 전압(VINT)을 제 2 노드(N2)에 제공할 수 있다.
제 1 내지 제 6 트랜지스터들(TR1~TR6) 각각은 P형 트랜지스터이거나 N형 트랜지스터일 수 있다. 유기발광 디스플레이 장치는 어느 하나의 실시 예에 한정되지 않으며, 다양한 형태의 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
위에서 설명한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 예들이다. 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경하거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함될 것이다. 또한, 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들을 이용하여 앞으로 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다.
1000: 전자 기기 1100: 디스플레이 구동 회로
1110: 스위칭 회로 1120: 부스팅 회로
1121: 제 1 부스터 1122: 제 2 부스터
1130: 레귤레이팅 회로 1131: 제 1 레귤레이터
1132: 제 2 레귤레이터 1200: 전원 관리 회로
1300: 디스플레이 패널

Claims (25)

  1. 동작 모드에 관계 없이, 제 1 및 제 2 전원 전압들 중 적어도 하나의 전원 전압을 부스팅하여 제 1 부스팅 전압을 생성하는 제 1 부스터;
    동작 모드에 따라, 상기 제 1 및 제 2 전원 전압들 중 적어도 하나의 전원 전압을 부스팅하여 상기 제 1 부스팅 전압 또는 제 2 부스팅 전압을 생성하는 제 2 부스터;
    상기 제 1 및 제 2 부스터들 중 적어도 하나에 의해 생성된 상기 제 1 부스팅 전압에 기반하여 제 1 출력 전압을 생성하는 제 1 레귤레이터; 그리고
    상기 제 2 부스팅 전압에 기반하여 제 2 출력 전압을 생성하는 제 2 레귤레이터를 포함하는 디스플레이 구동 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전원 전압들 중 상기 적어도 하나를 상기 제 1 부스터로 제공하고, 상기 제 1 및 제 2 전원 전압들 중 상기 적어도 하나를 상기 제 2 부스터로 제공하도록 구성된 제 1 스위칭 회로를 더 포함하는 디스플레이 구동 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    노멀 모드시, 상기 제 1 부스터로 제공되는 상기 적어도 하나의 전원 전압과 상기 제 2 부스터로 제공되는 상기 적어도 하나의 전원 전압은 서로 동일한 디스플레이 구동 회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    저전력 모드시, 상기 제 1 부스터로 제공되는 상기 적어도 하나의 전원 전압과 상기 제 2 부스터로 제공되는 상기 적어도 하나의 전원 전압은 서로 다른 디스플레이 구동 회로.
  5. 제 1 항에 있어서,
    노멀 모드시, 상기 제 1 레귤레이터는 상기 제 1 부스팅 전압들 중 적어도 하나와 제 1 전원 전압에 의해 구동되고, 상기 제 2 레귤레이터는 동작하지 않는 디스플레이 구동 회로.
  6. 제 1 항에 있어서,
    저전력 모드시, 상기 제 1 레귤레이터는 상기 제 1 부스터에 의해 생성된 상기 제 1 부스팅 전압과 상기 제 1 전원 전압에 의해 구동되고, 상기 제 2 레귤레이터는 상기 제 2 부스팅 전압과 상기 제 1 전원 전압에 의해 구동되는 디스플레이 구동 회로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 부스터들은 차지 펌프 또는 SMPS (switched mode power supply)로써 구현되는 디스플레이 구동 회로.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 부스팅 전압들은 음의 전압이고, 상기 제 1 부스팅 전압의 절대값은 상기 제 2 부스팅 전압의 절대값보다 큰 디스플레이 구동 회로.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 출력 전압들은 음의 전압이고, 상기 제 1 출력 전압의 절대값은 상기 제 2 출력 전압의 절대값보다 큰 디스플레이 구동 회로.
  10. 제 1 항에 있어서,
    노멀 모드시 상기 제 1 부스팅 전압들 중 적어도 하나를 상기 제 1 레귤레이터로 제공하고, 저전력 모드시 상기 제 2 부스팅 전압을 상기 제 2 레귤레이터로 제공하도록 구성된 제 2 스위칭 회로를 더 포함하는 디스플레이 구동 회로.
  11. 제 1 항에 있어서,
    저전력 모드시 상기 제 2 부스터가 상기 제 2 부스팅 전압을 생성하도록 상기 제 2 부스터를 제어하는 컨트롤러를 더 포함하는 디스플레이 구동 회로.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 제 1 및 제 2 출력 전압들 중 적어도 하나에 의해 구동되는 디스플레이 패널의 온도, 상기 디스플레이 패널의 밝기, OPR (on pixel ratio), 및 상기 디스플레이 패널의 이미지 패턴 중 적어도 하나를 고려하여 상기 제 1 및 제 2 출력 전압들의 값을 설정하는 디스플레이 구동 회로.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 부스터로 제공되는 상기 적어도 하나의 전원 전압과 상기 제 2 부스터로 입력되는 상기 적어도 하나의 전원 전압은 상기 설정된 제 1 및 제 2 출력 전압들의 값에 기반하여 결정되는 디스플레이 구동 회로.
  14. 동작 모드에 관계 없이 제 1 및 제 2 전원 전압들 중 적어도 하나의 전원 전압을 부스팅하여 제 1 부스팅 전압을 생성하고, 동작 모드에 따라 상기 제 1 및 제 2 전원 전압들 중 적어도 하나의 전원 전압을 부스팅하여 상기 제 1 부스팅 전압 또는 제 2 부스팅 전압을 생성하는 부스팅 회로; 그리고
    상기 제 1 및 제 2 부스터들 중 적어도 하나에 의해 생성된 상기 제 1 부스팅 전압에 기반하여 제 1 출력 전압을 생성하고, 상기 제 2 부스팅 전압에 기반하여 제 2 출력 전압을 생성하는 레귤레이팅 회로를 포함하는 디스플레이 구동 회로.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전원 전압들 중 상기 적어도 하나들을 상기 부스팅 회로로 제공하도록 구성된 스위칭 회로를 더 포함하는 디스플레이 구동 회로.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 부스팅 전압들은 음의 전압이고, 상기 제 1 부스팅 전압의 절대값은 상기 제 2 부스팅 전압의 절대값보다 크고,
    상기 제 1 및 제 2 출력 전압들은 음의 전압이고, 상기 제 1 출력 전압의 절대값은 상기 제 2 출력 전압의 절대값보다 큰 디스플레이 구동 회로.
  17. 제 14 항에 있어서,
    노멀 모드시 상기 부스팅 회로는 상기 제 2 부스팅 전압을 생성하지 않는 디스플레이 구동 회로.
  18. 제 17 항에 있어서,
    노멀 모드시 상기 레귤레이팅 회로는 상기 제 2 출력 전압을 생성하지 않는 디스플레이 구동 회로.
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