KR20170118331A - 전원 공급부와 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

전원 공급부와 이를 포함하는 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외부의 충격으로 인해 표시패널이 파손되어 전원 배선에 과전류가 흐르는 경우, 전원 공급을 차단함으로써, 표시패널이 타버리는 번트(burnt)를 방지할 수 있는 전원 공급부와 이를 포함한 표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급부는 입력 단자로 입력되는 제1 직류 전압을 제1 노드에서 제1 직류 전압과 제1 직류 전압보다 낮은 소정의 전압 사이에서 스윙하는 교류 전압으로 변환하며, 교류 전압을 제2 직류 전압으로 변환하여 출력하는 벅 컨버터, 및 제1 노드에서의 상기 교류 전압을 누적한 누적 전압이 비교 전압과 차이가 발생하는 경우 셧 다운 신호를 출력하는 셧 다운 신호 출력부를 포함한다.

Description

전원 공급부와 이를 포함하는 표시장치{POWER VOLTAGE SUPPLY UNIT AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전원 공급부와 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Diode)와 같은 여러가지 평판표시장치가 활용되고 있다. 평판표시장치 중에서 유기발광표시장치는 저전압 구동이 가능하고, 박형이며, 시야각이 우수하고, 응답속도가 빠른 특성이 있어 최근에 많은 제품에 적용되고 있다.
표시장치는 다수의 화소들이 매트릭스(matrix) 형태로 배치된 표시패널을 포함한다. 표시패널은 화소들 각각을 구동하기 위해 스캔 구동회로로부터 스캔 신호들을 공급받고, 데이터 구동회로로부터 데이터 전압들을 공급받는다. 또한, 표시패널은 전원 공급부로부터 다수 개의 전원 전압들을 공급받는다.
표시장치가 외부의 충격에 의해 파손되는 경우, 표시패널의 전원 배선들이 서로 합선(short)될 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부로부터 고전위 전압을 공급받는 고전위 전원 배선과 전원 공급부로부터 저전위 전압을 공급받는 저전위 전원 배선이 서로 합선될 수 있다. 이 경우, 고전위 전원 배선으로부터 저전위 전원 배선으로 과전류가 흐르게 되며, 이러한 과전류로 인해 표시패널이 타버리는 번트(burnt)가 발생할 수 있다.
본 발명은 외부의 충격으로 인해 표시패널이 파손되어 전원 배선에 과전류가 흐르는 경우, 전원 공급을 차단함으로써, 표시패널이 타버리는 번트(burnt)를 방지할 수 있는 전원 공급부와 이를 포함한 표시장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급부는 입력 단자로 입력되는 제1 직류 전압을 제1 노드에서 제1 직류 전압과 제1 직류 전압보다 낮은 소정의 전압 사이에서 스윙하는 교류 전압으로 변환하며, 교류 전압을 제2 직류 전압으로 변환하여 출력하는 벅 컨버터, 및 제1 노드에서의 상기 교류 전압을 누적한 누적 전압이 비교 전압과 차이가 발생하는 경우 셧 다운 신호를 출력하는 셧 다운 신호 출력부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 제1 전원 배선을 포함하는 표시패널, 및 제1 전원 배선에 제1 전원전압을 공급하는 전원 공급부를 구비한다. 전원 공급부는 입력 단자로 입력되는 제1 직류 전압을 제1 노드에서 제1 직류 전압과 제1 직류 전압보다 낮은 소정의 전압 사이에서 스윙하는 교류 전압으로 변환하며, 교류 전압을 제2 직류 전압으로 변환하여 출력하는 벅 컨버터, 및 제1 노드에서의 상기 교류 전압을 누적한 누적 전압이 비교 전압과 차이가 발생하는 경우 셧 다운 신호를 출력하는 셧 다운 신호 출력부를 포함한다.
본 발명은 벅 컨버터의 제1 노드에서의 교류 전압을 모니터링하여 교류 전압에 변화가 발생하는 경우 셧 다운 신호를 출력한다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 표시장치가 외부의 충격에 의해 파손되어 제1 전원 배선이 다른 전원 배선과 서로 합선(short)됨으로써, 제1 전원 배선에 과전류가 흐르는 경우, 전원 공급을 차단할 수 있다. 따라서, 본 발명은 표시패널이 타버리는 번트(burnt)를 방지할 수 있으며, 제1 전원전압 공급부가 과전류에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 벅 컨버터의 제1 노드에서의 교류 전압을 모니터링하여 셧 다운 신호를 출력하는 셧 다운 신호 출력부를 RC 회로를 이용한 적분 회로와 OP-Amp를 이용한 비교기만으로 구성한다. 즉, 본 발명의 실시예는 간단한 회로 추가만으로 셧 다운 신호 출력부를 구현할 수 있으므로, 추가적인 비용 상승을 최소화하면서 표시패널이 타버리는 번트(burnt)를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시패널의 하부기판, 소스 드라이브 IC들, 타이밍 제어부, 데이터 보상부, 전원 공급부, 연성필름들, 소스 회로보드, 연성 케이블, 및 제어 회로보드를 보여주는 일 예시도면이다.
도 3은 도 1의 표시영역의 화소의 일 예를 보여주는 회로도이다.
도 4는 전원 공급부의 제1 전원전압 공급부를 상세히 보여주는 회로도이다.
도 5a 및 도 5b는 제1 전원전압 공급부가 정상적으로 동작하는 경우와 제1 전원 배선이 다른 전원 배선과 합선된 경우 제1 전원전압 공급부의 전류 흐름을 보여주는 예시도면들이다.
도 6a 및 도 6b는 제1 전원전압 공급부가 정상적으로 동작하는 경우와 제1 전원 배선이 다른 전원 배선과 합선된 경우 제1 노드의 전압과 제2 노드의 전압을 보여주는 파형도들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
"X축 방향", "Y축 방향" 및 "Z축 방향"은 서로 간의 관계가 수직으로 이루어진 기하학적인 관계만으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 구성이 기능적으로 작용할 수 있는 범위 내에서보다 넓은 방향성을 가지는 것을 의미할 수 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 보여주는 블록도이다. 도 2는 도 1의 표시패널의 하부기판, 소스 드라이브 IC들, 타이밍 제어부, 데이터 보상부, 전원 공급부, 연성필름들, 소스 회로보드, 연성 케이블, 및 제어 회로보드를 보여주는 일 예시도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광표시장치는 표시패널(10), 데이터 구동부(20), 연성필름(22)들, 스캔 구동부(30), 타이밍 제어부(40), 전원 공급부(50), 소스 회로보드(60), 제어 회로보드(70), 및 케이블(80)을 포함한다.
표시패널(10)은 표시영역(AA)과 표시영역(AA)의 주변에 마련된 비표시영역(NAA)을 포함한다. 표시영역(AA)은 화소(P)들이 형성되어 화상을 표시하는 영역이다. 표시패널(10)에는 데이터라인들(D1~Dm, m은 2 이상의 양의 정수), 기준전압 라인들(R1~Rp, p는 2 이상의 양의 정수), 스캔라인들(S1~Sn, n은 2 이상의 양의 정수), 및 센싱라인들(SE1~SEn)이 마련된다. 데이터라인들(D1~Dm)과 기준전압 라인들(R1~Rp)은 스캔라인들(S1~Sn), 센싱라인들(SE1~SEn), 및 제어라인들(C1~Cn)과 교차될 수 있다. 데이터라인들(D1~Dm)과 기준전압 라인들(R1~Rp)은 서로 나란할 수 있다. 스캔라인들(S1~Sn)과 센싱라인들(SE1~SEn)은 서로 나란할 수 있다.
화소(P)들 각각은 데이터라인들(D1~Dm) 중 어느 하나, 기준전압 라인들(R1~Rp) 중 어느 하나, 스캔라인들(S1~Sn) 중 어느 하나, 및 센싱라인들(SE1~SEn) 중 어느 하나에 접속될 수 있다. 표시패널(10)의 화소(P)들 각각은 도 3과 같이 유기발광다이오드(organic light emitting diode, OLED)와 유기발광다이오드(OLED)에 전류를 공급하기 위해 다수의 트랜지스터들을 포함하는 화소 구동부(PD)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 3과 같이 화소 구동부(PD)는 스캔 트랜지스터(ST), 구동 트랜지스터(DT), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 스캔 트랜지스터(ST1)는 제k 스캔 라인(Sk)의 스캔 신호에 의해 턴-온되어 제j 데이터 라인(Dj)의 데이터 전압을 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극에 공급한다. 센싱 트랜지스터(ST2)는 제k 센싱 라인(SEk)의 센싱 신호에 응답하여 제q 기준전압 라인(Rq)을 구동 트랜지스터(DT)의 소스전극에 접속시킨다. 구동 트랜지스터(DT)는 게이트 전극에 공급되는 데이터 전압에 따라 고전위 전압라인(EVDL)으로부터 유기발광다이오드(OLED)로 흐르는 구동전류를 제어한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극의 전압을 일정하게 유지하기 위해, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 고전위 전압라인(VDDL) 사이에 마련될 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)와 저전위 전압라인(EVSL) 사이에 마련되어, 구동전류에 따라 소정의 밝기로 발광한다.
데이터 구동부(20)는 도 2와 같이 다수의 소스 드라이브 IC(integrated circuit)(21)들을 포함할 수 있다. 소스 드라이브 IC(21)들 각각은 연성필름(22)들 각각에 실장될 수 있다. 연성필름(22)들 각각은 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package) 또는 칩온 필름(chip on film)일 수 있다. 연성필름(22)들 각각은 휘어지거나 구부러질 수 있다. 연성필름(22)들 각각은 하부기판(11)과 소스 회로보드(60)에 부착될 수 있다. 연성필름(22)들 각각은 이방성 도전 필름(anisotropic conductive flim)을 이용하여 TAB(tape automated bonding) 방식으로 하부기판(11)상에 부착될 수 있으며, 이로 인해 소스 드라이브 IC(21)들은 데이터라인들(D1~Dm)에 연결될 수 있다. 소스 회로보드(60)는 케이블(80)에 의해 제어 회로보드(70)에 연결될 수 있다. 소스 회로보드(60)는 인쇄회로보드(printed circuit board) 또는 연성 인쇄회로보드(flexible printed circuit board)일 수 있다.
소스 드라이브 IC(21)들 각각은 데이터전압 공급부, 센싱 데이터 출력부, 및 스위치 회로를 포함할 수 있다.
데이터전압 공급부는 데이터라인들(D1~Dm)에 접속되어 데이터전압들을 공급한다. 데이터전압 공급부는 타이밍 제어부(40)로부터 디지털 비디오 데이터(DATA) 또는 센싱용 디지털 데이터(PDATA)와 데이터 타이밍 제어신호(DCS)를 입력받는다.
데이터전압 공급부는 표시모드에서 데이터 타이밍 제어신호에 따라 디지털 비디오 데이터(DATA)를 발광 데이터전압들로 변환하여 데이터라인들(D1~Dm)에 공급한다. 발광 데이터전압은 화소(P)의 유기발광다이오드(OLED)를 소정의 휘도로 발광하기 위한 전압이다.
데이터전압 공급부는 센싱 모드에서 데이터 타이밍 제어신호(DCS)에 따라 센싱용 데이터(PDATA)를 센싱 데이터전압으로 변환하여 데이터라인들(D1~Dm)에 공급한다. 센싱 데이터전압은 화소(P)의 구동 트랜지스터(DT)의 구동전류를 센싱하기 위한 전압이다.
센싱 데이터 출력부는 기준전압 라인들(R1~Rp) 각각에 흐르는 전류를 전압으로 변환하고, 변환된 전압을 디지털 데이터인 센싱 데이터(SD)로 변환한다. 이를 위해, 센싱 데이터 출력부는 기준전압 라인들(R1~Rp) 각각에 흐르는 전류를 전압으로 변환하는 전류-전압 변환부와 전류-전압 변환부의 출력전압을 디지털 데이터인 센싱 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 변환부(analog digital converter)를 포함할 수 있다.
스위치 회로는 표시 모드에서 기준전압 라인들(R1~Rp)을 기준전압(VREF)이 공급되는 기준전압 공급 라인에 접속시킨다. 또한, 스위치 회로는 센싱 모드에서 기준전압 라인들(R1~Rp)을 센싱 데이터 출력부에 접속시킨다.
스캔 구동부(30)는 스캔신호 출력부(31)와 센싱신호 출력부(32)를 포함한다. 스캔신호 출력부(31)는 스캔라인들(S1~Sn)에 접속되어 스캔신호들을 공급한다. 스캔신호 출력부(31)는 타이밍 제어부(40)로부터 입력되는 스캔 타이밍 제어신호(SCS)에 따라 스캔라인들(S1~Sn)에 스캔신호들을 공급한다.
센싱신호 출력부(32)는 센싱라인들(SE1~SEn)에 접속되어 센싱신호들을 공급한다. 센싱신호 출력부(32)는 타이밍 제어부(40)로부터 입력되는 센싱 타이밍 제어신호(SENCS)에 따라 센싱라인들(SE1~SEn)에 센싱신호들을 공급한다.
스캔신호 출력부(31)와 센싱신호 출력부(32) 각각은 다수의 트랜지스터들을 포함하여 GIP(Gate driver In Panel) 방식으로 표시패널(10)의 비표시영역(NDA)에 직접 형성될 수 있다. 또는, 스캔신호 출력부(31)와 센싱신호 출력부(32) 각각은 구동 칩(chip) 형태로 형성되어 표시패널(10)에 접속되는 연성필름(미도시)상에 실장될 수 있다.
타이밍 제어부(40)는 외부의 시스템 보드로부터 디지털 비디오 데이터(DATA)와 타이밍 신호들을 입력받는다. 타이밍 신호들은 수직동기신호(vertical sync signal), 수평동기신호(horizontal sync signal), 데이터 인에이블 신호(data enable signal), 및 도트 클럭(dot clock)을 포함할 수 있다.
타이밍 제어부(40)는 데이터 구동부(20), 스캔신호 출력부(31), 및 센싱신호 출력부(32)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 생성한다. 타이밍 제어신호들은 데이터 구동부(20)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DCS), 스캔신호 출력부(31)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 스캔 타이밍 제어신호(SCS), 및 센싱신호 출력부(32)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 센싱 타이밍 제어신호(SENCS)를 포함한다.
타이밍 제어부(40)는 데이터 구동부(20)로부터 센싱 데이터(SD)를 입력받고, 센싱 데이터(SD)를 이용하여 디지털 비디오 데이터(DATA)를 보상한다. 구체적으로, 센싱 데이터(SD)는 센싱 데이터 전압을 화소(P)들 각각에 공급하였을 때 기준전압 라인을 통해 구동 트랜지스터(DT)의 전류를 센싱한 데이터이다. 즉, 센싱 데이터(SD)는 화소(P)들 각각의 구동 트랜지스터의 문턱전압(threshold voltage)과 전자이동도(mobility)가 반영된 디지털 데이터일 수 있다. 따라서, 센싱 데이터(SD)를 이용하여 디지털 비디오 데이터(DATA)를 보상하는 경우, 보상된 디지털 비디오 데이터(DATA)는 화소(P)들 각각의 구동 트랜지스터(DT)의 문턱전압과 전자이동도가 보상된 데이터이다.
타이밍 제어부(40)는 표시 모드에서 보상된 디지털 비디오 데이터(DATA)와 데이터 타이밍 제어신호(DCS)를 데이터 구동부(20)로 출력한다. 또한, 타이밍 제어부(40)는 센싱 모드에서 센싱용 데이터(PDATA)와 데이터 타이밍 제어신호(DCS)를 데이터 구동부(20)로 출력한다. 센싱용 데이터(PDATA)는 센싱 데이터(SD)를 센싱하기 위해 미리 정해진 데이터로서 타이밍 제어부(40)의 내장 메모리에 저장될 수 있다.
타이밍 제어부(40)는 전원 공급부(50)로 선택 신호(SL)를 출력한다. 타이밍 제어부(40)는 표시 모드에서 제1 로직 레벨 전압의 선택 신호(SL)를 출력하고, 센싱 모드에서 제2 로직 레벨 전압의 센싱 신호(SL)를 출력한다.
타이밍 제어부(40)는 전원 공급부(50)로부터 소정의 구동전압(미도시)을 입력받으며, 소정의 구동전압(VD)에 의해 턴-온된다. 또한, 타이밍 제어부(40)는 전원 공급부(50)로부터 셧다운 신호(shutdown signal, SDS)를 입력받는 경우, 외부의 시스템 보드로 전원 공급 차단 신호(PSBS)를 출력한다. 외부의 시스템 보드는 전원 공급 차단 신호가 입력되는 경우 전원 공급부(50)로 공급되는 전원을 차단한다.
전원 공급부(50)는 표시패널(10)로 제1 및 제2 전원전압들(VSS, VDD)을 공급한다. 제1 전원전압(VSS)은 저전위 전압이고, 제2 전원전압(VDD)은 제1 전원전압보다 높은 레벨의 고전위 전압(VDD)일 수 있다. 제1 전원전압(VSS)은 표시패널(10)의 화소(P)들 각각의 유기발광다이오드(OLED)의 캐소드 전극에 공급되고, 제2 전원전압(VDD)은 표시패널(10)의 화소(P)들 각각의 구동 트랜지스터(DT)의 드레인 전극에 공급될 수 있다. 또한, 전원 공급부(50)는 데이터 구동부(20)에 기준전압(VREF)을 공급한다. 나아가, 전원 공급부(50)는 데이터 구동부(20), 스캔 구동부(30), 및 타이밍 제어부(40) 각각에 소정의 구동전압(미도시)을 공급할 수 있다.
전원 공급부(50)는 타이밍 제어부(40)로부터 선택 신호(SL)를 입력받고, 선택 신호(SL)에 따라 제1 전원전압(VSS)을 그라운드 전압과 그라운드 전압보다 높은 소정의 직류 전압 중에 어느 하나로 출력한다. 전원 공급부(50)는 제1 로직 레벨 전압의 선택 신호(SL)가 입력되는 표시 모드에서 그라운드 전압을 제1 전원전압(VSS)으로 공급하고, 제2 로직 레벨 전압의 선택 신호(SL)가 입력되는 센싱 모드에서 소정의 직류 전압을 공급한다. 센싱 모드에서 그라운드 전압보다 높은 소정의 직류 전압을 공급하는 경우, 화소(P)들 각각의 유기발광다이오드(OLED)의 캐소드 전극의 전압을 높일 수 있다. 이로 인해, 센싱 모드에서 구동 트랜지스터(DT)의 구동 전류가 유기발광다이오드(OLED)를 통해 캐소드 전극으로 흘러 유기발광다이오드(OLED)가 발광하는 것을 방지할 수 있다.
전원 공급부(50)는 센싱 모드에서 제1 전원전압(VSS)을 공급하는 제1 전원전압 공급부의 교류 전압을 모니터링한다. 전원 공급부(50)는 제1 전원전압 공급부의 교류 전압이 변화하는 경우 셧 다운 신호(SDS)를 타이밍 제어부(40)로 출력하며, 타이밍 제어부(40)는 셧 다운 신호(SDS)에 응답하여 전원 공급 차단 신호(PSBS)를 외부의 시스템 보드로 출력하여 전원 공급을 차단한다. 이에 따라, 본 발명의 실시예는 외부의 충격으로 인해 표시패널이 파손되어 제1 전원전압(VSS)이 공급되는 제1 전원 배선에 과전류가 흐르는 경우, 전원 공급을 차단할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 표시패널이 타버리는 번트(burnt)가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
타이밍 제어부(40)와 전원 공급부(50)는 제어 회로보드(70)에 실장될 수 있다. 제어 회로보드(70)는 케이블(80)에 의해 소스 회로보드(60)에 연결될 수 있다. 제어 회로보드(70)는 인쇄회로보드(printed circuit board) 또는 플렉서블 인쇄회로보드(flexible printed circuit board)일 수 있다. 케이블(80)은 연성 케이블일 수 있다.
도 4는 전원 공급부의 제1 전원전압 공급부를 상세히 보여주는 회로도이다. 도 4에는 제1 전원 배선에 제1 전원전압을 공급하는 제1 전원전압 공급부의 상세 회로도가 나타나 있다.
도 4를 참조하면, 제1 전원전압 공급부(100)는 벅 컨버터(110), 셧 다운 신호 출력부(120), 및 전압 선택 출력부(130)를 포함한다.
벅 컨버터(110)는 입력 단자(IT)로 입력되는 제1 직류 전압을 제1 직류 전압보다 낮은 제2 직류 전압으로 변환하여 전압 선택 출력부(130)로 출력한다. 구체적으로, 벅 컨버터(110)는 제1 직류 전압을 교류 전압으로 변환하고, 교류 전압을 제2 직류 전압으로 변환한다. 교류 전압은 제1 직류 전압과 제2 직류 전압보다 낮은 소정의 전압 사이에서 스윙한다. 도 4, 도 5a 및 도 5b에서는 소정의 전압이 그라운드 전압인 것을 예시하였다.
벅 컨버터(110)는 직류-교류 변환회로(111), 평활회로(112), 및 분압 회로(113), 및 제어 IC(114)를 포함할 수 있다.
직류-교류 변환회로(111)는 제1 입력 단자(IT)로 입력되는 제1 직류 전압을 교류 전압으로 변환한다. 제1 및 제2 트랜지스터들(T1, T2)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 트랜지스터들(T1, T2) 각각은 전계효과 트랜지스터(field effect transistor)일 수 있으며, N 채널 형으로 형성될 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 제어 IC(114)로부터의 제1 제어 신호에 따라 입력 단자(IT)와 제1 노드(N1) 사이의 접속을 스위칭한다. 제1 트랜지스터(T1)의 제어 전극은 제어 IC(114)의 제1 제어 신호 출력 단자(CT1)에 접속되고, 소스 전극은 제1 노드(N1)에 접속되며, 드레인 전극은 입력 단자(IT)에 접속될 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 제어 IC(114)로부터의 제2 제어 신호에 따라 제1 노드(N1)와 그라운드 사이의 접속을 스위칭한다. 제2 트랜지스터(T2)의 제어 전극은 제어 IC(114)의 제2 제어 신호 출력 단자(CT2)에 접속되고, 소스 전극은 그라운드에 접속되며, 드레인 전극은 제1 노드(N1)에 접속될 수 있다.
제2 제어 신호는 제1 제어 신호의 반전 신호일 수 있다. 이 경우, 제1 트랜지스터(T1)가 턴-온되는 경우 제2 트랜지스터(T2)가 턴-오프되며, 제1 트랜지스터(T1)가 턴-오프되는 경우 제2 트랜지스터(T2)가 턴-온된다. 그러므로, 제1 트랜지스터(T1)가 턴-온되는 경우 제1 노드(N1)에는 입력 단자(IT)로 입력되는 제1 직류 전압이 공급되고, 제2 트랜지스터(T2)가 턴-온되는 경우 제1 노드(N1)에는 그라운드 전압이 공급된다. 즉, 제1 노드(N1)에는 제1 직류 전압과 그라운드 전압 사이에서 스윙하는 제2 직류 전압이 공급될 수 있다. 도 5a 및 도 5b에서는 제1 직류 전압이 12V 전위를 가지며, 그라운드 전압이 0V 전위를 가지는 것을 예시하였다.
평활회로(112)는 인덕터(inductor, I)와 제2 커패시터(C2)를 포함하는 LC 회로일 수 있다. 인덕터(I)는 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3) 사이에 접속되고, 제2 커패시터(C2)는 제3 노드(N3)와 그라운드 사이에 접속될 수 있다. 평활회로(112)는 제1 노드(N1)에 공급된 교류 전압을 평활하여 제2 직류 전압을 출력한다.
즉, 벅 컨버터(110)는 제1 직류-교류 변환회로(111)를 이용하여 제1 직류 전압을 주기적으로 잘라내어(chopping) 교류 전압으로 변환하고, 평활회로(112)를 이용하여 교류 전압을 평활하여 제2 직류 전압을 출력한다. 그러므로, 벅 컨버터(110)로부터 출력되는 제2 직류 전압은 벅 컨버터(110)로 입력되는 제1 직류 전압보다 작다.
분압회로(113)는 제3 노드(N3)의 전압을 분압한다. 분압회로(113)는 제2 및 제3 저항들(R2, R3)과 제3 커패시터(C3)를 포함할 수 있다. 제2 및 제3 저항들(R2, R3)은 제3 노드(N3)와 그라운드 사이에 접속된다. 도 4에서는 제2 및 제3 저항들(R2, R3) 사이와 제어 IC(114)의 모니터링 단자(MT)의 접점을 제4 노드(N4)라고 정의하였으며, 제3 커패시터(C3)는 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4) 사이에 접속된다.
제4 노드(N4)는 제어 IC(114)의 모니터링 단자(MT)에 연결되므로, 분압회로(113)에 의해 분압된 제4 노드(N4)의 전압은 제어 IC(114)에 의해 모니터링될 수 있다. 제4 노드(N4)의 전압은 제3 노드(N3)의 전압을 분압한 전압이므로, 제어 IC(114)는 실질적으로 제3 노드(N3)의 전압을 모니터링하게 된다.
제어 IC(114)는 제4 노드(N4)의 전압의 모니터링 결과에 따라 제1 및 제2 제어 신호들의 펄스 폭을 제어한다. 예를 들어, 제어 IC(114)는 제4 노드(N4)의 전압이 상승하는 경우 도 5a와 같이 제1 제어 신호의 펄스 폭을 좁히고 제2 제어 신호의 펄스 폭을 늘림으로써, 제3 노드(N3)의 전압이 상승하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제어 IC(114)는 제4 노드(N4)의 전압이 하강하는 경우 도 5b와 같이 제1 제어 신호의 펄스 폭을 늘리고 제2 제어 신호의 펄스 폭을 좁힘으로써, 제3 노드(N3)의 전압이 하강하는 것을 방지할 수 있다.
셧 다운 신호 출력부(120)는 제1 노드(N1)의 교류 전압을 누적 합산한 전압과 비교 전압(REF) 사이에 차이가 발생하는 경우 셧 다운 신호(SDS)를 출력한다. 셧 다운 신호 출력부(120)는 적분 회로(121)과 비교기(122)를 포함할 수 있다.
적분 회로(121)는 제1 저항(R1)과 제1 커패시터(C1)를 포함하는 RC 회로일 수 있다. 제1 저항(R1)은 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 접속되고, 제1 커패시터(C1)는 제2 노드(N2)와 그라운드 사이에 접속될 수 있다. 적분 회로(121)는 제1 노드(N1)에 공급된 교류 전압을 누적 합산한 전압을 출력한다.
비교기(122)는 오피 엠프(OP-Amp)로 구현될 수 있다. 오피 엠프(OP-Amp)의 반전 입력 단자(-)에는 비교 전압(REF)이 공급되고, 반전 입력 단자(+)에는 적분 회로(121)에 의해 누적 합산된 전압이 공급된다. 오피 엠프(OP-Amp)는 적분 회로(121)에 의해 누적 합산된 전압과 비교 전압(REF) 간에 차이가 발생하는 경우 그 차이를 증폭하여 출력한다. 따라서, 비교기(122)는 적분 회로(121)에 의해 누적 합산된 전압과 비교 전압(REF) 간에 차이가 발생하는 경우 제1 로직 레벨 전압의 셧 다운 신호(SDS)를 셧 다운 신호 출력 단자(SDT)로 출력하고, 차이가 발생하지 않는 경우 제2 로직 레벨 전압의 셧 다운 신호(SDS)를 셧 다운 신호 출력 단자(SDT)로 출력할 수 있다.
전압 선택 출력부(130)는 선택 신호 입력 단자(ST)를 통해 입력되는 선택 신호에 따라 벅 컨버터(110)로부터 출력되는 제2 직류 전압 또는 그라운드 전압을 출력한다. 전압 선택 출력부(130)는 제3 및 제4 트랜지스터들(T3, T4)을 포함할 수 있다. 제3 및 제4 트랜지스터들(T3, T4) 각각은 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor)일 수 있으며, 제3 트랜지스터(T3)는 P 채널 형으로 형성되고, 제4 트랜지스터(T4)는 N 채널 형으로 형성될 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 선택 신호에 의해 턴-온되어 벅 컨버터(110)로부터 출력되는 제2 직류 전압을 출력 단자(OT)로 출력한다. 제3 트랜지스터(T3)의 제어 전극은 선택 신호 입력 단자(ST)에 접속되고, 소스 전극은 벅 컨버터(110)에 접속되며, 드레인 전극은 출력 단자(OT)에 접속된다.
제4 트랜지스터(T4)는 선택 신호에 의해 턴-온되어 출력 단자(OT)를 그라운드에 접속시킨다. 제4 트랜지스터(T4)의 제어 전극은 선택 신호 입력 단자(ST)에 접속되고, 소스 전극은 그라운드에 접속되며, 드레인 전극은 출력 단자(OT)에 접속된다.
제3 및 제4 트랜지스터들(T3, T4)은 서로 다른 채널 형이기 때문에, 선택 신호에 의해 상반되게 동작한다. 예를 들어, 제1 로직 레벨 전압의 선택 신호가 입력되는 경우 제3 트랜지스터(T3)는 턴-오프되고 제4 트랜지스터(T4)는 턴-온된다. 이에 따라, 출력 단자(OT)는 그라운드에 접속될 수 있다. 또한, 제2 로직 레벨 전압의 선택 신호가 입력되는 경우 제3 트랜지스터(T3)는 턴-온되고 제4 트랜지스터(T4)는 턴-오프된다. 이에 따라, 벅 컨버터(110)로부터 출력되는 제2 직류 전압이 출력 단자(OT)로 출력될 수 있다.
이하에서는, 도 5a, 도 5b, 도 6a, 및 도 6b를 결부하여 제1 전원전압 공급부가 정상적으로 동작하는 경우와 제1 전원 배선이 다른 전원 배선과 합선된 경우 제1 전원전압 공급부의 동작을 상세히 살펴본다.
도 5a는 제1 전원전압 공급부가 정상적으로 동작하는 경우 제1 전원전압 공급부의 전류 흐름을 보여주는 예시도면이다. 도 6a는 제1 전원전압 공급부가 정상적으로 동작하는 경우 제1 노드의 전압과 제2 노드의 전압을 보여주는 파형도이다.
도 6a에는 제1 노드(N1)에 공급되는 교류 전압(VN1), 적분 회로(121)에 의해 누적 합산된 제2 노드(N2)의 전압(VN2)이 나타나 있다. 비교기(122)에 공급되는 비교 전압(REF)은 제1 전원전압 공급부가 정상적으로 동작하는 경우 제2 노드(N2)의 전압(VN2)과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 5a와 같이 제2 로직 레벨 전압의 선택 신호에 의해 제3 트랜지스터(T3)가 턴-온되고 벅 컨버터(110)가 정상적으로 동작하는 경우, 벅 컨버터(110)로부터 출력된 제2 직류 전압은 출력 단자(OT)로 출력된다.
또한, 도 6a와 같이 벅 컨버터(110)가 정상적으로 동작하는 경우, 교류 전압은 제1 기간(t1) 동안 제1 직류 전압(12V), 제2 기간(t2) 동안 그라운드 전압(0V)로 스윙할 수 있다. 도 6a에서 제1 및 제2 기간들(t1, t2)은 서로 동일할 수 있다. 이 경우, 적분 회로(121)에 의해 누적 합산된 제2 노드(N2)의 전압(VN2)은 제1 기간(t1) 동안 소정의 전위로 상승하였다가 제2 기간(t2) 동안 소정의 전위로 하강하는 것을 주기적으로 반복한다. 비교 전압(REF)은 제2 노드(N2)의 전압(VN2)와 실질적으로 동일하게 공급되므로, 셧 다운 신호 출력부(120)는 제2 로직 레벨 전압의 셧 다운 신호(SDS)를 출력한다.
도 5b는 제1 전원 배선이 다른 전원 배선과 합선된 경우 제1 전원전압 공급부의 전류 흐름을 보여주는 예시도면이다. 도 6b는 제1 전원 배선이 다른 전원 배선과 합선된 경우 제1 노드의 전압과 제2 노드의 전압을 보여주는 파형도이다.
도 6a에는 제1 노드(N1)에 공급되는 교류 전압(VN1), 적분 회로(121)에 의해 누적 합산된 제2 노드(N2)의 전압(VN2)이 나타나 있다. 비교기(122)에 공급되는 비교 전압(REF)은 제1 전원전압 공급부가 정상적으로 동작하는 경우 제2 노드(N2)의 전압(VN2)과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 5b와 같이 제2 로직 레벨 전압의 선택 신호에 의해 제3 트랜지스터(T3)가 턴-온되고 제1 전원 배선이 다른 전원 배선과 합선된 경우, 다른 전원 배선으로부터 제1 전원 배선으로 과전류가 흐르게 된다. 과전류는 벅 컨버터(110)의 제3 노드(N3)로 흐르게 되며, 이로 인해 제3 노드(N3)의 전압은 상승하게 된다.
한편, 제3 노드(N3)의 전압 상승은 제4 노드(N4)의 전압 상승으로 이어지며, 제어 IC(114)는 제1 및 제2 제어 신호들의 펄스 폭을 조정한다. 제어 IC(114)는 전압 상승을 방지하기 위해 제1 제어 신호의 펄스 폭을 좁히고, 제2 제어 신호의 펄스 폭을 넓히게 된다. 이로 인해, 제1 노드(N1)에서의 교류 전압은 도 6b와 같이 제1 기간(t1') 동안 제1 직류 전압(12V), 제2 기간(t2') 동안 그라운드 전압(0V)로 스윙하며, 제1 기간(t1')의 길이는 제2 기간(t2')의 길이보다 짧다. 제2 기간(t2)의 길이가 제1 기간(t1)의 길이보다 길기 때문에, 적분 회로(121)에 의해 누적 합산된 제2 노드(N2)의 전압(VN2)은 점점 낮아지게 된다. 제2 노드(N2)의 전압은 비교 전압(REF)과 차이가 발생하게 되며, 그러므로 셧 다운 신호 출력부(120)는 제1 로직 레벨 전압의 셧 다운 신호(SDS)를 출력한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예는 벅 컨버터(110)의 제1 노드(N1)에서의 교류 전압을 누적 합산한 전압을 비교 전압(REF) 간에 차이가 발생하는 경우, 셧 다운 신호(SDS)를 출력한다. 즉, 본 발명의 실시예는 벅 컨버터(110)의 제1 노드(N1)에서의 교류 전압을 모니터링하여 교류 전압에 변화가 발생하는 경우 셧 다운 신호(SDS)를 출력한다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 표시장치가 외부의 충격에 의해 파손되어 제1 전원 배선이 다른 전원 배선과 서로 합선(short)됨으로써, 제1 전원 배선에 과전류가 흐르는 경우, 전원 공급을 차단할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 표시패널이 타버리는 번트(burnt)를 방지할 수 있으며, 제1 전원전압 공급부가 과전류에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 벅 컨버터(110)의 제1 노드(N1)에서의 교류 전압을 모니터링하여 셧 다운 신호(SDS)를 출력하는 셧 다운 신호 출력부(120)를 RC 회로를 이용한 적분 회로(121)와 OP-Amp를 이용한 비교기(122)만으로 구성한다. 즉, 본 발명의 실시예는 간단한 회로 추가만으로 셧 다운 신호 출력부(120)를 구현할 수 있으므로, 추가적인 비용 상승을 최소화하면서 표시패널이 타버리는 번트(burnt)를 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 표시패널 20: 데이터 구동부
21: 소스 드라이브 IC 22: 연성필름
30: 스캔 구동부 31: 스캔신호 출력부
32: 센싱신호 출력부 40: 타이밍 제어부
50: 전원 공급부 60: 소스 회로보드
70: 제어 회로보드 80: 케이블
110: 벅 컨버터 111: 직류-교류 변환회로
112: 평활회로 113: 분압 회로
114: 제어 IC 120: 셧 다운 신호 출력부
121: 적분 회로 122: 비교기
130: 전압 선택 출력부

Claims (12)

  1. 입력 단자로 입력되는 제1 직류 전압을 제1 노드에서 상기 제1 직류 전압과 상기 제1 직류 전압보다 낮은 소정의 전압 사이에서 스윙하는 교류 전압으로 변환하며, 상기 교류 전압을 제2 직류 전압으로 변환하여 출력하는 벅 컨버터; 및
    상기 제1 노드에서의 상기 교류 전압을 누적한 누적 전압이 비교 전압과 차이가 발생하는 경우 셧 다운 신호를 출력하는 셧 다운 신호 출력부를 포함하는 전원 공급부.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 셧 다운 신호 출력부는,
    상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 접속된 제1 저항과 상기 제2 노드와 그라운드 사이에 접속된 제1 커패시터를 포함하는 적분회로; 및
    상기 제2 노드의 전압과 상기 비교 전압 사이의 차이를 증폭하여 출력하는 비교기를 포함하는 전원 공급부.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 벅 컨버터는,
    제1 제어 신호에 따라 상기 입력 단자와 상기 제1 노드 사이의 접속을 스위칭하는 제1 트랜지스터와 상기 제1 제어 신호의 반전 신호인 제2 제어 신호에 따라 상기 제1 노드와 제2 직류 전압이 입력되는 단자 사이의 접속을 스위칭하는 제2 트랜지스터를 포함하는 직류-교류 변환회로; 및
    상기 제2 노드와 제3 노드 사이에 접속된 인덕터와 상기 제3 노드와 그라운드 사이에 접속된 제2 커패시터를 포함하는 평활회로를 포함하는 전원 공급부.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 벅 컨버터는,
    상기 제3 노드와 상기 그라운드 사이에 접속된 분압 회로; 및
    상기 분압 회로에 의해 분압된 전압을 모니터링하여 상기 제1 및 제2 제어 신호들의 펄스 폭들을 제어하는 제어 IC를 더 포함하는 전원 공급부.
  5. 제 1 항에 있어서,
    선택 신호에 따라 상기 벅 컨버터로부터 출력되는 제2 직류 전압 또는 그라운드 전압을 출력하는 전압 선택 출력부를 더 포함하는 전원 공급부.
  6. 제1 전원 배선을 포함하는 표시패널; 및
    상기 제1 전원 배선에 제1 전원전압을 공급하는 전원 공급부를 구비하고,
    상기 전원 공급부는,
    입력 단자로 입력되는 제1 직류 전압을 제1 노드에서 상기 제1 직류 전압과 상기 제1 직류 전압보다 낮은 제2 직류 전압 사이에서 스윙하는 교류 전압으로 변환하며, 상기 교류 전압을 제2 직류 전압으로 변환하여 출력하는 벅 컨버터; 및
    상기 제1 노드에서의 상기 교류 전압을 누적한 누적 전압이 비교 전압과 차이가 발생하는 경우 셧 다운 신호를 출력하는 셧 다운 신호 출력부를 포함하는 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 셧 다운 신호 출력부는,
    상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 접속된 제1 저항과 상기 제2 노드와 그라운드 사이에 접속된 제1 커패시터를 포함하는 적분회로; 및
    상기 제2 노드의 전압과 상기 비교 전압 사이의 차이를 증폭하여 출력하는 비교기를 포함하는 표시장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 벅 컨버터는,
    제1 제어 신호에 따라 상기 입력 단자와 상기 제1 노드 사이의 접속을 스위칭하는 제1 트랜지스터와 상기 제1 제어 신호의 반전 신호인 제2 제어 신호에 따라 상기 제1 노드와 제2 직류 전압이 입력되는 단자 사이의 접속을 스위칭하는 제2 트랜지스터를 포함하는 직류-교류 변환회로;
    상기 제2 노드와 제3 노드 사이에 접속된 인덕터와 상기 제3 노드와 그라운드 사이에 접속된 제2 커패시터를 포함하는 평활회로;
    상기 제3 노드와 상기 그라운드 사이에 접속된 분압 회로; 및
    상기 분압 회로에 의해 분압된 전압을 모니터링하여 상기 제1 및 제2 제어 신호들을 제어하는 제어 IC를 더 포함하는 표시장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 전원 공급부는,
    선택 신호에 따라 상기 벅 컨버터로부터 출력되는 제2 직류 전압 또는 그라운드 전압을 상기 제1 전원전압으로 출력하는 전압 선택 출력부를 더 포함하는 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 표시패널은 유기발광소자와 상기 유기발광소자에 구동 전류를 공급하는 구동 트랜지스터를 각각 포함하는 복수의 화소들을 더 포함하고,
    상기 복수의 화소들 각각의 유기발광소자를 발광하는 표시 모드에서 제1 레벨 전압의 선택 신호를 상기 전원 공급부에 공급하고, 상기 복수의 화소들 각각에서 소정의 전압을 센싱하는 센싱 모드에서 제2 레벨 전압의 선택 신호를 상기 전원 공급부에 공급하는 타이밍 제어부를 더 구비하는 표시장치.
  11. 제 11 항에 있어서,
    상기 전압 선택 출력부는 상기 제1 레벨 전압의 선택 신호가 입력되는 경우 상기 그라운드 전압을 상기 제1 전원전압으로 출력하고, 상기 제2 레벨 전압의 선택 신호가 입력되는 경우 상기 제2 직류 전압을 상기 제1 전원전압으로 출력하는 표시장치.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 전원 공급부로부터 출력되는 상기 셧 다운 신호가 입력되는 경우 시스템 보드로 전원 공급 차단 신호를 출력하는 타이밍 제어부를 더 구비하는 표시장치.
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