KR20090131080A - 유기발광다이오드 표시장치와 그 구동방법 - Google Patents

유기발광다이오드 표시장치와 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소비전력을 저감하도록 한 유기발광다이오드 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
이 유기발광다이오드 표시장치는 다수의 데이터라인들과 다수의 게이트라인들의 교차 영역마다 각각 유기발광다이오드를 갖는 다수의 화소들이 형성되고, 상기 화소들에 접속되는 제1 및 제2 구동전압 공급라인이 형성된 표시패널; 및 상온 대비 낮은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 상기 제1 구동전압 공급라인에 인가될 고전위 구동전압의 레벨을 낮춤과 아울러 상기 제2 구동전압 공급라인에 인가될 저전위 구동전압의 레벨을 높이는 반면, 상온 대비 높은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 상기 고전위 구동전압의 레벨을 높임과 아울러 상기 저전위 구동전압의 레벨을 낮추는 DC-DC 컨버터를 구비한다.

Description

유기발광다이오드 표시장치와 그 구동방법{Organic Light Emitting Diode Display And Driving Method Thereof}
본 발명은 유기발광다이오드 표시장치에 관한 것으로 특히, 소비전력을 저감하도록 한 유기발광다이오드 표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들(Flat Panel Display, FPD)이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 "LCD"라 한다), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 한다) 및 전계발광소자(Electroluminescence Device) 등이 있다.
PDP는 구조와 제조공정이 단순하기 때문에 경박단소하면서도 대화면화에 가장 유리한 표시장치로 주목받고 있지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다. 스위칭 소자로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT" 라 함)가 적용된 TFT LCD는 가장 널리 사용되고 있는 평판표시소자이지만 비발광소자이기 때문에 시야각이 좁고 응답속도가 낮은 문제점이 있다. 이에 비하여, 전계발광소자는 발광층의 재료에 따라 무기발광다이오드 표시장치와 유기발광다이오드 표시장치로 대별되며, 이 중 유기발광다이오드 표시장치는 스스로 발광하는 자발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.
유기발광다이오드 표시장치는 도 1과 같은 유기발광다이오드를 가진다.
유기발광다이오드는 전계발광하는 유기 화합물층과, 유기 화합물층을 사이에 두고 대향하는 캐소드 전극(70) 및 애노드전극(100)을 포함한다. 유기 화합물층은 전자주입층(Electron injection layer : 78a), 전자수송층(Electron transport layer : 78b), 발광층(Emission layer : 78c), 정공수송층(Hole transport layer : 78d) 및 정공주입층(Hole injection layer : 78e)을 포함하여 다층으로 적층된다. 일반적으로, 캐소드전극(70)은 전도성이 높은 단일층의 불투명 금속으로 형성되고 애노드전극(100)은 투명 전도성 금속으로 형성된다. 애노드전극(100)과 캐소드전극(70)에 구동전압이 인가되면 정공수송층(78d)을 통과한 정공과 전자수송층(78b)을 통과한 전자가 발광층(78c)으로 이동되어 여기자를 형성하고, 그 결과 발광층(78c)이 가시광을 발산하게 한다.
유기발광다이오드 표시장치는 도 1과 같은 유기발광다이오드를 가지는 화소를 매트릭스 형태로 배열하고 그 화소들을 데이터전압과 스캔전압으로 선택적으로 제어함으로써 화상을 표시한다.
이와 같은 유기발광다이오드 표시장치는 패씨브 매트릭스(passive matrix) 방식 또는, 스위칭소자로써 TFT를 이용하는 액티브 매트릭스(active matrix) 방식의 표시장치로 나뉘어진다. 이 중 액티브 매트릭스 방식은 능동소자인 TFT를 선택적으로 턴-온시켜 화소를 선택하고 스토리지 커패시터(Storage Capacitor)에 유지되는 전압으로 화소의 발광을 유지한다.
도 2는 액티브 매트릭스 방식의 유기발광다이오드 표시장치에 있어서 일반적인 2T1C(2개의 트랜지스터와 1개의 커패시터를 포함)의 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 2를 참조하면, 액티브 매트릭스 방식의 유기발광다이오드 표시장치의 화소는 유기발광다이오드(OLED), 서로 교차하는 데이터라인(DL) 및 게이트라인(GL), 스위치 TFT(SW), 구동 TFT(DR), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다.
스위치 TFT(SW)는 게이트라인(GL)으로부터의 스캔펄스에 응답하여 턴-온됨으로써 자신의 소스전극과 드레인전극 사이의 전류패스를 도통시킨다. 이 스위치 TFT(SW)의 온타임기간 동안 데이터라인(DL)으로부터의 데이터전압은 스위치 TFT(SW)의 소스전극과 드레인전극을 경유하여 구동 TFT(DR)의 게이트전극과 스토리지 커패시터(Cst)의 일측 전극에 인가된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 데이터전압과 고전위 구동전압(VDD) 사이의 차전압을 저장한 후, 한 프레임기간동안 일정하게 유지시킨다.
구동 TFT(DR)는 자신의 게이트전극에 인가되는 데이터전압에 따라 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 전류를 제어한다.
이러한 종래 유기발광다이오드 표시장치는 온도 변화에 상관없이 고정된 레 벨의 구동전압들(VDD,VSS)을 공급받아 구동된다.
그러나, 유기발광다이오드 표시장치의 구동전압은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 온도에 따라 변하는 특성을 갖는다. 다시 말해, 유기발광다이오드 표시장치에서 실제로 필요로 하는 구동전압은 도 3의 (B)와 같이 온도가 상승함에 따라 점점 감소하는 특성을 갖는다. 따라서, 도 3의 (A)와 같이 온도 변화에 상관없이 일정한 레벨로 구동전압을 공급하는 경우 상온보다 높은 고온에서 필요 이상의 구동전압이 공급되게 됨으로써 불필요한 소비전력 증가를 초래한다.
한편, 고온에서의 소비전력 저감을 위해 구동전압을 낮추면, 도 4와 같이 상온보다 낮은 저온에서 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 전류량(Ioled)이 상온 및 고온에서 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 전류량과 달라져 구동 신뢰성이 크게 저하하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 구동 신뢰성을 저하시키지 않으면서 소비전력을 저감할 수 있도록 한 유기발광다이오드 표시장치와 그 구동방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 다수의 데이터라인들과 다수의 게이트라인들의 교차 영역마다 각각 유기발광다이오드를 갖는 다수의 화소들이 형성되고, 상기 화소들에 접속되는 제1 및 제2 구동전압 공급라인이 형성된 표시패널; 및 상온 대비 낮은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 상기 제1 구동전압 공급라인에 인가될 고전위 구동전압의 레벨을 낮춤과 아울러 상기 제2 구동전압 공급라인에 인가될 저전위 구동전압의 레벨을 높이는 반면, 상온 대비 높은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 상기 고전위 구동전압의 레벨을 높임과 아울러 상기 저전위 구동전압의 레벨을 낮추는 DC-DC 컨버터를 구비한다.
상기 DC-DC 컨버터는, 온도 변화에 따라 가변되는 고전위 구동전압을 발생하기 위해 그 출력단 일측에 접속된 제1 써미스터 저항부를 갖는 고전위 구동전압 발생회로; 및 온도 변화에 따라 가변되는 저전위 구동전압을 발생하기 위해 그 출력단 일측에 접속된 제2 써미스터 저항부를 갖는 저전위 구동전압 발생회로를 구비하고; 상기 제1 및 제2 써미스터 저항부 각각에 포함된 써미스터 소자는 온도의 증가에 비례하여 그 저항값이 감소한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 다수의 데이터라인들과 다수의 게이트라인들의 교차 영역마다 각각 유기발광다이오드를 갖는 다수의 화소들이 형성되고, 상기 화소들에 접속되는 제1 및 제2 구동전압 공급라인이 형성된 표시패널; 및 상온 대비 낮은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 상기 제1 구동전압 공급라인에 인가될 고전위 구동전압의 레벨을 낮추는 반면, 상온 대비 높은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 상기 고전위 구동전압의 레벨을 높이는 DC-DC 컨버터를 구비하고; 상기 DC-DC 컨버터를 통해 상기 제2 구동전압 공급라인에 인가될 저전위 구동전압의 레벨은 기저 전압으로 일정하게 유지된다.
상기 DC-DC 컨버터는, 온도 변화에 따라 가변되는 고전위 구동전압을 발생하기 위해 그 출력단 일측에 접속된 써미스터 저항부를 갖는 고전위 구동전압 발생회로; 및 온도 변화에 상관없이 일정한 기저 전압을 발생하는 저전위 구동전압 발생회로를 구비하고; 상기 써미스터 저항부에 포함된 써미스터 소자는 온도의 증가에 비례하여 그 저항값이 감소한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 다수의 데이터라인들과 다수의 게이트라인들의 교차 영역마다 각각 유기발광다이오드를 갖는 다수의 화소들이 형성되고, 상기 화소들에 접속되는 제1 및 제2 구동전압 공급라인이 형성된 표시패널; 및 상온 대비 낮은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 상기 제2 구동전압 공급라인에 인가될 저전위 구동전압의 레벨을 높이는 반면, 상온 대비 높은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 상기 저전위 구동전압의 레벨을 낮추는 DC-DC 컨버터를 구비하고; 상기 DC-DC 컨버터를 통해 상기 제1 구동전압 공급라인에 인가될 고전위 구동전압의 레벨은 일정하게 유지된다.
상기 DC-DC 컨버터는, 온도 변화에 상관없이 일정한 레벨의 고전위 구동전압을 발생하는 고전위 구동전압 발생회로; 및 온도 변화에 따라 가변되는 저전위 구동전압을 발생하기 위해 그 출력단 일측에 접속된 써미스터 저항부를 갖는 저전위 구동전압 발생회로를 구비하고; 상기 써미스터 저항부에 포함된 써미스터 소자는 온도의 증가에 비례하여 그 저항값이 감소한다.
본 발명의 일 실시예에 따라 다수의 데이터라인들과 다수의 게이트라인들의 교차 영역마다 각각 유기발광다이오드를 갖는 다수의 화소들이 형성되고, 상기 화소들에 접속되는 제1 및 제2 구동전압 공급라인이 형성된 표시패널을 갖는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법은, 상온 대비 낮은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 고전위 구동전압의 레벨을 낮춤과 아울러 저전위 구동전압의 레벨을 높이는 반면, 상온 대비 높은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 상기 고전위 구동전압의 레벨을 높임과 아울러 상기 저전위 구동전압의 레벨을 낮추는 단계; 및 상기 고전위 구동전압 및 저전위 구동전압을 각각 상기 제1 구동전압 공급라인 및 상기 제2 구동전압 공급라인에 공급하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시장치와 그 구동방법은 써미스터를 갖는 DC-DC 컨버터를 이용하여 온도에 따라 그 전압 레벨이 가변되는 고전위 구동전압 및/또는 저전위 구동전압을 발생한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 유기발광다이오드 표시장치와 그 구동방법은 상온 대비 낮은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 고온에서는 고전위 구동전압 낮춤과 아울러/낮추거나 저저위 구동전압을 높임으로써 필요 이상의 소비전력이 소모되지 않도록 할 수 있다. 반면, 상온 대비 높은 유기발광다이오드 구동전압이 필 요한 저온에서는 고전위 구동전압을 높임과 아울러/높이거나 저저위 구동전압을 낮춤으로써 유기발광다이오드 표시장치의 구동 신뢰성을 높일 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치를 나타내는 블럭도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 표시패널(116), 게이트 구동회로(118), 데이터 구동회로(120), 타이밍 콘트롤러(124) 및 DC-DC 컨버터(126)를 구비한다.
표시패널(116)은 m개의 데이터라인들(DL1 내지 DLm) 및 n개의 게이트라인들(GL1 내지 GLn)을 구비함과 아울러, 이들의 교차 영역에 형성된 m×n 개의 화소(122)들을 구비한다. 화소(122)들 각각은 입력 디지털 비디오 데이터(Data)를 기반으로 자발광되어 계조를 구현하는 유기발광다이오드(OLED)를 포함한다. 이러한 표시패널(116)에는 각각의 화소(122)들에 가변 고전위 구동전압(aVDD)을 공급하는 신호배선들(a)과 가변 저전위 구동전압(aVSS)을 공급하는 신호배선들(b)이 형성된다. 화소(122)들 각각은 도 2에 도시된 것과 실질적으로 동일한 회로 구성을 갖는다. 또한, 화소(122)들 각각은 도 2에 도시된 것 이외에도 공지의 어떠한 회로 구성을 가질수 있음은 물론이다.
타이밍 콘트롤러(124)는 외부 시스템 보드로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(Data)를 표시패널(116)의 해상도에 맞게 재정렬하여 데이터 구동회로(120)에 공급한다. 또한, 타이밍 콘트롤러(124)는 수평 및 수직 동기신호(H,Vsync)와 데이터 인에이블 신호(Data Enable : DE) 및 도트 클럭(CLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 게이트 구동회로(118) 및 데이터 구동회로(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(GDC,DDC,SDC)을 발생한다.
게이트 구동회로(118)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC)는 한 화면이 표시되는 1 수직기간 중에서 스캔이 시작되는 시작 수평라인을 지시하는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse : GSP), 게이트 구동회로(118) 내의 쉬프트 레지스터에 입력되어 게이트 스타트 펄스(GSP)를 순차적으로 쉬프트시키기 위한 타이밍 제어신호로써 화소(122) 내의 데이터기입 TFT의 온(ON) 기간에 대응하는 펄스폭으로 발생되는 게이트 쉬프트 클럭신호(Gate Shift Clock : GSC), 및 게이트 구동회로(118)의 출력을 지시하는 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable : GOE) 등을 포함한다.
데이터 구동회로(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC)는 라이징(Rising) 또는 폴링(Falling) 에지에 기준하여 데이터 구동회로(120) 내에서 데이터의 래치동작을 지시하는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock : SSC) 및 데이터 구동회로(120)의 출력을 지시하는 소스 출력 인에이블신호(SOE) 등을 포함한다.
데이터 구동회로(120)는 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에 응답하여 입력 데이 터(Data)를 감마기준전압 발생부(미도시)로부터의 감마기준전압들을 기반으로 아날로그 감마전압으로 변환하고, 그 아날로그 감마전압을 데이터전압(Vdata)으로써 표시패널(116)의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 이를 위해, 데이터 구동회로(120)는 클럭신호를 샘플링하기 위한 쉬프트레지스터, 변조 데이터(MData)를 일시저장하기 위한 레지스터, 쉬프트레지스터로부터의 클럭신호에 응답하여 변조 데이터(MData)를 1 라인분씩 저장하고 저장된 1 라인분의 변조 데이터(MData)를 동시에 출력하기 위한 래치, 래치로부터의 디지털 데이터값에 대응하여 감마기준전압을 참조로 아날로그 감마전압을 선택하고 이 아날로그 감마전압을 데이터전압(Vdata)으로써 데이터라인들(DL1 내지 DLk : k＜m)에 공급하는 디지털/아날로그 변환기, 및 디지털/아날로그 변환기와 데이터라인들(DL1 내지 DLk) 사이에 접속된 출력버퍼 등을 포함하는 다수의 데이트 드라이브 IC들로 구성된다.
게이트 구동회로(118)는 데이터전압(Vdata)이 공급될 표시패널(116)의 수평라인을 선택하는 스캔펄스(SP)를 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 순차적으로 공급한다. 이를 위해, 게이트 구동회로(118)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 화소(122)의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 레벨 쉬프터와 게이트라인들(GL1 내지 GLk : k＜n) 사이에 접속되는 출력 버퍼를 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 IC들로 구성된다.
DC-DC 컨버터(126)는 온도에 따라 그 저항값이 달라지는 써미스터(Thermistor)를 포함하여 온도에 따라 그 전압 레벨이 가변되는 구동전압들(aVDD, aVSS)을 발생한다. 특히, DC-DC 컨버터(126)는 상온(25℃) 대비 낮은 유 기발광다이오드 구동전압이 필요한 특정 온도 범위(고온)에서는 고전위 구동전압(aVDD)을 낮춤과 아울러 저저위 구동전압(aVSS)을 높임으로써 필요 이상의 소비전력이 소모되지 않도록 한다. 반면, DC-DC 컨버터(126)는 상온(25℃) 대비 높은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 특정 온도 범위(저온)에서는 고전위 구동전압(aVDD)을 높임과 아울러 저저위 구동전압(aVSS)을 낮춤으로써 유기발광다이오드 표시장치의 구동 신뢰성을 높인다. 이를 위해, DC-DC 컨버터(126)는 변화되는 온도에 대응하여 가변 고전위 구동전압(aVDD)을 발생하기 위한 고전위 구동전압 발생회로(127)와, 변화되는 온도에 대응하여 가변 저전위 구동전압(aVSS)을 발생하기 위한 저전위 구동전압 발생회로(128)를 포함한다.
도 6은 가변 고전위 구동전압(aVDD)을 발생하기 위한 고전위 구동전압 발생회로(127)를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 고전위 구동전압 발생회로(127)는 스위치 IC(127a), 인덕터(L), 다이오드(D), 고전위 출력전압 조절부(127b), 보상 커패시터(Ct), 입력 커패시터(Ci) 및 출력 커패시터(Co)를 구비한다. 이러한 고전위 구동전압 발생회로(127)는 써미스터 저항을 갖는 부스터 컨버터(Booster Converter)로 구현된다.
스위치 IC(127a)는 입력 노드(ni)에 접속된 입력 단자(IN), 제1 노드(n1)에 접속된 스위치 단자(SW), 제2 노드(n2)에 접속된 피드백 단자(FB) 및 그라운드에 접속된 그라운드 단자(GND)를 포함하며, 스위치 단자(SW)에 인가되는 제어 신호에 응답하여 턴 온 됨으로써 제1 노드(n1)와 그라운드 사이의 전류 패스를 형성하여 입력 노드(ni)로부터 제1 노드(n1)로 흐르는 전류 에너지를 인덕터(L)에 저장시키 는 반면, 스위치 단자(SW)에 인가되는 제어 신호에 응답하여 턴 오프 됨으로써 제1 노드(n1)와 그라운드 사이의 전류 패스를 차단하여 제1 노드(n1)에 인가되는 인덕터(L) 저장에너지를 다이오드(D)로 공급한다.
인덕터(L)는 입력 노드(ni)와 제1 노드(n1) 사이에 접속되어 스위치 IC(127a)의 턴 온 시 입력 에너지를 저장한 후, 스위치 IC(127a)의 턴 오프 시 이 저장된 입력 에너지를 다이오드(D)에 인가한다.
다이오드(D)는 제1 노드(n1)에 접속된 애노드전극, 출력 노드(no)에 접속된 캐소드전극을 구비하여 자신에게 인가되는 인덕터(L) 에너지를 출력 노드(no)로 출력한다.
고전위 출력전압 조절부(127b)는 제2 노드(n2)와 출력 노드(no) 사이에 접속된 써미스터 저항부(Rth)와, 제2 노드(n2)와 그라운드 사이에 접속된 출력 저항(Ro)을 구비한다. 이 고전위 출력전압 조절부(127b)는 아래의 수학식 1에 따라 제2 노드(n2)에 인가되는 포지티브 기준전압(PVref)을 참조하여 출력 노드(no)로 출력되는 인덕터(L) 에너지의 레벨을 가변시킨 후, 이 가변된 레벨의 에너지를 고전위 구동전압(aVDD)으로 하여 표시패널(116)의 신호배선들(a)에 공급한다.
aVDD = PVref * {1 + (Rth/Ro)}
여기서, 써미스터 저항부(Rth)는 도 7에 도시된 바와 같이 써미스터 저항(Rt), 써미스터 저항(Rt)과 병렬 접속된 제1 저항(R1), 및 써미스터 저항(Rt)과 제1 저항(R1)의 합성저항과 직렬 접속된 제2 저항(R2)로 이루어진다. 써미스터 저 항(Rt)은 온도의 증가에 비례하여 그 저항값이 감소하는 NTC 써미스터 (Negative Temperature Coefficient of Resistor)로 구현된다. 제1 저항(R1)은 써미스터 저항(Rt) 값의 변화율을 조정하기 위한 것이고, 제2 저항(R2)는 써미스터 저항부(Rth)의 전체 저항값을 조정하기 위한 것이다.
따라서, 온도가 상온보다 높아지면 질수록 써미스터 저항부(Rth)의 전체 저항값은 상온 대비 감소하므로, 도 8과 같이 출력되는 가변 고전위 구동전압(aVDD)은 상온일때와 비교하여 낮아지게 된다. 반면, 온도가 상온보다 낮아지면 질수록 써미스터 저항부(Rth)의 전체 저항값은 상온 대비 증가하므로, 도 8과 같이 출력되는 가변 고전위 구동전압(aVDD)은 상온일때와 비교하여 높아지게 된다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 고전위 구동전압 발생회로(127)는 저온에서의 구동 신뢰성을 저하시키지 않으면서도 고온에서 불필요한 소비전력을 저감할 수 있게 된다.
도 6에서, 보상 커패시터(Ct)는 포지티브 기준전압(PVref)의 위상을 보상하는 기능을 하고, 출력 커패시터(Co)는 출력되는 가변 고전위 구동전압(aVDD)을 안정화시키는 기능을 한다. 그리고, 입력 커패시터(Ci)는 입력 전압(Vin)에 포함된 리플(Ripple)을 제거하는 기능을 한다.
도 9는 가변 저전위 구동전압(aVSS)을 발생하기 위한 저전위 구동전압 발생회로(128)를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 저전위 구동전압 발생회로(128)는 스위치 IC(128a), 제1 및 제2 인덕터(L1,L2), 다이오드(D), 저전위 출력전압 조절부(127b), 쿡 커패시 터(Ccuk), 보상 커패시터(Ct), 입력 커패시터(Ci) 및 출력 커패시터(Co)를 구비한다. 이러한 저전위 구동전압 발생회로(128)는 써미스터 저항을 갖는 쿡 컨버터(Cuk Converter)로 구현된다.
스위치 IC(128a)는 입력 노드(ni)에 접속된 입력 단자(IN), 제1 노드(n1)에 접속된 스위치 단자(SW), 제2 노드(n2)에 접속된 피드백 단자(NFB) 및 그라운드에 접속된 그라운드 단자(GND)를 포함하며, 스위치 단자(SW)에 인가되는 제어 신호에 응답하여 턴 온 및 턴 오프 됨으로써 제1 노드(n1)와 그라운드 사이의 전류 패스를 절환한다.
제1 인덕터(L1)는 스위치 IC(128a)의 턴 온시 입력 노드(ni)로부터 제1 노드(n1)로 흐르는 전류 에너지를 저장하여 제1 노드(n1)에 인가되는 전압을 네커티브 레벨로 만들어 준다.
제2 인덕터(L2)는 스위치 IC(128a)의 턴 온시 출력 노드(no)로부터 제3 노드(n3)로 흐르는 전류 에너지를 저장하고, 스위치 IC(128a)의 턴 오프시 제3 노드(n3)에 걸리는 전압을 일정하게 유지한다.
쿡 커패시터(Ccuk)는 스위치 IC(128a)의 턴 온시 제1 및 제2 인덕터(L1,L2) 사이에서 에너지 전달하는 기능을 수행하며, 이를 통해 네거티브 출력 전압을 생성한다.
다이오드(D)는 제3 노드(n3)에 접속된 애노드전극, 그라운드에 접속된 캐소드전극을 구비하여 스위치 IC(128a)의 동작과 반대로 턴 온/턴 오프 된다. 즉, 다이오드(D)는 스위치 IC(128a)의 턴 온시에는 턴 오프되고, 스위치 IC(128a)의 턴 오프시에는 턴 온된다.
저전위 출력전압 조절부(128b)는 제2 노드(n2)와 출력 노드(no) 사이에 접속된 써미스터 저항부(Rth)와, 제2 노드(n2)와 그라운드 사이에 접속된 출력 저항(Ro)을 구비한다. 이 저전위 출력전압 조절부(128b)는 아래의 수학식 2에 따라 제2 노드(n2)에 인가되는 네거티브 기준전압(NVref)을 참조하여 출력 노드(no)로 출력되는 제2 인덕터(L2) 에너지의 레벨을 가변시킨 후, 이 가변된 레벨의 에너지를 저전위 구동전압(aVSS)으로 하여 표시패널(116)의 신호배선들(b)에 공급한다.
aVSS = NVref * {1 + (Rth/Ro)}
여기서, 써미스터 저항부(Rth)는 도 7에 도시된 바와 같이 써미스터 저항(Rt), 써미스터 저항(Rt)과 병렬 접속된 제1 저항(R1), 및 써미스터 저항(Rt)과 제1 저항(R1)의 합성저항과 직렬 접속된 제2 저항(R2)로 이루어진다. 써미스터 저항(Rt)은 온도의 증가에 비례하여 그 저항값이 감소하는 NTC 써미스터 (Negative Temperature Coefficient of Resistor)로 구현된다. 제1 저항(R1)은 써미스터 저항(Rt) 값의 변화율을 조정하기 위한 것이고, 제2 저항(R2)는 써미스터 저항부(Rth)의 전체 저항값을 조정하기 위한 것이다.
따라서, 온도가 상온보다 높아지면 질수록 써미스터 저항부(Rth)의 전체 저항값은 상온 대비 감소하므로, 도 10과 같이 출력되는 가변 저전위 구동전압(aVSS)은 상온일때와 비교하여 높아지게 된다. 반면, 온도가 상온보다 낮아지면 질수록 써미스터 저항부(Rth)의 전체 저항값은 상온 대비 증가하므로, 도 10과 같이 출력 되는 가변 저전위 구동전압(aVSS)은 상온일때와 비교하여 낮아지게 된다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 저전위 구동전압 발생회로(128)는 저온에서의 구동 신뢰성을 저하시키지 않으면서도 고온에서 불필요한 소비전력을 저감할 수 있게 된다.
도 9에서, 보상 커패시터(Ct)는 네거티브 기준전압(NVref)의 위상을 보상하는 기능을 하고, 출력 커패시터(Co)는 출력되는 가변 저전위 구동전압(aVSS)을 안정화시키는 기능을 한다. 그리고, 입력 커패시터(Ci)는 입력 전압(Vin)에 포함된 리플(Ripple)을 제거하는 기능을 한다.
한편, 도시하지는 않았지만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치에서는 본 발명의 일 실시예와 달리 DC-DC 컨버터내의 고전위 구동전압 발생회로에만 써미스터를 적용할 수 있다. 이 경우 DC-DC 컨버터를 통해 발생되는 저전위 구동전압은 온도 변화에 상관없이 기저전압(그라운드) 레벨로 일정하게 발생된다. 또한, 도시하지는 않았지만, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치에서는 본 발명의 일 실시예와 달리 DC-DC 컨버터내의 저전위 구동전압 발생회로에만 써미스터를 적용할 수 있다. 이 경우 DC-DC 컨버터의 고전위 구동전압 발생회로를 통해 발생되는 고전위 구동전압은 온도 변화에 상관없이 일정한 레벨로 발생된다.
이렇게 온도 변화에 대응하여 고전위 구동전압과 저전위 구동전압 중 어느 하나만 그 레벨을 변동시키더라도 기준전압(PVref/NVref)의 레벨을 어떻게 정하느냐에 따라 본 발명의 일 실시예에서 설명한 효과를 거둘 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 일반적인 유기발광다이오드 표시장치의 발광원리를 설명하는 다이어그램을 나타내는 도면.
도 2는 화소의 등가 회로도.
도 3은 온도 변화에 따른 유기발광다이오드 구동전압 특성 변화를 보여주는 도면.
도 4는 저온, 상온 및 고온에서의 유기발광다이오드 구동전압의 차이를 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치를 나타내는 블럭도.
도 6은 도 5의 고전위 구동전압 발생회로를 나타내는 회로도.
도 7은 도 6의 써미스터 저항부의 일 구성도.
도 8은 온도에 따라 그 레벨이 변하는 가변 고전위 구동전압을 보여주는 도면.
도 9는 도 5의 저전위 구동전압 발생회로를 나타내는 회로도.
도 10은 온도에 따라 그 레벨이 변하는 가변 저전위 구동전압을 보여주는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
116 : 표시패널 118 : 게이트 구동회로
120 : 데이터 구동회로 122 : 화소
124 : 타이밍 콘트롤러 126 : DC-DC 컨버터
127 : 고전위 구동전압 발생회로 128 : 저전위 구동전압 발생회로
127a,128a : 스위치 IC 127b,128b : 출력전압 조절부

Claims (9)

  1. 다수의 데이터라인들과 다수의 게이트라인들의 교차 영역마다 각각 유기발광다이오드를 갖는 다수의 화소들이 형성되고, 상기 화소들에 접속되는 제1 및 제2 구동전압 공급라인이 형성된 표시패널; 및
    상온 대비 낮은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 상기 제1 구동전압 공급라인에 인가될 고전위 구동전압의 레벨을 낮춤과 아울러 상기 제2 구동전압 공급라인에 인가될 저전위 구동전압의 레벨을 높이는 반면, 상온 대비 높은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 상기 고전위 구동전압의 레벨을 높임과 아울러 상기 저전위 구동전압의 레벨을 낮추는 DC-DC 컨버터를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 DC-DC 컨버터는,
    온도 변화에 따라 가변되는 고전위 구동전압을 발생하기 위해 그 출력단 일측에 접속된 제1 써미스터 저항부를 갖는 고전위 구동전압 발생회로; 및
    온도 변화에 따라 가변되는 저전위 구동전압을 발생하기 위해 그 출력단 일측에 접속된 제2 써미스터 저항부를 갖는 저전위 구동전압 발생회로를 구비하고;
    상기 제1 및 제2 써미스터 저항부 각각에 포함된 써미스터 소자는 온도의 증가에 비례하여 그 저항값이 감소하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장 치.
  3. 다수의 데이터라인들과 다수의 게이트라인들의 교차 영역마다 각각 유기발광다이오드를 갖는 다수의 화소들이 형성되고, 상기 화소들에 접속되는 제1 및 제2 구동전압 공급라인이 형성된 표시패널; 및
    상온 대비 낮은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 상기 제1 구동전압 공급라인에 인가될 고전위 구동전압의 레벨을 낮추는 반면, 상온 대비 높은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 상기 고전위 구동전압의 레벨을 높이는 DC-DC 컨버터를 구비하고;
    상기 DC-DC 컨버터를 통해 상기 제2 구동전압 공급라인에 인가될 저전위 구동전압의 레벨은 기저 전압으로 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 DC-DC 컨버터는,
    온도 변화에 따라 가변되는 고전위 구동전압을 발생하기 위해 그 출력단 일측에 접속된 써미스터 저항부를 갖는 고전위 구동전압 발생회로; 및
    온도 변화에 상관없이 일정한 기저 전압을 발생하는 저전위 구동전압 발생회로를 구비하고;
    상기 써미스터 저항부에 포함된 써미스터 소자는 온도의 증가에 비례하여 그 저항값이 감소하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  5. 다수의 데이터라인들과 다수의 게이트라인들의 교차 영역마다 각각 유기발광다이오드를 갖는 다수의 화소들이 형성되고, 상기 화소들에 접속되는 제1 및 제2 구동전압 공급라인이 형성된 표시패널; 및
    상온 대비 낮은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 상기 제2 구동전압 공급라인에 인가될 저전위 구동전압의 레벨을 높이는 반면, 상온 대비 높은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 상기 저전위 구동전압의 레벨을 낮추는 DC-DC 컨버터를 구비하고;
    상기 DC-DC 컨버터를 통해 상기 제1 구동전압 공급라인에 인가될 고전위 구동전압의 레벨은 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 DC-DC 컨버터는,
    온도 변화에 상관없이 일정한 레벨의 고전위 구동전압을 발생하는 고전위 구동전압 발생회로; 및
    온도 변화에 따라 가변되는 저전위 구동전압을 발생하기 위해 그 출력단 일측에 접속된 써미스터 저항부를 갖는 저전위 구동전압 발생회로를 구비하고;
    상기 써미스터 저항부에 포함된 써미스터 소자는 온도의 증가에 비례하여 그 저항값이 감소하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
  7. 다수의 데이터라인들과 다수의 게이트라인들의 교차 영역마다 각각 유기발광다이오드를 갖는 다수의 화소들이 형성되고, 상기 화소들에 접속되는 제1 및 제2 구동전압 공급라인이 형성된 표시패널을 갖는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법에 있어서,
    상온 대비 낮은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 고전위 구동전압의 레벨을 낮춤과 아울러 저전위 구동전압의 레벨을 높이는 반면, 상온 대비 높은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 상기 고전위 구동전압의 레벨을 높임과 아울러 상기 저전위 구동전압의 레벨을 낮추는 단계; 및
    상기 고전위 구동전압 및 저전위 구동전압을 각각 상기 제1 구동전압 공급라인 및 상기 제2 구동전압 공급라인에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
  8. 다수의 데이터라인들과 다수의 게이트라인들의 교차 영역마다 각각 유기발광다이오드를 갖는 다수의 화소들이 형성되고, 상기 화소들에 접속되는 제1 및 제2 구동전압 공급라인이 형성된 표시패널을 갖는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법에 있어서,
    상온 대비 낮은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 고전위 구동전압의 레벨을 낮추는 반면, 상온 대비 높은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 상기 고전위 구동전압의 레벨을 높이는 단계;
    저전위 구동전압의 레벨을 온도 변화에 상관없이 기저 전압으로 일정하게 유지시키는 단계; 및
    상기 고전위 구동전압 및 저전위 구동전압을 각각 상기 제1 구동전압 공급라인 및 상기 제2 구동전압 공급라인에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
  9. 다수의 데이터라인들과 다수의 게이트라인들의 교차 영역마다 각각 유기발광다이오드를 갖는 다수의 화소들이 형성되고, 상기 화소들에 접속되는 제1 및 제2 구동전압 공급라인이 형성된 표시패널을 갖는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법에 있어서,
    고전위 구동전압의 레벨을 온도 변화에 상관없이 일정하게 유지시키는 단계;
    상온 대비 낮은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 저전위 구동전압의 레벨을 높이는 반면, 상온 대비 높은 유기발광다이오드 구동전압이 필요한 온도 범위에서는 상기 고전위 구동전압의 레벨을 낮추는 단계; 및
    상기 고전위 구동전압 및 저전위 구동전압을 각각 상기 제1 구동전압 공급라인 및 상기 제2 구동전압 공급라인에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치의 구동방법.
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