KR100944494B1 - Ｐｍｏｌｅｄ 구동회로 및 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구동전류의 크기를 줄여서 소비전력을 감소시키고 PMOLED의 수명을 연장시킬 수 있는 PMOLED 구동회로 및 구동방법을 개시한다. 상기 ＰＭＯＬＥＤ 구동회로는, PWM 연산장치 및 라인드라이버를 구비한다. 상기 PWM 연산장치는 현재의 프레임 데이터를 이용하여 스케일팩터를 계산하고 상기 스케일팩터를 이용하여 가변전류기의 가변전류량 및 상기 가변전류기를 스위칭하는데 사용되는 수정단위연결시간을 연산한다. 상기 라인드라이버는 상기 가변전류량 및 상기 수정단위연결시간에 응답하여 상기 프레임 데이터에 포함된 패널의 수평라인 및 수직라인 정보를 가공하여 패널을 구동한다. 상기 라인드라이버는 상기 패널의 2개의 수평라인을 하나로 묶어 3개의 단계로 구동한다. 상기 ＰＭＯＬＥＤ 구동방법은, 스케일팩터 연산단계, 가변전류량 및 수정단위연결시간 연산단계 및 PMOLED 구동단계를 구비한다.
PMOLED, PWM, 구동회로, 드라이버, 스케일팩터

Description

ＰＭＯＬＥＤ 구동회로 및 구동방법{Passive matrix organic light emitting diode driving circuit and driving method}
본 발명은 PMOLED의 구동회로 및 구동방법에 관한 것으로, 특히 구동전류의 크기를 줄여서 소비전력을 감소시키고 PMOLED의 수명을 연장시킬 수 있는 PMOLED 구동회로 및 구동방법에 관한 것이다.
최근 새로운 평판디스플레이 기술로서 유기발광다이오드(organic light emitting diode, OLED)를 이용한 디스플레이가 전 세계적으로 활발하게 연구되고 있다. OLED는 디스플레이 특성이 우수할 뿐만 아니라 소자의 구조가 간단하여 제작이 용이하다. 또한 OLED는 유리 기판 이외에 플라스틱 기판 등에도 제작할 수 있기 때문에 얇고 가벼울 뿐만 아니라 필요할 때 펼쳐 볼 수 있는 쉽게 구부러지는(flexible) 디스플레이의 제작도 가능하게 해 준다.
OLED 디스플레이는 소자의 구동 방식에 따라 수동형(Passive Matrix, PM)과 능동형(Active Matrix, AM)으로 구분된다. 수동형 OLED(PMOLED)는 양극과 음극의 교차되는 부분에 유기EL 화소를 형성하는 단순한 구조로 되어 있고, 능동형 OLED(AMOLED)는 각 화소에 TFT(Thin Film Transistor)가 있는 구조이다. PMOLED는 짧은 시간 동안 선택된 OLED를 높은 휘도로 발광하도록 하므로, 해상도가 높아지면 순간 발광휘도가 더욱 높아져야 한다.
도 1은 PMOLED로 구현된 디스플레이의 개략도이다.
도 1을 참조하면 디스플레이는 m(m은 정수)개의 행(row, R1~Rm)과 n(n은 정수)개의 열(column, C1~Cn)로 이루어지므로 모두 m x n(m, n은 정수)개의 OLED를 구비한다. 각 OLED의 P형 전극은 해당 스위치(switch)를 통해 전류원(current source) 및 접지전압(GND) 중 하나에 접속되게 되며 N형 전극도 해당 스위치를 통해 스캔오프전압(Vscanoff) 및 접지전압(GND) 중 하나에 접속되게 된다. 하나의 행에 포함된 n개의 PMOLED는 행 스캔시간(Trowscan)동안 구동하는데, 이어지는 행에 포함된 화소들을 순차적으로 구동하여 마지막으로 m행에 대해 구동을 거치면 PMOLED를 이용한 패널의 완전한 하나의 화면에 대한 표시가 완료된다.
도 1에 도시된 전류원에서 공급하는 전류의 양은 모두 동일하다. 행 스캔시간(Trowscan) 동안 비디오 데이터에 해당하는 에너지를 공급하고자 하는 행에 포함된 PMOLED들의 N형 전극은 접지전압(GND)에 연결되어 전류원으로부터 접지전압(GND)으로 전류의 흐름이 가능하도록 한다. 이 때 다른 행에 배치된 PMOLED들의 N형 전극은 모두 스캔오프전압(Vscanoff)으로 연결되어 있기 때문에 이들 PMOLED에는 전류원으로부터 접지전압(GND)로의 전류경로가 형성되지 않게 된다.
도 2는 PMOLED의 스캔시간을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 하나의 행에 포함된 n개의 PMOLED를 구동하는데 행 스캔시 간(Trowscan)이 소요되므로 하나의 프레임 즉 하나의 화면을 표시하는데 소요되는 프레임스캔시간(Tframe)은 행 스캔시간(Trowscan)과 행의 총 수(m)의 곱(m x Trowscan)이 된다. 행 스캔시간(Trowscan)의 0(zero)으로부터 단위연결시간(TPWM) 단위로 증가가 가능하며 최장시간은 최대가변변수(PWMMAX)와 단위연결시간(TPWM)의 곱(PWMMAX x TPWM)이 된다. 여기서 단위연결시간(TPWM)은 일정한 크기의 전류(Id)를 공급하는 전류원이 해당 PMOLED의 P형 전극에 연결되는 최소단위 연결시간을 의미하며, 최대가변변수(PWMMAX)는 정수이다. 여기서 최단시간이 되는 0(zero)은 PMOLED의 P형 전극이 행 스캔시간(Trowscan)동안 계속하여 접지전압(GND)에 연결되어 전류원으로부터 전류를 공급받지 못한다는 것을 의미하며, 최장시간은 PMOLED의 P형 전극이 행 스캔시간(Trowscan)동안 계속하여 전류원에 연결된다는 것을 의미한다. 도 2를 참조하면 PMOLED의 P형 전극에 전류원이 접속되는 시간은 픽셀의 데이터 값에 따라서 0부터 PWMMAX x TPWM까지 조절이 가능하다.
PMOLED 패널의 해상도가 증가함에 따라 행의 수(m) 및 열의 수(n)가 증가하게 되지만, 프레임스캔시간(Tframe)은 플리커(flicker) 현상 때문에 증가시킬 수 없고 오히려 줄여야 한다. 여기서 플리커 현상이란 패널 화면에서 나오는 빛의 세기가 일정하지 않고 시간에 따라 주기적으로 변하기 때문에, 사용자에게 빛의 깜빡거림이 느껴지는 현상이다.
스캔시간은 줄어들었지만 줄어들기 이전과 같은 휘도를 내려면 전류원에서 공급하는 전류의 양을 증가시켜야 하는데, 이는 PMOLED에서 소비하는 전력뿐만 아니라, 기생 커패시터(parasitic capacitance), 라인저항(line resistance) 등과 같은 PMOLED 이외의 다른 소자들에서 소비하는 전력을 급속하게 늘어나게 하는 단점이 있다. 소비전력이 늘어난다는 것은 전력을 소비하는 소자들의 수명을 감소시키는 원인이 되기도 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 소비전력을 감소시키고 따라서 ＰＭＯＬＥＤ의 수명을 증가시킴으로 해상도가 높고 대용량의 ＰＭＯＬＥＤ 패널의 사용을 가능하게 하는 ＰＭＯＬＥＤ 구동회로를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 소비전력을 감소시키고 따라서 ＰＭＯＬＥＤ의 수명을 증가시킴으로 해상도가 높고 대용량의 ＰＭＯＬＥＤ 패널의 사용을 가능하게 하는 ＰＭＯＬＥＤ 구동방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 ＰＭＯＬＥＤ 구동회로는, PWM 연산장치 및 라인드라이버를 구비한다. 상기 PWM 연산장치는 현재의 프레임 데이터를 이용하여 스케일팩터를 계산하고 상기 스케일팩터를 이용하여 가변전류기의 가변전류량 및 상기 가변전류기를 스위칭하는데 사용되는 수정단위연결시간을 연산한다. 상기 라인드라이버는 상기 가변전류량 및 상기 수정단위연결시간에 응답하여 상기 프레임 데이터에 포함된 패널의 수평라인 및 수직라인 정보를 가공하여 패널을 구동한다. 상기 라인드라이버는 상기 패널의 2개의 수평라인을 하나로 묶어 3개의 단계로 구동한다.
상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 ＰＭＯＬＥＤ 구동방법은, 스케일팩터 연산단계, 가변전류량 및 수정단위연결시간 연산단계 및 PMOLED 구동단계를 구비한다. 상기 스케일팩터 연산단계는 현재의 프레임 데이터를 이용하여 스케일팩터를 연산한다. 상기 가변전류량 및 수정단위연결시간 연산단계는 상기 스케일팩터를 이용하여 가변전류기가 공급하는 가변전류량 및 가변전류량의 전류가 PMOLED에 공급되는 시간을 결정하는데 사용되는 수정단위연결시간을 연산한다. 상기 PMOLED 구동단계는 상기 가변전류량, 상기 수정단위연결시간 및 상기 프레임 데이터를 이용하여 2개의 라인단위로 패널을 구동한다. 상기 2개의 패널라인들 각각은 3번의 단계에 걸쳐 구동된다.
본 발명은 소비전력을 감소시키고 따라서 ＰＭＯＬＥＤ의 수명을 증가시킴으로 해상도가 높고 대용량의 ＰＭＯＬＥＤ 패널의 사용을 가능하게 하는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 개념을 설명하는 스캔시간 및 전류의 양을 나타낸다.
도 3의 가장 상부에는 하나의 화면 즉 프레임스캔시간(Tframe)에 포함되는 m개의 행을 스캔하는 각각의 행 스캔시간(Trowscan)들을 나타낸다. 4, 5, m-2 및 m번째 행 스캔시간(Trowscan)은 최대의 스캔시간을 가지지만 나머지 행들의 행 스캔시간(Trowscan)은 최대의 행 스캔시간 보다 적은 시간의 스캔시간을 가진다. 따라서 각 행 스캔시간(Trowscan) 사이에는 길고 짧은 시간 간극이 존재하게 된다. 이 시간 간극은 연산을 수행하지 않는 연산대기시간으로, 본 발명에서는 이 시간 간극을 활용하여 전류원으로부터 공급되는 전류의 크기는 감소시키는 대신 전류를 공급받은 시간을 증가시킴으로서, 에너지 측면에서는 각 PMOLED에 필요한 전류를 공급하게 한다. 이 경우 전류의 크기가 작게 됨으로써 PMOLED의 수명은 종래의 구동방법을 사용하는 PMOLED에 비해 증가되게 되는 것은 당연하다.
도 3의 중앙에는 상부에 도시된 각 행 스캔시간을 밀착시킴으로서, 프레임스캔시간(Tframe)에 포함되는 총 시간간극인 여유시간(Ts)을 용이하게 구별할 수 있다. 이 때 전류원으로부터 공급되는 전류의 크기(Id)는 종래의 경우와 동일하게 하면, 프레임스캔시간(Tframe) 중 일정한 여유시간(Ts) 만큼의 시간이 버려지고 있다는 사실을 알 수 있다.
도 3의 하부에 도시된 도면은 여유시간(Ts)을 이용하여 전류원으로부터 공급되는 전류(Id')를 종래에 비해 감소(Id > Id')시키는 대신 행 스캔시간을 증가시켜 각 PMOLED에 인가되는 에너지는 동일하게 하는 개념을 설명한다. 행 스캔시간이 증 가되었다는 것은, 스캔시간을 나타내는 각 펄스신호의 폭이 도 3의 상부 및 중앙에 도시된 행 스캔시간을 나타내는 대응되는 펄스신호에 비하여 길다는 것을 의미한다.
본 발명에서는 도 3에 도시된 여유시간(Ts)을 활용하기 위하여, 스케일팩터(scale factor)를 정의하여 사용한다. 여기서 스케일팩터는 한 화면을 구현하는데 사용되는 최대 PWM 클럭개수(Ntotal)와 상기 프레임 데이터를 처리하기 위한 최대 PWM 클럭개수(N'total)의 비(
Figure 112008039375683-pat00001
)를 의미한다. 이렇게 정의된 스케일팩터를 이용하여 가변전류기로부터 공급받는 전류량 및 상기 전류를 해당 PMOLED에 흐르게 하는 시간을 결정한다. 여기서 PWM 클럭은 단위연결시간(TPWM)에 곱해지는 가변변수의 수에 대응되며 최대가변변수(PWMMAX)에 할당된 수가 최대 PWM 클럭개수가 된다. 따라서 최대가변변수(PWMMAX)가 255라면 최대 PWM 클럭개수도 255가 된다. 최대가변변수(PWMMAX)가 적용된 화소(picture element)는 최대의 밝기를 디스플레이하게 될 것이다.
도 4는 증가한 행 스캔시간에 대응하여 증가하는 수정단위연결시간(T'PWM)을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 수정단위연결시간(T'PWM)은 도 2에 도시된 종래의 단위연결시간(TPWM)에 비해 증가한다(T'PWM > TPWM)는 것을 알 수 있는데, 이는 종래에는 버려 지던 여유시간(Ts)을 수정단위연결시간(T'PWM)에 반영하였기 때문이다.
도 3 및 도 4에 대한 설명에서 이미 언급한 바와 같이, 본 발명에서는 각각의 프레임에 대해 여유시간(Ts)을 계산하고, 계산된 여유시간(Ts)을 스캐일팩터로 환산한 후 가변전류원으로부터 공급되는 전류의 양과 가변전류원으로부터 공급되는 전류를 수신하는 행 스캔시간을 조절한다. 여유시간(Ts)은 각각의 프레임 데이터를 사전 처리하여 얻을 수 있다. 따라서 본 발명을 적용하기 위해서는 고정된 전류값을 공급하는 고정 전류원이 아니라 출력되는 전류의 값을 가변시킬 수 있는 가변전류원이 사용되어야 한다.
도 5는 4 x 4 픽셀 어레이를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 픽셀의 밝기를 0에서 255단계까지 가변시킬 수 있다고 가정할 때, 4개의 행에서 표현할 수 있는 총 밝기를 구현하기 위해서는 1024(=4 x 256)개의 PWM 클럭이 필요할 것이다. 여기서 255는 상술한 최대가변변수(PWMMAX)가 되므로 PWM 클럭개수가 256이 된다. 그러나 현재 프레임 데이터를 사전 처리한 결과, 첫 번째 행에서는 2번째 픽셀의 밝기가 100으로 가장 크고, 두 번째 내지 4 번째 행에서 밝기가 가장 큰 픽셀의 밝기가 각각 200, 150 및 250이라고 가정하면 총 밝기를 구현하기 위해서는 700(=100+200+150+250)개의 PWM 클럭이 필요하게 된다. 스케일팩터는, 이미 정의한 바와 같이, 구현할 수 있는 최대 밝기에 대응되는 PWM 클럭개수와 현재 프레임 데이터에 포함된 각 행의 PMOLED의 총 밝기에 대응되는 PWM 클럭개수의 비인 약 0.7(700/1020)이 된다.
본 발명에 따른 PMOLED 구동회로는, 상기와 같은 계산으로부터 구한 스케일팩터를 이용하여 감소시킬 수 있는 전류의 양 및 증가시킬 수 있는 스캔시간을 계산한다. 상술한 바와 같이 본 발명에서는 여유시간(Ts)을 이용하여 수정된 스캔시간을 활용하는 외에, 화소 즉 PMOLED를 구동할 때에도 종래와 같이 하나의 행 단위로 수행하는 것이 아니라 2개의 행(수평라인)을 하나로 묶고 이에 대해 3개의 단계 동안 구동한다.
먼저 본 발명에 대한 구체적인 설명에 앞서 이후의 설명에서 사용하게 될 S 행렬(matrix)을 정의 한다.
PMOLED에 표시할 한 화면의 데이터를 mㅧ n 크기의 D 행렬로 그리고 각 요소(element)들을 di,j라 가정할 때, 새로운 S 행렬의 요소 si,j 는 수학식 1과 같이 정의한다. 여기서 변수(variable) i 및 j는 각각 행(row)과 열(column)을 지시한다.
Figure 112008039375683-pat00002
여기서 S 행렬식에 min을 사용한 이유는 S 행렬에 포함되는 각 요소들 중에서 적은 값을 중심으로 연산이 이루지게 때문에 표시한 것이다. 이 부분에 대해서는 이하에서 자세하게 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 3단계의 PMOLED 구동방법을 설명한다.
도 6을 참조하면, 3단계의 구동과정 동안 새로운 S 행렬의 i행의 j열에 포함된 2개의 PMOLED에 가변전류원으로부터 해당 PMOLED에 흐르는 전류를 나타낸다. i행에는 n개의 열이 있지만, 설명의 편의를 위해 그들 중 하나인 j열에 배치된 PMOLED에 대하여 설명한다.
여기서 변수 i를 홀수(odd number)라고 가정하면, 하나의 묶음에 있는 상하의 2개의 PMOLED에는 데이터들(di,j, di+1,j)이 3 개의 구동단계(Pall, Po, Pe)로 나누어져 기입된다.
첫 번째 구동단계(Pall)에서는 각각 2개의 PMOLED와 관련된 2개의 데이터(di,j, di+1,j) 중 적은 크기의 밝기를 가지는 데이터에 대응되는 에너지(Si,j)가 2개의 PMOLED에 동시에 전달된다. 즉, 2개의 데이터(di,j, di+1,j) 중 위쪽에 있는 PMOLED에 전달되어야 할 데이터(di,j)의 크기가 아래쪽에 있는 PMOLED에 전달되어야 할 데이터(di+1,j)의 크기에 비해 적을 경우(di,j < di+1,j), 위쪽에 있는 PMOLED에 전달되어야 할 데이터(di,j)에 대응되는 에너지를 첫 번째 구동단계(Pall)에서 아래쪽 및 위쪽 PMOLED에 공통으로 전달시킨다. 따라서 수학식 1에는 min이라는 용어를 사용하였다. 이 때, 상대적으로 적은 크기의 밝기에 대응되는 에너지가 이미 전달되었으므로, 상대적으로 적은 크기의 밝기를 나타내는 데이터(di,j)에 대응되는 에너지를 전달시켜야 할 PMOLED에는 더 이상의 전류를 공급할 필요가 없어진다. 이 때 2 개의 가변전류원(I'j1, I'j2)은 병렬로 결합되어 하나의 가변전류원이 공급할 수 있는 전류의 2배의 전류를 2개의 PMOLED의 P형 전극으로 공급하고 N형 전극은 접지전압(GND)에 연결된다.
두 번째 구동단계(Po)에서는 2개의 PMOLED 중 하나의 PMOLED만 선택적으로 적용되며, 해당 PMOLED에 궁극적으로 공급되어야 할 밝기에 대응하는 에너지 중 첫 번째 구동단계(Pall)에서 이미 공급시킨 에너지와의 차이(di,j - Si,j)를 보충하는 전류를 공급한다. 도 6에는 위쪽에 있는 PMOLED에 전류를 추가로 공급하는 경우에 대하여 도시되어 있다. 이때 제1스위치가(SWj1) 개방되어 제1전류원(I'j1)은 더 이상의 회로의 동작에 영향을 끼치지 못하지만, 제2스위치(SWj2)는 단락되어 있기 때문에 나머지 하나의 전류원(I'j2)은 전류의 공급을 계속한다. 이 때 위쪽의 PMOLED이 N형 전극은 접지전압(GND)에 연결되어 제2전류원(I'j2)으로부터 공급되는 전류를 요소에 전달시키지만, 아래쪽의 PMOLED의 N형 전극은 스캔오프전압(Vscanoff)에 연결되므로 아래쪽의 PMOLED에는 더 이상의 전류가 흐르지 못한다.
세 번째 구동단계(Pe)에서는 2개의 PMOLED 중 나머지 하나의 PMOLED에 궁극적으로 공급되어야 할 밝기에 해당하는 에너지에서 첫 번째 구동단계(Pall)에서 이미 공급시킨 에너지와의 차이(di+1,j - Si,j)를 보충하는 전류를 공급한다. 도 6에는 아래쪽에 있는 PMOLED에 전류를 추가로 공급하는 경우에 대하여 도시되어 있다. 이 때에는 두 번째 구동단계(Po)에서와 마찬가지로, 제1전류원(I'j1)은 개방되어 더 이상의 동작에 영향을 끼치지 못하지만, 나머지 하나의 전류원(I'j2)은 전류의 공급을 계속한다. 이 때 아래쪽의 PMOLED이 N형 전극은 접지전압(GND)에 연결되어 제2전류원(I'j2)으로부터 공급되는 전류를 요소에 전달시키지만, 위쪽의 PMOLED의 N형 전극은 스캔오프전압(Vscanoff)에 연결되므로 위쪽의 PMOLED에는 더 이상의 전류가 흐르지 못한다.
상기의 설명에는 설명의 편의를 위해 2개의 행에 포함되는 2개의 PMOLED가 구동되는 것처럼 기재하였지만, 실제로는 행 스캔시간(Trowscan) 내에 2개의 행에 포함된 2n개의 PMOLED가 동시에 구동된다.
만일 첫 번째 구동단계(Pall)에서 위쪽의 PMOLED에 전달되어야 할 데이터(di,j) 전부에 해당하는 에너지 전부가 공통적으로 전달되었다면, 이 후의 단계에서는, 위쪽 PMOLED에는 더 이상의 전류를 공급할 필요가 없고, 아래쪽의 PMOLED에만 이미 전달된 밝기데이터와 궁극적으로 전달되어야 할 데이터와의 차이에 해당하는 에너지에 대응되는 전류를 공급하면 된다.
현재 프레임 데이터를 처리하기 위한 최대 PWM 클럭개수(
Figure 112008039375683-pat00003
)는 수학식 2와 같이 표시할 수 있다.
Figure 112008039375683-pat00004
등식의 오른쪽 첫 번째 항은 첫 번째 구동단계(Pall)에서 사용되는 PWM 클럭의 총 개수가 되고, 두 번째 항은 두 번째 및 세 번째 구동단계(Po, Pe)에서 사용되는 PWM 클럭의 총 개수가 된다.
단위연결시간(TPWM) 및 PWM 클럭개수(Nt=m x PWMMAX)의 곱은 일정하여야 하므로, 본 발명에 따른 수정단위연결시간(T'PWM) 및 이 때 PMOLED에 흐르는 가변전류(I'd)는 수학식 3과 같이 표시할 수 있다.
Figure 112008039375683-pat00005
수학식 3을 참조하면, 종래의 전류 량(Id)에 비해 PWM 클럭개수의 비 즉 스케일팩터 만큼(
Figure 112008039375683-pat00006
)감소한 새로운 전류량(I'd)을 공급하는 가변전류원을 이용하여 각 화소를 구동한다.
이 때 3개의 각 구동단계(Pall, Po, Pe)에서의 PWM 클럭 개수는 도 6에서 표 시한 것처럼 각각 max(si,1,…,si,n), max(di,1 - si,1,…,di,n - si,n), max(di+1,1 - si+1,1,…,di+1,n - si+1,n) 이 된다.
제1구동단계(Pall)에서는 2개의 PMOLED에 전류가 분리되어 흐르게 되므로, 각각의 PMOLED에 흐르는 전류는 가변전류원으로부터 공급되는 총 전류가 반으로 나뉘어 PMOLED에 공급되기 때문에 가변전류원을 하나 더 두고 스위치를 이용하여 2개의 전류원으로부터 출력되는 전류를 합하여 사용한다.
도 7은 본 발명에 따른 PMOLED 구동회로의 블록 다이어그램이다.
도 7을 참조하면, PMOLED 구동회로(700)는 PWM 연산장치(710) 및 라인드라이버(720)를 구비한다.
PWM 연산장치(710)는 현재의 프레임 데이터를 이용하여 스케일팩터(S/F)를 계산하고 스케일팩터(S/F)를 이용하여 가변전류기의 가변전류량(I'd) 및 상기 가변전류기를 스위칭하는데 사용되는 수정단위연결시간(T'PWM)을 연산한다.
PWM 연산장치(710)는 스케일팩터 연산장치(711), 전류량 연산장치(712) 및 단위연결시간 연산장치(713)를 구비한다. 스케일팩터 연산장치(711)는 한 화면의 최대 PWM 클럭개수(Ntotal)와 현재 프레임 데이터를 처리하기 위한 최대 PWM 클럭개수(N'total)의 비(
Figure 112008039375683-pat00007
)인 스케일팩터(S/F)를 연산한다. 전류량 연산장치(712)는 스케일팩터(
Figure 112008039375683-pat00008
)와 기본 전류량(Id)의 곱(Id x
Figure 112008039375683-pat00009
)으로 결정되는 가변전류량(I'd)을 연 산한다. 단위연결시간 연산장치(713)는 기본 단위연결시간(TPWM)을 스케일팩터(
Figure 112008039375683-pat00010
)로 나눈 값(TPWM x
Figure 112008039375683-pat00011
)으로 결정되는 수정단위연결시간(T'PWM)을 연산한다.
라인드라이버(720)는, 도 6 및 도 7을 참조하면, 가변전류량(I'd) 및 수정단위연결시간(T'PWM)에 응답하여 프레임 데이터에 포함된 패널의 수평라인(행) 및 수직라인(열) 정보를 가공하여 패널을 구동하며, 해당 수직라인을 구동하는 제1가변전류기(I'j1), 제2가변전류기(I'j2), 제1스위치(SWj1) 및 제2스위치(SWj2)를 구비한다.
제1가변전류기(I'j1)의 일 단자 및 제2가변전류기(I'j2)의 일 단자는 전원공급단자에 연결되어 각각 가변전류량(I'd)의 전류를 생성하고, 제1스위치(SWj1)는 제1가변전류기(I'j1)의 다른 일 단자 및 제2가변전류기(I'j2)의 다른 일 단자를 연결하고, 상기 제2스위치(SWj2)는 상기 제1스위치(SWj1)의 다른 일 단자 및 접지전압(GND) 중 하나를 선택하여 PMOLED의 P형 전극에 연결하는 것을 특징으로 한다.
제1스위치(SWj1)는 3개의 구동단계(Pall, Po, Pe) 중 처음 구동단계(Pall)에서는 턴 온(Turn on) 되고 나머지 2개의 구동단계(Po, Pe)에서는 모두 턴 오프(Turn off) 되며, 제2스위치(SWj2)는 3개의 구동단계(Pall, Po, Pe) 모두에서 턴 온 된다. 여기서 턴 온 되는 시간의 길이는 상기 수정단위연결시간(T'PWM) 및 상기 프레임 데이터를 이용하여 결정된다. 2개의 스위치들(SWj1, SWj2)을 제어하는 신호는 도면의 복잡성을 고려하여 도시되지 않았지만, 상기의 설명으로 스위치의 제어는 문제가 없을 것이다.
라인드라이버(720)는 상기 패널의 2개의 수평라인(행)을 하나로 묶어 3개의 구동단계(Pall, Po, Pe)로 구동하는 것이 본 발명의 핵심적인 특징 중의 하나이며 이에 대해서는 이미 도 6에 대한 설명에 기재되어 있다.
도 8은 본 발명에 따른 PMOLED 구동방법에 대한 신호흐름도이다.
도 8을 참조하면, PMOLED 구동방법(800)은, 스케일팩터 연산단계(S810), 가변전류량 및 수정단위연결시간 연산단계(S820) 및 PMOLED 구동단계(S930)를 구비한다.
스케일팩터 연산단계(S810)는 상기 현재 프레임 데이터를 처리하기 위한 스케일팩터(S/F)를 연산하며, 이를 위해 상기 현재 프레임 데이터를 처리하기 위한 최대 PWM 클럭개수(N't)를 연산하는 단계(811) 및 한 화면의 최대 PWM 클럭개수(Nt)와 상기 현재 프레임 데이터를 처리하기 위한 최대 PWM 클럭개수(N't)의 비인 상기 스케일팩터(S/F)를 연산하는 단계(812)를 구비한다. 여기서 상기 한 화면의 최대 PWM 클럭개수는 패널의 수평라인의 개수와 하나의 수평라인에 사용되며 최대 밝기의 화소를 구현할 때 필요한 최대 PWM 클럭개수의 곱이며, 상기 프레임 데이터를 처리하기 위한 최대 PWM 클럭개수는 각 수평라인 중 가장 밝은 화소를 구현할 때 필요한 최대 PWM 클럭개수를 모두 더 한 값이다.
가변전류량 및 수정단위연결시간 연산단계(S820)는 스케일팩터를 이용하여 가변전류기가 공급하는 가변전류량 및 가변전류량의 전류가 PMOLED에 공급되는 시간을 결정하는데 사용되는 수정단위연결시간을 연산하며, 이를 위해 스케일팩터와 기본전류량을 곱하여 상기 가변전류량을 연산하는 단계(821) 및 기본 단위연결시간을 상기 스케일팩터로 나누어 상기 수정단위연결시간을 연산하는 단계(822)를 구비한다.
PMOLED 구동단계(S930)는 가변전류량, 수정단위연결시간 및 프레임 데이터를 이용하여 2개의 라인단위로 패널을 3번의 단계에 걸쳐 구동하며, 2개의 수평라인에 각각 대응되는 수직라인의 상하에 배치된 2개의 PMOLED에 할당된 밝기들 중 상대적으로 적은 밝기에 대응되는 전류를 상기 2개의 PMOLED에 공급하는 제1단계(833), 상기 상하로 배치된 2개의 PMOLED 중 하나의 PMOLED에 할당된 밝기와 상기 제1단계에서 선택된 밝기의 차이에 해당하는 전류를 상기 하나의 PMOLED에 더 공급하는 제2단계(834) 및 상기 상하로 배치된 2개의 PMOLED 중 나머지 하나의 PMOLED에 할당된 밝기와 상기 제1단계에서 선택된 밝기의 차이에 해당하는 전류를 상기 나머지 하나의 PMOLED에 더 공급하는 제3단계(835)를 구비한다.
도 6을 참조하면, 상기 제1단계(833)에서는 적어도 2개의 전류원으로부터 해당 PMOLED로 전류를 공급하도록 하고 나머지 2개의 단계(834, 835)에서는 1개의 전류원으로부터 해당 PMOLED로 전류를 공급하도록 하는 것을 알 수 있다.
제3구동단계(835)에서 변수 i를 사용하는 단계(831, 832, 836)는 신호흐름도(flowchart)에서 통상적으로 사용하므로 여기서는 설명을 생략한다.
이상에서는 연속된 2 개의 수평라인(행)을 하나로 묶어서 구동하며, PMOLED 패널의 처음 행부터 마지막 행까지 순차적으로 진행하는 것에 대하여 설명하였다. 그러나 본 발명을 확장하면 두 개의 행 이상의 행을 묶어서 구동시키는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 PMOLED 구동회로 및 구동방법은, 종래에는 버려지던 여유시간을 활용함과 더불어 2개 이상의 행을 동시에 구동함으로써, 전체 화면을 구동시킬 때 사용되는 PWM 클럭개수를 감소시키고, 그 감소된 비율만큼 구동전류의 크기를 감소시키고 가변전류원을 PMOLED에 연결시키는 연결시간을 늘리는 것이다. 구동전류의 크기가 감소된다고 해도 스위칭 타임을 감소된 비율만큼 증가시키기 때문에 PMOLED에 저장되는 에너지 측면에서는 종래의 경우와 동일하게 된다. 그러나 감소된 전류의 크기가 회로의 구성요소에 주는 충격이 크게 감소하기 때문에 회로의 수명이 증가하게 된다. 특히 기생 요소에 전달되는 에너지도 전류의 크기에 비례하므로, 소비되는 전력의 사용 효율도 증가하게 되는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1은 PMOLED로 구현된 디스플레이의 개략도이다.
도 2는 PMOLED의 스캔시간을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 개념을 설명하는 스캔시간 및 전류의 양을 나타낸다.
도 4는 증가한 행 스캔시간에 대응하여 증가하는 수정단위연결시간(T'PWM)을 나타낸다.
도 5는 4ㅧ 4 픽셀 어레이를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 3단계의 PMOLED 구동방법을 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 PMOLED 구동회로의 블록 다이어그램이다.
도 8은 본 발명에 따른 PMOLED 구동방법에 대한 신호흐름도이다.

Claims (8)

  1. 현재의 프레임 데이터를 처리하기 위한 최대 PWM 클럭개수(N'total)를 이용하여 스케일팩터(S/F)를 계산하고 상기 스케일팩터(S/F)를 이용하여 가변전류기의 가변전류량(I'd) 및 상기 가변전류기를 스위칭하는데 사용되는 수정단위연결시간(T'PWM)을 연산하는 PWM 연산장치(710); 및
    상기 가변전류량(I'd) 및 상기 수정단위연결시간(T'PWM)에 응답하여 상기 프레임 데이터에 포함된 패널의 수평라인 및 수직라인 정보를 가공하여 패널을 구동하는 라인드라이버(720)를 구비하며,
    상기 라인드라이버(720)는 상기 패널의 제1 수평라인(i 행, i는 정수) 및 제2 수평라인(i+1 행, i는 정수)을 하나로 묶어 구동하며,
    해당 수직라인을 구동하는 제1가변전류기(I'j1) 및 제2가변전류기(I'j2)에서 각각 생성된 상기 가변전류량(I'd)의 합을 상기 제1 수평라인(i 행, i는 정수) 및 상기 제2 수평라인(i+1 행, i는 정수)에 각각 공급하는 제1 구동단계(Pall),
    해당 수직라인을 구동하는 상기 제2가변전류기(I'j2)에서 생성된 상기 가변전류량(I'd)을 상기 제1 수평라인(i 행, i는 정수)에 공급하는 제2 구동단계(Po) 및
    해당 수직라인을 구동하는 상기 제2가변전류기(I'j2)에서 생성된 상기 가변전류량(I'd)을 상기 제2 수평라인(i+1 행, i는 정수)에 공급하는 제3 구동단계(Pe)를 포함하는 것을 특징으로 하는 PMOLED 구동회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 PWM 연산장치(710)는,
    한 화면의 최대 PWM 클럭개수(Ntotal)와 상기 프레임 데이터를 처리하기 위한 최대 PWM 클럭개수(N'total)의 비(
    Figure 112008039375683-pat00012
    )인 상기 스케일팩터(S/F)를 연산하는 스케일팩터 연산장치(711);
    상기 스케일팩터(
    Figure 112008039375683-pat00013
    )와 기본 전류량(Id)의 곱(Id x
    Figure 112008039375683-pat00014
    )으로 결정되는 상기 가변전류량(I'd)을 연산하는 전류량 연산장치(712); 및
    기본 단위연결시간(TPWM)을 상기 스케일팩터(
    Figure 112008039375683-pat00015
    )로 나눈 값(TPWMx
    Figure 112008039375683-pat00016
    )으로 결정되는 상기 수정단위연결시간(T'PWM)을 연산하는 단위연결시간 연산장치(713)를 구비하는 것을 특징으로 하는 PMOLED 구동회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 라인드라이버(720)는,
    해당 수직라인을 구동하는 제1가변전류기(I'j1), 제2가변전류기(I'j2), 제1스위치(SWj1) 및 제2스위치(SWj2)를 구비하며,
    상기 제1가변전류기(I'j1)의 일 단자 및 상기 제2가변전류기(I'j2)의 일 단자는 전원공급단자에 연결되어 각각 가변전류량(I'd)의 전류를 생성하고,
    상기 제1스위치(SWj1)는 상기 제1가변전류기(I'j1)의 다른 일 단자 및 상기 제2가변전류기(I'j2)의 다른 일 단자를 연결하고,
    상기 제2스위치(SWj2)는 상기 제1스위치(SWj1)의 다른 일 단자 및 접지전압(GND) 중 하나를 선택하여 PMOLED의 P형 전극에 연결하는 것을 특징으로 하는 PMOLED 구동회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1스위치(SWj1)는 상기 제1 구동단계(Pall)에서 턴 온 되고, 상기 제2 구동단계(Po) 및 상기 제3 구동단계(Pe) 에서 모두 턴 오프 되며,
    상기 제2스위치(SWj2)는 상기 제1 구동단계(Pall), 상기 제2 구동단계(Po) 및 상기 제3 구동단계(Pe)에서 턴 온 되며,
    상기 턴 온 되는 시간의 길이는 상기 수정단위연결시간(T'PWM) 및 상기 프레임 데이터를 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 PMOLED 구동회로.
  5. 현재의 프레임 데이터를 처리하기 위한 최대 PWM 클럭개수(N'total)를 이용하여 스케일팩터를 연산하는 스케일팩터 연산단계(S810);
    상기 스케일팩터를 이용하여 가변전류기가 공급하는 가변전류량 및 가변전류량의 전류가 PMOLED에 공급되는 시간을 결정하는데 사용되는 수정단위연결시간을 연산하는 가변전류량 및 수정단위연결시간 연산단계(S820); 및
    상기 가변전류량, 상기 수정단위연결시간 및 상기 프레임 데이터를 이용하여 2개의 라인단위로 패널을 구동하는 PMOLED 구동단계(S930)를 구비하며,
    상기 2개의 패널라인들 각각은 상기 패널의 제1 수평라인(i 행, i는 정수) 및 제2 수평라인(i+1 행, i는 정수)을 하나로 묶어 구동하며,
    해당 수직라인을 구동하는 제1가변전류기(I'j1) 및 제2가변전류기(I'j2)에서 각각 생성된 상기 가변전류량(I'd)의 합을 상기 제1 수평라인(i 행, i는 정수) 및 상기 제2 수평라인(i+1 행, i는 정수)에 각각 공급하는 제1 구동단계(Pall),
    해당 수직라인을 구동하는 상기 제2가변전류기(I'j2)에서 생성된 상기 가변전류량(I'd)을 상기 제1 수평라인(i 행, i는 정수)에 공급하는 제2 구동단계(Po) 및
    해당 수직라인을 구동하는 상기 제2가변전류기(I'j2)에서 생성된 상기 가변전류량(I'd)을 상기 제2 수평라인(i+1 행, i는 정수)에 공급하는 제3 구동단계(Pe)를 포함하여 구동되는 것을 특징으로 하는 PMOLED 구동방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 스케일팩터 연산단계(810)는,
    상기 현재 프레임 데이터를 처리하기 위한 최대 PWM 클럭개수(N't)를 연산하는 단계(811); 및
    한 화면의 최대 PWM 클럭개수(Nt)와 상기 현재 프레임 데이터를 처리하기 위한 최대 PWM 클럭개수(N't)의 비인 상기 스케일팩터(S/F)를 연산하는 단계(812)를 구비하고,
    상기 가변전류량 및 수정단위연결시간 연산단계(S820)는,
    상기 스케일팩터와 기본 전류량을 곱하여 상기 가변전류량을 연산하는 단계(821); 및
    기본 단위연결시간을 상기 스케일팩터로 나누어 상기 수정단위연결시간을 연산하는 단계(822)를 구비하며,
    상기 한 화면의 최대 PWM 클럭개수는 패널의 수평라인의 개수와 하나의 수평라인에 사용되며 최대 밝기의 화소를 구현할 때 필요한 최대 PWM 클럭개수의 곱이며,
    상기 프레임 데이터를 처리하기 위한 최대 PWM 클럭개수는 각 수평라인 중 가장 밝은 화소를 구현할 때 필요한 최대 PWM 클럭개수를 모두 더 한 값인 것을 특징으로 하는 PMOLED 구동방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 PMOLED 구동단계(S830) 중 3번의 단계는,
    2개의 수평라인에 각각 대응되는 수직라인의 상하에 배치된 2개의 PMOLED에 할당된 밝기들 중 상대적으로 적은 밝기에 대응되는 전류를 상기 2개의 PMOLED에 공급하는 제1단계(833);
    상기 상하로 배치된 2개의 PMOLED 중 하나의 PMOLED에 할당된 밝기와 상기 제1단계에서 선택된 밝기의 차이에 해당하는 전류를 상기 하나의 PMOLED에 더 공급하는 제2단계(834); 및
    상기 상하로 배치된 2개의 PMOLED 중 나머지 하나의 PMOLED에 할당된 밝기와 상기 제1단계에서 선택된 밝기의 차이에 해당하는 전류를 상기 나머지 하나의 PMOLED에 더 공급하는 제3단계(835)를 구비하는 것을 특징으로 하는 PMOLED 구동방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1단계(833)에서는 적어도 2개의 전류원으로부터 해당 PMOLED로 전류를 공급하도록 하고 나머지 2개의 단계(834, 835)에서는 1개의 전류원으로부터 해당 PMOLED로 전류를 공급하도록 하는 것을 특징으로 하는 PMOLED 구동방법.
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