KR20040029221A - 유기 ｅｌ 소자의 절전 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 EL에 관한 것으로, 특히 패시브 매트릭스 유기 EL 소자의 절전회로에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 절전회로는 다수개의 컬럼 라인으로 구성되고, 다수개의 스캔 라인으로 구성되며, 컬럼 라인과 스캔 라인의 교차점에 발광 픽셀이 형성되어 있으며, 컬럼 라인과 스캔 라인에 인가하는 전원에 의하여 그 교차지점에 형성된 픽셀에서 발광이 이루어지는 패시브형 유기 EL의 구동회로에 있어서, 다수개의 스캔 라인에 순차적으로 신호를 출력하는 스캔 전극 구동부와, 컬럼전극 라인에 존재하는 기생 커패시터에 충전된 전하를 회수하여 이를 저장하여 출력하는 컬럼전극 구동부와, 상기 컬럼 전극 구동부에서 출력하는 전하를 축적하는 IC의 외부에 형성된 큰 용량의 커패시터를 포함하여 구성된다.

Description

유기 ＥＬ 소자의 절전 회로{Organic electroluminescence device of current driving type}

본 발명은 유기 EL에 관한 것으로, 특히 패시브 매트릭스 유기 EL 소자의 절전회로에 관한 것이다.

최근 평판 디스플레이는 그 자체의 장점으로 인해 비약적인 발전이 이루어진고 있다.

이러한 평판 디스플레이 중 유기 EL 디스플레이 장치는 저 전압 구동, 높은 발광 효율, 빠른 응답 속도, 그리고 시야각이 넓은 장점이 있어 고화질의 동영상을 표현할 수 있는 차세대 평판 디스플레이 기술로 주목받고 있다.

유기 EL 디스플레이 장치는 구동 방식에 따라 패시브 매트릭스(passive matrix) 및 액티브 매트릭스(active matrix)로 나눌 수 있는데, 구동 방식의 가장 큰 차이는 유기 EL 소자의 발광시간 차이에 있다.

상기 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이는 선택된 시간동안에만 발광을 하는 구동 방식인데 비해, 액티브 매트릭스 유기 EL 디스플레이는 선택된 시간 이외에도 계속 발광하는 구동 방식이다.

그리고, 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이는 액티브 매트릭스 유기 EL 디스플레이에 비해 제조 공정이 단순하다는 장점이 있으나 선택된 시간동안에만 발광을 하므로 원하는 휘도를 얻기 위해서는 순간적으로 높은 휘도로 발광하므로 많은 전류를 필요로 하며 소비전력이 높아지는 단점이 존재한다.

또한, 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이는 디스플레이 패널의 구조적 원인으로 인해 기생 커패시터가 커지게 되어 실제 발광에 필요한 전력이외에 불필요한 전력소모가 매우 큰 단점이 존재한다. 따라서 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이가 휴대용 기기에 사용되기 위해서는 소비 전력을 줄일 수 있는 방법의 개발이 필수적이다.

도 1은 종래의 M 개의 컬럼 전극 라인과 N 개의 스캔 전극 라인을 가지는 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이의 컬럼 전극 구동회로를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이는 유기 EL 디스플레이의 스캔 라인 신호를 순차적으로 선택하여 출력하는 스캔 전극 회로의 스캔 드라이버와, 컬럼 전극 라인에 일정한 전류를 공급해 주고 컬럼 전극 라인을 리셋(reset) 시키는 컬럼 드라이버와, 빛을 내는 디스플레이부로 구성된다.

그리고, 컬럼 전극 구동회로의 구성은 도 2와 같이 유기 EL 디스플레이에 일정한 전류를 공급해 주는 전류 공급부(current source)와, 유기 EL 디스플레이의 컬럼 전극 라인을 리셋하기 위한 싱크 스위치로 구성되는데, 싱크 스위치가 '오프' 되어 있을 때, 전류 공급부는 일정한 전류를 유기 EL에 공급하며, 싱크 스위치가 '온' 되어 있을 때 전류 공급부는 더 이상 유기 EL에 전류를 공급하지 않으며, 컬럼 전극 라인에 충전된 전하는 싱크 스위치를 통해 모두 방전된다.

상기와 같이 구성된 M 개의 컬럼 전극 라인과 N 개의 스캔 전극 라인을 가지는 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이의 구동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 첫 번째 스캔 라인(S_1)이 선택되면, 컬럼 전극 라인에 연결된 컬럼구동회로는 정해진 휘도에 따라 일정량의 전류를 컬럼 전극 라인을 통해 유기 EL 소자에 공급한다.

이때, 컬럼 구동회로로부터 공급된 전류는 컬럼 전극에 존재하는 기생 커패시터(C_data)를 우선 충전한 후 기생 커패시터의 충전이 끝나면, 일정량의 전류를 유기 EL에 공급하게 되며 이후 유기 EL은 발광한다.

이때 컬럼 전극 라인에 존재하는 기생 커패시터에 충전된 전하는 두 번째 스캔 라인(S_2)이 선택되기 전에 컬럼 구동회로의 싱크 스위치를 통해 방전된다.

그리고, 두 번째 스캔 라인(S_2)이 선택되면 컬럼 전극 라인에 연결된 컬럼 구동회로는 정해진 휘도에 따라 일정량의 전류를 컬럼 전극 라인을 통해 유기 EL 소자에 공급한다.

이때 컬럼 구동회로로부터 공급된 전류는 컬럼 전극에 존재하는 기생 커패시터(C_data)를 우선 충전한 후 기생 커패시터의 충전이 끝나면 일정량의 전류를 유기 EL에 공급하게 되며, 이후 유기 EL은 발광한다. 이때 컬럼 전극 라인에 존재하는 기생 커패시터에 충전된 전하는 세 번째 스캔 라인(S_3)이 선택되기 전에 컬럼 구동회로의 싱크 스위치를 통해 모두 방전된다. 세 번째 스캔라인이 선택되면 역시 첫 번째, 두 번째 스캔라인이 선택되었을 때와 동일하게 컬럼 구동회로로부터 전류를 공급받은 후 충전된 전하를 컬럼 구동회로의 싱크 스위치를 통해 방전하게 되며, N번째 스캔 라인이 선택되었을 때도 이와 동일하게 유기 EL 디스플레이 장치가 구동된다.

이와 같이 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이 장치는 매 스캔 라인이 선택될 때마다 컬럼 전극 라인에 존재하는 기생 커패시터에 충전, 방전을 계속해서 주기적으로 반복하기 때문에 소비전력이 매우 큰 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 전하를 재활용하여 소비전력을 줄이는 유기 EL 소자의 절전회로를 제공하기 위한 것이다.

도 1은 종래의 M 개의 컬럼 전극 라인과 N 개의 스캔 전극 라인을 가지는 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이를 나타낸 도면이고,

도 2는 종래의 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이의 컬럼 전극 구동회로를 나타낸 도면

도 3은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 절전 회로를 나타낸 회로도

도 4는 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 절전 회로를 이용한 제 1 실시예

도 5는 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 절전 회로를 이용한 제 2 실시예

도 6은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 절전 회로를 이용한 제 3 실시예

도 7은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 절전 회로를 이용한 제 4 실시예

도 8은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 절전 회로를 이요한 제 5 실시예

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

11 : 전류 공급부 12 : 싱크부

13 : 탱크 커패시터 14 : 스위치

15 : 기생 커패시터 16 : 유기 EL

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 다수개의 컬럼 라인으로 구성되고, 다수개의 스캔 라인으로 구성되며, 컬럼 라인과 스캔 라인의 교차점에 발광 픽셀이 형성되어 있으며, 컬럼 라인과 스캔 라인에 인가하는 전원에 의하여 그 교차지점에 형성된 픽셀에서 발광이 이루어지는 패시브형 유기 EL의 구동회로에 있어서, 다수개의 스캔 라인에 순차적으로 신호를 출력하는 스캔 전극 구동부와, 컬럼전극 라인에 존재하는 기생 커패시터에 충전된 전하를 회수하여 이를 저장하여 출력하는 컬럼전극 구동부와, 상기 컬럼 전극 구동부에서 출력하는 전하를 축적하는 IC의 외부에 형성된 큰 용량의 커패시터를 포함하여 구성된다.

바람직하게, 제 1항에 있어서, 상기 컬럼전극 구동부는, 전류 공급부와, 상기 컬럼전극 라인에 존재하는 기생 커패시터에 충전된 전하를 회수하는 별도의 스위치부와, 상기 컬럼 전극 라인에 존재하는 기생 커패시터에 충전된 전하를 방전하는 싱크(sink)부와, 상기 별도의 스위치에 의해 회수된 전하를 축적하는 IC의 외부에 형성된 탱크 커패시터로 구성된다.

그리고, 상기 별도의 스위치는 상기 컬럼 전극마다 모두 달려 있으며, 모든 스위치마다 각각의 탱크 커패시터를 연결하며, 상기 별도의 스위치는 상기 컬럼 전극마다 모두 달려 있으며, 모든 스위치가 하나의 탱크 커패시터에 연결되어서, 모두 컬럼 전극 라인으로부터 회수되는 전하를 하나의 커패시터에 저장된다.

또한, 상기 스위치와 연결되어서 상기 컬럼 라인에 싱크부에 병렬로 상기 스위치를 연결하며 R/G/B 각각의 컬럼 전극으로부터 회수되는 전하를 R/G/B 각각의 컬럼 전극끼리 별도의 커패시터를 사용하여 저장되고, 상기 스위치에 R/G/B 각각의 컬럼 전극으로부터 회수되는 전하를 R/G/B 각각의 컬럼 전극 라인끼리 별도의 탱크 커패시터를 사용하여 저장된다.

그리고, 상기 컬럼 라인에 존재하는 기생 커패시터를 회수하기 위한 상기 스위치에 R/G/B 각각의 컬럼 전극으로부터 회수되는 전하를 R/G/B 각각의 컬럼 전극 라인끼리 별도의 탱크 커패시터를 사용하여 저장되고, 상기 R/G/B 각각의 탱크 커패시터에 축적되는 전압을 일정하게 유지하고 또한 R/G/B 각각의 전압을 다르게 설정하기 위하여 제너(Zenor) 다이오드를 R/G/B 각각의 탱크 커패시터에 사용하여 R/G/B 별로 다른 일정한 전압을 유지한다.

또한, 상기 탱크 커패시터에 축적된 전하를 DC-DC 컨버터의 입력전원으로 사용하여 전체 시스템의 파워를 줄인다.

이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 절전회로이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 절전회로는 전류 공급부(11)와, 컬럼전극 라인에 존재하는 기생 커패시터(15)에 충전된 전하를 리셋하는 싱크(sink)(12)부와, 상기 싱크부(12)에 의해 충전된 전하를 회수하여 저장하는 탱크 커패시터(13)와, 상기 탱크 커패시터에 저장된 전하를 조절하는 스위치(14)와 유기 EL(16)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 유기 EL 소자의 절정회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저 스캔 라인이 선택되면 싱크부(12)는 '오프'되고 스위치(14)는 '온' 된다. 이때, 기생 커패시터(15)에 저장된 전하는 컬럼 전극 라인에 공급된다.

그리고, 원하는 휘도로 발광하기 위해 전류 공급부(11)로부터 전류가 공급되면, 싱크부(12)는 계속 '오프'되어 있으며 스위치(14)는 '오프' 된다.

이 후, 전류 공급부(11)로부터 전류 공급이 차단되고 나면, 스위치(14)는 '온' 되어 컬럼 전극 라인에 존재하는 기생 커패시터(15)에 충전된 저하를 탱크 커패시터(13)로 회수된다.

그리고 전하를 회수한 수 스위치(14)는 '오프'되며, 그후 싱크부(12)가 '온' 되어서 컬럼 전극 라인에 남아 있는 전하를 모두 방전시킨다.

이어서 다음 스캔 라인이 선택되면 첫 번째 스캔 라인 선택시와 동일하게 동작을 하게된다.

도 4는 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 절전회로를 이용한 제 1 실시예로, 컬럼 전극 라인에 존재하는 기생 커패시터에 충전된 전하를 회수하기, 위해 매 컬럼 전극라인마다 별도의 스위치와 커패시터를 사용하여 컬럼 전극 라인으로부터 방전되는 전하를 회수하여, 다음 스캔 라인 구동 시 회수된 전하를 재공급 한다.

도 5는 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 절전회로를 이용한 제 2 실시예로, 컬럼 전극 라인에 존재하는 기생 커패시터에 충전된 전하를 회수하기 위해, 모든 컬럼 전극 라인전극 마다 별도의 스위치를 사용하며, 회수된 전하는 하나의 커패시터에 모두 같이 저장한 후, 다음 스캔 라인 구동 시 회수된 전하를 재 공급한다.

그리고 도 6은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 절전회로를 이용한 제 3 실시예이며, 도 7은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 절전회로를 이용한 제 4 실시예이다.

도 6 내지 도 7을 참조하면, 컬럼 전극 라인에 존재하는 기생 커패시터에 충전된 전하를 회수하기 위해 모든 컬럼 전극 라인마다 별도의 스위치를 사용하며, 회수된 전하는 R/G/B 각각의 컬럼 전극 라인 별로 하나의 커패시터에 같이 저장한 후, 제너 다이오드를 사용하여 원하는 전압 레벨만큼 전하를 회수한 후, 다음 스캔 라인 구동 시 회수된 전하를 R/G/B 각각의 컬럼 전극 라인에 재 공급하며, 제 4 실시예는 컬럼 전극 라인에 존재하는 기생 커패시터에 충전된 전하를 회수하기 위해, 모든 컬럼 전극 라인마다 별도의 스위치를 사용하며, 회수된 전하는 R/G/B 각각의 컬럼 전극 라인별로 하나의 커패시터에 같이 저장한 후, 다음 스캔 라인 구동 시 회수된 전하를 R/G/B 각각의 컬럼 전극 라인에 재 공급한다.

도 8은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 절전회로를 이용한 제 5 실시예로, 도 5의 회로에서 컬럼 전극라인에 존재하는 기생 커패시터에 충전된 전하를 컬럼IC의 외부에 있는 탱크 커패시터에 저장을 하고, 저장된 전하를 DC-DC 컨버터의 입력전원으로 사용을 해서, 최초에 설계된 DC-DC 컨터버의 입력전원으로 사용되는 베터리에서 나오는 전하를 사용을 줄여서 전체 시스템의 파워를 줄이는 스킴(scheme)을 사용하고 있다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이 장치에 있어서 기생 커패시터에 저장된 전하를 회수하여, 이를 재 사용할 수 있으므로 패시브 매트릭스 유기 EL 디스플레이의 소비전력을 줄이는 효과가 있다.

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

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.

Claims (8)

1. 다수개의 컬럼 라인으로 구성되고, 다수개의 스캔 라인으로 구성되며, 컬럼 라인과 스캔 라인의 교차점에 발광 픽셀이 형성되어 있으며, 컬럼 라인과 스캔 라인에 인가하는 전원에 의하여 그 교차지점에 형성된 픽셀에서 발광이 이루어지는 패시브형 유기 EL의 구동회로에 있어서,

   다수개의 스캔 라인에 순차적으로 신호를 출력하는 스캔 전극 구동부와;

   컬럼전극 라인에 존재하는 기생 커패시터에 충전된 전하를 회수하여 이를 저장하여 출력하는 컬럼전극 구동부와,

   상기 컬럼 전극 구동부에서 출력하는 전하를 축적하는 IC의 외부에 형성된 큰 용량의 커패시터를 포함하여 구성되는 유기 EL 소자의 절전회로.
2. 제 1항에 있어서, 상기 컬럼전극 구동부는,

   전류 공급부와;

   상기 컬럼전극 라인에 존재하는 기생 커패시터에 충전된 전하를 회수하는 별도의 스위치부와;

   상기 컬럼 전극 라인에 존재하는 기생 커패시터에 충전된 전하를 방전하는 싱크(sink)부와;

   상기 별도의 스위치에 의해 회수된 전하를 축적하는 IC의 외부에 형성된 탱크 커패시터로 구성되는 것을 특징으로 유기 EL 소자의 절전회로.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 별도의 스위치는 상기 컬럼 전극마다 모두 달려 있으며, 모든 스위치마다 각각의 탱크 커패시터를 연결하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 절전회로.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 별도의 스위치는 상기 컬럼 전극마다 모두 달려 있으며,

   모든 스위치가 하나의 탱크 커패시터에 연결되어서, 모두 컬럼 전극 라인으로부터 회수되는 전하를 하나의 커패시터에 저장하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 절전회로.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 스위치와 연결되어서 상기 컬럼 라인에 싱크부에 병렬로 상기 스위치를 연결하며 R/G/B 각각의 컬럼 전극으로부터 회수되는 전하를 R/G/B 각각의 컬럼 전극끼리 별도의 커패시터를 사용하여 저장하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 절전회로.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 스위치에 R/G/B 각각의 컬럼 전극으로부터 회수되는 전하를 R/G/B 각각의 컬럼 전극 라인끼리 별도의 탱크 커패시터를 사용하여 저장하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 절전회로.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 컬럼 라인에 존재하는 기생 커패시터를 회수하기 위한 상기 스위치에 R/G/B 각각의 컬럼 전극으로부터 회수되는 전하를 R/G/B 각각의 컬럼 전극 라인끼리 별도의 탱크 커패시터를 사용하여 저장하는 유기 EL 회로의 구동부에 있어서,

   상기 R/G/B 각각의 탱크 커패시터에 축적되는 전압을 일정하게 유지하고 또한 R/G/B 각각의 전압을 다르게 설정하기 위하여 제너(Zenor) 다이오드를 R/G/B 각각의 탱크 커패시터에 사용하여 R/G/B 별로 다른 일정한 전압을 유지하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 절전회로
8. 제 4 항에 있어서,

   상기 탱크 커패시터에 축적된 전하를 DC-DC 컨버터의 입력전원으로 사용하여 전체 시스템의 파워를 줄이는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 절전회로.