KR20010087004A

KR20010087004A - 저전력 스캔 구동 회로를 가지는 표시(ｄｉｓｐｌａｙ) 소자

Info

Publication number: KR20010087004A
Application number: KR1020000011058A
Authority: KR
Inventors: 김학수
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2001-09-15

Abstract

본 발명은 저전력 스캔 구동 회로를 가지는 표시 소자를 제공하기 위한 것으로서, 표시(display) 소자를 구동하기 위한 스캔 구동 회로에 전원을 인가하는 전원 회로에 있어, 상기 표시 소자에 전원을 인가하기 위한 전원부와, 상기 표시 소자에서 소모되고 난 전류를 궤환시켜 상기 표시 소자에 인가하는 궤환부로 구성되며, 표시 소자에서 흘러나오는 전류를 궤환부에서 최대한으로 회수하고 궤환(feedback)시켜 축적하고, 차지 펌프(charge pump) 방식을 이용하여 소정 레벨로 전압을 상승시킴으로써 스캔 구동 회로에서 소모되는 전력을 절약하는 효과가 있다.

Description

저전력 스캔 구동 회로를 가지는 표시(ｄｉｓｐｌａｙ) 소자{Display Device with Low Power Scan Driver}

본 발명은 표시(Display) 소자의 저전력 스캔 구동 회로의 전력 회수 방법에관한 것으로, 특히 표시 소자의 저전력 스캔 구동 회로에 관한 것이다.

도 1 은 종래 기술에 따른 전원 공급단의 블록도로서, 유기 EL 패널(1)을 발광시키기 위해 데이터 드라이버(2)와 스캔 드라이버(3)를 구동시키기 위한 외부 전원(7)인 배터리(11)와, DC-DC 컨버터(6)와, 유기 EL 패널(1)로 구성된다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 전원을 공급하는 배터리(battery)(11)의 차지(charge)가 DC-DC 컨버터(converter)(6)에 유입되어 스캔 드라이버(3)와 데이터 드라이버(2)를 구동시켜 유기 EL 패널(panel)(1)을 동작시킴으로써 디스플레이(display)한다.

상기 스캔 드라이버(3)에서 흘러 나오는 전류를 트랜지스터 하나를 사용하여 항상 하이(high) 레벨의 신호를 인가함으로써 상기 트랜지스터를 온(ON)시켜 전류가 그라운드(ground)로 빠지게 되어 전력의 낭비가 초래된다.

이상에서 설명한 종래 기술에 따른 표시(display) 소자의 스캔 구동 회로는 전류의 흐름이 스캔 드라이버를 통하여 흐르도록 전류의 페스(path)를 형성시켜 주어야 하고, 이때 형성된 페스를 통해 스캔 드라이버로 흐르는 전류가 모두 소모되기 때문에 전류 구동을 하는 모든 디스플레이(display)에 있어서, 전력(power)의 측면에서 비효율적인 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 스캔 드라이버에서 소모되는 전류의 소모를 궤환(feedback loop) 루프와, 스위치용 트랜지스터와, 차지 펌프 방식을 이용하여 스캔 구동 회로에서 소모되는 전류를 최대한으로 회수하여 저전력 스캔 구동 회로를 가지는 표시 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래 기술에 따른 전원 공급단을 나타내는 블록도

도 2 는 본 발명에 따른 전원 공급단을 나타내는 블록도

도 3 은 본 발명에 따른 차지(charge) 전달 및 공급부와 차지 펌프(pump)컨버터의 회로도를 포함한 전원 공급단을 나타내는 블록도

도 4a 내지 도 4e 는 차지 전달 및 공급부 회로의 파형을 나타낸 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 유기 EL 패널 2 : 데이터 드라이버

3 : 스캔 드라이버 4 : 차지 온

6 : DC-DC 컨버터 7 : 외부 전원

8 : 차지(charge) 전달 및 공급부 9 : 차지 펌프 컨버터부

41 : 파워_N 42 : 파워_S

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 저전력 스캔 구동 회로를 가지는 표시 소자의 특징은 표시(display) 소자를 구동하기 위한 스캔 구동 회로에 전원을 인가하는 전원 회로에 있어, 상기 표시 소자에 전원을 인가하기 위한 전원부와, 상기 표시 소자에서 소모되고 난 전류를 궤환시켜 상기 표시 소자에 인가하는 궤환부를 포함하여 구성되는데 있다.

상기 스캔 구동 회로의 구동용 전압은 상기 궤환부에 궤환되는 전류량에 따라 상기 전원부의 전압과 궤환부의 전압 중 적어도 하나 이상을 상기 구동용 전압의 입력 전원으로 이용하고, 상기 전원부는 상기 표시 소자에 전원을 공급하기 위한 외부 전원과, 상기 공급된 전원을 변환하여 상기 스캔 구동 회로의 구동용 전압을 공급하는 DC-DC 컨버터로 구성된다.

상기 궤환부는 상기 표시 소자에서 소모되고 난 전류를 궤환시키는 스위칭 제어부와, 상기 스위칭 제어부에 의해 궤환된 전류를 축적하는 저장부로 구성되고, 상기 스위칭 제어부는 펄스(pulse) 구동에 의해 스위칭이 조절되는 2 개의 트랜지스터로 구성되고, 상기 저장부는 소정 레벨로 전압을 상승시키는 차지 펌프로 구성된다.

본 발명의 특징에 따른 작용은 표시 소자의 스캔 구동 회로에 스위칭 제어부와, 저장부를 더 첨가하는 구성으로 스캔 구동 회로에서 흘러나오는 전류를 최대한으로 회수하여 스위칭 제어부에 궤환(feedback)시켜 스캔 구동 회로에서 소모되는 전력을 절약할 수 있다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 표시 소자의 저전력 스캔 구동 회로의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명에 의한 전원 공급단을 나타내는 블록도이다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 표시 소자 중 유기 EL(Electroluminescence) 패널(panel)(1)과, 이 유기 EL 패널(1)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(data driver)(3)와 스캔 드라이버(scan driver)(3)와, 상기 유기 EL 패널(1)에서 소모되고 스캔 드라이버(3)에서 소모되는 전류를 궤환시키기 위한 스위칭 제어부인 차지 전달 및 공급부(charge transfer & supplier part : 8)와, 유기 EL 패널(1) 구동을 위해 상기 드라이버(2, 3)에 전원을 공급하는 외부 전원(7)으로 구성된다.

그리고, 차지 펌프로 구성되어 상기 스위칭 제어부인 상기 차지 전달 및 공급부(8)에 의해 궤환된 전류를 축적하고 상기 피드백된 전력을 일정한 레벨(level)로 상승시켜 주는 저장부인 차지 펌프 컨버터부(charge pump converter part)(9)와, 차지 펌프 컨버터부(charge pump converter part)(9)에 저장된 전하를 이용하여 일정한 레벨로 상승된 전력으로 구동용 전원 전압을 공급하는 변환부인 DC-DC 컨버터(DC-DC converter : 6)로 포함하여 구성된다. 상기 저장부에 축적된 전류량에 따라 상기 DC-DC 컨버터(DC-DC converter : 6)는 선택적으로 상기 외부 전원(7)의 전압과 차지 펌핑 방식에 의해 상승된 전압인 저장부의 전압 중 적어도 하나 이상을 이용 가능하다.

도 3 은 차지 전달 및 공급부(charge transfer & supplier part : 8) 및 차지 펌프 컨버터부(charge pump converter part : 9)의 회로도를 포함하여, 도 2 에 도시된 블록도를 실제로 구현하기 위한 회로도의 예를 나타낸 것이다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 회로도는 크게 차지 전달 및 공급부(8)와, 차지 펌프 컨버터부(charge pump converter part : 9)와, 외부 전원(7)의 세 개의 파트로 나누어진다. 차지 전달 및 공급부(8)는 두 개의 트랜지스터(transistor) Q1, Q2와 서로 다른 두 개의 신호원 파워_N(41)과 파워_S(42)로 구성된 신호원을 가진다. 그리고 차지 펌프 컨버터부(5)는 전하를 축적할 수 있는 커패시터(capacitor) C 와 상기의 차지 전달 및 공급부(8)에 있는 신호원 파워_N(41)과 파워_S(42)와 연동된 또 다른 신호원인 차지 온(charge ON : 4) 신호를 가지고 있다.

두 개의 스위치용 트랜지스터 Q1, Q2 를 사용하여 펄스 구동에 의한 스위치용 트랜지스터 Q1, Q2 의 온/오프(ON/OFF)를 조절하고, 이를 뒷 단의 차지 펌프 컨버터부(9)의 입력으로 사용하며, 전원 공급단인 DC-DC 컨버터(6)의 입력으로 차지 펌프 컨버터부(9)의 출력이 연결되어 구동한다.

그리고, 외부 전원(7)은 DC-DC 컨버터(6)에 전력을 공급하고 저항 R 과 다이오드(diode) D 로 구성된다. 차지 펌프 컨버터부(9)의 출력이 DC-DC 컨버터(6)에서 필요한 입력 전원보다 적을 경우를 대비하여 외부 전원(7)을 설치한다.

도 4a 내지 도 4e 는 차지 전달 및 공급부(8) 회로의 파형을 나타낸 도면이다.

도 4a 에 도시된 바와 같이, 유기 EL 패널(1)의 발광 시간 동안 파워_N(41)을 인가하여 유기 EL 패널(1)의 발광 특성에 따라 일정한 시간마다 온/오프(ON/OFF)가 변하는 펄스(pulse) 파형을 반복한다. 온/오프(ON/OFF) 각각의 시간은 유기 EL 패널(1)의 라이징 시간(rising time)과 폴링 시간(falling time)을 측정하여 구할 수 있다.

이 때 고려해야 할 사항은 온/오프가 반복하더라도 유기 EL 패널(1)이 구동되는 문턱 전압 이상이 되도록 온/오프 되는 시간을 잘 조절하여 유기 EL 패널(1)의 구동에 영향을 주지 않아야 한다.

도 4b 에 도시된 바와 같이, 파워_S(42) 의 파형은 파워_N(41) 의 파형과 비교하여 보면 폴링 시간은 조금 더 일찍 일어나고, 라이징 시간은 조금 더 늦게 일어난다. 이는 두 개의 트랜지스터 Q1, Q2 의 라이징 타임과 폴링 타임의 응답시간의 차이로 인하여 단락 경로(short path)의 형성을 방지함과 더불어 차지 펌프(5)의 효율을 고려한 것이다.

도 4c 에 도시된 바와 같이 차지 온(4) 신호는 트랜지스터 Q1의 온/오프와 동기되어서 커패시터 C 에 축적된 차지를 펌핑(pumping)시키기 위한 펄스 파형이 형성된다. 이는 뒤에 이어지는 DC-DC 컨버터(6)의 효율을 올려줌과 동시에 스캔 드라이버부(3)로 빠지는 차지를 모아주는 역할을 한다.

파워_N(41)의 신호가 하이-레벨(high-level)로 인가되고, 이때 파워_S(42)의 신호는 로-레벨(low-level)을 유지하면 이 신호에 의해서 B 지점의 전압은 영(그라운드 레벨)으로 떨어진다. A 지점에서는 외부 전원(5) 신호의 하이 레벨에 의해 펌핑된 전압 레벨(Vd)까지 전압이 상승하여 이 전압은 뒷 단의 DC-DC 컨버터(6)에 입력되어 유기 EL 패널(1)의 구동을 위한 전원을 공급하고 급속히 떨어진다.

그리고, 파워_N(41) 신호가 로-레벨로 바뀌고, 파워_S(42)의 신호가 하이-레벨로 바뀌면 이 신호에 의하여 B 지점의 전압은 어느 정도의 레벨(Vc)까지 상승하고, A 지점의 전압은 외부 전원(5) 신호의 로-레벨에 의하여 아주 낮은 레벨(Vb)까지 전압이 떨어진다.

즉, 트랜지스터 Q1 은 오프되고, 트랜지스터 Q2 는 온 되면 종래의 항상 하이 레벨을 유지하는 트랜지스터 Q1 에 의해 그라운드로 흘러 들어가서 소모되는 전류가 트랜지스터 Q2 가 온이 됨으로써 페스(path)가 형성되어 커패시터 C 에 스캔 드라이버(3)로 빠지는 차지가 이 페스를 따라 유입되고 충전된다. 이 충전된 전압과 차지 펌프 방식에 의해 펌핑된 전압을 합하여 DC-DC 컨버터(6)에 전압을 공급한다.

이후 트랜지스터 Q1 과 Q2의 온/오프(ON/OFF) 신호가 반복되며 이에 의하여 스캔 드라이버(3)로 빠지는 전류를 차지 펌프인 커패시터 C 에 반복적으로 충전하여 이 전압과 펌핑된 전압을 이용하여 차지 펌프의 입력 전원으로 사용된다. 또한 이는 DC-DC 컨버터(6)의 입력 전원이 되어 구동 전원으로 사용되기 때문에 종래의 외부 전원(7)만으로 구동되던 유기 EL 패널(1)의 동작을 차지 전달 및 공급부(8)와 차지 펌프 컨버터부(9)를 이용하여 축적된 전압과 펌핑된 전압을 이용함으로써 유기 EL 패널(1)을 구동하기 때문에 스캔 드라이버(3)에서 소모되는 전류의 낭비없이전력을 절약할 수 있다.

그리고 DC-DC 컨버터(6)는 상기 차지 펌프 컨버터부(9)에 축적된 전류량에 따라 선택적으로 외부 전원(7) 전압과 상기 차지 펌프 컨버터부(9)의 전압 중 적어도 하나를 이용하여 외부 전원(7)의 지속적인 공급없이도 유기 EL 패널(1)을 구동할 수 있다.

본 발명의 배경은 유기 EL 패널(1)의 라이징 시간은 굉장히 빠르고 폴링 시간은 굉장히 느린 응답특성을 가지기 때문에 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 저전력 스캔 구동 회로를 가지는 표시(display) 소자는 소모되는 전류를 궤환시키고 차지 펌프(charge pump) 방식을 이용하여 디스플레이(display)의 모든 분야에 응용함으로써 전력을 절약하는 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims

표시(display) 소자를 구동하기 위한 스캔 구동 회로에 전원을 인가하는 전원 회로에 있어,

상기 표시 소자에 전원을 인가하기 위한 전원부와,

상기 표시 소자에서 소모되고 난 전류를 궤환시켜 상기 표시 소자에 인가하는 궤환부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 저전력 스캔 구동 회로를 가지는 표시 소자.
제 1 항에 있어서, 상기 스캔 구동 회로의 구동용 전압은 상기 궤환부에 궤환되는 전류량에 따라 상기 전원부의 전압과 궤환부의 전압 중 적어도 하나 이상을 상기 구동용 전압의 입력 전원으로 이용함을 특징으로 하는 저전력 스캔 구동 회로를 가지는 표시(display) 소자.
제 2 항에 있어서, 상기 전원부는

상기 표시 소자에 전원을 공급하기 위한 외부 전원과,

상기 공급된 전원을 변환하여 상기 스캔 구동 회로의 구동용 전압을 공급하는 DC-DC 컨버터로 구성됨을 특징으로 하는 저전력 스캔 구동 회로를 가지는 표시 소자.
제 1 항에 있어서, 상기 궤환부는

상기 표시 소자에서 소모되고 난 전류를 궤환 시키는 스위칭 제어부와,

상기 스위칭 제어부에 의해 궤환된 전류를 축적하여 상기 표시 소자에 인가하는 저장부로 구성됨을 특징으로 하는 저전력 스캔 구동 회로를 가지는 표시(display) 소자.
제 2 항에 있어서, 상기 스위칭 제어부는 펄스(pulse) 구동에 의해 스위칭되는 2 개의 트랜지스터로 구성됨을 특징으로 하는 저전력 스캔 구동 회로를 가지는 표시(display) 소자.
제 2 항에 있어서, 상기 저장부는 소정 레벨로 전압을 상승시키는 차지 펌프인 것을 특징으로 하는 저전력 스캔 구동 회로를 가지는 표시(display) 소자.