KR20030004772A - power saving circuit in display element of current driving type - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 표시소자의 구동회로에 관한 것으로서, 특히 전력 회수회로를 이용하여 낭비되는 전력을 회수함으로써, 저소비 전력을 구하는 전류 구동형 표시소자의 절전회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving circuit of a display element, and more particularly, to a power saving circuit of a current driving type display element which obtains low power consumption by recovering wasted power using a power recovery circuit.
최근 평면 디스플레이 분야에서는 비약적인 발전이 이루어지고 있다.Recently, in the field of flat panel display, rapid progress has been made.
특히 LCD(Liquid Crystal Display)를 선두로 하여 등장하기 시작한 전류 구동형 평면 디스플레이는 수 십년간 디스플레이 분야에서 가장 많이 사용되어 온 CRT(Cathode Ray Tube)를 추월하여 최근에는 PDP(Plasma Display Panel), VFD(Visual Fluorescent Display), FED(Field Emission Display), LED(Light Emitting Diode), EL(Electroluminescence)등 많은 발전이 이루어지고 있다.In particular, current-driven flat panel displays, which started to emerge as the leading liquid crystal displays (LCDs), have recently surpassed the Cathode Ray Tube (CRT), which has been the most used in the display field for decades. Many developments are being made such as (Visual Fluorescent Display), FED (Field Emission Display), LED (Light Emitting Diode), EL (Electroluminescence).
이와 같은 전류 구동형 디스플레이 소자는 시인성 및 색감이 좋을 뿐만 아니라 제조 공정도 간단하기 때문에 많은 부분에서 응용분야를 넓혀가고 있다.Such current-driven display devices are not only good in visibility and color, but also have a simple manufacturing process, thereby expanding their applications in many areas.
그러나 상기 전류 구동형 디스플레이 소자들은 디스플레이 패널의 크기가 커질수록 디스플레이와 구동회로에서 더욱 더 많은 전류를 소모하게 된다. 또한 해상도가 높아질수록 디스플레이에서 물리적인 양으로 인하여 구동에 필요한 시간이 적어지기 때문에 원하는 휘도를 얻기 위해서는 더욱 많은 전류를 필요로 하게 된다.However, as the size of the display panel increases, the current driven display elements consume more current in the display and the driving circuit. In addition, the higher the resolution, the less time is required to drive the display due to the physical quantity of the display, which requires more current to achieve the desired brightness.
현재 휴대용 정보 기기에서 가장 많이 사용하고 있는 LCD는 응답시간, 시야각, 그리고 색감 등에 불리한 특성을 가지고 있으면서도 널리 사용되고 있는 가장 큰 이유는 파워(power) 소모가 아주 작다는 장점을 가지고 있기 때문이다.LCD, which is widely used in portable information devices, has disadvantages such as response time, viewing angle, and color, but is widely used because it has the advantage of low power consumption.
물론 LCD의 백 라이트(back light)의 사용을 고려하면 파워의 소모가 작은 것은 아니지만, 근래에는 백 라이트가 거의 사용되지 않아도 가능한 트랜스플랙티브(transflective) 타입 혹은 리플랙티브(reflective) 타입의 LCD가 사용되고 있다.Of course, considering the use of LCD back light, the power consumption is not small, but in recent years there is a transflective or reflective type LCD that can be used with little back light. It is used.
그리고 최근에는 표시장치의 대형화에 따른 공간 점유가 적은 평판 디스플레이 패널로 유기 EL 디스플레이 패널이 주목되고 있다.Recently, the organic EL display panel has been attracting attention as a flat panel display panel with less space occupancy due to the enlargement of the display device.
상기 유기 EL 디스플레이 패널은 매트릭스 형태로 데이터 라인과 스캔 라인이 서로 교차되어 있으며, 교차되는 각 픽셀에 발광층이 형성되어 있다. 즉, 유기 EL 디스플레이 패널은 상기 데이터 라인과 스캔 라인에 인가되는 전압에 따라서 발광 상태가 결정되는 표시 장치이다.In the organic EL display panel, a data line and a scan line cross each other in a matrix form, and a light emitting layer is formed on each pixel that crosses each other. That is, the organic EL display panel is a display device in which the light emission state is determined according to the voltages applied to the data line and the scan line.
그리고, 각 픽셀의 발광은 스캔 구동부를 통해 한 프레임 동안 스캔 라인의 첫 번째 라인부터 마지막 라인까지 순차적으로 전원이 선택되어지고, 동일한 프레임 동안 데이터 구동부를 통해 데이터 라인에 선택적으로 전원을 입력하여 스캔 라인과 데이터 라인이 교차하는 픽셀을 발광시킨다.The light emission of each pixel is sequentially selected from the first line to the last line of the scan line during one frame through the scan driver, and selectively inputs power to the data line through the data driver during the same frame to scan lines. The pixel which intersects and the data line emits light.
이러한 유기 EL 디스플레이 패널의 전류-발광 특성은 온도 의존도가 거의 없지만, 전류-전압 특성은 온도가 낮아지면 높은 전압쪽으로 이동해간다. 따라서, 유기 EL 소자를 전압 구동하면 안정된 동작을 얻기가 어렵기 때문에 유기 EL 소자의 구동에는 정전류 구동 방식을 채택한다.The current-emitting characteristics of such an organic EL display panel have little temperature dependence, but the current-voltage characteristics move toward higher voltage when the temperature is lowered. Therefore, when the organic EL element is voltage driven, it is difficult to obtain stable operation. Therefore, a constant current driving method is adopted for driving the organic EL element.
도 1은 종래 기술에 따른 유기 EL 구동회로를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing an organic EL driving circuit according to the prior art.
도 1을 보면, PMOS로 구성된 데이터 구동부는 전원 전압을 인가하기 위한 전원으로 Vdd를 제공받고, 정전류원의 온/오프를 제어하며, 정전류원에서 유기 EL의 애노드로 흘러 들어가는 전류의 양을 제어한다. 그리고, NOMS로 구성된 데이터 싱크(sink)부는 드레인이 유기 EL의 애노드에 연결되고 소오스는 그라운드와 연결된다. 상기 데이터 싱크부는 유기 EL의 애노드 라인에서 트랩(trap)된 차지(charge)를 없애주는 역할을 한다.Referring to FIG. 1, a data driver configured as a PMOS receives Vdd as a power source for applying a power supply voltage, controls on / off of a constant current source, and controls an amount of current flowing from the constant current source to the anode of the organic EL. . In addition, the data sink part composed of NOMS has a drain connected to the anode of the organic EL and a source connected to the ground. The data sink part removes charge trapped in the anode line of the organic EL.
또한, NMOS로 구성된 스캔 구동부의 드레인은 유기 EL의 캐소드에 연결되고, 소오스는 그라운드와 연결된다. 상기 데이터 구동부와 데이터 싱크부, 및 스캔 구동부의 구동은 제어기(controller)(미도시)에서 제어한다.Further, the drain of the scan driver composed of NMOS is connected to the cathode of the organic EL, and the source is connected to the ground. The driving of the data driver, the data sink unit, and the scan driver is controlled by a controller (not shown).
즉, 제어기의 제어에 의해 데이터 구동부가 온되면 유기 EL의 애노드로 전류가 유입되어 유기 EL 패널을 발광시킨다.That is, when the data driver is turned on under the control of the controller, current flows into the anode of the organic EL to emit light of the organic EL panel.
이와 같이 구동되는 유기 EL은 CRT에 비해 소비전력이 낮고, 에지(edge)부분의 왜곡(distortion)이 없으며, 또한 초박형성형이 가능하다. 또한 LCD에 비해 견고하며 자기발광으로 시야각이 넓고 응답특성이 좋아 대형 화면화가 가능하다. 그리고, 사용 온도 조건이 -40°~ +70°로 넓고 발광색을 자유로이 선택할 수 있으며, 15V 이하의 낮은 전압으로도 구동이 가능한 장점이 있다.The organic EL driven in this way has a lower power consumption than the CRT, no distortion of the edge portion, and can be ultra-thin. In addition, it is more robust than LCD, and its self-emission makes it possible to make a large screen because of its wide viewing angle and good response. In addition, the use temperature conditions are -40 ° ~ + 70 ° wide, and the emission color can be freely selected, there is an advantage that can be driven at a low voltage of less than 15V.
그러나, 휴대용 정보기기 등에서 상기와 같은 장점들을 가지고 있는 유기 EL 디스플레이보다 많은 불리한 특성을 갖는 LCD가 더 많이 사용되는 가장 큰 이유로는 유기 EL 디스플레이가 LCD에 비해서 전력소모가 크다는 단점을 가지고 있기 때문이다.However, the biggest reason that LCDs having many disadvantageous characteristics are used more than organic EL displays having the above advantages in portable information devices and the like is that organic EL displays have a disadvantage in that they consume more power than LCDs.
그리고, 휴대용 정보단말 기기의 사용이 증가함에 따라서 전력의 소모가 큰 문제로 대두되고 있어서, 전류를 사용하여 디스플레이를 구동하는 디스플레이의 사용이 제안되는 요소로 작용하고 있다.In addition, as the use of portable information terminal devices increases, the consumption of power becomes a big problem, and the use of a display for driving a display using current serves as a proposed element.
그러나 보통 전류로 구동하는 디스플레이의 전력소모가 LCD의 몇 배가 되지만 이는 단순하게 LCD와 전류로 구동하는 디스플레이를 비교한 것이기 때문에 별로 의미가 없다. 즉, LCD의 백 라이트(back light)를 포함하면 전류 구동형 디스플레이와 LCD는 많은 차이를 나타내지는 않는다.However, although the power consumption of a display driven by a current is many times that of an LCD, this is not meaningful because it is simply a comparison of an LCD and a display driven by a current. That is, if the LCD includes a back light, the current driven display and the LCD do not show much difference.
그리고, 전류를 사용하여 구동하는 디스플레이의 소모 전력을 전체 레벨에서 반정도로 낮추면 전체 전력의 소모를 거의 LCD의 수준으로 줄일 수 있다.In addition, if the power consumption of the display driven by using the current is lowered by half from the entire level, the total power consumption can be almost reduced to the level of the LCD.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 유기 EL 구동 회로에 전력 회수 회로를 구비하여 디스플레이의 소비 전력을 줄이는 전류 구동형 표시소자의 절전 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a power saving circuit of a current-driven display element that reduces power consumption of a display by providing a power recovery circuit in an organic EL driving circuit.
본 발명의 다른 목적은 종래의 유기 EL 구동 회로에서 낭비되는 전력을 회수하여 재 사용함으로써, 전체 시스템의 전력을 줄일 수 있는 전류 구동형 표시소자의 절전 회로를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a power saving circuit of a current-driven display element that can reduce the power of the entire system by recovering and reusing the wasted power in the conventional organic EL driving circuit.
도 1은 종래 기술에 따른 유기 EL의 구동회로를 나타낸 도면1 shows a driving circuit of an organic EL according to the prior art.
도 2는 본 발명에 따른 전류 구동형 표시소자의 절전 회로를 나타낸 도면2 is a view showing a power saving circuit of a current driven display device according to the present invention;
도 3은 도 2의 각 부분의 동작 파형도3 is an operation waveform diagram of each part of FIG.
도 4는 도 2의 DC-DC 변환부로 인덕터를 사용한 예를 보인 도면4 illustrates an example of using an inductor as the DC-DC converter of FIG. 2.
도 5는 도 2의 DC-DC 변환부로 차지 펌프를 사용한 예를 보인 도면5 is a view showing an example using a charge pump as the DC-DC converter of FIG.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
201∼20N : 유기 EL 구동부301 : 트랜스포머201 to 20N: organic EL driver 301: transformer
302 : DC-DC 변환 제어부303 : 다이오드302: DC-DC conversion control unit 303: diode
304 : 전원부304: power supply
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전류 구동형 표시소자의 절전 회로는, 데이터 구동부와 데이터 싱크부, 그리고 상기 데이터 구동부가 온되면 발광하는 유기 EL 패널로 구성되는 유기 EL 구동부가 병렬로 N(N은 자연수)개 구비되며, 상기 N개의 유기 EL 구동부 내의 각 데이터 싱크부에 DC-DC 변환부가 연결되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a power saving circuit of a current-driven display device according to the present invention includes an organic EL driver comprising a data driver, a data sink, and an organic EL panel which emits light when the data driver is turned on in parallel. N (N is a natural number) are provided, and a DC-DC converter is connected to each data sink in the N organic EL drivers.
바람직하게는 상기 DC-DC 변환부는 상기 데이터 싱크부가 온되면 해당 유기 EL 패널의 애노드 전압을 상기 온되는 데이터 싱크부를 통해 입력받아 더 높은 DC 전압으로 변환하여 전원부로 출력하는 것을 특징으로 한다.Preferably, when the data sink is turned on, the DC-DC converter is configured to receive an anode voltage of the corresponding organic EL panel through the turned on data sink and convert it to a higher DC voltage and output the same to the power supply.
바람직하게는 상기 DC-DC 변환부는 상기 데이터 싱크부의 한쪽과 그라운드사이에 1차측 코일이 연결되어, 상기 데이터 싱크부를 통해 흐르는 전류를 2차측 코일로 유기시키는 트랜스포머와, 상기 트랜스포머를 제어하여 상기 트랜스포터의 2차측에 유기된 전류에 비례하는 DC 전압을 전원부로 출력하는 제어부로 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the DC-DC converter includes a transformer connected to one side of the data sink unit and a ground to induce a current flowing through the data sink unit to the secondary coil, and the transformer to control the transformer. Characterized in that the control unit for outputting a DC voltage proportional to the induced current on the secondary side of the power supply.
바람직하게는 상기 DC-DC 변환부는 상기 데이터 싱크부와 전원부 사이에 인덕터를 연결하여 상기 데이터 싱크부가 온되면 해당 유기 EL 패널의 애노드 전압을 입력받아 더 높은 DC 전압으로 변환하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the DC-DC converter is configured to connect an inductor between the data sink and the power supply, and when the data sink is turned on, receives the anode voltage of the corresponding organic EL panel and converts the anode voltage into a higher DC voltage.
바람직하게는 상기 DC-DC 변환부는 상기 데이터 싱크부와 전원부 사이에 차지 펌프를 연결하여 상기 데이터 싱크부가 온되면 해당 유기 EL 패널의 애노드 전압을 입력받아 더 높은 DC 전압으로 변환하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the DC-DC converter is configured to connect a charge pump between the data sink and the power supply, and when the data sink is turned on, receives the anode voltage of the corresponding organic EL panel and converts it to a higher DC voltage.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명에 따른 전류 구동형 표시소자의 절전 회로의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of a power saving circuit of a current driven display device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 전류 구동형 표시소자의 절전 회로를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a power saving circuit of the current driven display device according to the present invention.
도 2를 보면, 정전류원의 온/오프를 제어하는 데이터 구동부, 상기 데이터 구동부와 스캔 구동부에 인가되는 전압에 따라서 발광 상태가 결정되는 유기 EL 패널, 상기 유기 EL의 애노드 라인에서 트랩된 차지를 없애주는 데이터 싱크부, 및 스캔 구동부로 된 유기 EL 구동부가 N개(201∼20N) 구비된다.Referring to FIG. 2, a data driver controlling on / off of a constant current source, an organic EL panel in which a light emission state is determined according to voltages applied to the data driver and the scan driver, and a charge trapped in an anode line of the organic EL is eliminated. A main sink is provided with a data sink unit and N organic EL driver units 201 to 20N.
여기서, 상기 각 유기 EL 구동부의 구성은 상기된 도 1과 동일하다. 다른점은 N개의 데이터 싱크부의 한쪽이 공통으로 트랜스포머(301)를 통해 그라운드에 연결되는 것이다. 즉, 상기 데이터 구동부는 PMOS로 구성되고, 데이터 싱크부와 스캔 구동부는 NMOS로 구성된다. 이때, 상기 유기 EL 구동부(201∼20N)의 각 데이터 구동부는 전원전압을 인가하기 위한 전원으로 Vdd를 제공받고, 정전류원의 온/오프를 제어하며, 정전류원에서 유기 EL의 애노드로 흘러 들어가는 전류의 양을 제어한다.Here, the structure of each said organic EL drive part is the same as that of FIG. 1 mentioned above. The difference is that one of the N data sinks is commonly connected to the ground through the transformer 301. That is, the data driver is composed of PMOS, and the data sink and scan driver are composed of NMOS. At this time, each data driver of the organic EL driver 201 to 20N is supplied with Vdd as a power source for applying a power supply voltage, controls the on / off of the constant current source, and the current flows from the constant current source to the anode of the organic EL. To control the amount of.
그리고, 상기 각 유기 EL 구동부(201∼20N)의 데이터 싱크부의 NMOS의 소오스는 트랜스포머(301)의 1차측 코일을 통해 그라운드에 연결되고, 스캔 구동부의 소오스는 보통 그라운드와 직접 연결된다.The source of the NMOS of the data sink of each of the organic EL drivers 201 to 20N is connected to ground through the primary coil of the transformer 301, and the source of the scan driver is usually directly connected to ground.
상기된 도 2에서 설명의 편의를 위해 제 1 유기 EL 구동부(201)의 데이터 싱크부의 NMOS의 드레인과 유기 EL의 애노드가 연결된 부분을 A로 표시하였고, N번째 유기 EL 구동부(20N)의 데이터 싱크부의 NMOS의 드레인과 유기 EL의 애노드가 연결된 부분을 N으로 표시하였으며, 상기 N개의 데이터 싱크부의 NMOS의 소오스와 트랜스포머(301)의 1차측 코일이 연결된 부분을 B로 표시하였다.In FIG. 2, for convenience of explanation, the portion where the drain of the NMOS of the data sink of the first organic EL driver 201 and the anode of the organic EL are connected is indicated by A, and the data sink of the Nth organic EL driver 20N is represented by A. FIG. The portion where the drain of the negative NMOS is connected to the anode of the organic EL is denoted by N, and the portion where the source of the NMOS of the N data sink portions and the primary coil of the transformer 301 are connected is denoted by B.
그리고, 상기 트랜스포머(301)의 2차측 코일 즉, 출력단에는 트랜스포머(301)의 제어를 위하여 DC-DC 변환 제어부(302)가 연결되고, 상기 DC-DC 변환 제어부(302)의 출력에는 다이오드(303)를 통해 전원부(304)가 연결된다. 상기 다이오드(303)는 전원부(304)의 전압이 DC-DC 변환 제어부(302)로 출력되는 것을 방지하는 역전압 방지용 다이오드이며, 상기 전원부(304)는 일종의 밧데리로서, 입력 전압으로부터 전원전압 Vdd등을 생성하여 해당 부분에 제공한다. 또한, 상기 트랜스포머(301)의 출력 노드 부분을 C로 표시하였고, 상기 다이오드(303)의 캐소드와 전원부(304)가 연결된 부분을 P로 표시하였다.In addition, a DC-DC conversion control unit 302 is connected to a secondary coil of the transformer 301, that is, an output terminal for the control of the transformer 301, and a diode 303 at an output of the DC-DC conversion control unit 302. The power source 304 is connected to the through. The diode 303 is a reverse voltage prevention diode that prevents the voltage of the power supply unit 304 from being output to the DC-DC conversion control unit 302. The power supply unit 304 is a kind of battery, and the power supply voltage Vdd is input from the input voltage. Create and provide to that part. In addition, the output node portion of the transformer 301 is denoted by C, and the portion where the cathode of the diode 303 and the power supply unit 304 are connected is denoted by P.
이때, 상기 유기 EL 구동부(201∼20N)의 데이터 구동부와 데이터 싱크부로 입력되는 신호는 동일하다. 따라서, 데이터 구동부와 데이터 싱크부는 서로 반대의 동작을 한다. 즉, 데이터 구동부가 온되면 데이터 싱크부가 오프되고, 데이터 구동부가 오프되면 데이터 싱크부가 온된다.At this time, the signals input to the data driver and data sink of the organic EL driver 201 to 20N are the same. Thus, the data driver and the data sink perform opposite operations. That is, when the data driver is turned on, the data sink is turned off. When the data driver is turned off, the data sink is turned on.
만일, 데이터 구동부가 온되면 정전류원이 온되어 유기 EL 패널을 발광시키고, 데이터 구동부가 오프되면 상기 유기 EL의 애노드에 걸린 전압(예, A 지점의 전압)이 데이터 싱크부를 통해 트랜스포머(301)의 1차측 코일로 출력된다.If the data driver is turned on, the constant current source is turned on to emit light of the organic EL panel. If the data driver is turned off, the voltage applied to the anode of the organic EL (eg, voltage at point A) is applied to the transformer 301 through the data sink. Output to the primary coil.
본 발명에서는 상기 트랜스포머(301)와 DC-DC 변환 제어부(302)를 DC-DC 변환부라 칭한다.In the present invention, the transformer 301 and the DC-DC conversion control unit 302 are called DC-DC conversion units.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전류 구동형 표시소자의 절전 회로의 동작을 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation of the power saving circuit of the current driven display device according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 도 2의 각 부분의 동작 파형을 나타낸 도면으로서, 도 3의 (a),(b)의 Data1∼DataN은 각 데이터 구동부로 입력되는 신호의 예이고, 도 3의 (c),(d)의 Data1_B∼DataN_B은 각 데이터 싱크부로 입력되는 신호의 예이다.FIG. 3 is a diagram showing an operation waveform of each part of FIG. 2, wherein Data1 to DataN of FIGS. 3A and 3B are examples of signals input to each data driver, and FIGS. Data1_B to DataN_B in d) are examples of signals input to each data sink unit.
예를 들어, 제 1 유기 EL 구동부(201)의 데이터 구동부로 입력되는 신호가 로우이면 데이터 구동부의 PMOS가 온되어 A 지점에는 도 3의 (e)와 같이 하이 전압(즉, Vdd)이 인가된다. 즉, 상기 Data1 내지 DataN 신호의 변화에 상응하여 유기 EL의 애노드 라인에서의 A 내지 N의 파형도 도 3의 (e),(f)와 같이 변하게 된다. 이때, 상기 애노드 라인에서는 응답 시간을 약간 가지면서 파형이 변하게 된다. 그러면, 상기 데이터 구동부의 PMOS의 소오스에 연결된 유기 EL 패널이 발광하게 된다.For example, if the signal input to the data driver of the first organic EL driver 201 is low, the PMOS of the data driver is turned on, and a high voltage (ie, Vdd) is applied to the point A as shown in FIG. . That is, corresponding to the change of the Data1 to DataN signals, the waveforms of A to N in the anode line of the organic EL are also changed as shown in FIGS. 3E and 3F. At this time, in the anode line, the waveform changes with a slight response time. Then, the organic EL panel connected to the PMOS source of the data driver emits light.
그러다가, 상기 제 1 유기 EL 구동부(201)의 데이터 구동부로 입력되는 신호가 로우에서 하이로 바뀌면 데이터 구동부의 PMOS가 오프되고, 데이터 싱크부의 NMOS가 온되면서 A 지점의 전압은 NMOS를 통해 트랜스포머(301)의 1차측 코일로 입력된다. 이때, 트랜스포머(301)의 저항값은 아주 작기 때문에 B지점의 전압은 도 3의 (g)와 같이 거의 그라운드 레벨까지 떨어지게 된다. 그러면, 상기 트랜스포머(301)의 1차측에 차징된 전압은 권선비에 비례하여 2차측 코일에 유기된다. 즉, 트랜스포머(301)의 1차측에 흐르는 전류는 2차측으로 전송되는데, 이때 1차측에 흐르는 전류의 양과 트랜스포머(301)의 권선비에 해당하는 1:M 정도의 비율만큼 많은 전류가 2차측으로 전송된다.Then, when the signal input to the data driver of the first organic EL driver 201 is changed from low to high, the PMOS of the data driver is turned off, while the NMOS of the data sink is turned on, the voltage at the point A is transmitted through the NMOS transformer 301. It is input to the primary coil of). At this time, since the resistance value of the transformer 301 is very small, the voltage at point B drops to almost the ground level as shown in FIG. Then, the voltage charged on the primary side of the transformer 301 is induced in the secondary coil in proportion to the turns ratio. That is, the current flowing to the primary side of the transformer 301 is transmitted to the secondary side, where as much current is transmitted to the secondary side as the ratio of the amount of current flowing to the primary side and the winding ratio of the transformer 301 is about 1: M. do.
또한, N개의 데이터 싱크부의 NMOS의 한쪽이 모두 연결된 B 지점의 전압은 온되는 데이터 싱크부의 수에 비례하여 증가하게 된다. 즉, 상기 B 지점의 전압에 비례하여 트랜스포머(301)의 1차측 코일로 흐르는 전류의 세기가 비례하여 변하며, 이 전류의 세기에 비례하여 전압의 변동이 생기게 된다. 이 전압의 변동으로 인하여 트랜스포머(301)의 출력 부분이 연결된 C지점의 전압도 증가하게 된다. 즉, C 지점의 전압은 B 지점의 전압과 권선비에 비례하여 도 3의 (h)와 같이 증가하게 된다. 이와 같은 변화에 의하여 DC-DC 변환 제어부(302)와 다이오드(303)를 통해 출력된 P 지점의 전압은 도 3의 (i)와 같이 트랜스포머(301)의 입력 전압보다 높게생성된다.In addition, the voltage at point B to which one of the NMOSs of the N data sink units is connected is increased in proportion to the number of the data sink units to be turned on. That is, the intensity of the current flowing to the primary coil of the transformer 301 changes in proportion to the voltage at point B, and the voltage varies in proportion to the intensity of the current. Due to this change in voltage, the voltage at point C to which the output portion of the transformer 301 is connected also increases. That is, the voltage at point C increases as shown in FIG. 3H in proportion to the voltage at point B and the turns ratio. As a result of this change, the voltage at the point P output through the DC-DC conversion controller 302 and the diode 303 is generated higher than the input voltage of the transformer 301 as shown in FIG.
그러면, 상기 P 지점의 전압은 다이오드(303)를 온시키고, 상기 전원부(304)는 상기 다이오드(303)를 통해 입력되는 전압을 이용하여 각 부에 필요한 전원전압(예, Vdd)을 발생한 후 필요한 각 부에 공급한다. 즉, 상기 전원부(304)는 데이터 싱크부에서 소모되는 전력을 최대한 회수하여 다시 사용함으로써, 전체 시스템의 전력을 낮출 수 있다.Then, the voltage at the point P turns on the diode 303, and the power supply unit 304 generates a power supply voltage (eg, Vdd) required for each unit by using the voltage input through the diode 303. Supply to each part. That is, the power supply unit 304 may lower the power of the entire system by recovering and reusing the power consumed by the data sink as much as possible.
이와 같은 구성에서 트랜스포머(301)를 사용한 DC-DC 변환부가 제대로 동작하기 위해서는 데이터 싱크부의 NMOS와 연결된 트랜스포머(301)의 입력 인덕터의 값이 아주 작아야 한다. 그렇지 않으면, N개로 구성된 데이터 싱크부의 NMOS의 응답 시간이 아주 느리게 되어서 전체 시스템의 동작에 영향을 주게 된다. 이는 인덕터의 값이 커지며 이에 비례하여 임피던스 값도 커지기 때문이다.In this configuration, in order for the DC-DC converter using the transformer 301 to operate properly, the value of the input inductor of the transformer 301 connected to the NMOS of the data sink part must be very small. Otherwise, the response time of the NMOS N-sink's NMOS will be very slow, affecting the overall system operation. This is because the value of the inductor increases and the impedance value increases in proportion to it.
또한, 트랜스포머(301)의 입력 인덕터의 저항값은 어느 정도의 저항 값을 가져야 한다. 이는 입력되는 전류의 양이 일정한 레벨을 넘지 않으면 트랜스포머(301)를 사용한 DC-DC 변환부의 동작 조건이 맞지 않아 DC-DC 변환부가 동작을 하지 않기 때문이다.In addition, the resistance value of the input inductor of the transformer 301 should have some resistance value. This is because the DC-DC converter does not operate because the operating conditions of the DC-DC converter using the transformer 301 are not met if the amount of the input current does not exceed a predetermined level.
이와 같이 데이터 구동부가 오프되고 데이터 싱크부가 온될 때 데이터 싱크부를 통해 그라운드로 빠지는 전압을 본 발명에서는 DC-DC 변환부를 이용하여 전원부로 피드백시켜 이용하고 있다. 즉, 데이터 싱크부에서 소모되는 전력을 최대한 회수하여 다시 사용함으로써, 전체 시스템의 전력을 낮추어 주게 된다.As such, when the data driver is turned off and the data sink is turned on, the voltage that falls to the ground through the data sink is fed back to the power supply using the DC-DC converter. That is, the power of the entire system is lowered by recovering and reusing the power consumed by the data sink as much as possible.
이때, 상기 트랜스포머(301)는 본 발명의 바람직한 일 실시예이며, 트랜스포머 대신에 인덕터(inductor)나 차지 펌프 등을 사용할 수도 있다.In this case, the transformer 301 is a preferred embodiment of the present invention, and an inductor or a charge pump may be used instead of the transformer.
도 4는 본 발명에 따른 전류 구동형 표시소자의 절전 회로에서 인덕터의 사용 예를 보인 것으로서, 상기 데이터 싱크부의 한쪽 즉, NMOS의 소오스가 공통으로 인덕터에 연결된다. 즉, N개의 데이터 싱크부 중 어느 하나 이상의 데이터 싱크부가 온되면, 해당 유기 EL 패널의 애노드 전압(A 내지 N 지점의 전압)은 해당 데이터 싱크부를 통해 코일(401)에 차지된다. 이때, 스위칭 소자(402)가 오프되면 상기 코일(401)에 차지된 전압은 다이오드(403)를 통해 캐패시턴스(404)에 차지된다. 상기 캐패시턴스(404)에 차지된 전압은 코일(401)로 입력되는 전압보다 높게 되며, 이 전압은 다이오드(303)를 통해 전원부(304)에 인가된다.4 illustrates an example of using an inductor in a power saving circuit of a current driven display device according to an exemplary embodiment of the present invention, in which one source of the data sink unit, that is, an NMOS source, is commonly connected to the inductor. That is, when any one or more data sinks of the N data sinks are turned on, anode voltages (voltages at points A through N) of the organic EL panel are charged to the coil 401 through the data sinks. At this time, when the switching element 402 is off, the voltage charged by the coil 401 is charged to the capacitance 404 through the diode 403. The voltage occupied by the capacitance 404 becomes higher than the voltage input to the coil 401, and the voltage is applied to the power supply unit 304 through the diode 303.
도 5는 본 발명에 따른 전류 구동형 표시소자의 절전 회로에서 차지 펌프의 사용 예를 보인 것으로서, 차지 펌프는 입력 전압을 소정 레벨의 전압으로 상승시키는 역할을 한다.5 shows an example of using a charge pump in a power saving circuit of a current driven display device according to the present invention, in which the charge pump increases the input voltage to a voltage of a predetermined level.
즉, N개의 데이터 싱크부 중 어느 하나 이상의 데이터 싱크부가 온되면, 해당 유기 EL 패널의 애노드 전압(A 내지 N 지점의 전압)은 해당 데이터 싱크부를 통해 다이오드(501)로 입력된다. 그러면, 상기 다이오드(501)가 온되면서 캐패시턴스(504)에 전압이 차지된다. 이때, 스위칭 소자(505)는 온되어 있어야 한다. 그러다가, 상기 스위칭 소자(505)가 오프되면 상기 스위칭 소자(505)의 전원전압(Vcc)과 캐패시턴스(504)에 차지된 전압이 더해져서 다이오드(502)를 온시킨다. 이때, 스위칭 소자(507)는 상기 스위칭 소자(505)와 반대의 동작을 한다. 즉, 스위칭 소자(505)가 온되면 스위칭 소자(507)는 오프되고, 스위칭 소자(505)가 오프되면 스위칭 소자(507)는 온된다.That is, when any one or more data sinks of the N data sinks are turned on, the anode voltages (voltages at points A through N) of the organic EL panel are input to the diode 501 through the data sinks. Then, the diode 501 is turned on, the voltage is charged to the capacitance 504. At this time, the switching element 505 should be turned on. When the switching element 505 is turned off, the power source voltage Vcc of the switching element 505 and the voltage occupied by the capacitance 504 are added to turn on the diode 502. In this case, the switching device 507 operates in the opposite manner to the switching device 505. That is, the switching element 507 is turned off when the switching element 505 is turned on, and the switching element 507 is turned on when the switching element 505 is turned off.
따라서, 상기 스위칭 소자(507)가 온되면 다이오드(502)의 출력 전압이 캐패시턴스(506)에 차지된다. 그러다가, 상기 스위칭 소자(507)가 오프되면 상기 스위칭 소자(507)의 전원전압(Vcc)과 캐패시턴스(506)에 차지된 전압이 더해져서 다이오드(503)를 온시킨다. 상기 다이오드(503)의 출력 전압(C)은 다이오드(501)로 입력되는 전압(B)보다 높으며, 상기 출력 전압(C)에 의해 상기 다이오드(303)가 온되어 전원부(304)에 피드백되는 전압이 인가된다.Therefore, when the switching element 507 is turned on, the output voltage of the diode 502 is occupied by the capacitance 506. When the switching element 507 is turned off, the power source voltage Vcc of the switching element 507 and the voltage occupied by the capacitance 506 are added to turn on the diode 503. The output voltage C of the diode 503 is higher than the voltage B input to the diode 501, and the diode 303 is turned on by the output voltage C to be fed back to the power supply 304. Is applied.
이와 같이, 데이터 싱크부가 온되는 순간 DC-DC 변환부(예, 트랜스포머)의 입력에는 순간적으로 많은 전류가 흐르게 된다. 이렇게 순간적으로 흐르는 전류는 트랜스포머의 출력단에 전하의 흐름을 만들게 되고, 이는 트랜스포머를 사용한 DC-DC 컨버터의 동작에 의하여 DC-DC 컨버터의 출력단에 일정한 전압을 만들어 준다. 이를 전체 시스템의 전원단으로 인가해주면 전체 시스템의 파워를 낮출 수 있게 된다.As such, when the data sink is turned on, a large amount of current flows instantaneously through the input of the DC-DC converter (eg, a transformer). This instantaneous current creates a flow of charge at the output of the transformer, which creates a constant voltage at the output of the DC-DC converter by the operation of the DC-DC converter using the transformer. Applying this to the power supply of the whole system can lower the power of the entire system.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 전류 구동형 표시소자의 절전 회로는 데이터 싱크부에서 소모되는 전류를 최대한 회수하여 전원부로 공급함으로써, 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the power saving circuit of the current driving display device according to the present invention has the following effects by recovering the current consumed by the data sink and supplying it to the power supply.
첫째, 전력 회수 회로를 사용하여 전체 구동전류를 낮추어 주는 효과가 있다.First, there is an effect of lowering the total drive current by using a power recovery circuit.
둘째, 데이터 싱크부에서 소모되는 전류를 회수하여 재 사용함으로써, 전류로 구동되는 표시 소자의 전체 전력을 줄일 수 있다.Second, by recovering and reusing the current consumed by the data sink, the total power of the display device driven by the current can be reduced.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.
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