KR20150123764A - 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

전원 공급 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150123764A
KR20150123764A KR1020150147628A KR20150147628A KR20150123764A KR 20150123764 A KR20150123764 A KR 20150123764A KR 1020150147628 A KR1020150147628 A KR 1020150147628A KR 20150147628 A KR20150147628 A KR 20150147628A KR 20150123764 A KR20150123764 A KR 20150123764A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power supply
switching
power
load level
output terminal
Prior art date
Application number
KR1020150147628A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101625817B1 (ko
Inventor
박혜민
우경돈
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020150147628A priority Critical patent/KR101625817B1/ko
Publication of KR20150123764A publication Critical patent/KR20150123764A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101625817B1 publication Critical patent/KR101625817B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3225—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix
    • G09G3/3233—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix with pixel circuitry controlling the current through the light-emitting element
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08—Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809—Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0842—Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G09G2330/021—Power management, e.g. power saving
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G09G2330/028—Generation of voltages supplied to electrode drivers in a matrix display other than LCD

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

본 발명은 전원 집적회로의 스위칭 소자에서 발생되는 스위칭 손실을 최소화하여 전원 집적회로의 효율을 향상시킬 수 있도록 한 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 전원 공급 장치는 입력단에 공급되는 입력 전원을 이용하여 직류 전원을 발생하고, 발생된 직류 전원을 출력단으로 출력하는 직류 전원 발생부; 및 상기 직류 전원 발생부에 접속된 복수의 스위칭 소자 중에서 적어도 하나의 스위칭 소자를 로드 레벨(Load Level)에 따라 선택적으로 스위칭시켜 상기 직류 전원을 원하는 전압 레벨로 조정하는 전원 집적회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

전원 공급 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{APPARATUS FOR SUPPLYING POWER AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 전원 집적회로의 스위칭 소자에서 발생되는 스위칭 손실을 최소화하여 전원 집적회로의 효율을 향상시킬 수 있도록 한 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
현재, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시 장치들이 개발되고 있다. 평판 표시 장치에는 액정 표시 장치(Liquid CryT1al Display), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 및 발광 다이오드 표시 장치(Light Emitting Diode Display) 등이 있다.
평판 표시 장치 중에서 발광 다이오드 표시 장치는 적어도 2개의 박막 트랜지스터를 이용하여 매트릭스(Matrix) 형태로 배열된 화소들에 형성된 발광소자에 화상 정보에 따른 전류를 공급함으로써 원하는 화상을 표시한다. 이러한 발광 다이오드 표시 장치의 각 화소들을 구동하기 위한 직류 전원을 공급하는 전원 공급장치를 포함하여 구성되게 된다.
도 1은 종래의 전원 공급장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 전원 공급장치는 인덕터(L), 다이오드(D), 및 전원 집적회로(10)를 구비한다.
인덕터(L)는 입력 전압(Vin)과 노드(N1) 사이에 접속된다.
다이오드(D)는 제 1 노드(N1)와 출력 단자(N2) 사이에 접속된다.
전원 집적회로(10)는 노드(N1)와 접지전압(VSS) 사이에 접속된 스위칭 소자(Q) 및 스위칭 소자(Q)의 스위칭(ON/OFF)을 제어하는 제어부(12)를 구비한다.
스위칭 소자(Q)는 제어부(12)의 스위칭 제어에 따라 스위칭되어 인덕터(L)에 에너지가 저장되거나, 인덕터(L)에 저장된 에너지가 출력되도록 한다.
제어부(12)는 출력 단자(N2)에 접속된 로드(Load)의 로드 레벨(Load Level)(LL)에 따라 스위칭 소자(Q)의 스위칭을 제어한다. 여기서, 로드는 평판 표시장치의 표시패널이 될 수 있다.
이러한 구성을 가지는 종래의 전원 공급장치는 전원 집적회로(10)에 접속된 스위칭 소자(Q)의 스위칭에 따라 인덕터(L)에 저장된 에너지를 다이오드(D)를 통해 출력 단자(N2)로 출력함으로써 입력되는 입력 전압(Vin)을 승압 또는 감압을 한다.
그러나, 종래의 전원 공급장치에서 스위칭 소자는 로드 레벨(load Level)의 크기에 상관없이 최적의 로드 레벨에서 최고의 효율을 가지도록 설계되어 있기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이, 낮은 로드 레벨 구간(A)에서는 효율이 저하된다.
따라서, 종래의 전원 공급장치는 낮은 로드 레벨 구간(A)에서 발생되는 스위칭 소자의 스위칭 손실(Switching loss)의 비율이 크기 때문에 낮은 로드 레벨 구간(A)에서 전원 집적회로(10)의 효율을 높일 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전원 집적회로의 스위칭 소자에서 발생되는 스위칭 손실을 최소화하여 전원 집적회로의 효율을 향상시킬 수 있도록 한 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전원 공급 장치는 입력단에 공급되는 입력 전원을 이용하여 직류 전원을 발생하고, 발생된 직류 전원을 출력단으로 출력하는 직류 전원 발생부; 및 상기 직류 전원 발생부에 접속된 복수의 스위칭 소자 중에서 적어도 하나의 스위칭 소자를 로드 레벨(Load Level)에 따라 선택적으로 스위칭시켜 상기 직류 전원을 원하는 전압 레벨로 조정하는 전원 집적회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 직류 전원 발생부는 상기 입력단과 제 1 노드에 접속된 인덕터; 상기 제 1 노드와 상기 출력단 사이에 접속된 다이오드; 및 상기 출력단과 기저 전원 사이에 접속된 커패시터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 전원 집적회로는 상기 직류 전원 발생부의 출력단에 접속된 로드(Load)에 걸리는 상기 로드 레벨을 검출하여 로드 레벨 신호를 생성하는 로드 레벨 검출부; 상기 로드 레벨 검출부로부터 공급되는 상기 로드 레벨 신호에 대응되는 스위칭 제어 신호와 스위치 선택신호를 생성하는 제어부; 상기 제 1 노드와 상기 기저 전원 사이에 전기적으로 병렬 접속되어 상기 스위칭 제어 신호에 따라 선택적으로 스위칭되어 상기 직류 전원을 원하는 전압 레벨로 조정하는 상기 복수의 스위칭 소자를 가지는 전압 레벨 조정부; 및 상기 스위치 선택신호에 따라 상기 복수의 스위칭 소자 중에서 적어도 하나의 스위칭 소자를 선택하고, 선택된 스위칭 소자에 상기 스위칭 제어신호를 공급하는 스위치 선택부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 입력단에 공급되는 입력 전원을 이용하여 직류 전원을 발생하고, 발생된 직류 전원을 출력단으로 출력하는 직류 전원 발생부; 및 상기 직류 전원 발생부에 접속된 복수의 스위칭 소자 중에서 적어도 하나의 스위칭 소자를 로드 레벨(Load Level)에 따라 선택적으로 스위칭시켜 상기 직류 전원을 원하는 전압 레벨로 조정하는 전원 집적회로를 포함하여 구성되는 전원 공급 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 복수의 데이터 라인과 복수의 주사 라인에 의해 정의되는 영역마다 형성되고, 직류 전원으로부터 전류에 의해 발광되는 발광소자와 상기 직류 전원으로부터 상기 발광소자에 흐르는 전류를 제어하는 화소 회로를 가지는 복수의 화소를 포함하는 표시패널; 상기 화소를 구동하기 위한 패널 구동부; 및 상기 화소에 상기 직류 전원을 공급하는 전원 공급 장치를 포함하며, 상기 전원 공급 장치는 입력단에 공급되는 입력 전원을 이용하여 직류 전원을 발생하고, 발생된 직류 전원을 출력단으로 출력하는 직류 전원 발생부; 및 상기 직류 전원 발생부에 접속된 복수의 스위칭 소자 중에서 적어도 하나의 스위칭 소자를 로드 레벨(Load Level)에 따라 선택적으로 스위칭시켜 상기 직류 전원을 원하는 전압 레벨로 조정하는 전원 집적회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치는 로드 레벨에 따라 직류 전원을 원하는 전압 레벨로 조정하기 위한 복수의 스위칭 소자 중에서 적어도 하나를 선택적으로 스위칭시켜 로드 레벨에 따라 스위칭 소자의 스위칭 손실을 최소화함으로써 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 낮은 로드 레벨 구간에서도 전원 집적회로의 효율을 높일 수 있다는 효과가 있다.
둘째, 전원 집적회로의 전체적인 효율을 향상시켜 소비전력을 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 종래의 전원 공급장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 전원 공급장치에 있어서, 로드 레벨에 따른 효율을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 전압 레벨 조정부의 제 1 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 전압 레벨 조정부의 제 2 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 3에 도시된 전압 레벨 조정부의 제 3 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 스위칭 소자의 Q값에 의한 로드 레벨별 효율을 테스트한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 화소의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급장치(100)는 직류 전원 발생부(110); 및 전원 집적회로(120)를 포함하여 구성된다.
직류 전원 발생부(110)는 인덕터(L), 다이오드(D), 커패시터(C)를 포함하여 구성된다.
인덕터(L)는 입력 전원(Vin)과 제 1 노드(N1) 사이에 접속되어 전원 집적회로(120)에 의해 입력 전원(Vin)으로부터 입력되는 전류의 변화량에 대응되는 전압을 저장한다.
다이오드(D)는 제 1 노드(N1)와 출력단(N2) 사이에 접속되어 전원 집적회로(120)에 의해 인덕터(L)로부터 공급되는 전압을 정류하여 출력한다. 여기서, 다이오드(D)는 역류방지용 다이오드로써, 인덕터(L)로부터 공급되는 전압이 출력단(N2)으로 공급되도록 한다.
커패시터(C)는 전원 집적회로(120)에 의해 다이오드(D)를 통해 인덕터(L)로부터 공급되는 전압을 충전하거나, 충전된 전압을 직류 전원(VDD)으로써 출력단(N2)으로 출력한다.
이와 같은, 직류 전원 발생부(110)는 전원 집적회로(120)의 제어에 따라 입력 전원(Vin)을 이용하여 소정의 직류 전원(VDD)을 발생하고, 발생된 직류 전원(VDD)을 출력단(N2)으로 출력한다.
전원 집적회로(120)는 로드 레벨 검출부(122), 제어부(124), 스위치 선택부(126); 및 전압 레벨 조정부(128)를 포함하여 구성된다.
로드 레벨 검출부(122)는 출력단(N2)에 접속되어 출력단(N2)으로부터 출력되는 직류 전원(VDD)에 의해 구동되는 로드(Load)에 걸리는 로드 레벨(LL)을 검출하고, 검출된 로드 레벨(LL)에 대응되는 로드 레벨 신호(LLS)를 생성한다. 여기서, 로드 레벨 검출부(122)는 검출된 로드 레벨(LL)을 1 mA 단위로 분류하고, 분류된 1 mA 단위로 로드 레벨 신호(LLS)를 생성할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 로드 레벨(LL)을 소정의 로드 레벨 단위로 로드 레벨 신호(LLS)를 생성할 수 있다.
제어부(124)는 로드 레벨 검출부(122)로부터 공급되는 로드 레벨 신호(LLS)에 대응되는 복수의 스위치 선택신호(SS)를 생성하여 스위치 선택부(126)에 공급한다. 제어부(124)에서 복수의 스위치 선택신호(SS)를 생성하는 구체적인 방법에 대해서는 후술하기로 한다.
그리고, 제어부(124)는 로드 레벨 검출부(122)로부터 공급되는 로드 레벨 신호(LLS)에 따라 출력단(N2)으로 출력되는 직류 전원(VDD)을 원하는 전압 레벨로 조정하기 위한 스위칭 제어신호(DTS)를 생성하여 스위치 선택부(126)에 공급한다.
스위치 선택부(126)는 제어부(124)로부터 공급되는 스위치 선택신호(SS)에 따라 제어부(124)로부터 공급되는 스위칭 제어신호(DTS)를 전압 레벨 조정부(128)에 공급한다.
제 1 실시 예에 따른 전압 레벨 조정부(128)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 서로 동일한 크기를 가지는 n개의 스위칭 소자(Q1 내지 Qn)를 포함하여 구성된다.
n개의 스위칭 소자(Q1 내지 Qn) 각각은 제 1 노드(N1)에 접속된 드레인 단자, 기저 전원(VSS)에 접속된 소스 단자, 및 스위치 선택부(126)에 접속된 게이트 단자를 포함하도록 제 1 노드(N1)와 기저 전원(VSS) 사이에 전기적으로 병렬 접속된다.
이러한, n개의 스위칭 소자(Q1 내지 Qn) 중에서 적어도 하나의 스위칭 소자는 스위치 선택부(126)로부터 공급되는 스위칭 제어신호(DTS)에 따라 스위칭되어 출력단(N2)으로 출력되는 직류 전원(VDD)을 원하는 전압 레벨로 조정한다.
이와 같은, 제 1 실시 예에 따른 전압 레벨 조정부(128)는 복수의 스위치 선택신호(SS)에 따라 스위치 선택부(126)에 의해 선택되는 적어도 하나의 스위칭 소자(Q1 내지 Qn)를 스위칭시킴으로써 출력단(N2)으로 출력되는 직류 전원(VDD)을 원하는 전압 레벨로 조정하게 된다.
제 2 실시 예에 따른 전압 레벨 조정부(128)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 각기 다른 크기를 가지는 n개의 스위칭 소자(Q1 내지 Qn)를 포함하여 구성된다.
n개의 스위칭 소자(Q1 내지 Qn) 각각은 제 1 노드(N1)에 접속된 드레인 단자, 기저 전원(VSS)에 접속된 소스 단자, 및 스위치 선택부(126)에 접속된 게이트 단자를 포함하도록 제 1 노드(N1)와 기저 전원(VSS) 사이에 전기적으로 병렬 접속된다.
이러한, n개의 스위칭 소자(Q1 내지 Qn) 중에서 적어도 하나의 스위칭 소자는 스위치 선택부(126)로부터 공급되는 스위칭 제어신호(DTS)에 따라 스위칭되어 출력단(N2)으로 출력되는 직류 전원(VDD)을 원하는 전압 레벨로 조정한다.
*이와 같은, 제 2 실시 예에 따른 전압 레벨 조정부(128)는 복수의 스위치 선택신호(SS)에 따라 스위치 선택부(126)에 의해 선택되는 적어도 하나의 스위칭 소자(Q1 내지 Qn)를 스위칭시킴으로써 출력단(N2)으로 출력되는 직류 전원(VDD)을 원하는 전압 레벨로 조정하게 된다.
제 3 실시 예에 따른 전압 레벨 조정부(128)는, 도 6에 도시된 바와 같이, n개의 스위칭부(1281 내지 128n)를 포함하여 구성된다.
n개의 스위칭부(1281 내지 128n) 각각은 제 1 노드(N1)와 기저 전원(VSS) 사이에 전기적으로 병렬 접속되어 스위치 선택부(126)로부터 공급되는 스위칭 제어신호(DTS)에 따라 스위칭되는 각기 다른 개수의 스위칭 소자(Q)를 포함하여 구성된다. 여기서, 스위칭 소자(Q) 각각은 제 1 노드(N1)에 접속된 드레인 단자, 기저 전원(VSS)에 접속된 소스 단자, 및 스위치 선택부(126)에 접속된 게이트 단자를 포함하여 구성된다. 이때 스위칭 소자(Q) 각각은 서로 동일한 크기의 게이트 폭을 가지도록 형성된다.
예를 들어, 제 1 스위칭부(1281)는 스위칭 제어신호(DTS)에 따라 스위칭되는 하나의 스위칭 소자(Q)로 구성되고, 제 2 스위칭부(1281)는 스위칭 제어신호(DTS)에 따라 동시에 스위칭되는 2개의 스위칭 소자(Q)로 구성됨과 아울러, 제 3 스위칭부(1263)는 스위칭 제어신호(DTS)에 따라 동시에 3개의 스위칭 소자(Q)로 구성될 수 있으며, 제 m 스위칭부(126m)는 스위칭 제어신호(DTS)에 따라 동시에 n개의 스위칭 소자(Q)로 구성될 수 있다. 결과적으로, 제 i(단, i는 1 내지 n 중 어느 하나의 자연수) 스위칭부는 j개의 스위칭 소자(Q)를 가지도록 구성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 각 스위칭부(1281 내지 126m)에 구성되는 스위칭 소자(Q)의 개수는 스위칭 소자(Q)의 효율에 따라 각기 다르게 설정될 수 있다.
이러한, n개의 스위칭부(1281 내지 128n) 중에서 적어도 하나의 스위칭부는 스위치 선택부(126)로부터 공급되는 스위칭 제어신호(DTS)에 따라 스위칭되어 출력단(N2)으로 출력되는 직류 전원(VDD)을 원하는 전압 레벨로 조정한다.
이와 같은, 제 3 실시 예에 따른 전압 레벨 조정부(128)는 복수의 스위치 선택신호(SS)에 따라 스위치 선택부(126)에 의해 선택되는 적어도 하나의 스위칭부(1281 내지 128n)를 스위칭시킴으로써 출력단(N2)으로 출력되는 직류 전원(VDD)을 원하는 전압 레벨로 조정하게 된다.
한편, 제어부(124)는 전압 레벨 조정부(128)에 구성된 스위칭 소자(Q)의 스위칭 손실을 최소화하여 전원 집적회로(120)의 효율을 높이기 위하여, 로드 레벨 신호(LLS)에 따른 복수의 스위치 선택신호(SS)를 생성하게 되는데, 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 스위칭 소자(Q)의 소비 전류는 게이트 전압과 주파수가 동일할 경우 스위칭 소자의 크기에 대응되는 Q(게이트 커패시턴스) 값에 비례하게 된다. 이에 따라, 전원 집적회로(120)의 효율은 스위칭 소자(Q)의 Q 값에 따른 소비전류의 차이에 의해 달라지게 된다.
도 7은 0.45nC의 Q값을 가지는 A 타입의 스위칭 소자(QA)와 2.6nC의 Q값을 가지는 B 타입의 스위칭 소자(QB) 각각을 사용하여 로드 레벨에 따른 효율을 테스트한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7에서 볼 수 있듯이, 로드 레벨의 전류 값이 22 mA 이하의 구간에서의 효율은 상대적으로 작은 크기를 가지는 A 타입의 스위칭 소자(QA)를 사용한 경우가 높은 반면에, 로드 레벨의 전류 값이 22 mA 이상의 구간에서의 효율은 상대적으로 큰 크기를 가지는 B 타입의 스위칭 소자(QB)를 사용한 경우가 높은 것을 알 수 있다. 결과적으로, 낮은 로드 레벨에서는 작은 크기의 스위칭 소자를 사용하고, 높은 로드 레벨에서는 큰 크기의 스위칭 소자를 사용할 경우 전원 집적회로(120)의 효율을 높일 수 있다는 것을 알 수 있다.
이러한 테스트 결과에 기초하여 제어부(124)는 낮은 로드 레벨에서는 상대적으로 적은 개수 또는 상대적으로 작은 크기의 스위칭 소자를 스위칭시키기 위한 스위치 선택신호(SS)를 생성하는 반면에, 높은 로드 레벨에서는 상대적으로 많은 개수 또는 상대적으로 큰 크기의 스위칭 소자를 스위칭시키기 위한 스위치 선택신호(SS)를 생성하게 된다.
제 1 실시 예에 있어서, 전압 레벨 조정부(128)가 도 4에 도시된 바와 같이, 동일한 크기를 가지는 n개의 스위칭 소자(Q1 내지 Qn)로 구성되고, 로드 레벨 신호(LLS)가 1 mA의 로드 레벨에 대응될 경우, 제어부(124)는 n개의 스위칭 소자(Q1 내지 Qn) 중에서 하나의 스위칭 소자만을 선택하여 스위칭시키기 위한 스위치 선택신호(SS)를 생성하게 되고, 반면에, 로드 레벨 신호(LLS)가 50 mA의 로드 레벨에 대응될 경우, 제어부(124)는 n개의 스위칭 소자(Q1 내지 Qn) 중에서 모든 스위칭 소자(Q1 내지 Qn)를 동시에 선택하여 스위칭시키기 위한 스위치 선택신호(SS)를 생성할 수 있다. 결과적으로, 제어부(124)는 로드 레벨 신호(LLS)의 크기에 따라 n개의 스위칭 소자(Q1 내지 Qn)를 적어도 하나의 스위칭 소자를 조합하여 동시에 스위칭시키기 위한 스위치 선택신호(SS)를 생성한다.
제 2 실시 예에 있어서, 전압 레벨 조정부(128)가 도 5에 도시된 바와 같이, 각기 다른 크기를 가지는 n개의 스위칭 소자(Q1 내지 Qn)로 구성되고, 로드 레벨 신호(LLS)가 1 mA의 로드 레벨에 대응될 경우, 제어부(124)는 n개의 스위칭 소자(Q1 내지 Qn) 중에서 제 1 스위칭 소자(Q1)를 선택하여 스위칭시키기 위한 스위치 선택신호(SS)를 생성하게 되고, 반면에, 로드 레벨 신호(LLS)가 50 mA의 로드 레벨에 대응될 경우, 제어부(124)는 n개의 스위칭 소자(Q1 내지 Qn) 중에서 제 n 스위칭 소자(Qn)를 선택하여 스위칭시키기 위한 스위치 선택신호(SS)를 생성할 수 있다. 결과적으로, 제어부(124)는 로드 레벨 신호(LLS)의 크기에 따라 n개의 스위칭 소자(Q1 내지 Qn) 중 어느 하나의 스위칭 소자를 스위칭시키기 위한 스위치 선택신호(SS)를 생성하거나, n개의 스위칭 소자(Q1 내지 Qn) 중 2개의 이상의 스위칭 소자를 조합하여 동시에 스위칭시키기 위한 스위치 선택신호(SS)를 생성할 수 있다.
제 3 실시 예에 있어서, 전압 레벨 조정부(128)가 도 6에 도시된 바와 같이, 동일한 크기를 가지는 스위칭 소자가 각기 다른 개수를 가지도록 구성된 n개의 스위칭부(1281 내지 128n)로 구성되고, 로드 레벨 신호(LLS)가 1 mA의 로드 레벨에 대응될 경우, 제어부(124)는 n개의 스위칭부(1281 내지 128n) 중에서 제 1 스위칭부(1281)를 선택하여 스위칭시키기 위한 스위치 선택신호(SS)를 생성하게 되고, 반면에, 로드 레벨 신호(LLS)가 50 mA의 로드 레벨에 대응될 경우, 제어부(124)는 n개의 스위칭부(1281 내지 128n) 중에서 제 n 스위칭부(128n)를 선택하여 스위칭시키기 위한 스위치 선택신호(SS)를 생성할 수 있다. 결과적으로, 제어부(124)는 로드 레벨 신호(LLS)의 크기에 따라 n개의 스위칭부(1281 내지 128n) 중 어느 하나의 스위칭 소자를 스위칭시키기 위한 스위치 선택신호(SS)를 생성하거나, n개의 스위칭부(1281 내지 128n) 중 2개의 이상의 스위칭부를 조합하여 동시에 스위칭시키기 위한 스위치 선택신호(SS)를 생성할 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 전원 공급 장치는 로드 레벨에 따라 직류 전원(VDD)을 원하는 전압 레벨로 조정하기 위한 복수의 스위칭 소자 중에서 적어도 하나를 선택적으로 스위칭시켜 로드 레벨에 따라 스위칭 소자의 스위칭 손실을 최소화함으로써 전원 집적회로(120)의 효율을 향상시킬 수 있으며, 소비전력을 감소시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 표시패널(200); 패널 구동부(300); 및 전원 공급 장치(400)를 포함하여 구성된다.
표시패널(200)은 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLj)과 복수의 주사 라인(SL1 내지 SLk)의 교차에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 화소(P)를 포함하여 구성된다.
각 화소(P)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 발광소자(OLED); 및 화소 회로(210)를 포함하여 구성된다.
발광소자(OLED)는 전원 공급 장치(400)로부터 직류 전원(VDD)이 공급되는 직류 전원 라인(PL)과 화소 회로(210) 사이에 형성되어 화소 회로(210)의 제어에 따라 직류 전원 라인(PL)으로부터 공급되는 전류에 의해 발광한다. 이때, 발광소자(OLED)는 직류 전원 라인(PL)에 접속된 애노드 단자, 화소 회로(210)에 접속된 캐소드 단자, 및 애노드 단자와 캐소드 단자 사이에 형광물질을 포함하도록 형성된 발광셀을 포함하여 구성된다. 이러한, 발광소자(OLED)는 애노드 단자로부터 캐소드 단자로 흐르는 전류에 따라 형광물질이 전기적으로 여기됨으로써 발광하여 광을 방출한다.
화소 회로(210)는 패널 구동부(300)로부터 공급되는 주사 신호에 응답하여 데이터 전압에 따라 발광소자(OLED)를 통해 직류 전원 라인(PL)으로부터 기저 전원 라인(VL)으로 흐르는 전류를 제어한다. 이를 위해, 화소 회로(210)는 스위칭 트랜지스터(ST), 구동 트랜지스터(DT), 및 커패시터(Cst)를 포함하여 구성된다.
스위칭 트랜지스터(ST)는 주사 라인(SL)에 공급되는 주사 신호에 따라 스위칭되어 데이터 라인(DL)에 공급되는 데이터 전압(VData)을 구동 트랜지스터(DT)에 공급한다. 여기서, 스위칭 트랜지스터(ST)는 주사 라인(SL)에 접속된 게이트 단자, 데이터 라인(DL)에 접속된 소스 단자, 구동 트랜지스터(DT)와 커패시터(Cst)에 공통적으로 접속된 드레인 단자를 포함하는 삼단자 소자이며, 예를 들어, 박막 트랜지스터가 될 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)는 스위칭 트랜지스터(ST)로부터 공급되는 데이터 전압(VData)에 따라 스위칭되어 직류 전원 라인(PL)으로부터 발광소자(OLED)를 통해 기저 전원 라인(VL)으로 흐르는 전류를 제어한다. 여기서, 구동 트랜지스터(DT)는 스위칭 트랜지스터(ST)의 드레인 단자에 접속된 게이트 단자, 발광소자(OLED)의 캐소드 단자에 접속된 드레인 단자, 및 기저 전원 라인(VL)에 접속된 소스 단자를 포함하는 삼단자 소자이며, 예를 들어, 박막 트랜지스터가 될 수 있다.
커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 단자와 기저 전원 라인(VL) 사이에 접속되어 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 단자에 공급되는 데이터 전압(VData)에 대응되는 전압 저장하고, 저장된 전압으로 구동 트랜지스터(DT)의 턴-온 상태를 1 프레임 동안 일정하게 유지시킨다.
한편, 상술한 화소 회로(210)는 2개의 트랜지스터(ST, DT) 및 하나의 커패시터(Cst)로 구성된 것을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 상기 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압을 보상하기 위한 적어도 하나의 보상 트랜지스터(미도시)와 적어도 하나의 보상 커패시터(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 구동 트랜지스터(DT)와 발광소자(OLED) 사이에 접속되어 이전단 주사 라인 또는 별도의 발광 제어 신호 라인(미도시)으로부터 공급되는 발광 제어신호에 따라 스위칭되는 발광 제어 트랜지스터(미도시)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
이와 같은, 각 화소(P)의 발광소자(OLED)는 주사 라인(SL)에 공급되는 주사 신호에 의해 스위칭되는 스위칭 트랜지스터(ST)를 통해 데이터 라인(DL)으로부터 공급되는 데이터 전압에 따라 스위칭되는 구동 트랜지스터(DT)에 의해 출력되는 전류(i)의 세기에 대응되는 광을 방출함으로써 소정의 영상을 표시한다. 이때, 발광소자(OLED)에 흐르는 전류(i)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트-소스 사이의 전압(Vgs), 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압(Vth), 및 데이터 전압(VData)에 따라 결정된다.
도 8에서, 패널 구동부(300)는 타이밍 제어부(310), 데이터 구동부(320), 및 주사 구동부(330)를 포함하여 구성된다.
타이밍 제어부(310)는 입력되는 입력 데이터 신호(RGB)를 표시패널(200)에 알맞도록 정렬하고, 정렬된 데이터 신호(R, G, B)를 데이터 구동부(320)에 공급한다. 또한, 타이밍 제어부(310)는 입력되는 타이밍 동기신호(TSS)를 이용하여 데이터 구동부(320) 및 주사 구동부(330)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호를 생성하여 데이터 구동부(320)와 주사 구동부(330) 각각에 공급한다. 여기서, 타이밍 동기신호(TSS)는 수직 동기신호(Vsync); 수평 동기신호(Hsync); 데이터 인에이블 신호(Data Enable); 및 도트클럭(DCLK) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 타이밍 제어신호들은 표시패널(200)의 데이터 라인(DL)에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 제어신호(DCS); 및 표시패널(20)의 주사 라인(SL)을 주사하기 위한 주사 제어신호(SCS)를 포함하여 구성될 수 있다.
데이터 구동부(320)는 타이밍 제어부(310)로부터 공급되는 데이터 제어신호(DCS)에 따라 타이밍 제어부(310)로부터 공급되는 데이터 신호(R, G, B)에 대응되는 1 수평 라인분의 데이터 전압을 생성하고, 생성된 1 수평 라인분의 데이터 전압 각각을 각 데이터 라인(DL1 내지 DLj)을 통해 각 화소(P)에 공급한다.
주사 구동부(330)는 타이밍 제어부(310)로부터 공급되는 주사 제어신호(SCS)에 따라 주사 신호를 생성하고, 생성된 주사 신호를 주사 라인(SL1 내지 SLk)에 순차적으로 주사한다.
전원 공급 장치(400)는 입력 전원(Vin)을 이용하여 패널 구동부(300)의 구동에 필요한 구동 전압(VCC)을 생성하고, 생성된 구동 전압(VCC)을 패널 구동부(300)에 공급한다.
또한, 전원 공급 장치(400)는 표시패널(200)의 걸리는 로드(Load)에 따라 직류 전원(VDD)을 생성하여 표시패널(200)에 형성된 직류 전원 라인(PL)에 공급함으로써 각 화소(P)에 공급되도록 한다. 이를 위해, 전원 공급 장치(400)는 도 3 내지 도 6에 도시된 전원 공급 장치(100)와 동일하게 구성되는 것으로, 이에 대한 상세한 설명은 도 3 내지 도 6을 참조하여 상술한 전원 공급 장치(100)에 대한 설명으로 대신하기로 한다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 전류에 의해 발광하는 발광소자를 가지는 구성된 표시패널(200)을 포함하는 발광 다이오드 표시장치를 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 상술한 전원 공급 장치(100, 400)를 포함하도록 구성된 평판 표시장치가 될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100, 400: 전원 공급 장치 110: 직류 전원 발생부
120: 전원 집적회로 122: 로드 레벨 검출부
124: 제어부 126: 스위치 선택부
128: 전압 레벨 조정부 1281 내지 128m: 스위칭부
200: 표시패널 210: 화소 회로
300: 패널 구동부 310: 타이밍 제어부
320: 데이터 구동부 330: 주사 구동부

Claims (6)

  1. 입력단에 공급되는 입력 전원을 이용해 직류 전원을 발생하여 출력단으로 출력하는 직류 전원 발생부; 및
    상기 직류 전원 발생부의 출력단으로 출력되는 직류 전원의 전압 레벨을 조정하는 전원 집적회로를 포함하며,
    상기 전원 집적회로는,
    상기 입력단과 출력단 사이의 제 1 노드와 기저 전원 사이에 전기적으로 병렬 접속되면서 각기 다른 크기의 게이트 폭을 갖는 복수의 스위칭 소자;
    상기 출력단에 접속된 로드(Load)에 걸리는 로드 레벨(Load Level)을 검출하여 로드 레벨 신호를 생성하는 로드 레벨 검출부; 및
    상기 로드 레벨 신호에 따라 상기 복수의 스위칭 소자 중 적어도 하나의 스위칭 소자를 스위칭시키는 제어부를 포함하는, 전원 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 직류 전원 발생부는,
    상기 입력단과 상기 제 1 노드에 접속된 인덕터;
    상기 제 1 노드와 상기 출력단 사이에 접속된 다이오드; 및
    상기 출력단과 상기 기저 전원 사이에 접속된 커패시터를 포함하는, 전원 공급장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 로드 레벨 신호에 대응되는 스위치 선택신호와 스위칭 제어신호를 생성하며,
    상기 전원 집적회로는 상기 스위치 선택신호에 따라 상기 복수의 스위칭 소자 중 적어도 하나의 스위칭 소자를 선택하고, 선택된 적어도 하나의 스위칭 소자에 상기 스위칭 제어신호를 공급하는 스위치 선택부를 더 포함하는, 전원 공급 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 전원 공급 장치로부터 공급되는 직류 전원을 이용하여 영상을 표시하는 복수의 화소를 포함하는, 디스플레이 장치.
  5. 복수의 데이터 라인과 복수의 주사 라인에 의해 정의되는 영역마다 형성된 복수의 화소를 가지는 표시패널;
    상기 화소를 구동하기 위한 패널 구동부; 및
    상기 화소에 직류 전원을 공급하는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 전원 공급 장치를 포함하며,
    상기 화소는,
    상기 직류 전원과 기저 전원 사이에 접속되어 흐르는 전류에 의해 발광하는 발광소자; 및
    상기 적어도 하나의 주사 라인과 상기 데이터 라인에 접속되어 상기 데이터 라인에 공급되는 데이터 신호에 따라 상기 발광소자에 흐르는 전류를 제어하는 화소 회로를 포함하는, 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전원 집적회로는 상기 표시패널에 걸리는 상기 로드 레벨에 따라 상기 직류 전원의 전압 레벨을 조정하는, 디스플레이 장치.
KR1020150147628A 2015-10-22 2015-10-22 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 KR101625817B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150147628A KR101625817B1 (ko) 2015-10-22 2015-10-22 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150147628A KR101625817B1 (ko) 2015-10-22 2015-10-22 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090124704A Division KR101576024B1 (ko) 2009-12-15 2009-12-15 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150123764A true KR20150123764A (ko) 2015-11-04
KR101625817B1 KR101625817B1 (ko) 2016-05-31

Family

ID=54600167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150147628A KR101625817B1 (ko) 2015-10-22 2015-10-22 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101625817B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170140624A (ko) * 2016-06-13 2017-12-21 엘지디스플레이 주식회사 전원공급부를 포함하는 표시장치
CN113992005A (zh) * 2021-10-18 2022-01-28 Tcl华星光电技术有限公司 显示供电模块及显示装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970030113A (ko) * 1995-11-30 1997-06-26 엄길용 전계방출 표시기의 셀 구동장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170140624A (ko) * 2016-06-13 2017-12-21 엘지디스플레이 주식회사 전원공급부를 포함하는 표시장치
CN113992005A (zh) * 2021-10-18 2022-01-28 Tcl华星光电技术有限公司 显示供电模块及显示装置
CN113992005B (zh) * 2021-10-18 2024-01-30 Tcl华星光电技术有限公司 显示供电模块及显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR101625817B1 (ko) 2016-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200082768A1 (en) Gate driver circuit, display panel, and display device
KR102048562B1 (ko) 유기전계발광 표시장치 및 그의 구동방법
KR102141238B1 (ko) 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치
KR101938880B1 (ko) 유기발광다이오드 표시장치
KR100907391B1 (ko) 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치
KR100821055B1 (ko) 유기전계발광 표시장치와 그의 구동방법
KR101738920B1 (ko) 유기전계발광 표시장치
KR101674153B1 (ko) 유기전계발광 표시장치 및 그의 구동방법
KR101142660B1 (ko) 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치
KR20100059318A (ko) 유기전계발광 표시장치 및 그의 구동방법
KR20090128683A (ko) 유기전계발광 표시장치
KR20140077789A (ko) 유기 발광 표시 장치 및 그 구동방법
KR20120009669A (ko) 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치
KR20120015076A (ko) 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치
KR20130123218A (ko) 유기전계 발광소자 표시장치, 이의 구동회로 및 방법
KR20100098860A (ko) 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치
US9318052B2 (en) Compensating organic light emitting diode display device and method for driving the same using two adjacent gate lines per pixel
KR20170070936A (ko) 표시장치와 그 전원 집적 회로의 제어 방법
KR101928018B1 (ko) 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치
KR20100059316A (ko) 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치
KR20160008705A (ko) 화소 및 이를 이용한 유기전계발광 표시장치
US20140300592A1 (en) Display device and method of driving the same
KR20140046113A (ko) 유기전계발광 표시장치 및 그의 구동방법
KR20200030431A (ko) 게이트 구동 회로, 디스플레이 패널, 디스플레이 장치
KR20120053688A (ko) 유기 발광 다이오드 표시장치와 그 구동방법

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190417

Year of fee payment: 4