KR20210153803A - 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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이윤영
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

표시 장치는 표시 패널을 포함한다. 표시 패널은 주사 라인들, 제1 전원 라인, 제2 전원 라인, 및 주사 라인들 및 제1 및 제2 전원 라인들에 연결되는 화소들을 포함한다. 게이트 구동부는 클럭 신호에 기초하여 주사 신호들을 생성하고, 주사 라인들에 주사 신호들을 순차적으로 제공한다. 전원 공급부는 트랜지스터들의 스위칭 동작을 통해 입력 전원을 제1 전원 전압으로 변환하며, 제1 출력 단자를 통해 제1 전원 라인에 제1 전원 전압을 공급한다. 전원 공급부는 화소들에 흐르는 총 전류량이 제1 기준 전류량보다 작은 경우, 트랜지스터들의 오프-듀티, 트랜지스터들의 크기, 트랜지스터들의 스위칭 주파수, 및 트랜지스터들에 대한 제어 신호들의 슬루율(slew rate)을 가변시킨다.

Description

전원 공급 장치 및 이를 포함하는 표시 장치{POWER SUPPLY AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 외부로부터 공급되는 입력 전원을 변환함으로써 화소들의 구동에 필요한 고전위 전원과 저전위 전원을 생성하는 DC-DC 컨버터를 포함한다. DC-DC 컨버터는 생성된 고전위 전원과 저전위 전원을 전원 라인들을 통하여 화소들에 공급한다.
화소를 통해 흐르는 구동 전류는 고전위 전원에 종속적이다. 목표하는 구동 전류를 화소에 안정적으로 제공하기 위해, DC-DC 컨버터는 다양한 구동 방식들 중 연속 전도 모드(continuous-conduction mode; 이하 CCM)로 동작하면서 고전위 전원을 생성한다. 연속 전도 모드에서 DC-DC 컨버터는 내부 트랜지스터들을 쉼 없이 스위칭시킨다.
화소들의 부하가 상대적으로 작은 경우, 일정한 스위칭 주파수를 가지고 연속 전도 모드로 동작하는 DC-DC 컨버터의 효율은, 다른 모드(예를 들어, 내부 트랜지스터들에 대한 스위칭 동작을 부분적으로 정지시키는 모드)로 동작하는 DC-DC 컨버터의 효율보다 낮을 수 있다.
본 발명의 일 목적은 향상된 효율을 가지는 전원 공급 장치 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상술한 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 주사 라인들, 제1 전원 라인, 제2 전원 라인, 및 상기 주사 라인들 및 상기 제1 및 제2 전원 라인들에 연결되는 화소들을 포함하는 표시 패널; 클럭 신호에 기초하여 주사 신호들을 생성하고, 상기 주사 라인들에 상기 주사 신호들을 순차적으로 제공하는 게이트 구동부; 및 트랜지스터들의 스위칭 동작을 통해 입력 전원을 제1 전원 전압으로 변환하며, 제1 출력 단자를 통해 상기 제1 전원 라인에 상기 제1 전원 전압을 공급하는 전원 공급부를 포함한다. 상기 전원 공급부는 상기 화소들에 흐르는 총 전류량이 제1 기준 전류량보다 작은 경우, 상기 트랜지스터들의 오프-듀티, 상기 트랜지스터들의 크기, 상기 트랜지스터들의 스위칭 주파수, 및 상기 트랜지스터들에 대한 제어 신호들의 슬루율(slew rate)을 가변시킨다.
일 실시예에 있어서, 상기 전원 공급부는, 제1 모드에서 제1 스위칭 주파수를 가지는 스위칭 신호를 생성하고, 제2 모드에서 제2 스위칭 주파수를 가지는 스위칭 신호를 생성하는 주파수 생성 회로; 상기 스위칭 신호에 응답하여 상기 제1 전원 전압을 생성하는 제1 전압 생성 회로; 상기 제1 출력 단자에서 상기 총 전류량을 측정하는 센싱 회로; 및 상기 총 전류량을 상기 제1 기준 전류량과 비교하여 상기 주파수 생성 회로가 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드에서 동작하도록 모드 제어 신호를 생성하는 기능 회로를 포함할 수 있다. 상기 제2 스위칭 주파수는 상기 제1 스위칭 주파수보다 작고, 상기 클럭 신호의 주파수를 회피하여 설정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 전원 공급부는, 기준 주파수를 가지는 기준 클럭 신호를 생성하는 발진 회로를 더 포함하고, 상기 주파수 생성 회로는, 상기 제1 모드에서 상기 기준 클럭 신호에 주파수 분주(frequency division)을 수행하여 상기 스위칭 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 전원 공급부는 클럭 신호 입력 단자를 통해 상기 클럭 신호를 수신하고, 상기 주파수 생성 회로는, 상기 제2 모드에서 상기 클럭 신호의 주파수에 오프셋 주파수를 추가하여 상기 스위칭 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 전원 공급부는, 기준 주파수를 가지는 기준 클럭 신호를 생성하는 발진 회로를 더 포함하고, 상기 제1 모드에서 상기 주파수 생성 회로는 상기 기준 클럭 신호에 기초하여 상기 스위칭 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 주파수 생성 회로는, 상기 기능 회로에서 생성된 제1 모드 제어 신호에 응답하여 상기 기준 클럭 신호를 주파수 분주하여 분주된 기준 클럭 신호를 생성하는 분주기; 상기 기능 회로에서 생성된 제2 모드 제어 신호에 응답하여 상기 클럭 신호의 주파수에 상기 오프셋 주파수를 추가하여 보상된 클럭 신호를 생성하는 클럭 처리기; 및 상기 제1 모드 제어 신호 또는 상기 제2 모드 제어 신호에 응답하여, 상기 기준 클럭 신호, 상기 분주된 기준 클럭 신호, 및 상기 보상된 클럭 신호 중 하나를 상기 스위칭 신호로서 출력하는 선택기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 클럭 처리기는, 상기 클럭 신호의 펄스들 각각을 순차적으로 지연시켜 상기 보상된 클럭 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기능 회로는, 상기 총 전류량이 상기 제1 기준 전류량보다 작아지는 경우 상기 제2 모드에서 상기 제1 모드로 모드 전환을 수행하고, 상기 총 전류량이 제2 기준 전류량보다 커지는 경우 상기 제1 모드에서 상기 제2 모드로 모드 전환을 수행하며, 상기 제2 기준 전류량은 상기 제1 기준 전류량보다 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 기능 회로는, 상기 총 전류량이 상기 제1 기준 전류량보다 작아진 시점으로부터, 기 설정된 디바운스 시간(debounce time)이 경과한 후에 상기 제1 모드로부터 상기 제2 모드로 모드 전환을 수행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 전원 공급부는, 상기 모드 제어 신호에 응답하여 구동 제어 신호를 생성하는 구동 제어 회로를 더 포함하고, 상기 제1 전압 생성 회로는, 상기 스위칭 신호에 기초하여 상기 스위칭 신호의 주파수에 대응하는 주파수를 가지는 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 생성하되, 상기 구동 제어 신호에 응답하여 상기 제1 제어 신호 및 상기 제2 제어 신호 각각의 파형을 가변시키는 제1 스위칭 제어부; 상기 입력 전원이 인가되는 전원 입력 단자 및 제1 노드 사이에 연결된 인덕터; 상기 제1 노드 및 기준 전원 사이에 연결되고 상기 제1 제어 신호에 응답하여 동작하는 제1 트랜지스터; 및 상기 제1 노드 및 상기 제1 출력 단자 사이에 연결되고 상기 제2 제어 신호에 응답하여 동작하는 제2 트랜지스터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어 신호들의 상기 슬루율은 상기 제어 신호들의 턴-온 레벨 및 턴-오프 레벨간의 천이 시간으로 정의되며, 상기 제1 스위칭 제어부는, 상기 제2 모드에서 상기 구동 제어 신호에 응답하여 제1 제어 신호의 제2 슬루율을 상기 제1 모드에서의 제1 제어 신호의 제1 슬루율보다 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 전압 생성 회로는, 제1 모드에서 상기 제1 및 제2 트랜지스터들을 교번하여 턴-온시키는 제1 구동 모드로 동작하며, 상기 제2 모드에서 제2 구동 모드로 동작하되, 상기 제2 구동 모드의 제1 구간에서 상기 제1 및 제2 트랜지스터들을 교번하여 턴-온시키며, 상기 제2 구동 모드의 제2 구간에서 상기 제1 및 제2 트랜지스터들을 동시에 턴-오프시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 전압 생성 회로는, 상기 제1 트랜지스터에 병렬 연결된 제1 보조 트랜지스터; 및 상기 제2 트랜지스터에 병렬 연결된 제2 보조 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 제1 전압 생성 회로는, 상기 제1 모드에서 상기 제1 및 제2 트랜지스터들을 교번하여 턴-온시키고, 상기 제2 모드에서 상기 제1 및 제2 트랜지스터들을 턴-오프시키며, 상기 제1 및 제2 보조 트랜지스터들을 교번하여 턴-온시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 전원 공급부는, 상기 스위칭 신호에 응답하여 제2 전원 전압을 생성하고 제2 출력 단자를 통해 상기 제2 전원 라인에 상기 제2 전원 전압을 공급하는 제2 전압 생성 회로를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 전압 생성 회로는, 상기 스위칭 신호에 응답하여 상기 스위칭 신호의 주파수에 대응하는 주파수를 가지는 제3 제어 신호 및 제4 제어 신호를 생성하되, 상기 구동 제어 신호에 응답하여 상기 제3 제어 신호 및 제4 제어 신호 각각의 파형을 가변시키는 제2 스위칭 제어부; 상기 입력 전원이 인가되는 전원 입력 단자 및 제2 노드 사이에 연결되고 상기 제3 제어 신호에 응답하여 동작하는 제3 트랜지스터; 상기 제2 노드 및 기준 전원 사이에 연결되는 인덕터; 및 상기 제2 노드 및 상기 제2 출력 단자 사이에 연결되고 상기 제4 제어 신호에 응답하여 동작하는 제4 트랜지스터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 전압 생성 회로는, 상기 구동 제어 신호에 응답하여 상기 제2 모드에서 제3 구동 모드로 동작하되, 상기 제3 구동 모드의 제3 구간에서 상기 제3 및 제4 트랜지스터들을 교번하여 턴-온시키며, 상기 제3 구동 모드의 제4 구간에서 상기 제3 및 제4 트랜지스터들을 동시에 턴-오프시키고, 제4 구간은 상기 제3 구간보다 크거나 같을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 전압 생성 회로는, 상기 구동 제어 신호에 응답하여 상기 제1 모드에서 상기 제1 구동 모드, 상기 제2 구동 모드, 상기 제3 구동 모드 중 하나로 동작할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 데이터 라인들을 통해 상기 화소들에 데이터 신호들을 제공하는 데이터 구동부를 더 포함하고, 상기 전원 공급부는, 상기 스위칭 신호에 응답하여 제3 전원 전압을 생성하고 제3 출력단을 통해 상기 데이터 구동부에 상기 제3 전원 전압을 공급하는 제3 전압 생성 회로를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치는 입력 전원을 제1 전원 전압으로 변환하여 제1 출력 단자를 통해 출력한다. 상기 전원 공급 장치는, 클럭 신호를 수신하는 입력 단자; 상기 제1 출력 단자에서 총 전류량을 측정하는 센싱 회로; 상기 총 전류량을 제1 기준 전류량과 비교하여 제1 모드 제어 신호 또는 제2 모드 제어 신호를 생성하는 기능 회로; 기준 주파수를 가지는 기준 클럭 신호를 생성하는 발진 회로; 상기 제1 모드 제어 신호에 응답하여 상기 기준 클럭 신호를 주파수 분주하여 스위칭 신호를 생성하거나, 상기 제2 모드 제어 신호에 응답하여 상기 클럭 신호의 주파수에 오프셋 주파수를 가산하여 상기 스위칭 신호를 생성하는 주파수 생성 회로; 및 트랜지스터들을 구비하고, 상기 스위칭 신호에 응답하여 상기 트랜지스터들을 스위칭시켜 상기 제1 전원 전압을 생성하는 제1 전압 생성 회로를 포함한다. 상기 스위칭 신호의 스위칭 주파수는 상기 클럭 신호의 주파수를 회피하여 설정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 전원 공급 장치는 상기 제1 모드 제어 신호 또는 상기 제2 모드 제어 신호에 응답하여 구동 제어 신호를 생성하는 구동 제어 회로를 더 포함하고, 상기 제1 전압 생성 회로는, 상기 스위칭 신호에 기초하여 상기 스위칭 신호의 주파수에 대응하는 주파수를 가지는 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 생성하되, 상기 구동 제어 신호에 응답하여 상기 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호 각각의 파형을 가변시키는 제1 스위칭 제어부; 상기 입력 전원이 인가되는 전원 입력 단자 및 제1 노드 사이에 연결된 인덕터; 상기 제1 노드 및 기준 전원 사이에 연결되고 상기 제1 제어 신호에 응답하여 동작하는 제1 트랜지스터; 및 상기 제1 노드 및 상기 제1 출력 단자 사이에 연결되고 상기 제2 제어 신호에 응답하여 동작하는 제2 트랜지스터를 포함하며, 상기 제1 스위칭 제어부는, 상기 제2 모드 제어 신호에 대응하는 상기 구동 제어 신호에 응답하여 상기 제1 제어 신호의 슬루율을 가변시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 전원 공급 장치 및 표시 장치는, 표시부의 부하에 기초하여 제1 모드(normal load mode) 또는 제2 모드(light load mode)에서 동작하되, 제1 모드 및 제2 모드에서 구동 방식(driving method), 내부 트랜지스터들의 크기(또는, 채널 용량), 스위칭 주파수, 및 슬루율(또는, 제어 신호의 천이 시간)을 다르게 설정할 수 있다. 트랜지스터들의 오프 듀티를 증가시키는 구동 방식, 내부 트랜지스터들의 크기의 감소, 스위칭 주파수의 감소, 및 슬루율의 증가(또는, 천이 시간의 감소)를 통해, 전원 공급 장치의 전력 손실이 최소화되고, 전원 공급 장치의 효율이 향상될 수 있다.
또한, 제2 모드에서 전원 공급 장치는 외부 클럭 신호에 오프셋 주파수를 가산하는 방식으로 스위칭 신호의 주파수를 최소로 설정함으로써, 주사 구동부와의 간섭을 배제하면서 스위칭에 의한 전력 손실을 최소화시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함된 화소의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 1의 표시 장치에 포함된 전원 공급부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3의 전원 공급부에 포함된 제1 전압 생성기의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 5는 도 3의 전원 공급부에 포함된 제2 전압 생성기의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 6은 도 4의 제1 전압 생성기의 CCM 구동 방식을 설명하는 도면이다.
도 7은 도 4의 제1 전압 생성기의 DCM 구동 방식을 설명하는 도면이다.
도 8은 도 4의 제1 전압 생성기의 PSM 구동 방식을 설명하는 도면이다.
도 9는 도 3의 전원 공급부의 모드별 동작을 설명하는 도면이다.
도 10은 도 4의 제1 전압 생성기의 스위칭 동작을 설명하는 도면이다.
도 11는 도 4의 제1 전압 생성기에서 사용되는 제어 신호의 일 예를 타내는 도면이다.
도 12은 도 3의 주파수 생성 회로에서 생성된 스위칭 신호의 스위칭 주파수와 기준 클럭 신호간의 관계를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 3의 전원 공급부에 포함된 주파수 생성 회로의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 도 3의 전원 공급부에 포함된 기능 회로 및 주파수 생성 회로의 동작을 설명하는 도면이다.
도 15a, 도 15b, 및 도 15c는 도 3의 전원 공급부에서 이용되는 레지스터 설정값들의 일 예를 나타내는 도면들이다.
도 16은 도 3의 전원 공급부의 효율을 설명하는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시 예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 따라서 앞서 설명한 참조 부호는 다른 도면에서도 사용할 수 있다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 표시부(110)(또는, 표시 패널), 주사 구동부(120)(또는, 게이트 구동부), 데이터 구동부(130), 타이밍 제어부(140), 및 전원 공급부(150)(또는, 전원 공급 장치)를 포함할 수 있다.
표시부(110)는 주사 라인들(SL1 내지 SLn, 단, n은 양의 정수)(또는, 주사 라인들), 데이터 라인들(DL1 내지 DLm, 단, m은 양의 정수), 및 화소(PXL)를 포함할 수 있다. 또한, 표시부(110)는 제1 전원 라인(PL1) 및 제2 전원 라인(PL2)을 포함할 수 있다.
화소(PXL)는 주사 라인들(SL1 내지 SLn) 및 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 의해 구획된 영역(예를 들어, 화소 영역)에 제공될 수 있다.
화소(PXL)는 제1 전원 라인(PL1), 제2 전원 라인(PL2), 주사 라인들(SL1 내지 SLn) 중 대응되는 하나, 및 데이터 라인들(DL1 내지 DLm) 중 대응되는 하나에 연결될 수 있다. 이하에서, “연결”은 전기적인 연결뿐만 아니라, 물리적인 연결을 포함하며, 직접적인 연결뿐만 아니라 다른 구성 요소를 통한 간접적인 연결을 포함할 수 있다.
화소(PXL)는 발광 소자 및 발광 소자에 구동 전류를 제공하거나 제공하기 위한 적어도 하나의 트랜지스터를 포함할 수 있다.
화소(PXL)는 주사 라인을 통해 제공되는 주사 신호에 응답하여 데이터 라인을 통해 제공되는 데이터 전압(또는, 데이터 신호)에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다. 예를 들어, 제n 번째 행 및 제m 번째 열에 위치하는 화소(PXL)는 제n 주사 라인(SLn)을 통해 제공되는 주사 신호에 응답하여 제m 데이터 라인(DLm)을 통해 제공되는 데이터 전압(또는, 데이터 신호)에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다.
주사 구동부(120)는 주사 제어 신호(SCS)에 기초하여 주사 신호를 생성하고, 주사 신호를 주사 라인들(SL1 내지 SLn)에 순차적으로 제공할 수 있다. 여기서, 주사 제어 신호(SCS)는 주사 개시 신호(또는 주사 스타트 펄스), 주사 클럭 신호들 등을 포함하고, 타이밍 제어부(140)로부터 제공될 수 있다. 예를 들어, 주사 구동부(120)는 주사 클럭 신호들을 이용하여, 펄스 형태의 주사 개시 신호(예를 들어, 게이트-온 전압 레벨의 펄스)에 대응하는 펄스 형태의 주사 신호를 순차적으로 생성 및 출력하는 시프트 레지스터(shift register)를 포함할 수 있다.
데이터 구동부(130)는 타이밍 제어부(140)로부터 제공되는 영상 데이터(DATA2) 및 데이터 제어 신호(DCS)에 기초하여 데이터 전압들(또는, 데이터 신호들)을 생성하며, 데이터 전압들을 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 제공할 수 있다. 여기서, 데이터 제어 신호(DCS)는 데이터 구동부(130)의 동작을 제어하는 신호이며, 유효 데이터 전압의 출력을 지시하는 로드 신호(또는, 데이터 인에이블 신호)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 데이터 구동부(130)는 감마 전압들을 이용하여 영상 데이터(DATA2)에 포함된 데이터값(또는, 계조값)에 대응하는 데이터 전압을 생성할 수 있다. 여기서, 감마 전압들은 데이터 구동부(130)에서 생성되거나, 별도의 감마 전압 생성 회로(예를 들어, 감마 집적 회로)로부터 제공될 수 있다. 예를 들어, 데이터 구동부(130)는 데이터값에 기초하여 감마 전압들 중 하나를 선택하여 데이터 신호로서 출력할 수 있다.
타이밍 제어부(140)는 외부(예를 들어, 그래픽 프로세서)로부터 입력 영상 데이터(DATA1) 및 제어 신호(CS)를 수신하고, 제어 신호(CS)에 기초하여 주사 제어 신호(SCS) 및 데이터 제어 신호(DCS)를 생성할 수 있다. 여기서, 제어 신호(CS)는 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 클럭 신호 등을 포함할 수 있다. 또한, 타이밍 제어부(140)는 입력 영상 데이터(DATA1)를 변환하여 영상 데이터(DATA2)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 제어부(140)는 입력 영상 데이터(DATA1)를 데이터 구동부(130)에서 이용 가능한 포맷을 가지는 영상 데이터(DATA2)로 변환할 수 있다.
전원 공급부(150)는 제1 전원 전압(VDD)을 생성하여 제1 전원 라인(PL1)에 공급하고, 제2 전원 전압(VSS)을 생성하여 제2 전원 라인(PL2)에 공급할 수 있다. 여기서, 제1 전원 전압(VDD) 및 제2 전원 전압(VSS)은 화소(PXL)의 동작에 필요한 전압들이며, 제1 전원 전압(VDD)은 제2 전원 전압(VSS)의 전압 레벨보다 높은 전압 레벨을 가질 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(150)는 PMIC(power management integrated circuit)로 구현되고, 내부에 구비된 트랜지스터들에 대한 스위칭 동작을 통해 입력 전원(VIN)을 제1 전원 전압(VDD) 및 제2 전원 전압(VSS)으로 각각 변환할 수 있다.
또한, 전원 공급부(150)는 제3 전원 전압(AVDD)을 생성하여 데이터 구동부(130)에 제공할 수 있다. 여기서, 제3 전원 전압(AVDD)은 데이터 구동부(130)의 구동(예를 들어, 감마 전압들의 생성)에 필요한 전압이다.
실시예들에서, 전원 공급부(150)는 화소(PXL)들에 흐르는 총 전류량에 기초하여, 전원 공급부(150) 내 트랜지스터들의 오프-듀티(off-duty)(또는, 온-듀티)(또는, 구동 방식), 트랜지스터들의 크기(또는, 채널 용량), 트랜지스터들의 스위칭 주파수, 트랜지스터들에 대한 스위칭 제어 신호(또는, 제어 신호, 게이트 신호)의 슬루율(slew rate) 중 적어도 하나를 가변시킬 수 있다. 여기서, 오프-듀티는 트랜지스터들이 스위칭하는 동안 턴-오프되는 비율을 의미하고, 스위칭 주파수는 단위 시간 당 턴-온 또는 턴-오프되는 횟수를 의미하며, 스위칭 제어 신호의 슬루율은 스위칭 제어 신호의 에지(예를 들어, 라이징 에지, 폴링 에지)에서의 경사도로 정의되며, 스위칭 제어 신호의 슬루율은 트랜지스터들의 턴-온 상태 및 턴-오프 상태간의 상태 변환시 소요되는 시간(즉, 상태 변환 소요 시간, 천이 시간)으로 표현될 수 있다.
예를 들어, 전원 공급부(150)는 제1 전원 전압(VDD)이 출력되는 제1 출력 단자, 제2 전원 전압(VSS)이 출력되는 제2 출력 단자, 또는 제3 전원 전압(AVDD)이 출력되는 제3 출력 단자 중 적어도 하나에서, 총 전류량을 측정할 수 있다. 예를 들어, 총 전류량이 제1 기준 전류량(또는, 제1 기준 전류값)보다 작은 경우, 전원 공급부(150)는 전원 공급부(150) 내 트랜지스터들의 오프-듀티를 증가시키고, 트랜지스터들의 채널의 용량을 감소시키며, 트랜지스터들의 스위칭 주파수를 감소시키고, 트랜지스터들에 대한 스위칭 제어 신호의 슬루율을 증가(또는, 천이 시간을 감소)시킬 수 있다. 슬루율이 증가하는 경우, 천이 시간이 감소되고, 트랜지스터들의 천이 과정에서 발생하는 전력 손실이 감소될 수 있다. 즉, 표시부(110)의 부하가 상대적으로 낮은 경우, 전원 공급부(150)는 스위칭 동작 및 스위칭 동작에 의한 전력 손실을 감소시킬 수 있다.
전원 공급부(150)가 트랜지스터들의 오프-듀티, 채널의 용량, 스위칭 주파수, 및 슬루율 중 적어도 하나를 가변시키는 동작에 대해서는 도 9를 참조하여 후술하기로 한다.
일 실시예에서, 전원 공급부(150)는 주사 구동부(120)로부터 외부 클럭 신호(T_HCLK)를 수신하고, 외부 클럭 신호(T_HCLK)를 이용하여 트랜지스터들에 대한 스위칭 제어 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 외부 클럭 신호(T_HCLK)는 주사 구동부(120)로부터 표시부(110)에 제공되는 주사 신호의 주파수에 대응하는 주파수를 가지며, 예를 들어, 외부 클럭 신호(T_HCLK)는 수평 동기 신호에 대응하거나, 주사 클럭 신호(즉, 주사 구동부(120)가 주사 신호를 생성하는데 이용되는 클럭 신호)일 수 있다. 후술하여 설명하겠지만, 전원 공급부(150)는, 외부 클럭 신호(T_HCLK)를 이용하여 트랜지스터들에 대한 스위칭 제어 신호를 생성함으로써, 주사 구동부(120)의 구동과 간섭되지 않고 전원 공급부(150)의 소비 전력(즉, 스위칭에 의한 전력 손실)을 최소화할 수 있는, 보다 최적화된 주파수를 가지는 스위칭 제어 신호를 생성할 수 있다.
한편, 도 1에서 주사 구동부(120), 데이터 구동부(130), 및 타이밍 제어부(140)는 상호 독립적으로 구성된 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 주사 구동부(120), 데이터 구동부(130), 및 타이밍 제어부(140) 중 적어도 하나는 표시부(110)에 형성되거나, IC로 구현되고 연성 회로 기판에 실장되어 표시부(110)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 주사 구동부(120)는 표시부(110)에 형성될 수 있다. 또한, 주사 구동부(120), 데이터 구동부(130), 및 타이밍 제어부(140) 중 적어도 2개는 하나의 IC로 구현될 수 있다.
도 2는 도 1의 표시 장치에 포함된 화소의 일 예를 나타내는 회로도이다. 도 1의 화소(PXL)들은 상호 실질적으로 동일하므로, 화소(PXL)들을 포괄하여 제n 행 및 제m 열에 포함된 제nm 화소(PXLnm)를 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제nm 화소(PXLnm)는 제n 주사 라인(SLn), 및 제m 데이터 라인(DLm)에 연결될 수 있다. 또한, 화소(PXL)는 제1 전원 라인(PL1) 및 제2 전원 라인(PL2) 사이에 연결될 수 있다.
제nm 화소(PXLnm)는 적어도 하나의 발광 소자(LD), 제1 트랜지스터(T1)(또는, 구동 트랜지스터), 제2 트랜지스터(T2)(또는, 스위칭 트랜지스터), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2) 각각은 실리콘 반도체를 포함하며, 예를 들어, P형 트랜지스터일 수 있다. 다만, 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)가 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2) 중 적어도 하나는 산화물 반도체를 포함하거나 N형 트랜지스터로 구현될 수도 있다.
적어도 하나의 발광 소자는 발광 소자(LD)를 포함할 수 있다. 발광 소자(LD)의 애노드 전극은 제1 트랜지스터(T1)를 통해 제1 전원 라인(PL1)에 연결되고, 발광 소자(LD)의 캐소드 전극은 제2 전원 라인(PL2)에 연결될 수 있다. 발광 소자(LD)는 제1 트랜지스터(T1)로부터 공급되는 전류량(또는, 구동 전류(ID))에 대응하여 소정 휘도의 광을 생성할 수 있다. 발광 소자(LD)는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode) 또는 마이크로 LED(light emitting diode), 양자점 발광 다이오드(quantum dot light emitting diode)와 같은 무기 발광 다이오드(inorganic light emitting diode)로 구성될 수 있다. 또한, 발광 소자(LD)는 유기물과 무기물이 복합적으로 구성된 발광 소자일 수도 있다. 도 2에서 제nm 화소(PXLnm)는 단일(single) 발광 소자(LD)를 포함하는 것을 도시되어 있으나, 다른 실시예에서 화소(PXLnm)는 복수의 발광 소자들을 포함하며, 복수의 발광 소자들은 상호 직렬, 병렬, 또는, 직병렬로 연결될 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극(또는, 제1 트랜지스터 전극)은 제1 전원 라인(PL1)에 연결되고, 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극(또는, 제2 트랜지스터 전극)은 발광 소자(LD)의 애노드 전극에 연결되며, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제2 트랜지스터(T2)의 제2 전극에 접속될 수 있다. 예를 들어, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극은 소스 전극이고, 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극은 드레인 전극 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 트랜지스터(T1)는 게이트 전극에 인가된 전압에 대응하여 발광 소자(LD)로 흐르는 구동 전류(ID)의 전류량을 제어할 수 있다. 예를 들어, 구동 전류(ID)는 제1 전원 전압(VDD) 및 데이터 전압(VDATA) 간의 차이의 제곱에 비례할 수 있다(즉, ID ∝ (VDD-VDATA)2).
제2 트랜지스터(T2)의 제1 전극은 제m 데이터 라인(DLm)에 연결되고, 제2 트랜지스터(T2)의 제2 전극은 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 연결되며, 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 제n 주사 라인(SLn)에 접속될 수 있다. 제n 주사 라인(SLn)으로 게이트-온 전압 레벨의 주사 신호가 공급될 때, 제2 트랜지스터(T2)는 턴-온되고, 제m 데이터 라인(DLm)으로부터 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 데이터 전압(VDATA)이 전달될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 전원 라인(PL1)과 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극 사이에 형성되거나 접속될 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극의 전압(즉, 데이터 전압(VDATA))을 저장할 수 있다.
한편, 도 2에서, 데이터 전압(VDATA)을 제nm 화소(PXLnm) 내부로 전달하기 위한 제2 트랜지스터(T2)와, 데이터 전압(VDATA)을 저장하기 위한 스토리지 커패시터(Cst)와, 데이터 전압(VDATA)에 대응하는 구동 전류(ID)를 발광 소자(LD)로 공급하기 위한 제1 트랜지스터(T1)를 포함한 제nm 화소(PXLnm)가 도시되었다.
하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제nm 화소(PXLnm)의 구조는 다양하게 변경 실시될 수 있다. 일 예로, 제nm 화소(PXLnm)는 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압을 보상하기 위한 트랜지스터, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극을 초기화하기 위한 트랜지스터, 및/또는 발광 소자(LD)의 발광 시간을 제어하기 위한 트랜지스터 소자 등과 같은 적어도 하나의 트랜지스터를 추가적으로 더 포함할 수도 있다.
도 3은 도 1의 표시 장치에 포함된 전원 공급부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 전원 공급부(150)는 센싱 회로(310), 기능 회로(320), 주파수 생성 회로(330), 발진 회로(340), 전압 생성 회로(350), 및 구동 제어 회로(360)를 포함할 수 있다. 또한, 전원 공급부(150)는 클럭 입력 단자(IN_C), 전원 입력 단자(IN_P), 및 출력 단자들(OUT1, OUT2, OUT3)을 더 포함할 수 있다. 클럭 입력 단자(IN_C)에는 주사 구동부(120)로부터 외부 클럭 신호(T_HCLK)가 인가되고, 전원 입력 단자(IN_P)에는 입력 전원(VIN)이 인가되며, 출력 단자들(OUT1, OUT2, OUT3)을 통해 전원 전압들(VDD, VSS, AVDD)이 출력될 수 있다.
센싱 회로(310)는 표시부(110)의 부하를 측정할 수 있다. 예를 들어, 센싱 회로(310)는 표시부(110) 내 화소(PXL)들에 흐르는 총 전류량을 측정할 수 있다. 예를 들어, 센싱 회로(310)는 출력 단자들(OUT1, OUT2, OUT3) 및 전원 입력 단자(IN_P) 중 적어도 하나를 통해 흐르는 전류량을 센싱할 수 있다. 예를 들어, 센싱 회로(310)는 제1 전원 전압(VDD)이 출력되는 제1 출력 단자(OUT1)를 통해 흐르는 전류량을 센싱하거나, 제2 전원 전압(VSS)이 출력되는 제2 출력 단자(OUT2)를 통해 흐르는 전류량을 센싱할 수 있다.
센싱 회로(310)는 센싱된 전류량에 대응하는 센싱 신호를 출력할 수 있다. 센싱 신호는 아날로그 형태 또는 디지털 형태를 가지며, 센싱 신호의 형태가 한정되는 것은 아니다.
기능 회로(320)는 센싱 신호(예를 들어, 총 전류량)에 기초하여 주파수 생성 회로(330)의 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 기능 회로(320)는 총 전류량 및 제1 기준 전류량(또는, 제1 기준 전류값)을 비교하여 주파수 생성 회로(330)가 제1 모드 또는 제2 모드에서 동작하도록 제어하는 모드 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 총 전류량이 제1 기준 전류량보다 크거나 같은 경우(즉, 표시부(110)의 부하가 큰 경우), 기능 회로(320)는 제1 모드(예를 들어, normal load mode, 또는 heavy load mode)를 선택할 수 있다. 예를 들어, 총 전류량이 제1 기준 전류량보다 작은 경우(즉, 표시부(110)의 부하가 작은 경우), 기능 회로(320)는 제2 모드(예를 들어, light load mode)를 선택할 수 있다. 한편, 기능 회로(320)가 제1 모드 또는 제2 모드를 선택하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기능 회로(320)는 제1 모드 내에서도, 총 전류량에 따라 노말 로드 모드, 헤비 로드 모드 등을 선택할 수도 있다.
일 실시예에서, 기능 회로(320)는 제1 기능 블록(SFD1) 및 제2 기능 블록(SFD2)을 포함할 수 있다.
제1 기능 블록(SFD1)은 주파수 생성 회로(330)가 제2 모드에서 기 설정된 기준 클럭 신호(CLK_REF)(또는, 기준 스위칭 신호)를 이용하여 스위칭 신호를 생성하도록 제어하며, 이를 위한 제1 모드 제어 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 기준 클럭 신호(CLK_REF)는 발진 회로(340)로부터 제공될 수 있다. 제2 기능 블록(SFD2)은 주파수 생성 회로(330)가 제2 모드에서 클럭 입력 단자(IN_C)를 통해 제공되는 외부 클럭 신호(T_HCLK)를 이용하여 스위칭 신호를 생성하도록 제어하며, 이를 위한 제2 모드 제어 신호를 생성할 수 있다.
제1 기능 블록(SFD1) 및 제2 기능 블록(SFD2) 각각의 동작 여부는 외부 클럭 신호(T_HCLK)의 제공 여부에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 주사 구동부(120)로부터 클럭 입력 단자(IN_C)에 외부 클럭 신호(T_HCLK)가 정상적으로 인가되는 경우, 기능 회로(320)는 제2 기능 블록(SFD2)을 온(on)시키고, 제1 기능 블록(SFD1)을 오프(off)시킬 수 있다. 다른 예로, 주사 구동부(120)로부터 클럭 입력 단자(IN_C)에 외부 클럭 신호(T_HCLK)가 인가되지 않는 경우(또는, 주사 구동부(120)와 클럭 입력 단자(IN_C)가 전기적으로 분리된 경우), 기능 회로(320)는 제1 기능 블록(SFD1)을 온시키고, 제2 기능 블록(SFD2)을 오프시킬 수 있다. 실시예에 따라, 기능 회로(320)는 제1 기능 블록(SFD1) 및 제2 기능 블록(SFD2)을 모두 오프시킬 수도 있다. 기능 회로(320)의 설정값에 대해서는 도 15b를 참조하여 후술한다.
주파수 생성 회로(330)(또는, 스위칭 신호 생성 회로, 스위칭 클럭 신호 생성 회로)는 모드 제어 신호에 응답하여 기준 클럭 신호(CLK_REF) 및 외부 클럭 신호(T_HCLK) 중 하나를 이용하여 스위칭 신호(또는, 스위칭 클럭 신호)를 생성할 수 있다. 여기서, 모드 제어 신호는 제1 기능 블록(SFD1)에서 제공되는 제1 모드 제어 신호 또는 제2 기능 블록(SFD2)에서 제공되는 제2 모드 제어 신호일 수 있다.
실시예들에서, 주파수 생성 회로(330)는 제1 모드(또는, normal load mode)에서 제1 스위칭 주파수를 가지는 제1 스위칭 신호를 생성하고, 제2 모드(또는, light load mode)에서 제2 스위칭 주파수를 가지는 제2 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 제2 스위칭 주파수는 제1 스위칭 주파수보다 작고, 외부 클럭 신호(T_HCLK)를 회피하여 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 주파수 생성 회로(330)는 제1 모드에서 발진 회로(340)로부터 제공되는 기준 클럭 신호(CLK_REF)를 이용하여 제1 스위칭 주파수를 가지는 제1 스위칭 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 제1 기능 블록(SFD1)으로부터 제1 모드 제어 신호가 제공되는 경우, 주파수 생성 회로(330)는 기준 클럭 신호(CLK_REF)를 주파수 분주(frequency division)를 수행하여 분주된 기준 클럭 신호를 생성하고, 분주된 기준 클럭 신호를 이용하여 제1 스위칭 주파수를 가지는 제1 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 주파수 생성 회로(330)는 기준 클럭 신호(CLK_REF)를 8분주, 6분주, 4분주, 또는 3분주할 수 있다.
일 실시예에서, 주파수 생성 회로(330)는 제2 모드에서 외부 클럭 신호(T_HCLK)를 이용하여 제2 스위칭 주파수를 가지는 제2 스위칭 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 제2 기능 블록(SFD2)으로부터 제2 모드 제어 신호가 제공되는 경우, 주파수 생성 회로(330)는 제2 모드에서 외부 클럭 신호(T_HCLK)의 주파수에 기 설정된 오프셋 주파수(또는, 오프셋)를 추가(또는, 가산)하여 보상된 외부 클럭 신호를 생성하고, 보상된 외부 클럭 신호를 이용하여 제2 스위칭 주파수를 가지는 제2 스위칭 신호를 생성할 수 있다.
참고로, 스위칭 신호(또는, 기준 클럭 신호(CLK_REF), 전압 생성 회로(350) 내 트랜지스터들에 대한 스위칭 제어 신호)의 주파수는 외부 클럭 신호(T_HCLK)(또는, 주사 구동부(120)의 구동 주파수)보다 높게 설정된다. 예를 들어, 제1 모드에서 제1 스위칭 신호의 제1 스위칭 주파수는 약 1.5MHz이고, 주사 구동부(120)의 구동 주파수(또는, 스캔 주파수, 외부 클럭 신호(T_HCLK))의 주파수는 약 193KHz일 수 있다. 주파수 생성 회로(330)가 기준 클럭 신호(CLK_REF)를 분주하는 경우, 제2 스위칭 신호의 제2 스위칭 주파수는 감소되고, 스위칭에 의한 전압 생성 회로(350)의 전력 손실이 감소될 수 있다. 다만, 제품에 따라 주사 구동부(120)의 구동 주파수가 다르게 설정되므로, 경우에 따라, 분주된 기준 클럭 신호의 주파수가 주사 구동부(120)의 구동 주파수와 유사하거나 같아지면서, 주사 구동부(120) 및 전원 공급부(150) 간에 간섭이 발생할 수도 있다. 한편, 제2 모드에서 주파수 생성 회로(330)가 외부 클럭 신호(T_HCLK)의 주파수에 오프셋 주파수(예를 들어, ±50KHz)를 가산하여 보상된 외부 클럭 신호를 생성하는 경우, 보상된 외부 클럭 신호는 주사 구동부(120)의 구동 주파수와 항상 다르게 설정되고, 또한, 가장 낮은 주파수를 가질 수 있다. 즉, 외부 클럭 신호(T_HCLK)를 이용하여 보상된 클럭 신호가 생성되는 경우, 제품과 무관하게, 주사 구동부(120)와 전원 공급부(150) 간의 간섭 없이, 전원 공급부(150)의 소비 전력이 최소화될 수 있다.
주파수 생성 회로(330)의 보다 구체적인 구성 및 동작에 대해서는, 도 13 및 도 14를 참조하여 후술하기로 한다.
발진 회로(340)는 기준 클럭 신호(CLK_REF)(또는, 기준 스위칭 신호)를 생성할 수 있다. 발진 회로(340)는 일반적인 발진 회로, 또는 클럭 생성 회로로 구현될 수 있다. 실시예에 따라, 발진 회로(340)는 기준 클럭 신호(CLK_REF)의 주파수를 가변시킬 수 있으며, 예를 들어, 표시부(110)의 부하가 감소할수록 발진 회로(340)는 기준 클럭 신호(CLK_REF)의 주파수를 감소시킬 수도 있다.
전압 생성 회로(350)는 트랜지스터들을 포함하고, 주파수 생성 회로(330)로부터 제공되는 스위칭 신호에 기초하여 트랜지스터들을 스위칭시켜 입력 전원(VIN)을 제1 전원 전압(VDD), 제2 전원 전압(VSS), 및 제3 전원 전압(AVDD)으로 각각 변환할 수 있다.
실시예들에서, 전압 생성 회로(350)는 제1 전압 생성기(351), 제2 전압 생성기(352), 및 제3 전압 생성기(353)를 포함할 수 있다. 제1 전압 생성기(351), 제2 전압 생성기(352), 및 제3 전압 생성기(353) 각각은 DC-DC 컨버터로 구현될 수 있다.
제1 전압 생성기(351)는 입력 전원(VIN)을 제1 전원 전압(VDD)으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제1 전압 생성기(351)는 부스트 컨버터로 구현되고, 입력 전원(VIN)의 전압 레벨을 상승시켜 제1 전원 전압(VDD)을 생성할 수 있다. 제1 전압 생성기(351)는 스위칭 신호를 이용하여 스위칭 제어 신호를 생성하고, 스위칭 제어 신호를 이용하여 내부 트랜지스터들을 스위칭시킬 수 있다. 스위칭 신호의 주파수가 가변(예를 들어, 감소)되는 경우, 스위칭 제어 신호의 주파수가 가변(예를 들어, 감소)되고, 내부 트랜지스터들에 대한 스위칭 횟수가 가변(예를 들어, 감소)될 수 있다. 제1 전압 생성기(351)의 구체적인 구성에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다.
제2 전압 생성기(352)는 입력 전원(VIN)을 제2 전원 전압(VSS)으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제2 전압 생성기(352)는 인버팅 벅 컨버터로 구현되고, 입력 전원(VIN)의 전압 레벨을 강하시켜 제2 전원 전압(VSS)을 생성할 수 있다. 제2 전압 생성기(351)의 구체적인 구성에 대해서는 도 5를 참조하여 후술한다.
제3 전압 생성기(353)는 입력 전원(VIN)을 제3 전원 전압(AVDD)으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제3 전압 생성기(353)는, 제1 전압 생성기(351)와 유사하게, 부스트 컨버터로 구현되고, 입력 전원(VIN)의 전압 레벨을 상승시켜 제3 전원 전압(AVDD)을 생성할 수 있다.
구동 제어 회로(360)는 모드 제어 신호에 응답하여 구동 제어 신호를 생성할 수 있다. 구동 제어 신호는 전압 생성 회로(350)의 내부 트랜지스터들의 오프-듀티(또는, 구동 방식), 채널 용량, 및 스위칭 제어 신호의 슬루율 중 적어도 하나를 가변시키는 데 이용될 수 있다. 트랜지스터들의 오프-듀티를 가변시키는 구성에 대해서는 도 6, 도 7, 및 도 8을 참조하여 후술하고, 채널 용량을 가변시키는 구성에 대해서는 도 10을 참조하여 후술하며, 스위칭 제어 신호의 슬루율을 가변시키는 구성에 대해서는 도 11를 참조하여 후술한다.
예를 들어, 제2 기능 블록(SFD2)으로부터 제2 모드 제어 신호가 제공되는 경우(또는, 제1 기능 블록(SFD1)으로부터 제1 모드 제어 신호가 제공되는 경우), 구동 제어 회로(360)는 전압 생성 회로(350)의 내부 트랜지스터들의 오프-듀티를 증가시키거나(또는, 오프-듀티가 상대적으로 큰 구동 모드로 모드를 전환하거나), 채널 용량을 감소시키거나, 스위칭 제어 신호의 슬루율을 증가(또는, 천이 시간을 감소)시키는 구동 제어 신호를 생성할 수 있다. 다른 예로, 기능 회로(320)로부터 모드 제어 신호가 제공되지 않는 경우, 구동 제어 회로(360)는 전압 생성 회로(350)의 내부 트랜지스터들의 오프-듀티를 감소시키거나, 채널 용량을 증가시키거나, 스위칭 제어 신호의 슬루율을 감소시키는 구동 제어 신호를 생성할 수 있다.
전압 생성 회로(350)의 내부 트랜지스터들의 오프-듀티, 채널 용량, 및 스위칭 제어 신호의 슬루율 중 적어도 하나를 가변시키기 위한, 구동 제어 신호(및 모드 제어 신호)의 설정값에 대해서는 도 15c를 참조하여 후술하기로 한다.
도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 전압 공급부(150)는 표시부(110)의 부하(예를 들어, 화소(PXL)들의 총 전류량)에 기초하여 전원 공급부(150)의 모드를 결정하고, 특정 모드(예를 들어, 제2 모드)에서 전원 공급부(150) 내부의 트랜지스터들의 스위칭 주파수, 트랜지스터들의 오프-듀티(또는, 구동 모드), 트랜지스터들의 채널의 용량, 트랜지스터들에 대한 스위칭 제어 신호(또는, 게이트 신호)의 슬루율 중 적어도 하나를 가변시킬 수 있다.
또한, 전압 공급부(150)는 외부 클럭 신호(T_HCLK)를 이용하여 스위칭 신호(또는, 트랜지스터들에 대한 스위칭 제어 신호)를 생성함으로써, 주사 구동부(120)의 구동과 간섭되지 않으면서 전원 공급부(150)의 전력 손실을 최소화할 수 있다.
도 4는 도 3의 전원 공급부에 포함된 제1 전압 생성기의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 전압 생성기(351)는 스위치부 및 제1 스위칭 제어부(351a)를 포함할 수 있다. 스위치부는 제1 인덕터(L1), 제1 트랜지스터(M1) 및 제2 트랜지스터(M2)를 포함할 수 있다. 또한, 스위치부는 제1 절전 트랜지스터(PSM1) 및 제2 절전 트랜지스터(PSM2)를 더 포함할 수 있다.
제1 트랜지스터(M1), 제2 트랜지스터(M2), 제1 절전 트랜지스터(PSM1), 및 제2 절전 트랜지스터(PSM2) 각각은 산화물 반도체를 포함하며, N형 트랜지스터로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 트랜지스터(M1), 제2 트랜지스터(M2), 제1 절전 트랜지스터(PSM1), 및 제2 절전 트랜지스터(PSM2) 각각은 실리콘 반도체를 포함하거나 P형 트랜지스터로 구현될 수도 있다.
제1 전압 생성기(351)는 스위칭 신호(S_SW)(또는, 스위칭 클럭 신호)에 기초하여 입력 전원(VIN)을 변환하여 제1 전원 전압(VDD)을 출력할 수 있다. 입력 전원(VIN)은 전원 입력 단자(IN_P)를 통해 제공되며, 제1 전원 전압(VDD)은 제1 출력 단자(OUT1)를 통해 출력될 수 있다.
제1 인덕터(L1)는 전원 입력 단자(IN_P) 및 제1 노드(N1) 사이에 연결될 수 있다. 제1 인덕터(L1)를 통해 흐르는 제1 인턱터 전류에 기초하여 제1 전원 전압(VDD)이 제어될 수 있다.
제1 트랜지스터(M1)는 제1 노드(N1)와 접지(또는, 기준 전압이 인가되는 기준 전압 라인) 사이에 연결될 수 있다. 제1 트랜지스터(M1)는 제1 스위칭 제어부(351a)로부터 제1 제어 신호(G1)를 인가받아 턴-온되고, 제1 인덕터(L1)에 전류가 흐르도록 제어할 수 있다.
제1 절전 트랜지스터(PSM1)는 제1 트랜지스터(M1)와 병렬로 연결될 수 있다. 제1 절전 트랜지스터(PSM1)는 제1 스위칭 제어부(351a)로부터 제1 절전 제어 신호(G11)를 인가받아 턴-온되고, 제1 인덕터(L1)에 전류가 흐르도록 제어할 수 있다. 제1 절전 트랜지스터(PSM1)는 실질적으로 제1 트랜지스터(M1)와 동일한 동작을 수행할 수 있다.
제1 절전 트랜지스터(PSM1)는 제1 트랜지스터(M1)와 같거나 다른 크기(예를 들어, 채널 용량)를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 절전 트랜지스터(PSM1)는 제1 트랜지스터(M1)보다 작은 크기를 가질 수 있다. 이 경우, 제1 절전 트랜지스터(PSM1)의 허용 전류량이 제1 트랜지스터(M1)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제1 절전 트랜지스터(PSM1)의 채널 폭 및/또는 채널 길이가 제1 트랜지스터(M1)보다 작을 수 있다.
제2 트랜지스터(M2)는 제1 노드(N1)와 제1 출력 단자(OUT1) 사이에 연결될 수 있다. 제2 트랜지스터(M2)는 제1 스위칭 제어부(351a)로부터 제2 제어 신호(G2)를 인가받아 턴-온될 수 있다. 제2 트랜지스터(M2)는 제1 트랜지스터(M1)와 교번하여 턴-온 될 수 있다. 제1 트랜지스터(M1)가 턴-온 되어 제1 인덕터(L1)에 기전력이 발생된 이후, 제2 트랜지스터(M2)가 턴-온 됨으로써 제1 노드(N1)의 제1 노드 전압(V1)을 제1 전원 전압(VDD)으로 변환할 수 있다.
제2 절전 트랜지스터(PSM2)는 제2 트랜지스터(M2)와 병렬로 연결될 수 있다. 제2 절전 트랜지스터(PSM2)는 제1 스위칭 제어부(351a)로부터 제2 절전 제어 신호(G22)를 인가받아 턴-온 될 수 있다. 제2 절전 트랜지스터(PSM2)는 제1 절전 트랜지스터(PSM1)와 교번하여 턴-온 될 수 있다. 제2 절전 트랜지스터(PSM2)는 실질적으로 제2 트랜지스터(M2)와 동일한 동작을 수행할 수 있다.
제2 절전 트랜지스터(PSM2)는 제2 트랜지스터(M2)와 같거나 다른 크기(예를 들어, 채널 용량)를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 절전 트랜지스터(PSM2)는 제2 트랜지스터(M2)보다 작은 크기를 가질 수 있다.
제1 스위칭 제어부(351a)는 제1 트랜지스터(M1), 제2 트랜지스터(M2), 제1 절전 트랜지스터(PSM1), 및 제2 절전 트랜지스터(PSM2)의 온-오프를 제어할 수 있다. 제1 및 제2 트랜지스터들(M1, M2)은 제1 스위칭 제어부(351a)의 제어에 의해 교번하여 온-오프될 수 있다. 제1 및 제2 절전 트랜지스터들(PSM1, PSM2)은 제1 스위칭 제어부(351a)의 제어에 의해 교번하여 온-오프될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 스위칭 제어부(351a)는 스위칭 신호(S_SW)에 응답하여 스위칭 주파수(또는, 구동 주파수)를 가변시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 스위칭 제어부(351a)는 제1 및 제2 트랜지스터들(M1, M2)의 스위칭 주파수(즉, 제1 및 제2 제어 신호들(G1, G2)의 주파수)와, 제1 및 제2 절전 트랜지스터들(PSM1, PSM2)의 스위칭 주파수(즉, 제1 및 제2 절전 제어 신호들(G11, G22)의 주파수)를 가변시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 모드에서 스위칭 주파수는 약 1.5MHz이며, 제2 모드에서 스위칭 주파수는 약 500KHz일 수 있다.
일 실시예에서, 제2 모드에서의 스위칭 주파수는 표시부(110, 도 1 참조)의 부하가 작아짐에 따라 기 설정된 값으로 작아질 수 있다. 따라서, 표시부(110)의 부하가 작아질수록 제1 및 제2 절전 트랜지스터들(PSM1, PSM2)의 스위칭 횟수가 감소하고, 트랜지스터 스위칭에 의한 전력 손실이 개선될 수 있다.
실시예들에서, 제1 스위칭 제어부(351a)는 제1 구동 제어 신호(DCS1)에 기초하여 병렬 연결된 제1 트랜지스터(M1) 및 제1 절전 트랜지스터(PSM1)의 총 크기(또는, 채널 용량) 및 병렬 연결된 제2 트랜지스터(M2) 및 제2 절전 트랜지스터(PSM2)의 총 크기(또는, 채널 용량)를 조절할 수 있다. 여기서, 제1 구동 제어 신호(DCS1)는 도 3을 참조하여 설명한 구동 제어 신호에 포함되고, 구동 제어 회로(360)로부터 제1 스위칭 제어부(351a)에 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 트랜지스터들(M1, M2)은 제1 모드(또는, normal load mode)에서만 동작(즉, 스위칭 동작)하고, 제1 및 제2 절전 트랜지스터들(PSM1, PSM2)은 제2 모드(또는, light load mode)에서만 동작할 수 있다. 예를 들어, 제2 모드에서, 제1 및 제2 트랜지스터들(M1, M2)은 제1 및 제2 제어 신호들(G1, G2)에 의해 턴-오프 상태를 유지할 수 있다. 또한, 제1 모드에서, 제1 및 제2 절전 트랜지스터들(PSM1, PSM2)은 제1 및 제2 절전 제어 신호들(G11, G22)에 의해 턴-오프 상태를 유지할 수 있다.
다른 실시예에서, 제1 및 제2 절전 트랜지스터들(PSM1, PSM2)은 제1 모드 및 제2 모드 모두에서 동작할 수도 있다. 예를 들어, 제1 모드에서, 제1 및 제2 절전 트랜지스터들(PSM1, PSM2)은 제1 및 제2 제어 신호들(G11, G22)에 응답하여 스위칭 동작을 수행할 수도 있다.
트랜지스터의 스위칭 시에 트랜지스터의 전극들 사이의 기생 커패시턴스(parasitic capacitance)에 의한 전력 손실이 발생된다. 이러한 기생 커패시턴스는 트랜지스터의 크기가 커질수록 증가하고, 기생 커패시턴스 증가에 따라 전력 손실량 또한 커질 수 있다. 따라서, 제2 모드에서는 크기가 작은 제1 및 제2 절전 트랜지스터들(PSM1, PSM2)만을 스위칭하여 전력 손실이 감소될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 스위칭 제어부(351a)는 제1 구동 제어 신호(DCS1)에 기초하여 트랜지스터들(M1, M2, PSM1, PSM2)의 오프 듀티를 조절할 수 있다. 예를 들어, 제1 스위칭 제어부(351a)는, 제1 모드에서는 스위치부가 연속 전도 모드(continuous conduction mode; 이하, CCM)(또는, 제1 구동 방식)로 동작하도록 제어하며, 제2 모드에서는 스위치부가 불연속 전도 모드(discontinuous conduction mode; 이하, DCM)(또는, 제2 구동 방식)로 동작하도록 제어할 수 있다. DCM 구동 방식 및 CCM 구동 방식에 대해서는 도 6 및 도 7을 참조하여 후술한다.
DCM 구동 방식으로 동작하는 스위치부 내 트랜지스터들(M1, M2, PSM1, PSM2)의 오프 듀티는 CCM 구동 방식으로 동작하는 스위치부 내 트랜지스터들(M1, M2, PSM1, PSM2)의 오프 듀티보다 커질 수 있다. 트랜지스터들(M1, M2, PSM1, PSM2)의 오프 듀티가 커질수록 총 스위칭 시간이 감소되고, 스위칭에 의한 전력 손실이 감소될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 스위칭 제어부(351a)는 제1 구동 제어 신호(DCS1)에 응답하여 제어 신호들(G1, G2) 및 절전 제어 신호들(G11, G22)의 슬루율(또는, 천이 시간)을 가변시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 모드에서 절전 제어 신호들(G11, G22)의 슬루율은, 제1 모드에서 제어 신호들(G1, G2)의 슬루율보다 커질 수 있다. 달리 말해, 제2 모드에서 절전 제어 신호들(G11, G22)의 라이징/폴링 에지의 기울기는 제1 모드에서 제어 신호들(G1, G2)의 라이징/폴링 에지의 기울기보다 커질 수 있다. 슬루율이 커질수록, 천이 시간이 감소되며, 천이 과정에서 발생하는 전력 손실이 감소될 수 있다.
한편, 도 3의 전원 공급부(150)에 포함된 제3 전압 생성기(353)는 도 4의 제1 전압 생성기(351)와 실질적으로 동일하거나 유사하게 구성될 수 있다.
도 5는 도 3의 전원 공급부에 포함된 제2 전압 생성기의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 제2 전압 생성기(352)는 스위치부 및 제2 스위칭 제어부(352a)를 포함할 수 있다. 스위치부는 제2 인덕터(L2), 제3 트랜지스터(M3), 및 제4 트랜지스터(M4)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 전압 생성기(352)는 제3 절전 트랜지스터(PSM3) 및 제4 절전 트랜지스터(PSM4)를 더 포함할 수 있다.
제3 트랜지스터(M3), 제4 트랜지스터(M4), 제3 절전 트랜지스터(PSM3), 및 제4 절전 트랜지스터(PSM4) 각각은 산화물 반도체를 포함하며, N형 트랜지스터로 구현될 수 있다.
제2 전압 생성기(352)는 스위칭 신호(S_SW)(또는, 스위칭 클럭 신호)에 기초하여 입력 전원(VIN)을 변환하여 제2 전원 전압(VSS)을 출력할 수 있다. 입력 전원(VIN)은 전원 입력 단자(IN_P)를 통해 제공되며, 제2 전원 전압(VSS)은 제2 출력 단자(OUT2)를 통해 출력될 수 있다.
제2 인덕터(L2)는 제2 노드(N2)와 접지 사이에 연결될 수 있다. 제2 인덕터(L2)에 흐르는 제2 인덕터 전류에 기초하여 제2 전원 전압(VSS)이 제어될 수 있다.
제3 트랜지스터(M3)는 전원 입력 단자(IN_P)와 제2 노드(N2) 사이에 연결될 수 있다. 제3 트랜지스터(M3)는 제2 스위칭 제어부(352a)로부터 제3 제어 신호(G3)를 인가받아 턴-온되고, 제2 인덕터(L2)에 전류가 흐르도록 제어할 수 있다.
제3 절전 트랜지스터(PSM3)는 제3 트랜지스터(M3)와 병렬로 연결될 수 있다. 제3 절전 트랜지스터(PSM3)는 제2 스위칭 제어부(352a)로부터 제3 절전 제어 신호(G33)를 인가받아 턴-온되고, 제2 인덕터(L2)에 전류가 흐르도록 제어할 수 있다. 제3 절전 트랜지스터(PSM3)는 실질적으로 제3 트랜지스터(M3)와 동일한 동작을 수행할 수 있다.
제3 절전 트랜지스터(PSM3)는 제3 트랜지스터(M3)와 같거나 다른 크기(예를 들어, 채널 용량)를 가질 수 있다. 예를 들어, 제3 절전 트랜지스터(PSM3)는 제3 트랜지스터(M3)보다 작은 크기를 가질 수 있다.
제4 트랜지스터(M4)는 제2 노드(N2) 및 제2 출력 단자(OUT2) 사이에 연결될 수 있다. 제4 트랜지스터(M4)는 제2 스위칭 제어부(352a)로부터 공급되는 제4 제어 신호(G4)에 응답하여 제3 트랜지스터(M3)와 교번하여 턴-온 될 수 있다. 따라서, 제3 트랜지스터(M3)가 턴-온 되어 제2 인덕터(L2)에 기전력이 발생된 이후, 제4 트랜지스터(M4)가 턴-온 됨으로써 입력 전원(VIN)을 제2 전원 전압(VSS)으로 변환하고, 제2 출력 단자(OUT2)를 통해 제2 전원 전압(VSS)을 출력할 수 있다.
제4 절전 트랜지스터(PSM4)는 제4 트랜지스터(M4)와 병렬로 연결될 수 있다. 제4 절전 트랜지스터(PSM4)는 제2 스위칭 제어부(352a)로부터 제4 절전 제어 신호(G44)를 인가받아 턴-온 될 수 있다. 제4 절전 트랜지스터(PSM4)는 제1 절전 트랜지스터(PSM4)와 교번하여 턴-온 될 수 있다. 제4 절전 트랜지스터(PSM4)는 실질적으로 제4 트랜지스터(M4)와 동일한 동작을 수행할 수 있다.
제4 절전 트랜지스터(PSM4)는 제4 트랜지스터(M4)와 같거나 다른 크기(예를 들어, 채널 용량)를 가질 수 있다. 예를 들어, 제4 절전 트랜지스터(PSM4)는 제4 트랜지스터(M4)보다 작은 크기를 가질 수 있다.
제2 스위칭 제어부(352a)는 제3 트랜지스터(M3), 제4 트랜지스터(M4), 제3 절전 트랜지스터(PSM3), 및 제4 절전 트랜지스터(PSM4)의 온-오프를 제어할 수 있다. 제3 및 제4 트랜지스터들(M3, M4)은 제2 스위칭 제어부(352a)의 제어에 의해 교번하여 온-오프될 수 있다. 제3 및 제4 절전 트랜지스터들(PSM3, PSM4)은 제2 스위칭 제어부(352a)의 제어에 의해 교번하여 온-오프될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 스위칭 제어부(352a)는 제2 모드에서 스위칭 신호(S_SW)에 응답하여 스위칭 주파수(또는, 구동 주파수)를 가변시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 스위칭 제어부(352a)는 제3 및 제4 트랜지스터들(M3, M4)의 스위칭 주파수(즉, 제3 및 제4 제어 신호들(G3, G4)의 주파수)와, 제3 및 제4 절전 트랜지스터들(PSM3, PSM4)의 스위칭 주파수(즉, 제3 및 제4 절전 제어 신호들(G33, G44)의 주파수)를 가변시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 모드에서 스위칭 주파수는 약 1.5MHz이며, 제2 모드에서 스위칭 주파수는 약 500KHz일 수 있다.
실시예들에서, 제2 스위칭 제어부(352a)는 제2 구동 제어 신호(DCS2)에 기초하여 병렬 연결된 제3 트랜지스터(M3) 및 제3 절전 트랜지스터(PSM3)의 총 크기(또는, 채널 용량) 및 병렬 연결된 제4 트랜지스터(M4) 및 제4 절전 트랜지스터(PSM4)의 총 크기(또는, 채널 용량)를 조절할 수 있다. 여기서, 제2 구동 제어 신호(DCS2)는 도 3을 참조하여 설명한 구동 제어 신호에 포함되고, 구동 제어 회로(360)로부터 제2 스위칭 제어부(352a)에 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 제3 및 제4 트랜지스터들(M3, M4)은 제1 모드(또는, normal load mode)에서만 동작(즉, 스위칭 동작)하고, 제3 및 제4 절전 트랜지스터들(PSM3, PSM4)은 제2 모드(또는, light load mode)에서만 동작할 수 있다. 예를 들어, 제1 모드에서, 제3 및 제4 트랜지스터들(M3, M4)은 제3 및 제4 제어 신호들(G3, G4)에 의해 턴-오프 상태를 유지할 수 있다. 또한, 제1 모드에서, 제3 및 제4 절전 트랜지스터들(PSM3, PSM4)은 제3 및 제4 절전 제어 신호들(G33, G44)에 의해 턴-오프 상태를 유지할 수 있다.
다른 실시예에서, 제3 및 제4 절전 트랜지스터들(PSM3, PSM4)은 제1 모드 및 제2 모드 모두에서 동작할 수도 있다. 예를 들어, 제1 모드에서, 제3 및 제4 절전 트랜지스터들(PSM3, PSM4)은 제3 및 제4 제어 신호들(G33, G44)에 응답하여 스위칭 동작을 수행할 수도 있다.
일 실시예에서, 제2 스위칭 제어부(352a)는 제2 구동 제어 신호(DCS2)에 기초하여 트랜지스터들(M3, M4, PSM3, PSM4)의 오프 듀티를 조절할 수 있다. 예를 들어, 제2 스위칭 제어부(352a)는, 제1 모드에서는 스위치부가 CCM, DCM, 및 펄스 스킵 모드(pulse skip mode; 이하, PSM) 중 하나를 선택하여 동작하도록 제어하며, 제2 모드에서는 스위치부가 PSM 구동 방식으로 동작하도록 제어할 수 있다. PSM 구동 방식에 대해서는 도 8을 참조하여 후술한다.
즉, 제1 모드에서의 제2 전압 생성기(352)의 구동 방식은 표시부(110, 도 1 참조)의 부하에 따라 선택적으로 사용될 수 있다. 표시부(110, 도 1 참조)의 부하가 큰 고휘도 구동의 경우, 제2 전압 생성기(352)는 CCM 구동 방식으로 제2 전원 전압(VSS)을 출력할 수 있다. 표시부(110)의 부하가 기 설정된 제1 기준 부하보다 작은 중휘도 구동의 경우, 제2 전압 생성기(352)는 DCM 구동 방식으로 제2 전원 전압(VSS)을 출력할 수 있다. 표시부(110)의 부하가 기 설정된 제2 기준 부하보다 작은 저휘도 구동의 경우, 제2 전압 생성기(352)는 PSM 구동 방식으로 제2 전원 전압(VSS)을 출력할 수 있다.
PSM 구동 방식으로 동작하는 스위치부 내 트랜지스터들(M3, M4, PSM3, PSM4)의 오프 듀티는 DCM 구동 방식으로 동작하는 스위치부 내 트랜지스터들(M3, M4, PSM3, PSM4)의 오프 듀티보다 커질 수 있다. 트랜지스터들(M3, M4, PSM3, PSM4)의 오프 듀티가 커질수록 총 스위칭 시간이 감소되고, 스위칭에 의한 전력 손실이 감소될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 스위칭 제어부(352a)는 제2 구동 제어 신호(DCS2)에 응답하여 제어 신호들(G3, G4) 및 절전 제어 신호들(G33, G44)의 슬루율을 가변시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 모드에서 절전 제어 신호들(G33, G44)의 천이 시간은 제1 모드에서 제어 신호들(G3, G4)의 천이 시간보다 작아질 수 있다. 슬루율이 커질수록 천이 시간이 보다 감소되고, 천이 과정에서 발생하는 전력 손실이 감소될 수 있다.
도 6은 도 4의 제1 전압 생성기의 CCM 구동 방식을 설명하는 도면이다. 도 7은 도 4의 제1 전압 생성기의 DCM 구동 방식을 설명하는 도면이다. 도 8은 도 4의 제1 전압 생성기의 PSM 구동 방식을 설명하는 도면이다.
도 4, 도 6, 도 7, 및 도 8을 참조하면, 제1 전압 생성기(351)는 제1 모드에서 CCM 구동 방식으로 동작하고, 제2 모드에서 DCM 구동 방식으로 동작할 수 있다. 제2 전압 생성기(352)는 제1 모드에서 CCM, DCM, PSM 구동 방식들 중 하나로 동작하고, 제2 모드에서 PSM 구동 방식으로 동작할 수 있다. 제2 전압 생성기(352)(및 제3 전압 생성기(353))의 각 구동 방식은 제1 전압 생성기(351)의 각 구동 방식과 실질적으로 동일하거나 유사하므로, 제1 전압 생성기(351)의 구동 방식을 중심으로 이하 설명한다.
CCM 구동 방식은 제1 및 제2 트랜지스터들(M1, M2)을 서로 교번하여 턴-온시킴으로써 제1 인덕터 전류(IL)를 생성할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 트랜지스터들(M1, M2)은 소정의 스위칭 주기(T)로 온-오프를 반복할 수 있다. 스위칭 주기(T)는 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 스위칭 신호(S_SW)에 의해 결정될 수 있다. 스위칭 주기(T) 내에서 제1 트랜지스터(M1)의 턴-온 상태와 제2 트랜지스터(M2)의 턴-온 상태는 중첩하지 않을 수 있다.
제1 구간(P1)에서 제1 트랜지스터(M1)가 턴-온 되면, 제1 노드(N1)의 제1 노드 전압(V1)이 그라운드 레벨을 가지고, 전원 입력 단자(IN_P)의 전압과 제1 노드(N1)의 제1 노드 전압(V1) 간의 차이에 의해 제1 인덕터 전류(IL)의 크기가 증가할 수 있다.
제2 구간(P2)에서 제1 트랜지스터(M1)가 턴-오프되고 제2 트랜지스터(M2)가 턴-온되면, 제1 노드(N1)의 제1 노드 전압(V1)이 상승하여 제1 전원 전압(VDD)의 전압 레벨을 가지고, 전원 입력 단자(IN_P)의 전압과 제1 노드(N1)의 제1 노드 전압(V1) 간의 차이에 의해 제1 인덕터 전류(IL)의 크기가 감소할 수 있다. 제2 구간(P2)의 폭은 제1 구간(P1)의 폭과 같을 수 있다.
이와 같은 스위칭 주기(T)가 반복되고, 제1 인덕터 전류(IL)의 크기는 연속적으로 변할 수 있다. CCM 구동 방식은 출력 리플(ripple)을 최소화하므로 높은 출력 안정성을 갖는다.
도 7에 도시된 바와 같이, DCM 구동 방식은 하나의 스위칭 주기(T)에 제1 및 제2 트랜지스터들(T1, T2)이 동시에 턴-오프되는 제3 구간(P3)(또는, 제1 불연속 구간)을 포함할 수 있다. 제3 구간(P3)의 폭은 제1 구간(P1)의 폭 및/또는 제2 구간(P2)의 폭보다 작을 수 있다.
제3 구간(P3)에서, 제1 노드(N1)의 제1 노드 전압(V1)은 입력 전원(VIN)의 전압 레벨을 가질 수 있다. 제1 인덕터(L1)의 일 단이 개방되므로, 제1 인덕터 전류(IL)는 그라운드 레벨을 유지하고, 제3 구간(P3) 동안 제1 인덕터 전류(IL)는 변화하지 않을 수 있다.
제1 인덕터 전류(IL)의 진폭은 CCM 구동 방식에서의 진폭보다 작을 수 있다. 예를 들어, DCM 구동 방식에서의 제1 인덕터 전류(IL)의 피크 값은 CCM 구동 방식에서의 제1 인덕터 전류(IL)의 피크 값보다 작을 수 있다. 동일한 스위칭 주기(T)에 제3 구간(P3)이 삽입되면서 제1 구간(P1)이 상대적으로 감소하기 때문이다. 유사하게, 제2 구간(P2)도 상대적으로 감소할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, PSM 구동 방식은 하나의 스위칭 주기(T)에 제1 및 제2 트랜지스터들(T1, T2)이 동시에 턴-오프되는 제4 구간(P4)(또는, 제2 불연속 구간)을 포함할 수 있다. 제4 구간(P4)의 폭은 도 7에 도시된 제3 구간(P3)의 폭보다 클 수 있다. 제4 구간(P4)의 폭은 제1 구간(P1) 및 제2 구간(P2)의 총 폭보다 클 수도 있다.
일 실시예에서, PSM 구동 방식은 일부 스위칭 주기를 스킵할 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 트랜지스터들(T1, T2)의 스위칭이 스킵되고, 스킵된 스위칭 주기 동안 제1 인덕터 전류(IL)도 흐르지 않을 수 있다. 이에 따라, 제1 인덕터 전류(IL)의 진폭은 제2 구동 방식에서보다 작을 수 있다.
동일한 시간을 기준으로, PSM 구동 방식은 소정의 구간에서 제1 및 제2 트랜지스터들(M1, M2)의 스위칭 동작을 스킵하므로, 전체 스위칭 횟수(턴-온 횟수) 및/또는 스위칭 시간이 줄어들 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 트랜지스터들(M1, M2)의 스위칭에 의한 전력 손실이 개선될 수 있다.
도 9는 도 3의 전원 공급부의 모드별 동작을 설명하는 도면이다. 도 10은 도 4의 제1 전압 생성기의 스위칭 동작을 설명하는 도면이다. 도 11는 도 4의 제1 전압 생성기에서 사용되는 제어 신호의 일 예를 타내는 도면이다.
도 1, 도 3, 및 도 9를 참조하면, 전원 공급부(150)는 표시부(110)의 부하에 기초하여 제1 모드 또는 제2 모드에서 동작할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(150)는 표시부(110) 내 화소(PXL)들에 흐르는 총 전류량이 제1 기준 전류량(또는, 제1 기준 전류값)보다 크거나 같은 경우 제1 모드(또는, normal load mode 또는 heavy load mode)로 동작하며, 총 전류량이 제1 기준 전류량보다 작은 경우 제2 모드(또는, light load mode)로 동작할 수 있다. 예를 들어, 제1 기준 전류량은 표시부(110)의 휘도가 100nit 인 경우(또는, 중휘도와 저휘도 간의 경계에서의 휘도 값과 같은 경우) 표시부(110)에 흐르는 전류량과 같을 수 있다.
제1 모드 및 제2 모드에서, 전원 공급부(150)의 구동 방식(driving method), 내부 트랜지스터들(TR)의 크기(SIZE)(또는, 채널 용량), 스위칭 주파수(SW FREQ.), 및 슬루율(SLEW RATE)(즉, 내부 트랜지스터들(TR)에 대한 스위칭 제어 신호들의 천이 시간)는 다르게 설정될 수 있다.
먼저, 제1 모드에서 전원 공급부(150)의 동작을 설명한다.
첫번째로, 전원 공급부(150)는 제1 전압 생성기(351)를 CCM 구동 방식으로 동작시켜 제1 전원 전압(VDD)을 생성할 수 있다.
또한, 전원 공급부(150)는 제2 전압 생성기(352) 및 제3 전압 생성기(353)를 CCM 구동 방식, DCM 구동 방식, 및 PSM 구동 방식 중 하나를 선택하여 동작시켜, 제2 전원 전압(VSS) 및 제3 전원 전압(AVDD)을 생성할 수 있다. 참고로, 제3 전압 생성기(353)는 제1 전압 생성기(351)와 같은 부스트 컨버터로 구현되나, 제3 전압 생성기(353)는 제2 전압 생성기(352)와 유사한 구동 방식으로 동작할 수 있다. 제1 전압 생성기(351)에서 생성된 제1 전원 전압(VDD)이 구동 전류(ID, 도 2 참조)에 직접적으로 영향을 미치므로, 제1 전압 생성기(351)에 대한 구동 방식만이, 제2 전압 생성기(352) 및 제3 전압 생성기(353)의 구동 방식들과 다르게 설정되고, 제2 전압 생성기(352)의 구동 방식 및 제3 전압 생성기(353)의 구동 방식은 상호 유사하게 설정될 수 있다.
도 3을 참조하여 예를 들어, 기능 회로(320)는 제1 모드에서 센싱 신호(즉, 총 전류량)에 기초하여, CCM 구동 방식, DCM 구동 방식, 및 PSM 구동 방식 중 하나의 구동 방식을 선택하고, 선택된 하나의 구동 방식에 대응하는 제1 설정값(또는, 코드)을 포함하는 모드 제어 신호를 생성할 수 있다. 이 경우, 구동 제어 회로(360)는 선택된 하나의 구동 방식으로 제2 전압 생성기(352) 및 제3 전압 생성기(353)를 동작시킬 수 있다.
두번째로, 전원 공급부(150)는 내부 트랜지스터들(TR)의 크기(SIZE)(또는, 채널 용량)를 최대(예를 들어, 100%)로 조절할 수 있다. 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 전원 공급부(150)는 트랜지스터들(M1, M2, M3, M4) 및 절전 트랜지스터들(PSM1, PSM2, PSM3, PSM4)을 모두 스위칭시킬 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라, 표시부(110)의 부하가 상대적으로 작은 경우, 전원 공급부(150)는 트랜지스터들(M1, M2, M3, M4)만을 스위칭시키고, 절전 트랜지스터들(PSM1, PSM2, PSM3, PSM4)을 턴-오프 상태로 유지시킬 수도 있다.
세번째로, 전원 공급부(150)는 스위칭 속도(SW FREQ)를 기준 주파수 범위 내로 설정할 수 있다. 예를 들어, 기준 주파수 범위의 최대 주파수는 약 1.5MHz이고, 기준 주파수 범위의 최소 주파수는 500MHz일 수 있다.
도 3을 참조하여 예를 들어, 기능 회로(320)는 제1 모드에서 센싱 신호(즉, 총 전류량)에 기초하여, 스위칭 속도(SW FREQ)를 결정하거나 기준 클럭 신호(CLK_REF)에 대한 분주 값을 결정하고, 결정된 스위칭 속도(SW FREQ) 또는 분주 값에 대응하는 제3 설정값(또는, 코드)을 포함하는 모드 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 총 전류량이 작아질수록 분주 값은 커질 수 있다. 이 경우, 주파수 생성 회로(330)는 제3 설정값에 따라 기준 클럭 신호(CLK_REF)를 분주하여, 결정된 스위칭 속도(SW FREQ)를 가지는 스위칭 신호(또는, 스위칭 클럭 신호)를 생성할 수 있다.
네번째로, 전원 공급부(150)는 슬루율(SLEW)을 기준 슬루율 범위 내로 설정할 수 있다. 예를 들어, 기준 슬루율 범위는 1ns보다 크고 10ns보다 작거나 같으며, 1ns, 3ns, 5ns, 10ns 등을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하여 예를 들어, 기능 회로(320)는 제1 모드에서 센싱 신호(즉, 총 전류량)에 기초하여 슬루율(SLEW)을 결정하고, 결정된 슬루율(SLEW)에 대응하는 제4 설정값(또는, 코드)을 포함하는 모드 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 총 전류량이 작아질수록 슬루율(SLEW)에 따른 천이 시간은 작아질 수 있다. 이 경우, 구동 제어 회로(360)는 선택된 슬루율(SLEW)에 대응하여 제1 스위칭 제어부(351a) 및 제2 스위칭 제어부(352a) 각각의 출력단의 크기(예를 들어, 출력 버퍼의 크기)를 가변시키도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 슬루율(SLEW)에 따른 천이 시간이 작게 설정될수록 출력 버퍼의 크기가 커질 수 있다.
한편, 제1 모드에서, 전원 공급부(150)는 모든 회로들(예를 들어, 전압 생성 회로(350))이 모두 동작하도록 제어할 수 있다(ALL FUNCTION ON). 도 3을 참조하여 예를 들어, 기능 회로(320)는 전원 공급부(150) 내 회로들 각각의 온/오프를 나타내는 제5 설정값을 포함하는 모드 제어 신호를 생성할 수 있다. 이 경우, 모드 제어 신호를 직/간접적으로 수신하는 회로들은 제5 설정값에 기초하여 동작할 수 있다.
이하, 제2 모드에서 전원 공급부(150)의 동작을 설명한다.
첫번째로, 전원 공급부(150)는 제1 전압 생성기(351)를 DCM 구동 방식으로 동작시켜 제1 전원 전압(VDD)을 생성할 수 있다. 또한, 전원 공급부(150)는 제2 전압 생성기(352) 및 제3 전압 생성기(353)를 PSM 구동 방식으로 동작시켜, 제2 전원 전압(VSS) 및 제3 전원 전압(AVDD)을 생성할 수 있다.
두번째로, 전원 공급부(150)는 내부 트랜지스터들(TR)의 크기(SIZE)를 최소(예를 들어, 17%)로 조절할 수 있다. 도 10을 참조하여 예를 들어, 전원 공급부(150)는 제1 모드에서 제1 전압 생성기(351)의 제1 및 제2 트랜지스터들(M1, M2) 및 제1 및 제2 절전 트랜지스터들(PSM1, PSM2)을 모두 스위칭시키나, 제2 모드에서 제1 전압 생성기(351)의 제1 및 제2 트랜지스터들(M1, M2)은 턴-오프 상태로 유지시키고 제1 및 제2 절전 트랜지스터들(PSM1, PSM2)만을 스위칭시킬 수 있다. 유사하게, 전원 공급부(150)는 제1 모드에서 제2 전압 생성기(352)의 제3 및 제4 트랜지스터들(M3, M4) 및 제3 및 제4 절전 트랜지스터들(PSM3, PSM4)을 모두 스위칭시키며, 제2 모드에서 제2 전압 생성기(352)의 제3 및 제4 절전 트랜지스터들(PSM3, PSM4)만을 스위칭시킬 수 있다.
세번째로, 전원 공급부(150)는 스위칭 속도(SW FREQ)를 최소 주파수를 가지도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 최소 주파수는 500MHz이하일 수 있다.
도 3을 참조하여 예를 들어, 제1 기능 블록(SFD1)은 제2 모드에서 복수의 분주 값들 중에서 가장 큰 분주 값(예를 들어, 8분주)을 선택할 수 있다. 이 경우, 주파수 생성 회로(330)는 가장 분주 값을 이용하여 기준 클럭 신호(CLK_REF)를 분주하여, 최소 주파수를 가지는 스위칭 신호(또는, 스위칭 클럭 신호)를 생성할 수 있다. 다른 예로, 제2 기능 블록(SFD2)은 오프셋 주파수를 결정할 수 있다. 이 경우, 주파수 생성 회로(330)는 외부 클럭 신호(T_HCLK)에 오프셋 주파수를 가산하여, 최소 주파수를 가지는 스위칭 신호(또는, 스위칭 클럭 신호)를 생성할 수 있다. 이 경우, 주사 구동부(120)의 구동 주파수와의 간섭을 회피하면서 가장 작은 주파수를 가지는 스위칭 신호가 생성될 수 있다.
네번째로, 전원 공급부(150)는 슬루율(SLEW)에 따른 천이 시간이 최소가 되도록, 슬루율(SLEW)을 설정할 수 있다. 예를 들어, 최소 천이 시간은 0.9ns, 0.8ns, 0.7ns 등일 수 있다. 도 4 및 도 11을 참조하여 예를 들어, 제2 모드에서 제1 전압 생성기(351) 내 제1 절전 제어 신호(G11)(또는, 제3 절전 제어 신호(G33, 도 5 참조))의 천이 시간은, 제1 모드에서 제1 절전 제어 신호(G11)의 천이 시간보다 작아질 수 있다.
이 경우, 구동 제어 회로(360)는 제2 모드에서 제1 스위칭 제어부(351a) 및 제2 스위칭 제어부(352a) 각각의 출력단의 크기(예를 들어, 출력 버퍼의 크기)를 최대로 설정할 수 있다.
한편, 제2 모드에서, 전원 공급부(150)는 회로들(예를 들어, 전압 생성 회로(350)) 중 일부를 오프시킬 수 있다(PARTIAL SHUTDOWN).
예를 들어, 전원 공급부(150)는 제2 모드에서 제3 전원 생성기(353)를 부분적으로 오프(또는, partial shut down)시킬 수 있다.
도 9를 참조하여 설명한 바와 같이, 전원 공급부(150)는 표시부(110)의 부하에 기초하여 복수의 모드들(예를 들어, 제1 모드 또는 제2 모드)에서 동작하되, 복수의 모드들(예를 들어, 제1 모드 및 제2 모드)에서, 전원 공급부(150)의 구동 방식(driving method), 내부 트랜지스터들(TR)의 크기(SIZE)(또는, 채널 용량), 스위칭 주파수(SW FREQ.), 및 슬루율(SLEW RATE)(즉, 내부 트랜지스터들(TR)에 대한 제어 신호들의 천이 시간)은 다르게 설정될 수 있다.
특히, 제2 모드에서, 전원 공급부(150)는 내부 트랜지스터들(TR)의 오프 듀티가 상대적으로 큰 DCM 구동 방식을 이용하여 제1 전원 생성기(351)를 동작시키고, PSM 구동 방식을 이용하여 제2 전원 생성기(352) 및 제3 전원 생성기(353)를 동작시킴으로써 스위치에 의한 전력 손실을 감소시킬 수 있다. 또한, 제2 모드에서 전원 공급부(150)는 내부 트랜지스터들(TR)의 크기(SIZE)(또는, 채널 용량)를 최소로 설정함으로써, 기생 커패시턴스에 의한 전력 손실을 감소시킬 수 있다. 나아가, 제2 모드에서 전원 공급부(150)는 외부 클럭 신호(T_HCLK)에 오프셋 주파수를 가산하는 방식으로 스위칭 신호의 주파수를 최소로 설정함으로써, 또한, 제2 모드에서 내부 트랜지스터들(TR)에 대한 제어 신호들의 천이 시간을 최소로 설정함으로써, 스위칭에 의한 전력 손실을 감소시킬 수 있다.
도 12은 도 3의 주파수 생성 회로에서 생성된 스위칭 신호의 스위칭 주파수와 외부 클럭 신호간의 관계를 나타내는 도면이다.
도 1, 도 3 및 도 12을 참조하면, 외부 클럭 신호(T_HCLK)는 주사 구동부(120)의 구동 주파수(또는, 스캔 주파수)와 일치하며, 예를 들어, 약 193KHz일 수 있다. 외부 클럭 신호(T_HCLK)의 주기(T)는 약 5.16μs일 수 있다.
기준 클럭 신호(CLK_REF)의 기준 주파수(Main Freq.)는 다양하게 변경될 수 있으며, 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 기준 주파수는 1.26MHz 부터 1.71MHz 사이에서 0.03MHz 간격으로 변할 수 있다.
한편, 주파수 생성 회로(330)에서 기준 클럭 신호(CLK_REF)를 8분주하여 스위칭 신호를 생성하는 경우, 스위칭 신호의 주파수(즉, 8분주된 주파수(1/8 Freq.))는 약 0.1575MHz(또는, 약 157.5KHz) 내지 약 0.21375MHz 사이에서 375KHz 간격으로 변할 수 있다. 스위칭 신호의 주기는 약 6.349206μs 내지 약 4.678363μs 사이에서 약 0.14μs 간격으로 변할 수 있다.
스위칭 신호의 주파수가 약 0.18MHz 내지 약 0.2025MHz 사이에 위치하는 경우, 표시부(110)에 플리커가 발생할 수 있다. 즉, 스위칭 신호의 주파수가 외부 클럭 신호(T_HCLK)의 주파수를 기준으로 약 -130KHz 내지 +90KHz의 범위 이내이거나, 약 -7% 내지 약 +5%의 범위 이내인 경우, 주사 구동부(120) 및 전원 공급부(150) 간에 간섭이 발생할 수 있다.
따라서, 주파수 생성 회로(330)는 외부 클럭 신호(T_HCLK)에 오프셋 주파수(예를 들어, ±50KHz, ±100KHz, ±150KHz, ±200KHz)를 가산하여, 주사 구동부(120)와 간섭이 발생하지 않으면서 전력 손실을 최소화할 수 있는 스위칭 신호를 생성할 수 있다.
도 13은 도 3의 전원 공급부에 포함된 주파수 생성 회로의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 13을 참조하면, 주파수 생성 회로(330)는 분주기(331), 클럭 처리기(332), 선택기(333), 및 스위칭 신호 생성기(334)를 포함할 수 있다.
분주기(331)는 제1 기능 블록(SFD1)으로부터 제공되는 제1 모드 제어 신호에 응답하여, 기준 클럭 신호(CLK_REF)를 분주하여, 분주된 기준 클럭 신호를 생성할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제1 모드 제어 신호는 분주 값에 대응하는 설정값을 포함하며, 분주기(331)는 분주 값을 이용하여 기준 클럭 신호(CLK_REF)를 분주할 수 있다. 예를 들어, 분주 값은 8분주, 6분주, 4분주, 3분주 등에 대응할 수 있다.
실시예에 따라, 분주기(331)는 제2 기능 블록(SFD2)으로부터 제공되는 제2 모드 제어 신호(즉, 분주 값을 포함하는 제2 모드 제어 신호)에 응답하여 기준 클럭 신호(CLK_REF)를 분주할 수도 있다.
클럭 처리기(332)는 제2 기능 블록(SFD2)으로부터 제공되는 제2 모드 제어 신호에 응답하여, 외부 클럭 신호(T_HCLK)의 주파수에 오프셋 주파수를 가산하여, 보상된 외부 클럭 신호를 생성할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제2 모드 제어 신호는 오프셋 주파수에 대응하는 설정값을 포함하며, 클럭 처리기(332)는 복수의 오프셋 주파수들 중에서 설정값에 대응하는 오프셋 주파수를 선택하여, 보상된 외부 클럭 신호를 생성할 수 있다. 오프셋 주파수들은 ±50KHz, ±100KHz, ±150KHz, ±200KHz를 포함할 수 있다. 예를 들어, 클럭 처리기(332)는 지연 회로로 구성되고, 외부 클럭 신호(T_HCLK)의 펄스들을 오프셋 주파수에 대응하는 시간만큼 순차적으로 지연시켜, 보상된 외부 클럭 신호를 생성할 수 있다.
선택기(333)는 제1 기능 블록(SFD1)으로부터 제공되는 제1 모드 제어 신호 또는 제2 기능 블록(SFD2)으로부터 제공되는 제2 모드 제어 신호에 응답하여, 기준 클럭 신호(CLK_REF), 분주된 기준 클럭 신호, 및 보상된 외부 클럭 신호 중 하나를 선택하여 출력할 수 있다.
예를 들어, 제1 모드 제어 신호가 분주 값을 포함하는 경우, 선택기(333)는 분주된 기준 클럭 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제2 모드 제어 신호가 오프셋 주파수에 대응하는 유효한 설정값을 포함하는 경우, 선택기(333)는 보상된 외부 클럭 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 모드 제어 신호 및 제2 모드 제어 신호가 스위칭 속도에 관한 유효한 값을 포함하지 않는 경우, 선택기(333)는 기준 클럭 신호(CLK_REF)를 출력할 수 있다.
스위칭 신호 생성기(334)는 선택기(333)로부터 제공된 출력 신호에 기초하여 스위칭 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 스위칭 신호 생성기(334)는 선택기(333)로부터 제공되는 출력 신호를 스위칭 신호로서 출력할 수 있다. 예를 들어, 스위칭 신호 생성기(334)는 버퍼로 구성될 수 있다. 실시예에 따라, 스위칭 신호 생성기(334)는 생략될 수도 있다.
참고로, 주파수 생성 회로는 스캔 구동부(120)의 스캔 주파수(예를 들어, 스캔 신호의 위상, 또는 이의 변화)를 별도로 감지하고, 감지된 스캔 주파수에 기초하여 스캔 주파수와 다른 스위칭 주파수를 가지는 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 그러나, 스캔 주파수를 감지하는 주파수 생성 회로의 구성은 복잡해 질 수 있다. 즉, 주파수 생성 회로(330)는 외부 클럭 신호(T_HCLK)를 별도로 수신하고 외부 클럭 신호(T_HCLK)의 주파수에 오프셋 주파수를 가산하는 방식을 이용함으로써, 보다 단순한 구조를 가지고 스위칭 신호를 생성할 수 있다.
도 14는 도 3의 전원 공급부에 포함된 기능 회로 및 주파수 생성 회로의 동작을 설명하는 도면이다.
도 1, 도 3 및 도 14를 참조하면, 기능 회로(320)는 표시부(110)의 총 전류량(I_EL)에 기초하여 모드(MODE)를 결정할 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 제1 시점(t1)에서, 총 전류량(I_EL)이 제2 기준 전류값(I_REF2)보다 클 수 있다. 이 경우, 기능 회로(320)는 제2 모드(또는, light load mode)에서 제1 모드(또는, heavy load mode)로 모드 전환을 준비할 수 있다.
일 실시예에서, 기능 회로(320)는, 제1 시점(t1)으로부터 디바운스 시간(debounce time, T_DEB)이 경과한 시점에서, 즉, 제2 시점(t2)에서, 제1 모드로부터 제2 모드로 모드 전환을 수행할 수 있다. 예를 들어, 디바운스 시간(T_DEB)은 약 100μs, 약 300μs, 약 500μs, 약 1000μs 등으로 설정될 수 있다. 디바운스 시간이 설정된 경우, 빈번한 모드 전환이 방지될 수 있다.
제2 모드의 온/오프를 나타내는 모드 신호(SFD_ENB)는, 제2 시점(t2)에서 논리 로우 레벨(즉, 제2 모드의 오프 상태)로부터 논리 하이 레벨(즉, 제2 모드의 온 상태)로 변할 수 있다.
제1 모드에서, 제1 기능 블록(SFD1) 또는 제2 기능 블록(SFD2)으로부터 제1 모드에 관한 모드 제어 신호가 주파수 생성 회로(330)에 제공되고, 주파수 생성 회로(330)는 내부 신호(INTERNAL)(즉, 기준 클럭 신호(CLK_REF, 도 3 참조))를 이용하여 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1 모드에서, 스위칭 신호의 스위칭 주파수는 약 1.5MHz일 수 있다.
제3 시점(t3)에서, 총 전류량(I_EL)이 제1 기준 전류값(I_REF1)보다 작아질 수 있다. 이 경우, 기능 회로(320)는 제1 모드에서 제2 모드로 모드 전환을 준비할 수 있다. 여기서, 제1 기준 전류값(I_REF1)은 제2 기준 전류값(I_REF2)보다 기 설정된 값만큼 작을 수 있다. 제1 기준 전류값(I_REF1) 및 제2 기준 전류값(I_REF2) 사이의 구간은 히스테리시스 구간(R_HYS)으로 정의되고, 히스테리시스 구간(R_HYS)에서는 모드 전환이 수행되지 않을 수 있다. 히스테리시스 구간이 설정된 경우, 빈번한 모드 전환이 방지될 수 있다.
제2 시점(t2)에서와 유사하게, 기능 회로(320)는, 제3 시점(t3)으로부터 디바운스 시간(T_DEB)이 경과한 시점에서, 즉, 제4 시점(t4)에서, 제2 모드로부터 제1 모드로 모드 전환을 수행할 수 있다. 모드 신호(SFD_ENB)는, 제4 시점(t4)에서 논리 하이 레벨(즉, 제2 모드의 온 상태)로부터 논리 로우 레벨(즉, 제2 모드의 오프 상태)로 변할 수 있다.
예를 들어, 제2 모드에서, 제1 기능 블록(SFD1)으로부터 제2 모드에 관한 제1 모드 제어 신호가 주파수 생성 회로(330)에 제공되는 경우, 주파수 생성 회로(330)는 내부 신호(INTERNAL)(즉, 기준 클럭 신호)를 이용하여 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제2 모드에서, 스위칭 신호의 스위칭 주파수는 약 500KHz일 수 있다.
다른 예로, 제2 모드에서, 제2 기능 블록(SFD2)으로부터 제2 모드에 관한 제2 모드 제어 신호가 주파수 생성 회로(330)에 제공되는 경우, 주파수 생성 회로(330)는 외부 신호(EXTERNAL)(즉, 외부 클럭 신호(T_HCLK, 도 3 참조))를 이용하여 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 주파수 생성 회로(330)는 외부 클럭 신호(T_HCLK)의 주파수에 오프셋 주파수를 가산하여 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 오프셋 주파수는 약 ±50KHz일 수 있다.
도 14를 참조하여 설명한 바와 같이, 기능 회로(320)는 디바운스 시간(T_DEB) 및 히스테리시스 구간(R_HYS)을 이용하여, 제1 모드 및 제2 모드 간의 모든 전환이 빈번하게 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 15a, 도 15b, 및 도 15c는 도 3의 전원 공급부에서 이용되는 레지스터 설정값들의 일 예를 나타내는 도면들이다.
도 1, 도 3, 도 15a, 도 15b, 및 도 15c를 참조하면, 전원 공급부(150)의 기능 회로(320)는 레지스터 설정값을 저장할 수 있다.
레지스터 설정값은 모드 전환에 대한 설정값(SFD_Transition_Level), 히스테리시스 구간에 대한 설정값(SFD_Hys_Level), 디바운스 시간에 대한 설정값(SFD_Debounce_time), 기능 블록 활성화에 대한 설정값(SFD_Mode), 모드 제어 신호에 따라 가변되는 기능에 대한 설정값(SFD_Function), 출력 블록에 대한 설정값(SFD_Block), 스위칭 주파수에 대한 제1 설정값(SFD1_Freq), 및 스위칭 주파수에 대한 제2 설정값(SFD2_Freq)을 포함할 수 있다.
모드 전환에 대한 설정값(SFD_Transition_Level)은 제1 모드에서 제2 모드로 전환의 기준이 되는 표시부(110)의 부하에 대한 설정값으로, 즉, 제2 모드(예를 들어, sequential frequency driving; SFD)가 온(on, 또는 활성화)되거나 오프(off, 또는 비활성화)되는 기준인, 제1 기준 전류량의 값(또는, 제1 기준 전류값(I_REF1, 도 14 참조))을 정의할 수 있다.
도 15b에 도시된 제1 테이블(TABLE1)을 참조하면, 모드 전환에 대한 설정값(SFD_Transition_Level)은 2비트로 표현될 수 있으며, 예를 들어, 20mA, 30mA, 40mA, 및 50mA 중 하나로 설정될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며 모드 전환에 대한 설정값(SFD_Transition_Level)은 3비트 이상으로 표현되어 보다 다양하게 설정될 수도 있다.
예를 들어, 모드 전환에 대한 설정값(SFD_Transition_Level)은 표시 장치(100)의 제조 과정에서 외부 입력에 의해 설정될 수 있다. 모드 전환에 대한 설정값(SFD_Transition_Level)은 표시부(110)의 최대 부하에 비례하여 설정될 수도 있다. 다른 예로, 제2 모드 및 제1 모드 간의 모드 전환이 빈번하게 발생되는 경우(예를 들어, 특정 시간 동안 모드 전환된 횟수가 기 설정된 횟수를 초과하는 경우), 모드 전환에 대한 설정값(SFD_Transition_Level)은 보다 작은 값을 가지도록 갱신될 수도 있다(예를 들어, 11 에서 10 으로 설정값이 변경될 수 있다).
히스테리시스 구간에 대한 설정값(SFD_Hys_Level)은 도 14를 참조하여 설명한 히스테리시스 구간(R_HYS)에 대한 설정값으로, 즉, 표시부(110)의 부하에 따라, 제2 모드(또는, SFD 동작)가 유지되는 히스테리시스 값을 정의할 수 있다.
도 15b에 도시된 제2 테이블(TABLE2)을 참조하면, 히스테리시스 구간에 대한 설정값(SFD_Hys_Level)은 2비트로 표현될 수 있으며, 예를 들어, 5mA, 10mA, 및 15mA중 하나로 설정될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며 히스테리시스 구간에 대한 설정값(SFD_Hys_Level)은 보다 다양하게 설정될 수도 있다.
예를 들어, 히스테리시스 구간에 대한 설정값(SFD_Hys_Level)은 표시 장치(100)의 제조 과정에서 외부 입력에 의해 설정될 수 있다. 다른 예로, 제2 모드 및 제1 모드 간의 모드 전환이 빈번하게 발생되는 경우(예를 들어, 특정 시간 동안 모드 전환된 횟수가 기 설정된 횟수를 초과하는 경우), 히스테리시스 구간에 대한 설정값(SFD_Hys_Level)은 보다 큰 값을 가지도록 갱신될 수도 있다(예를 들어, 00 에서 01으로 설정값이 변경될 수 있다).
디바운스 시간에 대한 설정값(SFD_Debounce_time)은 도 14를 참조하여 설명한 디바운스 시간(T_DEB)에 대한 설정값으로, 즉, 표시부(110)의 부하에 따라 제2 모드(또는, SFD 동작)이 결정된 시점으로부터 제2 모드(또는, SFD 동작)가 적용될 때까지의 시간을 정의할 수 있다.
도 15b에 도시된 제3 테이블(TABLE3)을 참조하면, 디바운스 시간에 대한 설정값(SFD_Debounce_time)은 2비트로 표현될 수 있으며, 예를 들어, 100μs, 300μs, 500μs, 및 1000μs 중 하나로 설정될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며 디바운스 시간에 대한 설정값(SFD_Debounce_time)은 보다 다양하게 설정될 수도 있다.
예를 들어, 디바운스 시간에 대한 설정값(SFD_Debounce_time)은 표시 장치(100)의 제조 과정에서 외부 입력에 의해 설정될 수 있다. 다른 예로, 제2 모드 및 제1 모드 간의 모드 전환이 빈번하게 발생되는 경우(예를 들어, 특정 시간 동안 모드 전환된 횟수가 기 설정된 횟수를 초과하는 경우), 디바운스 시간에 대한 설정값(SFD_Debounce_time)은 보다 큰 값을 가지도록 갱신될 수도 있다(예를 들어, 00 에서 01으로 설정값이 변경될 수 있다).
기능 블록 활성화에 대한 설정값(SFD_Mode)은 기능 회로(320) 내 기능 블록들(SFD1, SFD2) 중 활성화되는 기능 블록에 대한 설정값일 수 있다.
도 15b에 도시된 제4 테이블(TABLE4)을 참조하면, 기능 블록 활성화에 대한 설정값(SFD_Mode)은 2비트로 표현될 수 있으며, 예를 들어, 제1 기능 블록(SFD1)의 활성화, 제2 기능 블록(SFD2)에 대한 활성화, 및 기능 블록 비활성화(SFD Off)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 기능 블록 활성화에 대한 설정값(SFD_Mode)은 표시 장치(100)의 제조 과정에서 외부 입력에 의해 설정될 수 있다. 다른 예로, 전원 공급부(150)에 외부 클럭 신호(T_HCLK)가 입력되는 경우, 기능 블록 활성화에 대한 설정값(SFD_Mode)은 01로 설정될 수 있다. 전원 공급부(150)에 외부 클럭 신호(T_HCLK)가 입력되지 않거나, 외부 클럭 신호(T_HCLK)의 입력이 중단되는 경우, 기능 블록 활성화에 대한 설정값(SFD_Mode)은 00으로 설정되거나 갱신될 수 있다.
모드 제어 신호에 따라 가변되는 기능에 대한 설정값(SFD_Function)은 스위칭 주파수, 슬루율, 트랜지스터의 크기, 구동 모드(즉, 전압 생성기들(351, 352, 353)의 구동 모드)를 가변시키는 기능들의 동작 여부에 대한 설정값일 수 있다.
도 15c에 도시된 제5 테이블(TABLE5)을 참조하면, 모드 제어 신호에 따라 가변되는 기능에 대한 설정값(SFD_Function)은 3비트로 표현될 수 있으며, 예를 들어, 주파수 가변시키는 기능만 선택(Frequency only), 슬루율을 가변시키는 기능만 선택(Slew rate only), 트랜지스터의 크기를 가변시키는 기능만 선택(TR size only), 구동 모드를 가변시키는 기능만 선택(Driving Mode only), 슬루율을 가변시키는 기능만 미선택(Slew rate off)(즉, 주파수, 트랜지스터의 크기, 구동 모드를 가변시키는 기능들은 선택됨), 트랜지스터의 크기를 가변시키는 기능만 미선택(TR size off), 구동 모드를 가변시키는 기능만 미선택(Driving Mode off), 및 모든 기능 선택(All on) 중 하나로 설정될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며 모드 제어 신호에 따라 가변되는 기능에 대한 설정값(SFD_Function)은 4비트 이상으로 표현되어 보다 다양하게 설정될 수도 있다.
예를 들어, 모드 제어 신호에 따라 가변되는 기능에 대한 설정값(SFD_Function)은 기능 회로(320)에서 생성된 모드 제어 신호에 포함되고, 주파수 생성 회로(330) 및 구동 제어 회로(360)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 모드 제어 신호에 따라 가변되는 기능에 대한 설정값(SFD_Function)이 000, 100, 101, 110, 111 중 하나를 포함하는 경우, 주파수 생성 회로(330)는 스위칭 신호의 스위칭 주파수를 가변시킬 수 있다. 다른 예로, 모드 제어 신호에 따라 가변되는 기능에 대한 설정값(SFD_Function)이 001을 포함하는 경우, 구동 제어 회로(360)는 전압 생성 회로(350) 내 트랜지스터들에 대한 제어 신호들의 슬루율만을 가변시킬 수 있다.
출력 블록에 대한 설정값(SFD_Block)은 모드 제어 신호에 따라(또는, SFD동작시) 제어되는 출력 블록에 대한 선택값으로, 전압 생성 회로(350) 내 제1, 제2, 및 제3 전압 생성기들(351, 352, 353) 중 적어도 하나에 대한 선택값으로 정의될 수 있다.
도 15c에 도시된 제6 테이블(TABLE6)을 참조하면, 출력 블록에 대한 설정값(SFD_Block)은 3비트로 표현될 수 있으며, 예를 들어, 제1 전압 생성기(351)만 선택(VO1 only), 제2 전압 생성기(352)만 선택(VO2 only), 제3 전압 생성기(353)만 선택(VO3 only), 제1 및 제2 전압 생성기들(351, 352)만 선택(VO1/VO2 only), 제2 및 제3 전압 생성기들(352, 353)만 선택(VO2/VO3 only), 및 모든 전압 생성기들(351, 352, 353)을 선택(All on) 중 하나로 설정될 수 있다.
예를 들어, 출력 블록에 대한 설정값(SFD_Block)은 기능 회로(320)에서 생성된 모드 제어 신호에 포함되고, 구동 제어 회로(360)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 출력 블록에 대한 설정값(SFD_Block)이 000을 포함하는 경우, 구동 제어 회로(360)는 제1 전압 생성기(351)에만 출력 블록에 대한 설정값(SFD_Block)을 적용할 수 있다.
스위칭 주파수에 대한 제1 설정값(SFD1_Freq)은 제1 기능 블록(SFD1)으로부터 제공되는 스위칭 주파수에 대한 정보로 정의될 수 있다.
도 15c에 도시된 제7 테이블(TABLE7)을 참조하면, 스위칭 주파수에 대한 제1 설정값(SFD1_Freq)은 2비트로 표현될 수 있으며, 예를 들어, 1MHz, 500KHz, 300KHz, 및 250KHz 중 하나로 설정될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며 스위칭 주파수에 대한 제1 설정값(SFD1_Freq)은 3비트 이상으로 표현되어 보다 다양하게 설정될 수도 있다.
예를 들어, 스위칭 주파수에 대한 제1 설정값(SFD1_Freq)은 기능 회로(320)로부터 출력되는 모드 제어 신호에 포함되고, 주파수 생성 회로(330)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 주파수에 대한 제1 설정값(SFD1_Freq)이 11을 포함하는 경우, 주파수 생성 회로(330)는 기준 클럭 신호(CLK_REF)(예를 들어, 1.5MHz)를 6분주하여, 250KHz의 스위칭 주파수를 가지는 스위칭 신호를 생성할 수 있다.
스위칭 주파수에 대한 제2 설정값(SFD2_Freq)은 제2 기능 블록(SFD2)으로부터 제공되는 오프셋 주파수에 대한 정보로 정의될 수 있다.
도 15c에 도시된 제8 테이블(TABLE8)을 참조하면, 스위칭 주파수에 대한 제2 설정값(SFD2_Freq)은 2비트로 표현될 수 있으며, 예를 들어, ±50KHz, ±100KHz, ±150KHz, 및 ±200KHz 중 하나로 설정될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며 스위칭 주파수에 대한 제2 설정값(SFD2_Freq)은 3비트 이상으로 표현되어 보다 다양하게 설정될 수도 있다.
예를 들어, 스위칭 주파수에 대한 제2 설정값(SFD2_Freq)은 기능 회로(320)로부터 출력되는 모드 제어 신호(또는, 제2 기능 블록(SFD2)로부터 출력되는 제2 모드 제어 신호)에 포함되고, 주파수 생성 회로(330)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 주파수에 대한 제2 설정값(SFD2_Freq)이 00을 포함하는 경우, 주파수 생성 회로(330)는 외부 클럭 신호(T_HCLK)(예를 들어, 193KHz)에 +50KHz의 오프셋 주파수를 가산하여, 예를 들어, 243KHz의 스위칭 주파수를 가지는 스위칭 신호를 생성할 수 있다.
도 15a, 도 15b, 및 도 15c를 참조하여 설명한 바와 같이, 레지스터 설정값은 전원 공급부(150)에 저장되며, 표시 장치(100)의 제조 과정에서 설정되거나, 기능 회로(320)의 모드 제어 신호에 포함될 수 있다. 레지스터 설정값의 다양한 조합을 통해, 전원 공급부(150)의 효율이 보다 향상될 수 있다.
도 16은 도 3의 전원 공급부의 효율을 설명하는 도면이다.
도 3, 도 9, 및 도 16을 참조하면, 제1 곡선(C_NORMAL)은 제1 모드로만 동작하는 비교 실시예에 따른 전원 공급부의 총 전류량(I_EL)에 따른 전원 공급부(150)의 효율을 나타낸다. 제2 곡선(C_SFD)은 제1 모드 및 제2 모드간의 모드 전환을 수행하는 전원 공급부(150)의 총 전류량(I_EL)에 따른 전원 공급부(150)의 효율을 나타낸다. 차이 그래프(G_DIFF)는 총 전류량(I_EL)에 따른, 전원 공급부(150)의 효율 및 비교 실시예에 따른 전원 공급부의 효율 간의 효율 차이를 나타낼 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 총 전류량(I_EL)이 작아질수록 전원 공급부(150)의 전력 손실의 비중이 상대적으로 커지면서, 효율은 낮아질 수 있다. 예를 들어, 제1 곡선(C_NORMAL)에 따라, 총 전류량(I_EL)이 30mA인 경우 비교 실시예에 따른 전원 공급부의 효율은 약 86%이며, 총 전류량(I_EL)이 감소함에 따라 효율은 점진적으로 감소하고, 총 전류량(I_EL)이 2mA인 경우 효율은 약 46%까지 낮아질 수 있다.
전원 공급부(150)는 제2 모드에서 구동 모드, 트랜지스터의 크기, 스위칭 주파수, 및 슬루율 중 적어도 하나를 가변시킴으로써, 전원 공급부(150)의 효율은 비교 실시예에 따른 전원 공급부의 효율보다 높게 나타날 수 있다.
제2 곡선(C_SFD)에 따라, 총 전류량(I_EL)이 30mA인 경우 전원 공급부(150)는 제2 모드에서 동작할 수 있으며, 전원 공급부의 효율은 약 89%일 수 있다. 즉, 비교 실시예에 따른 전원 공급부의 효율 대비, 전원 공급부의 효율은 약 3.0%만큼 높을 수 있다. 총 전류량(I_EL)이 감소함에 따라 전원 공급부(150)의 효율은 감소하나, 비교 실시예에 따른 전원 공급부의 효율과의 효율 차이는 총 전류량(I_EL)이 감소함에 따라 증가할 수 있다. 총 전류량(I_EL)이 2mA인 경우 전원 공급부(150)의 효율은 약 58.4%까지 낮아지나, 비교 실시예에 따른 전원 공급부의 효율보다 약 12.4%만큼 높을 수 있다.
즉, 전원 공급부(150)는 제2 모드에서 구동 모드, 트랜지스터의 크기, 스위칭 주파수, 및 슬루율 중 적어도 하나를 가변시킴으로써, 특히, 외부 클럭 신호(T_HCLK)를 이용하여 스위칭 주파수를 설정하고 또한 슬루율을 가변시킴으로써, 전원 공급부(150)의 효율은 비교 실시예에 따른 전원 공급부의 효율보다 향상될 수 있다.
나아가, 전원 공급부(150)는 외부 클럭 신호(T_HCLK)를 이용하여 최적의 스위칭 주파수를 설정하므로, 전원 공급부(150) 및 주사 구동부(120)와 간섭이 발생하지 않으면서, 즉, 표시 품질이 유지되면서, 전력 손실이 최소화될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100: 표시 장치 110: 표시부
120: 주사 구동부 130: 데이터 구동부
140: 타이밍 제어부 150: 전원 공급부
310: 센싱 회로 320: 기능 회로
330: 주파수 생성 회로 331: 분주기
332: 클럭 처리기 333: 선택기
334: 스위칭 신호 생성기 340: 발진 회로
350: 전압 생성 회로 351: 제1 전압 생성기
352: 제2 전압 생성기 353: 제3 전압 생성기
360: 구동 제어 회로 IN_C: 클럭 입력 단자
IN_P: 전원 입력 단자 L1, L2: 인덕터들
M1, M2, M3, M4: 트랜지스터들 OUT1, OUT2, OUT3: 출력 단자들
PSM1, PSM2, PSM3, PSM4: 절전 트랜지스터들
PXL: 화소

Claims (20)

  1. 주사 라인들, 제1 전원 라인, 제2 전원 라인, 및 상기 주사 라인들 및 상기 제1 및 제2 전원 라인들에 연결되는 화소들을 포함하는 표시 패널;
    클럭 신호에 기초하여 주사 신호들을 생성하고, 상기 주사 라인들에 상기 주사 신호들을 순차적으로 제공하는 게이트 구동부; 및
    트랜지스터들의 스위칭 동작을 통해 입력 전원을 제1 전원 전압으로 변환하며, 제1 출력 단자를 통해 상기 제1 전원 라인에 상기 제1 전원 전압을 공급하는 전원 공급부를 포함하고,
    상기 전원 공급부는 상기 화소들에 흐르는 총 전류량이 제1 기준 전류량보다 작은 경우, 상기 트랜지스터들의 오프-듀티, 상기 트랜지스터들의 크기, 상기 트랜지스터들의 스위칭 주파수, 및 상기 트랜지스터들에 대한 제어 신호들의 슬루율(slew rate)을 가변시키는, 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
    제1 모드에서 제1 스위칭 주파수를 가지는 스위칭 신호를 생성하고, 제2 모드에서 제2 스위칭 주파수를 가지는 스위칭 신호를 생성하는 주파수 생성 회로;
    상기 스위칭 신호에 응답하여 상기 제1 전원 전압을 생성하는 제1 전압 생성 회로;
    상기 제1 출력 단자에서 상기 총 전류량을 측정하는 센싱 회로; 및
    상기 총 전류량을 상기 제1 기준 전류량과 비교하여 상기 주파수 생성 회로가 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드에서 동작하도록 모드 제어 신호를 생성하는 기능 회로를 포함하고,
    상기 제2 스위칭 주파수는 상기 제1 스위칭 주파수보다 작고, 상기 클럭 신호의 주파수를 회피하여 설정되는, 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
    기준 주파수를 가지는 기준 클럭 신호를 생성하는 발진 회로를 더 포함하고,
    상기 주파수 생성 회로는, 상기 제1 모드에서 기준 클럭 신호에 주파수 분주(frequency division)을 수행하여 상기 스위칭 신호를 생성하는, 표시 장치.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 전원 공급부는 클럭 신호 입력 단자를 통해 상기 클럭 신호를 수신하고,
    상기 주파수 생성 회로는, 상기 제2 모드에서 상기 클럭 신호의 주파수에 오프셋 주파수를 추가하여 상기 스위칭 신호를 생성하는, 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
    기준 주파수를 가지는 기준 클럭 신호를 생성하는 발진 회로를 더 포함하고,
    상기 제1 모드에서 상기 주파수 생성 회로는 상기 기준 클럭 신호에 기초하여 상기 스위칭 신호를 생성하는, 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 주파수 생성 회로는,
    상기 기능 회로에서 생성된 제1 모드 제어 신호에 응답하여 상기 기준 클럭 신호를 주파수 분주하여 분주된 기준 클럭 신호를 생성하는 분주기;
    상기 기능 회로에서 생성된 제2 모드 제어 신호에 응답하여 상기 클럭 신호의 주파수에 상기 오프셋 주파수를 추가하여 보상된 클럭 신호를 생성하는 클럭 처리기; 및
    상기 제1 모드 제어 신호 또는 상기 제2 모드 제어 신호에 응답하여, 상기 기준 클럭 신호, 상기 분주된 기준 클럭 신호, 및 상기 보상된 클럭 신호 중 하나를 상기 스위칭 신호로서 출력하는 선택기를 포함하는, 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 클럭 처리기는, 상기 클럭 신호의 펄스들 각각을 순차적으로 지연시켜 상기 보상된 클럭 신호를 생성하는, 표시 장치.
  8. 제2 항에 있어서, 상기 기능 회로는,
    상기 총 전류량이 상기 제1 기준 전류량보다 작아지는 경우 상기 제2 모드에서 상기 제1 모드로 모드 전환을 수행하고,
    상기 총 전류량이 제2 기준 전류량보다 커지는 경우 상기 제1 모드에서 상기 제2 모드로 모드 전환을 수행하며,
    상기 제2 기준 전류량은 상기 제1 기준 전류량보다 큰, 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 기능 회로는, 상기 총 전류량이 상기 제1 기준 전류량보다 작아진 시점으로부터, 기 설정된 디바운스 시간(debounce time)이 경과한 후에 상기 제1 모드로부터 상기 제2 모드로 모드 전환을 수행하는, 표시 장치.
  10. 제2 항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
    상기 모드 제어 신호에 응답하여 구동 제어 신호를 생성하는 구동 제어 회로를 더 포함하고,
    상기 제1 전압 생성 회로는,
    상기 스위칭 신호에 기초하여 상기 스위칭 신호의 주파수에 대응하는 주파수를 가지는 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 생성하되, 상기 구동 제어 신호에 응답하여 상기 제1 제어 신호 및 상기 제2 제어 신호 각각의 파형을 가변시키는 제1 스위칭 제어부;
    상기 입력 전원이 인가되는 전원 입력 단자 및 제1 노드 사이에 연결된 인덕터;
    상기 제1 노드 및 기준 전원 사이에 연결되고 상기 제1 제어 신호에 응답하여 동작하는 제1 트랜지스터; 및
    상기 제1 노드 및 상기 제1 출력 단자 사이에 연결되고 상기 제2 제어 신호에 응답하여 동작하는 제2 트랜지스터를 포함하는, 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 제어 신호들의 상기 슬루율은 상기 제어 신호들의 턴-온 레벨 및 턴-오프 레벨간의 천이 시간으로 정의되며,
    상기 제1 스위칭 제어부는, 상기 제2 모드에서 상기 구동 제어 신호에 응답하여 제1 제어 신호의 천이 시간을 상기 제1 모드에서의 제1 제어 신호의 천이 시간보다 감소시키는, 표시 장치.
  12. 제10 항에 있어서, 상기 제1 전압 생성 회로는,
    제1 모드에서 상기 제1 및 제2 트랜지스터들을 교번하여 턴-온시키는 제1 구동 모드로 동작하며,
    상기 제2 모드에서 제2 구동 모드로 동작하되, 상기 제2 구동 모드의 제1 구간에서 상기 제1 및 제2 트랜지스터들을 교번하여 턴-온시키며, 상기 제2 구동 모드의 제2 구간에서 상기 제1 및 제2 트랜지스터들을 동시에 턴-오프시키는, 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 제1 전압 생성 회로는,
    상기 제1 트랜지스터에 병렬 연결된 제1 보조 트랜지스터; 및
    상기 제2 트랜지스터에 병렬 연결된 제2 보조 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 제1 전압 생성 회로는,
    상기 제1 모드에서 상기 제1 및 제2 트랜지스터들을 교번하여 턴-온시키고,
    상기 제2 모드에서 상기 제1 및 제2 트랜지스터들을 턴-오프시키며, 상기 제1 및 제2 보조 트랜지스터들을 교번하여 턴-온시키는, 표시 장치.
  14. 제12 항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
    상기 스위칭 신호에 응답하여 제2 전원 전압을 생성하고 제2 출력 단자를 통해 상기 제2 전원 라인에 상기 제2 전원 전압을 공급하는 제2 전압 생성 회로를 더 포함하는, 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 제2 전압 생성 회로는,
    상기 스위칭 신호에 응답하여 상기 스위칭 신호의 주파수에 대응하는 주파수를 가지는 제3 제어 신호 및 제4 제어 신호를 생성하되, 상기 구동 제어 신호에 응답하여 상기 제3 제어 신호 및 제4 제어 신호 각각의 파형을 가변시키는 제2 스위칭 제어부;
    상기 입력 전원이 인가되는 전원 입력 단자 및 제2 노드 사이에 연결되고 상기 제3 제어 신호에 응답하여 동작하는 제3 트랜지스터;
    상기 제2 노드 및 기준 전원 사이에 연결되는 인덕터; 및
    상기 제2 노드 및 상기 제2 출력 단자 사이에 연결되고 상기 제4 제어 신호에 응답하여 동작하는 제4 트랜지스터를 포함하는, 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 제2 전압 생성 회로는, 상기 구동 제어 신호에 응답하여 상기 제2 모드에서 제3 구동 모드로 동작하되, 상기 제3 구동 모드의 제3 구간에서 상기 제3 및 제4 트랜지스터들을 교번하여 턴-온시키며, 상기 제3 구동 모드의 제4 구간에서 상기 제3 및 제4 트랜지스터들을 동시에 턴-오프시키고,
    제4 구간은 상기 제3 구간보다 크거나 같은, 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 제2 전압 생성 회로는, 상기 구동 제어 신호에 응답하여 상기 제1 모드에서 상기 제1 구동 모드, 상기 제2 구동 모드, 및 상기 제3 구동 모드 중 하나로 동작하는, 표시 장치.
  18. 제14 항에 있어서,
    데이터 라인들을 통해 상기 화소들에 데이터 신호들을 제공하는 데이터 구동부를 더 포함하고,
    상기 전원 공급부는, 상기 스위칭 신호에 응답하여 제3 전원 전압을 생성하고 제3 출력단을 통해 상기 데이터 구동부에 상기 제3 전원 전압을 공급하는 제3 전압 생성 회로를 더 포함하는, 표시 장치.
  19. 입력 전원을 제1 전원 전압으로 변환하여 제1 출력 단자를 통해 출력하는 전원 공급 장치에서,
    클럭 신호를 수신하는 입력 단자;
    상기 제1 출력 단자에서 총 전류량을 측정하는 센싱 회로;
    상기 총 전류량을 제1 기준 전류량과 비교하여 제1 모드 제어 신호 또는 제2 모드 제어 신호를 생성하는 기능 회로;
    기준 주파수를 가지는 기준 클럭 신호를 생성하는 발진 회로;
    상기 제1 모드 제어 신호에 응답하여 상기 기준 클럭 신호를 주파수 분주하여 스위칭 신호를 생성하거나, 상기 제2 모드 제어 신호에 응답하여 상기 클럭 신호의 주파수에 오프셋 주파수를 가산하여 상기 스위칭 신호를 생성하는 주파수 생성 회로; 및
    트랜지스터들을 구비하고, 상기 스위칭 신호에 응답하여 상기 트랜지스터들을 스위칭시켜 상기 제1 전원 전압을 생성하는 제1 전압 생성 회로를 포함하며,
    상기 스위칭 신호의 스위칭 주파수는 상기 클럭 신호의 주파수를 회피하여 설정되는, 전원 공급 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 모드 제어 신호 또는 상기 제2 모드 제어 신호에 응답하여 구동 제어 신호를 생성하는 구동 제어 회로를 더 포함하고,
    상기 제1 전압 생성 회로는,
    상기 스위칭 신호에 기초하여 상기 스위칭 신호의 주파수에 대응하는 주파수를 가지는 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 생성하되, 상기 구동 제어 신호에 응답하여 상기 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호 각각의 파형을 가변시키는 제1 스위칭 제어부;
    상기 입력 전원이 인가되는 전원 입력 단자 및 제1 노드 사이에 연결된 인덕터;
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    상기 제1 노드 및 상기 제1 출력 단자 사이에 연결되고 상기 제2 제어 신호에 응답하여 동작하는 제2 트랜지스터를 포함하며,
    상기 제1 스위칭 제어부는, 상기 제2 모드 제어 신호에 대응하는 상기 구동 제어 신호에 응답하여 상기 제1 제어 신호의 슬루율을 가변시키는, 전원 공급 장치.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2087623B1 (en) * 2006-11-03 2010-07-14 RF Magic, Inc. Satellite signal frequency translation and stacking
KR20230007062A (ko) * 2021-07-05 2023-01-12 주식회사 엘엑스세미콘 디스플레이장치 및 그 장치로 전력을 공급하는 장치

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR101101094B1 (ko) * 2010-02-03 2012-01-03 삼성모바일디스플레이주식회사 Ｄｃ―ｄｃ컨버터 및 이를 이용한 유기전계발광표시장치
KR20140054760A (ko) 2012-10-29 2014-05-09 삼성디스플레이 주식회사 유기전계발광 표시장치
KR20150081848A (ko) 2014-01-07 2015-07-15 삼성디스플레이 주식회사 표시 패널의 구동 전압 발생 방법 및 이를 수행하는 표시 장치
KR102345091B1 (ko) 2014-12-26 2021-12-31 엘지디스플레이 주식회사 표시장치와 이의 구동방법
US11151957B2 (en) * 2017-04-27 2021-10-19 Sakai Display Products Corporation Display device, drive voltage setting method, and computer program
KR102548467B1 (ko) 2017-12-04 2023-06-29 삼성디스플레이 주식회사 Dc-dc 컨버터 및 이를 포함하는 표시 장치
KR102551916B1 (ko) 2017-12-29 2023-07-05 엘지디스플레이 주식회사 전력제어집적회로와 이를 이용한 유기 발광 표시 장치 및 그 구동방법
KR20210086319A (ko) * 2019-12-31 2021-07-08 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그의 동작 방법

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