KR20160080291A - 표시장치와 이의 구동방법 - Google Patents

표시장치와 이의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시패널, 전원 공급부 및 전원 제어부를 포함하는 표시장치를 제공한다. 표시패널은 영상을 표시한다. 전원 공급부는 표시패널에 전원전압을 공급한다. 전원 제어부는 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기와 동기 하여 전원 공급부를 제어하되, 스캔 구동부, 데이터 구동부 및 타이밍 제어부의 동기신호 중 하나 이상과 전원 공급부의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수가 동기화하도록 제어한다.

Description

표시장치와 이의 구동방법{Display Device and Driving Method thereof}
본 발명은 표시장치와 이의 구동방법에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Diode Display: OLED), 전기영동표시장치(Electro Phoretic Display; EPD) 및 플라즈마액정패널(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 표시장치의 사용이 증가하고 있다.
앞서 설명한 표시장치 중 일부 예컨대, 액정표시장치나 유기전계발광표시장치에는 매트릭스 형태로 배치된 복수의 서브 픽셀을 포함하는 표시패널과 표시패널을 구동하는 구동부가 포함된다. 구동부에는 표시패널에 스캔신호(또는 게이트신호)를 공급하는 스캔 구동부 및 표시패널에 데이터신호를 공급하는 데이터 구동부 등이 포함된다.
위와 같은 표시장치는 전원 공급부로부터 출력된 전원과 스캔 구동부 및 데이터 구동부로부터 출력된 스캔신호 및 데이터신호를 기반으로 표시패널이 빛을 발광 또는 투과시키게 됨에 따라 특정 영상을 표시하게 된다.
종래에는 전원의 흔들림에 의해 표시패널의 화면에 플리커(Flicker; 깜빡임)가 발생하는 문제를 개선하기 위해 전원 공급부의 출력단에 레귤레이터(Low DropOut regulator; LDO)를 추가하여 출력 전압의 리플(Ripple)을 최소화하는 방안이 제안되었다.
그런데, 종래에 제안된 방식은 레귤레이터를 추가함으로써 전원의 흔들림은 줄일 수 있었으나 여전히 플리커가 존재하고 있으며, 레귤레이터에 의한 전원 손실(Power Loss)로 효율이 저하되고 회로의 복잡도가 높아 제조비용의 상승을 초래하고 있는바 이의 개선이 요구된다.
상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 표시패널에 플리커가 인지(또는 시인)되는 문제를 개선함과 더불어 전원전압에 대한 출력의 안정성 및 신뢰성 등을 유지하는 것이다. 또한, 본 발명은 전원 손실을 개선함과 더불어 효율을 향상하고 회로의 복잡도를 낮추어 제조비용을 절감하는 것이다.
상술한 과제 해결 수단으로 본 발명은 표시패널, 전원 공급부 및 전원 제어부를 포함하는 표시장치를 제공한다. 표시패널은 영상을 표시한다. 전원 공급부는 표시패널에 전원전압을 공급한다. 전원 제어부는 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기와 동기 하여 전원 공급부를 제어하되, 스캔 구동부, 데이터 구동부 및 타이밍 제어부의 동기신호 중 하나 이상과 전원 공급부의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수가 동기화하도록 제어한다.
전원 제어부는 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기와 동기 하여 전원 공급부의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수를 가변할 수 있다.
전원 제어부는 전원 공급부의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수와 동기 하여 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기를 가변할 수 있다.
전원 제어부는 표시패널을 구동하는 장치로부터 신호를 공급받고 이를 기반으로 그 정수배에 해당하는 고주파수의 신호를 생성하는 주파수 체배기를 포함할 수 있다.
전원 제어부는 전원 공급부로부터 신호를 공급받고 이를 기반으로 그 정수비에 해당하는 저주파수의 신호를 생성하는 주파수 분배기 또는 주파수 분주기를 포함할 수 있다.
전원 제어부는 수직 동기신호, 수평 동기신호 또는 수평 동기신호의 1 수평기간을 N(N은 2 이상 정수)개의 서브 수평기간으로 구분하는 서브 수평 동기신호의 주파수와 동기 하여 전원 공급부의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수를 가변할 수 있다.
다른 측면에서 본 발명은 표시장치의 구동방법을 제공한다. 표시장치의 구동방법은 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기를 추출하는 단계; 표시패널에 전원전압을 공급하는 전원 공급부의 구동 주기를 추출하는 단계; 및 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기와 전원 공급부의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수를 동기화하는 단계를 포함한다.
주파수를 동기화하는 단계는 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기와 동기 하여 전원 공급부의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수를 가변하는 단계 또는 전원 공급부의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수와 동기 하여 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기를 가변하는 단계를 포함한다.
본 발명은 전원 공급부의 출력단에서 발생하는 전압의 작은 리플(매우 작은 리플)에도 표시패널에 플리커가 인지(또는 시인)되는 문제를 개선함과 더불어 출력의 안정성 및 신뢰성 등을 유지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 전원 공급부의 출력단에 위치하는 레귤레이터의 삭제로 전원 손실을 개선함과 더불어 효율을 향상하고 회로의 복잡도를 낮추어 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 유기전계발광표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 3은 종래에 제안된 방식의 문제점을 설명하기 위한 파형도.
도 4는 종래에 제안된 표시장치의 일부 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예를 개략적으로 설명하기 위한 파형도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 일부 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제1구성 예시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제2구성 예시도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 제어부를 설명하기 위한 제1구성 예시도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 제어부를 설명하기 위한 제2구성 예시도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 적용 예를 설명하기 위한 파형도.
도 12는 종래에 제안된 전원 공급부와 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급부의 구성을 비교하기 위한 도면.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 구동방법의 개략적으로 설명하기 위한 흐름도.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 표시장치는 텔레비젼, 셋톱박스, 네비게이션, 영상 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈시어터 및 모바일폰 등으로 구현된다. 표시장치의 표시패널은 액정표시패널, 유기발광표시패널, 전기영동표시패널, 플라즈마표시패널 등이 선택될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 다만, 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 유기전계발광표시장치를 일례로 설명한다.
도 1은 유기전계발광표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 유기전계발광표시장치에는 영상 공급부(110), 타이밍 제어부(120), 스캔 구동부(130), 데이터 구동부(140), 표시패널(150), 전원 제어부(160) 및 전원 공급부(180)가 포함된다.
표시패널(150)은 스캔 구동부(130) 및 데이터 구동부(140)를 포함하는 구동부로부터 출력된 스캔신호와 데이터신호(DATA)에 대응하여 영상을 표시한다. 표시패널(150)은 전면발광(Top-Emission) 방식, 배면발광(Bottom-Emission) 방식 또는 양면발광(Dual-Emission) 방식으로 구현된다.
표시패널(150)은 기판의 재료에 따라 평판 형, 곡면 형 또는 연성을 갖는 형태 등으로 구현된다. 표시패널(150)은 두 개의 기판 사이에 위치하는 서브 픽셀들(SP)이 구동전류에 대응하여 자체적으로 빛을 발광한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 서브 픽셀에는 스캔라인(GL1)과 데이터라인(DL1)에 연결(또는 교차부에 형성된)된 스위칭 트랜지스터(SW)와 스위칭 트랜지스터(SW)를 통해 공급된 데이터신호(DATA)에 대응하여 동작하는 픽셀회로(PC)가 포함된다. 픽셀회로(PC)에는 구동 트랜지스터, 스토리지 커패시터, 유기 발광다이오드와 같은 회로와 이를 보상하기 위한 보상회로가 포함된다.
서브 픽셀은 스토리지 커패시터에 저장된 데이터전압에 대응하여 구동 트랜지스터가 턴온되면 제1전원라인(VDDEL)과 제2전원라인(VSSEL) 사이에 위치하는 유기 발광다이오드에 구동전류가 공급된다. 유기 발광다이오드는 구동전류에 대응하여 빛을 발광한다.
보상회로는 구동 트랜지스터의 문턱전압 등을 보상하기 위한 회로이다. 보상회로는 하나 이상의 박막 트랜지스터와 커패시터 등으로 구성된다. 보상회로의 구성은 보상 방법에 따라 매우 다양한바 이에 대한 구체적인 예시 및 설명은 생략한다. 박막 트랜지스터는 저온 폴리실리콘(LTPS), 아몰포스 실리콘(a-Si), 산화물(Oxide) 또는 유기물(Organic) 반도체층을 기반으로 구현된다.
영상 공급부(110)는 데이터신호를 영상처리하고 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에이블 신호 및 클럭신호 등과 함께 출력한다. 영상 공급부(110)는 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에이블 신호, 클럭신호 및 데이터신호 등을 타이밍 제어부(120)에 공급한다.
타이밍 제어부(120)는 영상 공급부(110)로부터 데이터신호 등을 공급받고, 스캔 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC)와 데이터 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC)를 출력한다. 타이밍 제어부(120)는 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 함께 데이터신호(DATA)를 데이터 구동부(140)에 공급한다.
스캔 구동부(130)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호(GDC)에 응답하여 게이트전압의 레벨을 시프트시키면서 스캔신호를 출력한다. 스캔 구동부(130)에는 레벨 시프터와 시프트 레지스터가 포함된다. 스캔 구동부(130)는 스캔라인들(GL1 ~ GLm)을 통해 표시패널(150)에 포함된 서브 픽셀들(SP)에 스캔신호를 공급한다.
스캔 구동부(130)는 표시패널(150)에 게이트인패널(Gate In Panel) 방식이나 집적회로(Integrated Circuit; IC) 형태로 형성될 수 있다. 스캔 구동부(130)에서 게이트인패널 방식으로 형성되는 부분은 시프트 레지스터이다.
데이터 구동부(140)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에 응답하여 데이터신호(DATA)를 샘플링하고 래치하며 감마 기준전압에 대응하여 디지털신호를 아날로그신호로 변환하여 출력한다.
데이터 구동부(140)는 데이터라인들(DL1 ~ DLn)을 통해 표시패널(150)에 포함된 서브 픽셀들(SP)에 데이터신호(DATA)를 공급한다. 데이터 구동부(140)는 집적회로(IC) 형태로 형성될 수 있다.
전원 공급부(180)는 외부로부터 공급된 입력전원을 기반으로 전원을 생성 및 출력한다. 전원 공급부(180)는 내부에 포함된 전원생성용 트랜지스터를 구동하여 입력전원을 가변하여 제1전원전압(VDDEL)과 제2전원전압(VSSEL)을 생성 및 출력한다. 전원 공급부(180)는 입력되는 제1직류전압을 입력과 다른 제2직류전압으로 변환하는 DCDC 컨버터로 구성될 수 있다.
전원 공급부(180)로부터 출력된 제1전원전압(VDDEL)과 제2전원전압(VSSEL)은 표시패널(150)에 공급된다. 제1전원전압(VDDEL)은 고전위전압에 해당하고 제2전원전압(VSSEL)은 저전위전압에 해당한다. 전원 공급부(180)는 이밖에 표시장치에 포함된 제어부나 구동부에 공급할 전원을 생성할 수도 있다.
전원 제어부(160)는 외부 장치와 연동하여 전원 공급부(180)를 제어한다. 전원 제어부(160)는 외부 장치와 연동하여 전원 공급부(180)의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주기(주파수)를 가변한다.
전원 제어부(160)는 전원 공급부(180)의 전원생성용 트랜지스터를 제어하는 스위칭신호를 가변한다. 전원 제어부(160)는 전원 공급부(180)의 내부에 포함되거나 외부 또는 다른 회로부에 포함될 수도 있다. 전원 제어부(160)가 별도의 장치(IC)로 구성될 경우, 이는 전원 공급부(180)와 동일한 회로기판에 실장되거나 각기 다른 회로기판에 실장될 수 있다. 이 경우, 전원 제어부(160), 전원 공급부(180) 및 외부 장치는 커네터, 케이블 또는 신호라인 등에 의해 전기적으로 연결된다.
위와 같은 표시장치는 전원 공급부(180)로부터 출력된 전원(VDDEL, VSSEL)과 스캔 구동부(130) 및 데이터 구동부(140)로부터 출력된 스캔신호 및 데이터신호(DATA)를 기반으로 표시패널(150)이 빛을 발광 또는 투과시키게 됨에 따라 특정 영상을 표시하게 된다.
전원 공급부(180)로부터 출력된 전원(VDDEL, VSSEL)은 효율이 좋아야 함은 물론 출력의 안정성 및 신뢰성 등을 유지할 수 있어야 한다. 이 때문에, 종래에는 전원의 흔들림에 의해 표시패널의 화면에 플리커(Flicker; 깜빡임)가 발생하는 문제를 개선하기 위해 전원 공급부의 출력단에 레귤레이터(Low DropOut regulator; LDO)를 추가하여 출력 전압의 리플(Ripple)을 최소화하는 방안이 제안되었다.
이하, 종래에 제안된 방식의 문제점을 고찰함과 더불어 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
[종래 구조]
도 3은 종래에 제안된 방식의 문제점을 설명하기 위한 파형도이고, 도 4는 종래에 제안된 표시장치의 일부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 종래에 제안된 방식은 표시패널(150)을 구동하는 장치의 구동 주기와 무관(비동기 방식)하게 전원 공급부(180)의 전원생성용 트랜지스터를 제어하였다.
설명을 좀더 구체화하면, 데이터 구동부(140)와 스캔 구동부(130)는 동기신호(Sync)를 기반으로 동기 되지만 전원 공급부(180)는 이들과 달리 다른 장치와 동기 되지 않는다(단순히 타이밍 제어부에 의해 제어됨).
도 3에서 Fsw_VDDEL은 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수를 의미함을 참조한다. 도 4에서 표시패널(150)은 스위칭 트랜지스터(SW), 구동 트랜지스터(DT) 및 유기 발광다이오드(OLED)로 약식 도시하였음을 참조한다. 그리고 DATA는 제1데이터라인(DL1)에 공급되는 데이터신호를 의미하고 GATE는 제1스캔라인(GL1)에 공급되는 스캔신호를 의미함을 참조한다.
종래에 제안된 표시장치를 다음과 같이, 1 프레임을 60Hz로 설정하고, 수평 라인의 개수가 1K개이며 수평 동기신호(Hsync)가 60 KHz로 설정하고 제1전원전압(VDDEL)을 생성 및 공급하기 위한 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수를 1.2MHz로 설정하고, 이 표시장치의 구동 주기를 살펴본 결과 이들 신호는 다음과 같은 관계를 갖는 것으로 나타났다.
수평 동기신호(Hsync) 4주기 = 제1전원전압(VDDEL) 61주기(1.22M/60K)
수직 동기신호(Vsync) 1주기 = 수평 동기신호(Hsync) 1K주기 = 제1전원전압(VDDEL) 20,333 + 1/3 주기
수직 동기신호(Vsync) 3주기 = 제1전원전압(VDDEL) 61K 주기 = 20Hz
위의 관계를 보면, 종래에 제안된 표시장치는 제1전원전압(VDDEL)의 스위칭 주기와 표시패널(150)의 구동 주기가 비동기된다. 그 결과, 종래에 제안된 표시장치는 제1전원전압(VDDEL)의 리플 주파수 성분 중 최소 주파수 성분이 20Hz로 낮아지므로 장치의 동작시 플리커는 증가하게 된다.
참고로, 수직 동기신호(Vsync) 60Hz 구동 시, 60Hz 수준의 플리커를 기대하였으나, 위와 같이 실제로는 20Hz 수준의 플리커를 시인하게 된다. 이러한 문제는 특히 유기전계발광표시장치를 구동하기 위한 제1전원전압(VDDEL)의 리플(Ripple)의 주파수가 낮아지면 플리커로 시인된다.
종래에 제안된 표시장치는 제1전원전압(VDDEL)을 생성 및 공급하기 위한 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수를 1.2MHz로 설정하였으나, 전원 공급부(180) 내의 오실레이터 편차에 의해 구동시 1.22MHz로 주파수 편차가 발생하였음을 의미한다.
이 때문에, 종래에 제안된 방식은 전원 공급부(180)의 제1전원전압(VDDEL)을 출력하는 출력단에 영향을 주는 리플(Ripple) 주파수 성분에 취약한 것으로 확인되었다. 전원 공급부(180)의 출력단에 영향을 주는 리플 주파수 성분을 예로 들면 다음과 같다.
1) 표시패널(150) 내의 기생 커패시터 성분 등으로 인한 수평 동기신호의 주파수 성분에 의한 커플링(Coupling) 2) 제1전원전압(VDDEL)을 생성하기 위한 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수 성분 그리고 3) 경우에 따라 전류 주기에 해당하여 발생하는 로드 트랜션트(Load Transient; 과도전압)
위의 성분을 분석한 결과, 종래에 제안된 방식에서 나타나는 리플 주파수 성분은 구동 주기가 서로 정수배 관계가 아닐(상호 비 동기) 경우 자주 발생하는 것으로 나타났다.
이로 인하여, 제1전원전압(VDDEL)에서 관측될 수 있는 혼합(Mix) 주파수는 매우 작아질 수 있다. 그 결과 제1전원전압(VDDEL)에서 관측될 수 있는 리플의 주기는 매우 커질 수 있고, 큰 주기로 인해 서브 픽셀(예: 유기 발광다이오드)에 흐르는 전류의 변화 주기도 그만큼 커질 수 있다. 이 큰 주기의 전류 변화가 인간의 눈으로 충분히 시인될 수 있을 만큼 커질 경우 플리커(Flicker)로 시인된다.
위와 같은 이유로 종래에는 전원 공급부(180)의 제1전원전압(VDDEL)의 출력단에 레귤레이터를 추가함으로써 전원의 흔들림은 줄일 수 있었다. 그러나, 종래에 제안된 방식에는 여전히 플리커가 존재하고 있으며, 레귤레이터에 의한 전원 손실(Power Loss)로 효율이 저하되고 회로의 복잡도가 높아 제조비용의 상승을 초래하고 있다.
[실시예의 구조]
도 5는 본 발명의 일 실시예를 개략적으로 설명하기 위한 파형도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 일부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예는 표시패널(150)을 구동하는 장치의 구동 주기와 동기 하여 전원 공급부(180)의 전원생성용 트랜지스터를 제어한다.
설명을 좀더 구체화하면, 데이터 구동부(140), 스캔 구동부(130) 및 전원 공급부(180)는 동기신호(Sync)를 기반으로 동기 된다. 특히, 전원 공급부(180)의 전원생성용 트랜지스터는 데이터 구동부(140) 및 스캔 구동부(130)를 제어하는 수평 동기신호(Hsync)와 같은 동기신호(Sync)를 기반으로 스위칭 주기가 가변 된다. 수직 동기신호를 기반으로 스위칭 주기가 가변 될 수도 있다.
도 5에서 Fsw_VDDEL은 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수를 의미함을 참조한다. 도 6에서 표시패널(150)은 스위칭 트랜지스터(SW), 구동 트랜지스터(DT) 및 유기 발광다이오드(OLED)로 약식 도시하였음을 참조한다. 그리고 DATA는 제1데이터라인(DL1)에 공급되는 데이터신호를 의미하고 GATE는 제1스캔라인(GL1)에 공급되는 스캔신호를 의미함을 참조한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 다음과 같이, 1 프레임을 60Hz로 설정하고, 수평 라인의 개수가 1K개이며 수평 동기신호(Hsync)가 60 KHz로 설정하고 제1전원전압(VDDEL)을 생성 및 공급하기 위한 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수를 1.2MHz로 설정하고, 이 표시장치의 구동 주기를 살펴본 결과 이들 신호는 다음과 같은 관계를 갖는 것으로 나타났다.
수평 동기신호(Hsync) 1주기 = 제1전원전압(VDDEL) 20주기(1.20M/60K)
수직 동기신호(Vsync) 1주기 = 수평 동기신호(Hsync) 1K주기 = 제1전원전압(VDDEL) 20,000
수직 동기신호(Vsync) 1주기 = 제1전원전압(VDDEL) 20K 주기 = 60Hz
위의 관계를 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 제1전원전압(VDDEL)의 스위칭 주기와 표시패널(150)의 구동 주기가 동기된다. 그 결과, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 제1전원전압(VDDEL)의 리플 주파수 성분이 60Hz로 나타났고 이는 수평 동기신호(Hsync)와 제1전원전압(VDDEL)을 생성하기 위한 스위칭 주파수와 함께 동기가 일어났다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 방식은 스캔 구동부(130), 데이터 구동부(140) 및 전원 공급부(180)의 구동 주파수들의 혼합(Mix) 성분에 대한 주파수가 작아지지 않도록 이들을 서로 동기화(또는 서로 정수배)한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방식은 구동 주파수들의 혼합 성분의 주파수를 수직 동기신호(Vsync) 수준(약 60Hz)으로 유지(Vsync 이하로 낮아지지 않게) 함으로써 인간의 눈으로 시인될 수 있는 플리커를 제거할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방식은 전원 공급부(180) 내의 오실레이터 편차가 발생하더라도 외부 장치와 동기화 과정을 거치면서 편차 보상이 수행된다. 때문에 종래 제안된 방식과 같이 오실레이터 편차에 의해 설정된 스위칭 주파수를 1.2MHz를 벗어나 1.22MHz로 주파수 편차가 발생하는 문제(지속적으로 장치 간의 상호 동기화를 하기 때문에 이들 간의 편차가 보정됨)가 발생하지 않았음을 의미한다.
위의 설명을 통해 알 수 있듯이, 종래에 제안된 방식은 제1전원전압(VDDEL) 의 리플 주파수가 낮아지고 어떠한 형태의 주파수 성분으로 나타날지 예측이 불가한바, 표시패널(150) 상에 나타나는 플리커가 크게 인지된다. 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방식은 제1전원전압(VDDEL)의 리플 주파수가 구동 주파수에 해당하는 60Hz를 유지할 가능성이 큰바, 표시패널(150) 상에 나타나는 플리커가 작게 인지된다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 달성하기 위한 표시장치의 구성에 대한 예를 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제1구성 예시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제2구성 예시도이다. 도 7 및 도 8에서 Vin은 전원 공급부(180)에 공급되는 입력전압을 의미하고 GND는 그라운드 전압을 의미한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1구성 예시에 따른 표시장치는 전원 제어부(160)에 의해 전원 공급부(180), 스캔 구동부(130) 및 데이터 구동부(140) 이상 3개의 장치가 동기화(Sync)된다.
전원 제어부(160)는 스캔 구동부(130) 및 데이터 구동부(140)와 연동하여 전원 공급부(180)의 전원생성용 트랜지스터(SWT)의 스위칭 주기를 가변한다. 예컨대, 전원 제어부(160)는 스캔 구동부(130) 및 데이터 구동부(140)의 구동 주파수(또는 구동 주기) 참조하여 이들과 전원 공급부(180)의 전원생성용 트랜지스터(SWT)를 제어하는 스위칭신호를 동기 한다. 이를 위해, 전원 제어부(160)는 스캔 구동부(130)의 수직 동기신호와 데이터 구동부(140)의 수평 동기신호를 참조할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제2구성 예시에 따른 표시장치는 전원 제어부(160)에 의해 전원 공급부(180)와 타이밍 제어부(120) 이상 2개의 장치가 동기화(Sync)된다.
전원 제어부(160)는 타이밍 제어부(120)와 연동하여 전원 공급부(180)의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주기를 가변한다.
예컨대, 전원 제어부(160)는 타이밍 제어부(120)의 구동 주파수(또는 구동 주기) 참조하여 이들과 전원 공급부(180)의 전원생성용 트랜지스터(SWT)를 제어하는 스위칭신호를 동기 한다. 이를 위해, 전원 제어부(160)는 타이밍 제어부(120)의 수직 동기신호와 수평 동기신호를 참조할 수 있다.
한편, 전원 공급부(180)는 전원 제어부(160)로부터 공급된 신호를 기반으로 자신의 구동 주파수를 동기할 수 있다. 전원 공급부(180)는 전원 제어부(160)가 자신의 구동 주파수를 기반으로 자신과 다른 장치 간의 동기가 이루어지도록 자신의 신호를 전원 제어부(160)에 전달할 수 있다.
이와 같이, 전원 공급부(180)는 전원 제어부(160)가 어떻게 구성되었는지에 따라 자신과 연동하는 장치와 수동적인 동기화를 이루거나 능동적인 동기화를 이룰 수 있는데, 그 예를 설명하면 다음과 같다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 제어부를 설명하기 위한 제1구성 예시도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 제어부를 설명하기 위한 제2구성 예시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 전원 제어부(160)는 주파수를 체배할 수 있는 주파수 체배기를 포함한다. 주파수 체배기는 타이밍 제어부, 스캔 구동부 또는 데이터 구동부와 같은 구동장치(100)로부터 신호(DATA 출력 Clock)를 공급받고 이를 기반으로 그 정수배에 해당하는 고주파수의 신호(전압 또는 전류 등)를 생성할 수 있다.
전원 제어부(160)가 주파수 체배기를 기반으로 구성된 경우, 전원 제어부(160)는 구동장치(100)로부터 공급된 신호(DATA 출력 Clock)를 기반으로 장치의 구동 주기를 파악하고 그 정수배에 해당하는 주파수로 전원 공급부(180)의 전원생성용 트랜지스터를 제어할 수 있는 스위칭신호(VDDEL Switching Clock)를 생성 및 출력하게 된다.
그 결과, 전원 공급부(180)는 전원 제어부(160)로부터 출력된 스위칭신호(VDDEL Switching Clock)에 대응하여 구동장치(100)와 동기화할 수 있는 상태로 제1전원전압(VDDEL)을 생성 및 출력하게 된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 전원 제어부(160)는 주파수를 분배(분주)할 수 있는 주파수 분배기(주파수 분주기)를 포함한다. 주파수 분배기(주파수 분주기)는 전원 공급부(180)로부터 스위칭신호(VDDEL Switching Clock)를 공급받고 이를 기반으로 그 정수비에 해당하는 저주파수의 신호(전압 또는 전류 등)를 생성할 수 있다.
전원 제어부(160)가 주파수 분배기(주파수 분주기)를 기반으로 구성된 경우, 전원 제어부(160)는 전원 공급부(180)로부터 공급된 스위칭신호(VDDEL Switching Clock)를 기반으로 장치의 구동 주기를 파악하고 그 정수비에 해당하는 주파수로 타이밍 제어부, 스캔 구동부 또는 데이터 구동부와 같은 구동장치(100)를 제어할 수 있는 신호(DATA 출력 Clock)를 생성 및 출력하게 된다.
그 결과, 구동장치(100)는 전원 제어부(160)로부터 출력된 신호(DATA 출력 Clock)에 대응하여 전원 공급부(180)와 동기화할 수 있는 상태로 데이터신호나 스캔 신호 등을 생성 및 출력하게 된다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 적용 예를 설명하기 위한 파형도이고, 도 12는 종래에 제안된 전원 공급부와 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급부의 구성을 비교하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예는 1 수평기간이 N(N은 2 이상 정수)개의 서브 수평기간으로 구분(세분화)되어 구동할 경우에도 단위 주파수에 대응하여 장치 간의 구동 주파수를 동기화할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예는 표시장치의 1 수평기간(Nth Hsync)이 3개의 서브 수평기간(Mode 1 ~ Mode 3)으로 구분(세분화)되어 구동할 경우, 단위 주파수에 해당하는 서브 수평 동기신호(Sub_Hsync)를 제1전원전압(VDDEL)을 생성하기 위한 스위칭신호의 주파수와 동기 시킬 수 있다.
도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 종래에 제안된 표시장치는 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기와 무관(비동기 방식)하게 전원 공급부의 제1전원전압(VDDEL) 생성용 스위칭신호를 제어하였다.
종래에 제안된 표시장치는 전원 공급부(180)의 내부에 제1전원전압(VDDEL)을 생성하기 위한 전원전압 생성부(DCDC)와 더불어 제1전원전압(VDDEL)의 출력단에 레귤레이터(LDO)를 추가해야만 플리커를 개선할 수 있었다. 그러나, 종래에 제안된 방식에는 여전히 플리커가 존재하고 있으며, 레귤레이터(LDO)에 의한 전원 손실(Power Loss)로 효율이 저하되고 회로의 복잡도가 높아 제조비용의 상승을 초래하고 있다.
반면, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기와 동기 하여 전원 공급부(180)의 제1전원전압(VDDEL) 생성용 스위칭신호를 제어한다.
그 결과, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 전원 공급부(180)의 내부에 제1전원전압(VDDEL)을 생성하기 위한 전원전압 생성부(DCDC)만으로도 종래 구조 대비 플리커를 큰 폭으로 개선할 수 있었다. 그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 레귤레이터(LDO)의 삭제로 인한 전원 손실을 개선하여 효율이 향상되었고 회로의 복잡도(회로의 간소화, 소형화 가능)를 낮추어 제조비용을 절감할 수 있었다.
한편, 위의 설명에서는 표시장치의 전원 공급부를 제어하는 장치로 전원 제어부에 대해 설명하였다. 그러나, 이는 하나의 예시일 뿐, 전원 제어부는 전원 공급부를 기반으로 동작하는 전자장치에 모두 적용할 수 있다.
한편, 전원 공급부의 출력단에서 발생하는 전압의 작은 리플(매우 작은 리플)에도 표시패널에 플리커가 인지(또는 시인)되는 문제는 액정표시장치보다 유기전계발광표시장치가 더 민감하다. 그러므로, 본 발명의 실시예를 유기전계발광표시장치에 적용하였을 때 효용성이 더 높을 것으로 기대된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 구동방법에 대해 설명한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 구동방법의 개략적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기를 추출한다(S110). 다음, 표시패널에 전원전압을 공급하는 전원 공급부의 구동 주기를 추출한다(S120). 다음, 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기와 전원 공급부의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수를 동기화한다(S130). 다음, 표시패널에 전원, 데이터신호 및 스캔신호를 공급하고 구동한다(S140).
표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기와 전원 공급부의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수를 동기화하는 방법은 기 설명된 바와 같이, 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기와 동기 하여 전원 공급부의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수를 가변하는 방식을 이용할 수 있다. 또한, 전원 공급부의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수와 동기 하여 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기를 가변하는 방식을 이용할 수 있다.
이상 본 발명은 전원 공급부의 출력단에서 발생하는 전압의 작은 리플(매우 작은 리플)에도 표시패널에 플리커가 인지(또는 시인)되는 문제를 개선함과 더불어 출력의 안정성 및 신뢰성 등을 유지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 전원 공급부의 출력단에 위치하는 레귤레이터의 삭제로 전원 손실을 개선함과 더불어 효율을 향상하고 회로의 복잡도를 낮추어 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 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 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 영상 공급부 120: 타이밍 제어부
130: 스캔 구동부 140: 데이터 구동부
150: 표시패널 160: 전원 제어부
180: 전원 공급부 VDDEL: 제1전원전압
Vsync: 수직 동기신호 Hsync: 수평 동기신호

Claims (8)

  1. 표시패널에 전원전압을 공급하는 전원 공급부; 및
    상기 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기와 동기 하여 상기 전원 공급부를 제어하는 전원 제어부를 포함하고,
    상기 전원 제어부는 스캔 구동부, 데이터 구동부 및 타이밍 제어부의 동기신호 중 하나 이상과 상기 전원 공급부의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수가 동기화하도록 제어하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원 제어부는
    상기 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기와 동기 하여 상기 전원 공급부의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수를 가변하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전원 제어부는
    상기 전원 공급부의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수와 동기 하여 상기 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기를 가변하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전원 제어부는
    상기 표시패널을 구동하는 장치로부터 신호를 공급받고 이를 기반으로 그 정수배에 해당하는 고주파수의 신호를 생성하는 주파수 체배기를 포함하는 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전원 제어부는
    상기 전원 공급부로부터 신호를 공급받고 이를 기반으로 그 정수비에 해당하는 저주파수의 신호를 생성하는 주파수 분배기 또는 주파수 분주기를 포함하는 표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전원 제어부는
    수직 동기신호, 수평 동기신호 또는 상기 수평 동기신호의 1 수평기간을 N(N은 2 이상 정수)개의 서브 수평기간으로 구분하는 서브 수평 동기신호의 주파수와 동기 하여 상기 전원 공급부의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수를 가변하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기를 추출하는 단계;
    상기 표시패널에 전원전압을 공급하는 전원 공급부의 구동 주기를 추출하는 단계; 및
    상기 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기와 상기 전원 공급부의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수를 동기화하는 단계를 포함하는 표시장치의 구동방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주파수를 동기화하는 단계는
    상기 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기와 동기 하여 상기 전원 공급부의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수를 가변하는 단계 또는 상기 전원 공급부의 전원생성용 트랜지스터의 스위칭 주파수와 동기 하여 상기 표시패널을 구동하는 장치의 구동 주기를 가변하는 단계를 포함하는 표시장치의 구동방법.
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