KR20040096422A - An organic light-emitting diode(oled) pre-charge circuit for use in a common anode large-screen display - Google Patents

An organic light-emitting diode(oled) pre-charge circuit for use in a common anode large-screen display Download PDF

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KR20040096422A
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기노 탕헤
로브비 티엘레만스
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바르코 엔.브이.
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Abstract

PURPOSE: An OLED(Organic Light Emitting Diode) precharge circuit used in a common anode large screen display is provided to overcome large OLED capacitance related with a large area OLED device and thus to remove the influence of the capacitance on the OLED device characteristics. CONSTITUTION: A common anode, passive type organic light emitting diode(OLED) display driver circuit comprises at least one OLED having an anode and a cathode. The first current source(116) and the first switching unit are connected to the cathode of the OLED. The driver circuit includes a precharge unit(300) precharging the OLED before the switching unit is turned off. The precharge unit includes the second switching unit including an active switching device like a NMOS transistor(310) having voltage and current rating appropriate for precharging the OLED.

Description

공통 양극 대형화면 디스플레이에서 사용되는 유기 발광다이오드(ＯＬＥＤ) 프리차지 회로{AN ORGANIC LIGHT-EMITTING DIODE(OLED) PRE-CHARGE CIRCUIT FOR USE IN A COMMON ANODE LARGE-SCREEN DISPLAY}Organic light emitting diode (OLED) precharge circuits used in common anode large-screen displays {AN ORGANIC LIGHT-EMITTING DIODE (OLED) PRE-CHARGE CIRCUIT FOR USE IN A COMMON ANODE LARGE-SCREEN DISPLAY

본 발명은 공통 양극, 수동형 대형화면 유기발광 소자(OLED) 디스플레이의 구동 회로에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 성능을 최적화하기 위한 프리차지(pre-charge) 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a driving circuit for a common anode, passive large screen organic light emitting device (OLED) display. More specifically, the present invention relates to a precharge circuit for optimizing performance.

유기 발광다이오드(OLED) 기술은, 전극들 사이에 삽입되어 DC 전류가 인가될 때 다양한 색의 강한 빛을 생성하는 유기 발광 재료를 포함한다. 이들 OLED 구조는 디스플레이를 구성하는 화상 성분 또는 화소에 결합될 수 있다. 또한, OLED는 개별 발광 소자로서 또는 시계, 전화, 랩탑 컴퓨터, 호출기, 셀룰러 폰, 계산기 등과 같은 발광 어레이 또는 디스플레이의 능동형 소자로서 다양한 애플리케이션에 유용하다. 최근까지, 발광 어레이 또는 디스플레이의 사용은 상술한 바와 같은 소형화면의 애플리케이션에 주로 국한되어 왔다.Organic light emitting diode (OLED) technology includes organic light emitting materials that are inserted between electrodes to produce strong light of various colors when a DC current is applied. These OLED structures can be coupled to the picture components or pixels that make up the display. OLEDs are also useful for a variety of applications as discrete light emitting devices or as active devices in light emitting arrays or displays, such as watches, telephones, laptop computers, pagers, cellular phones, calculators, and the like. Until recently, the use of light emitting arrays or displays has been primarily limited to small screen applications as described above.

보다 높은 품질과 높은 해상도를 처리하는 대형화면의 디스플레이 애플리케이션에 대한 요구로 인해 당업계는 구형 LED와 액정 표시장치(LCD)를 대체하는 대안의 디스플레이 기술에 관심을 두고 있다. 예를 들어, LCD는 대형화면의 시장이 요구하는 휘도, 높은 광출력, 넓은 광시야각, 및 고해상도와 레이트 요건을 제공할 수 없다. 그에 반해, OLED 기술은 고해상도의 밝고 선명한 색채와 보다 넓은 시야각을 보장한다. 그러나, 실외 또는 실내 경기장 디스플레이, 대형 마케팅 광고 디스플레이, 대중 공공 정보 디스플레이와 같은 대형화면 디스플레이 애플리케이션에서 OLED 기술을 사용하는 것은 아직 개발 단계에 있다.The need for large screen display applications that handle higher quality and higher resolutions has led the industry to be looking for alternative display technologies to replace older LEDs and liquid crystal displays (LCDs). For example, LCDs cannot provide the brightness, high light output, wide viewing angle, and high resolution and rate requirements that the market for large screens demands. In contrast, OLED technology ensures bright, vivid colors at high resolution and wider viewing angles. However, the use of OLED technology in large screen display applications such as outdoor or indoor stadium displays, large marketing advertising displays, and public information displays is still in development.

대형화면 애플리케이션에 OLED 기술을 사용함에 있어서 여러 기술적인 도전이 존재한다. 이러한 도전들 중의 하나는, OLED 디스플레이가 주변 광, 습도 및 온도 등의 다양한 외부 환경 인자에 따라 색채, 명암 대비, 광도의 넓은 동적 범위를 제공한다는 점이다. 예를 들어, 실외 디스플레이는 주간에는 보다 흰 색의 명암을 그리고 야간에는 보다 검은 색은 명암을 생성하는 것이 요구된다. 또한, 광출력은 밝은 태양빛에서는 보다 세게 그리고 어둡고 가혹한 날씨 조건에서는 낮아야 한다. OLED 장치에 의해 생성되는 발광 세기는 소자를 구동하는 전류량에 직접 비례한다. 따라서, 보다 밝은 광출력이 요구될수록, 보다 많은 전류가 화소에 주입되게 된다. 따라서, OLED 장치로의 전류를 한정함으로써 적은 발광이 달성된다.There are several technical challenges in using OLED technology for large screen applications. One of these challenges is that OLED displays offer a wide dynamic range of color, contrast, and brightness depending on various external environmental factors such as ambient light, humidity and temperature. For example, outdoor displays are required to produce a whiter contrast during the day and a darker contrast at night. In addition, the light output should be harder in bright sunlight and lower in dark and harsh weather conditions. The luminous intensity produced by the OLED device is directly proportional to the amount of current driving the device. Thus, the brighter the light output is required, the more current is injected into the pixel. Thus, less light emission is achieved by limiting the current to the OLED device.

화소는 정의에 의해 그래픽 화상에서 프로그램가능한 색의 단일 지점 또는 유닛이다. 그러나, 화소는, 예를 들어 적, 녹 청 서브화소와 같은 서브화소의 배열을 포함할 수 있다. 이들 서브화소를 구동하는 데는 2개의 기본 회로 구성, 즉,공통 음극 구성과 공통 양극 구성이 존재한다. 이들 구성은 세개의 서브화소가 각각 공통 양극선을 통해 어드레싱되는지 또는 공통 음극선을 통해 어드레싱되는지에 따라 달라지게 된다. 따라서, 공통 음극 구성에서, 세개의 서브화소의 음극은 전기적으로 접속되어 공통으로 어드레싱되며, 공통 양극 구성에서는, 세개의 서브화소의 양극이 전기적으로 접속되어 공통으로 어드레싱된다.A pixel is, by definition, a single point or unit of color programmable in a graphic picture. However, the pixel may comprise an array of subpixels such as, for example, red and green subpixels. There are two basic circuit configurations for driving these subpixels, a common cathode configuration and a common anode configuration. These configurations will vary depending on whether the three subpixels are each addressed through a common anode line or through a common cathode line. Therefore, in the common cathode configuration, the cathodes of the three subpixels are electrically connected and addressed in common, and in the common anode configuration, the anodes of the three subpixels are electrically connected and addressed in common.

종래의 OLED 디스플레이는 통상 공통 음극 구성을 사용하고 있다. 통상의 공통 음극 구동 회로에서, 전류원은 각 개별 양극과 양의 전원 사이에 배치되는 반면에, 음극은 공통 접지된다. 따라서, 전류와 전압은 서로 독립적이지 않으며, 작은 전압 변동은 매우 큰 전류 변동을 야기하여 광출력이 변화되는 결과를 갖게 된다. 더욱이, 공통 음극 구성에서, 정전류원은 양의 전원을 기준으로 하므로, 임의의 소형 전압 변동은 전류 변동을 발생하게 한다. 이러한 이유로 인해, 공통 음극 구성은 정확한 전류 제어가 요구되는 보다 정확한 발광 제어가 힘들다.Conventional OLED displays typically use a common cathode configuration. In a common common cathode drive circuit, a current source is placed between each individual anode and a positive power supply, while the cathode is common ground. Thus, current and voltage are not independent of each other, and small voltage variations cause very large current variations resulting in a change in light output. Moreover, in a common cathode configuration, since the constant current source is referenced to a positive power source, any small voltage variation causes a current variation. For this reason, the common cathode configuration is more difficult to control light emission, which requires accurate current control.

그에 비해, 통상의 공통 양극 구동 회로에서는, 전류원이 각 개별 음극과 지면 사이에 배치되는 반면, 양극은 양의 전원에 공통으로 전기적 접속된다. 그 결과, 전류와 전압은 서로 완전히 독립되어, 소형 전압 변동이 전류 변동을 야기하지 않으므로, 그에 따른 광출력 변동을 제거할 수 있게 된다. 더욱이, 공통 양극 구성에서, 정전류원은 접지되어 변하지 않으므로, 그 기준에 의한 임의의 전류 변동을 제거한다. 이들 이유로 인해, 공통 양극 구성은 대형화면 디스플레이 애플리케이션에서 요구되는 정확한 발광 제어를 가능하게 한다.In contrast, in a common common anode drive circuit, a current source is disposed between each individual cathode and the ground, while the anode is commonly electrically connected to a positive power source. As a result, the current and the voltage are completely independent of each other, so that the small voltage fluctuations do not cause the current fluctuations, so that the optical output fluctuations can be eliminated accordingly. Moreover, in a common anode configuration, the constant current source is grounded and unchanged, eliminating any current fluctuations by that reference. For these reasons, the common anode configuration allows for precise emission control as required in large screen display applications.

OLED 기술을 사용하는 대형화면의 디스플레이 애플리케이션에서 다른 고려사항은 화소의 물리적 크기이다. 발광 영역이 넓을수록 보다 가시적이고, 요구되는 넓은 동적 범위의 색, 명암, 및 광도를 달성할 수 있게 된다. 결과적으로, 종래의 소형화면 디스플레이의 OLED 구조보다 넓은 영역을 갖는 OLED 장치 구조가 바람직하다. 소형화면 애플리케이션에서, 화소 피치는 통상 0.3㎜ 이하이고, 화소 영역은 예를 들어 단지 0.1㎟이다. 그에 반해, 대형화면 애플리케이션에서는, 화소 피치가 1.0㎜ 이상이기 때문에 화소 영역이 0.3 내지 50㎟가 될 수 있다(피치는 50%의 충진 인수(fill factor)로 10㎜ 이상까지 변할 수 있다). 그러나, 넓은 소자 영역은 소형 OLED 구조와 비교하여 대형 OLED 장치의 비교적 높은 고유 커패시턴스(COLED)를 갖게 한다. 이와 같이 높은 고유 커패시턴스로 인해, 동작 시에는, OLED 소자의 작동 전압에 도달하는데 추가적인 충전 기간이 요구된다. 이 충전 시간은 소자의 온/오프 레이트를 제한하여 전반적인 디스플레이 휘도 및 성능에 역으로 영향을 미친다.Another consideration in large screen display applications using OLED technology is the physical size of the pixels. The wider the light emitting area, the more visible it is possible to achieve the wide dynamic range of colors, contrast, and luminosity required. As a result, an OLED device structure having a wider area than the OLED structure of a conventional small screen display is preferable. In small screen applications, the pixel pitch is typically 0.3 mm or less, and the pixel area is, for example, only 0.1 mm 2. In contrast, in a large screen application, the pixel area may be 0.3 to 50 mm 2 because the pixel pitch is 1.0 mm or more (the pitch may vary to 10 mm or more with a 50% fill factor). However, the wide device area allows for the relatively high inherent capacitance (C OLED ) of large OLED devices compared to small OLED structures. Due to this high intrinsic capacitance, during operation, an additional charging period is required to reach the operating voltage of the OLED element. This charge time limits the device's on / off rate, adversely affecting overall display brightness and performance.

OLED 프리차지 회로는 그래픽 디스플레이 장치 내에서 OLED 커패시턴스 특성을 극복하기 위해 개발되어 기존 구동 회로에 집적되고 있다. 예를 들어, 발명의 명칭이 "Constant current driver with auto-clamped pre-charge function"인 미국 특허 제6,323,631호는 기준 바이어스 발생기와 각각이 상기 기준 바이어스 발생기에 접속되어 개별 전류 미러를 형성하는 복수의 정전류 구동기 셀을 포함하는 자동 클램핑 프리차지 펑션을 구비한 정전류 구동기를 설명하고 있다. 각각의 정전류구동기는 스위치 트랜지스터, 전류 출력 트랜지스터 및 프리차지 트랜지스터를 구비한다. OLED를 구동하는 전류 출력 트랜지스터에서 정전류가 출력되는 경우, 프리차지 트랜지스터는 턴 온되어 프리차지 트랜지스터의 게이트 대 소스 전압이 임계 전압보다 작아질 때까지 OLED를 빨리 프리차지하는 추가적인 큰 전류로서 드레인 대 소스 전류를 제공한다. '631 특허의 프리차지 펑션은 OLED 소자를 빨리 프리차지하여 성능을 최적화하는 기능을 하지만, '631 특허의 프리차지 펑션은 공통 음극 구동 회로용으로 설계되므로, 대형화면의 OLED 디스플레이 장치의 공통 양극 구동 회로에서 사용하기에는 적합하지 않다. '631 특허의 프리차지 펑션의 또다른 단점은 작은 화소 영역 - 예를 들어 0.1㎟ - 에 해당하는 COLED값을 다루도록 설계되므로, 넓은 화소 영역에 관련된 보다 큰 COLED값을 극복할 수는 없다.OLED precharge circuits have been developed to integrate OLED capacitance characteristics in graphic display devices and integrated into existing driving circuits. For example, US Pat. No. 6,323,631, entitled “Constant current driver with auto-clamped pre-charge function,” discloses a plurality of constant currents, each of which is connected to a reference bias generator and each of which is connected to the reference bias generator to form a separate current mirror. A constant current driver with automatic clamping precharge function comprising a driver cell is described. Each constant current driver has a switch transistor, a current output transistor, and a precharge transistor. When a constant current is output from the current output transistor driving the OLED, the precharge transistor is turned on and drain-to-source current as an additional large current that quickly precharges the OLED until the gate-to-source voltage of the precharge transistor is below the threshold voltage. To provide. The '631 patent's precharge function is designed to quickly precharge OLED devices to optimize performance, but the' 631 patent's precharge function is designed for common cathode driving circuits, so it is common anode driving of large screen OLED display devices. Not suitable for use in circuits. Another disadvantage of the '631 patent's precharge function is that it is designed to handle C OLED values that correspond to small pixel areas-for example 0.1 mm2-so it is not possible to overcome the larger C OLED values associated with large pixel areas. .

따라서, 본 발명의 목적은, 공통 양극 구성으로 배치된 대형화면의 OLED 디스플레이에서 사용하기에 적합한 프리차지 회로를 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a precharge circuit suitable for use in large screen OLED displays arranged in a common anode configuration.

본 발명의 다른 목적은, 공통 양극 구성으로 배치된 대형화면의 OLED 디스플레이의 넓은 영역 OLED 소자에 관련된 큰 COLED값을 극복하기에 적합한 프리차지 회로를 제공함으로써 성능을 최적화하는 것이다.Another object of the present invention is to optimize performance by providing a precharge circuit suitable for overcoming the large C OLED values associated with large area OLED devices of large screen OLED displays arranged in a common anode configuration.

본 발명의 또다른 목적은, 제조 공정의 변동에 기인한 커패시턴스와 같은 OLED 장치 특성의 변동의 영향을 제거하는 프리차지 회로를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a precharge circuit that eliminates the influence of variations in OLED device characteristics such as capacitance due to variations in manufacturing processes.

도 1은 공통 양극, 수동형, 대형화면의 OLED 어레이 및 관련 구동 회로의 일부를 예시하는 OLED 어레이 회로의 모식도.1 is a schematic diagram of an OLED array circuit illustrating part of a common anode, passive, large screen OLED array and associated drive circuitry.

도 2a는 도 1의 OLED 어레이 회로 내에서의 단일 OLED의 구동 회로를 예시하는 OLED 구동 회로의 모식도.FIG. 2A is a schematic diagram of an OLED drive circuit illustrating a drive circuit of a single OLED within the OLED array circuit of FIG. 1. FIG.

도 2b는 VISOURCE의 플롯을 도시하여 도 2a의 OLED 구동 회로의 동작을 예시하는 도면.FIG. 2B illustrates a plot of V ISOURCE to illustrate the operation of the OLED drive circuit of FIG. 2A.

도 3a는 본 발명의 제1 바람직한 실시예에 따른 OLED 프리차지 회로를 예시하는 모식도.3A is a schematic diagram illustrating an OLED precharge circuit according to a first preferred embodiment of the present invention.

도 3b는 VISOURCE대 +VPRE-CHARGE플롯을 도시하여 도 3a, 4, 5 및 6의 OLED 프리차지 회로의 동작을 예시하는 도면.FIG. 3B illustrates the V ISOURCE vs. + V PRE-CHARGE plot to illustrate the operation of the OLED precharge circuit of FIGS. 3A, 4, 5, and 6. FIG.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 OLED 프리차지 회로를 예시하는 모식도.4 is a schematic diagram illustrating an OLED precharge circuit according to a second embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 OLED 프리차지 회로를 예시하는 모식도.5 is a schematic diagram illustrating an OLED precharge circuit according to a third embodiment of the present invention.

도 5a는 도 5와 같이 두개의 전류원을 사용하여 전압과 전류 펑션과 타임에 대한 결과를 예시하는 도면.5A illustrates the results for voltage and current function and time using two current sources as in FIG.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 OLED 프리차지 회로를 예시하는 모식도.6 is a schematic diagram illustrating an OLED precharge circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

서로 다른 도면에서, 동일한 참조번호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리킨다.In different drawings, the same reference numbers refer to the same or similar components.

본 발명은 양극과 음극을 갖는 적어도 하나의 OLED를 포함하는 공통 양극,수동형, 유기 발광다이오드(OLED) 소자에 구동 회로를 제공하는 것으로서, 상기 OLED의 음극은 제1 전류원과 제1 스위칭 수단에 직렬로 결합되어 있다. 구동 회로는 스위칭 수단을 닫기 전에 적어도 하나의 OLED를 프리차지하기 위한 수단을 포함한다.The present invention provides a driving circuit for a common anode, passive, organic light emitting diode (OLED) device comprising at least one OLED having an anode and a cathode, the cathode of the OLED being in series with a first current source and a first switching means. Are combined. The drive circuit comprises means for precharging the at least one OLED before closing the switching means.

상기 적어도 하나의 OLED를 프리차지하는 수단은 제2 스위칭 수단을 포함할 수 있다. 제2 스위칭 수단은 능동 스위칭 소자를 포함할 수 있으며, 상기 능동 스위칭 소자는 MOSFET을 포함할 수 있다. MOSFET은 적어도 하나의 OLED를 프리차지하기에 적절한 전압과 전류 정격(rating)을 갖는 NMOS 트랜지스터일 수 있다.The means for precharging the at least one OLED may comprise a second switching means. The second switching means may comprise an active switching element, and the active switching element may comprise a MOSFET. The MOSFET may be an NMOS transistor having a voltage and current rating suitable for precharging at least one OLED.

제2 스위칭 수단은 제1 전류원에 대하여 병렬로 분기되어 결합될 수 있다. 제2 스위칭 수단은 MOSFET을 포함하고, 상기 MOSFET은 게이트를 구비하며, 소스는 프리차지 전압에 전기적으로 접속될 수 있다. 또한, MOSFET은 OLED 음극에 전기적으로 접속된 드레인을 구비할 수 있다.The second switching means can be branched and coupled in parallel with respect to the first current source. The second switching means comprises a MOSFET, the MOSFET having a gate, and the source may be electrically connected to the precharge voltage. The MOSFET can also have a drain electrically connected to the OLED cathode.

제2 스위칭 수단은, OLED 음극을 접지하는 것이 적합한 제1 스위칭 소자 및 OLED 양극을 OLED의 정상 동작 전압에 실질적으로 대응하는 전압 공급원에 결합하는 제2 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자는 능동형 스위칭 소자일 수 있다. 능동형 스위칭 소자는 적어도 하나의 OLED를 프리차지하기에 적합한 전압 및 전류 정격을 갖는 MOSFET 트랜지스터일 수 있다.The second switching means can comprise a first switching element suitable for grounding the OLED cathode and a second switching element coupling the OLED anode to a voltage source substantially corresponding to the normal operating voltage of the OLED. The first switching element and the second switching element may be active switching elements. The active switching element may be a MOSFET transistor having a voltage and current rating suitable for precharging at least one OLED.

적어도 하나의 OLED를 프리차지하는 수단은 제1 전류원에 대하여 병렬로 결합된 제2 전류원을 더 포함할 수 있다. 제2 전류원은 50 내지 800㎃, 바람직하게는 100 내지 600㎃사이의 전류를 공급하는 것이 적합할 수 있다. 제2 전류원은제1 전류원과는 실질적으로 동일하거나, 예를 들어, 제2 전류원이 제1 전류원에 의해 공급된 전류보다 2 내지 4배의 전류를 공급하는 것이 적합할 수 있는 것과 같이 상이할 수도 있다.The means for precharging the at least one OLED may further comprise a second current source coupled in parallel with the first current source. The second current source may be suitable for supplying a current between 50 and 800 mA, preferably between 100 and 600 mA. The second current source may be substantially the same as the first current source, or may be different, for example, as it may be suitable for the second current source to supply two to four times the current supplied by the first current source. have.

제1 전류원은 제1 또는 제2 전류 기준 중의 하나를 선택함으로써 그 출력 전류를 변경할 수 있는 전류원 소자일 수 있다.The first current source may be a current source element that can change its output current by selecting one of the first or second current references.

또한, 본 발명은 OLED 어레이 - 각각의 OLED는, 음극 및 어레이 내의 다른 OLED와 공통인 양극을 가짐 - 및 본 발명에 따른 구동 회로를 포함하는 배치를 제공한다.The invention also provides an arrangement comprising an OLED array, each OLED having a cathode and an anode in common with other OLEDs in the array-and a drive circuit according to the invention.

또한, 본 발명은 OLED 어레이를 포함하는 공통 양극, 수동형 유기 발광다이오드(OLED) 디스플레이를 제공하며, 각각의 OLED는 양극과 음극을 가지고, 상기 디스플레이는 본 발명에 따른 구동 회로를 포함한다.The present invention also provides a common anode, passive organic light emitting diode (OLED) display comprising an OLED array, each OLED having an anode and a cathode, the display comprising a drive circuit according to the invention.

또한, 본 발명은 OLED의 원하는 온 타임 이전에 공통 양극 수동형 OLED 디스플레이의 유기 발광다이오드(OLED)를 프리차지하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 원하는 온 타임 직전에 OLED를 충전하는 단계를 포함한다. 상기 충전은 상기 원하는 온 타임 이전에 프리차지 전압을 OLED의 음극에 인가함으로서 행해질 수 있다. 다르게는, OLED의 음극을 제2 전압 레벨이 되게 하는 동안 OLED의 양극에 제1 전압 레벨을 인가함으로써 행해질 수 있으며, 제1 및 제2 전압의 차는 원하는 프리차지 전압과 동일하게 된다. 여기서 후자의 경우, 제1 전압 레벨은 원하는 프리차지 전압과 동일할 수 있으며, 제2 전압 레벨은 접지 레벨일 수 있다. 또다른 실시예에 따르면, 충전은 원하는 온 타임 이전에 OLED에 추가 전류를 공급함으로써 행해질수 있다.The present invention also provides a method of precharging an organic light emitting diode (OLED) of a common anode passive OLED display prior to the desired on time of the OLED, which method comprises charging the OLED just before the desired on time. The charging can be done by applying a precharge voltage to the cathode of the OLED before the desired on time. Alternatively, it can be done by applying a first voltage level to the anode of the OLED while bringing the cathode of the OLED to the second voltage level, the difference between the first and second voltages being equal to the desired precharge voltage. In the latter case, the first voltage level may be equal to a desired precharge voltage, and the second voltage level may be a ground level. According to another embodiment, charging can be done by supplying additional current to the OLED before the desired on time.

프리차지 전압은 온 타임 동안 OLED의 정상 동작 전압과 실질적으로 동일할 수 있다. 낮은 광출력에서, 두개의 전류원을 선택적으로 스위칭함으로써 잉여 그레이 스케일이 획득될 수 있다.The precharge voltage may be substantially the same as the normal operating voltage of the OLED during the on time. At low light output, excess gray scale can be obtained by selectively switching two current sources.

본 발명의 이들 및 다른 특징, 특성 및 이점은 예를 들어 본 발명의 원리를 예시하는 첨부 도면과 함께 후술하는 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다. 이 설명은 단지 예시일 뿐이며 본 발명의 범위를 국한시키는 것은 아니다. 이하 인용된 참조번호는 첨부도면을 참조한다.These and other features, features, and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, for example, in conjunction with the accompanying drawings which illustrate the principles of the invention. This description is illustrative only and does not limit the scope of the invention. References cited below refer to the accompanying drawings.

본 발명은 후술하는 특정 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명되지만 이에 국한되지는 않으며, 단지 청구범위에 의해서만 국한될 뿐이다. 예시된 도면은 단지 개략적이며 한정적인 것은 아니다. 도면에서, 일부 구성요소의 크기는 설명을 위해 스케일되지 않고 과장되어 도시될 수 있다.The present invention is described with reference to the accompanying drawings, but not limited to the specific embodiments described below, which are only limited by the claims. The illustrated drawings are only schematic and are not limiting. In the drawings, the size of some components may be exaggerated rather than scaled for illustrative purposes.

더욱이, 명세서와 청구범위에서 제1, 제2 및 제3 등과 같은 용어는 유사한 구성요소들 간을 구별하기 위해 사용되며 반드시 순차 또는 시간 순서를 나타내는 것은 아니다. 이렇게 사용되는 용어는 적절한 환경하에서 상호 변경될 수 있으며, 여기서 설명된 본 발명의 실시예는 설명 또는 예시된 것과 다른 시퀀스로 동작할 수 있음이 이해되어야 한다.Moreover, terms such as first, second and third in the specification and claims are used to distinguish between similar components and do not necessarily indicate a sequential or time order. It is to be understood that the terminology used herein may be interchanged with one another in a suitable environment, and embodiments of the invention described herein may operate in a different sequence than described or illustrated.

청구범위에서 사용되는 "포함하다"라는 용어는 후에 열거된 수단에 한정되는 것으로 해석되서는 안되며, 다른 구성요소 또는 단계를 배제하지 않음을 주의하여야 한다. 따라서, "수단 A와 B를 포함하는 장치"라는 표현의 범위는 콤포넌트 A및 B 만으로 구성된 장치에 국한되어서는 안된다. 이는, 본 발명에 있어서, 그 소자 내의 유일하게 관련 콤포넌트는 A 및 B라는 것을 의미한다.It is to be noted that the term "comprises" as used in the claims should not be construed as limited to the means listed later, and does not exclude other components or steps. Thus, the scope of the expression "apparatus comprising means A and B" should not be limited to devices consisting solely of components A and B. This means that in the present invention, the only relevant components in the device are A and B.

본 발명은 단일 디스플레이를 참조하여 주로 설명되지만 이에 국한되는 것은 아니다. 예를 들어, 디스플레이는 예컨대 보다 많은 어레이를 형성하도록 확장될 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 화소 어레이의 어셈블리를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 중첩된 디스플레이일 수 있으며, 그들 자신의 슈퍼모듈로 중첩된 중첩 어레이로 이루어진 모듈을 포함할 수 있다. 따라서, 디스플레이라는 용어는 하나의 어레이 또는 어레이 그룹 내에서 일련의 어드레싱 가능한 화소들에 관한 것이다. 여러 디스플레이 유닛 또는 "타일(tile)"은 서로 인접 배치하여 보다 대형의 디스플레를 형성할 수 있으며, 즉, 다수의 디스플레이 구성요소 어레이가 물리적으로 나란히 배치되어 단일 화상으로 간주될 수 있다.The present invention is primarily described with reference to a single display but is not limited thereto. For example, the display can be extended to form more arrays, for example. Thus, the present invention may also include an assembly of pixel arrays, for example, may be a superimposed display, and may include modules of superimposed arrays superimposed into their own supermodules. Thus, the term display relates to a series of addressable pixels within an array or array group. Several display units or "tiles" may be placed adjacent to one another to form larger displays, that is, multiple display component arrays may be physically arranged side by side to be considered a single image.

본 발명의 일 양태에서, 프리차지 회로는 OLED의 고유 커패시턴스 특성 COLED를 극복하기 위해, 공통 양극, 수동형, OLED 디스플레이 장치의 구동 회로 내에 집적되어 제공된다. 상기 디스플레이는 대형화면 디스플레이이다. 보다 상세하게는, 본 발명의 일 양태에서, 본 발명의 제1 프리차지 회로는 프리차지 전압을 원하는 온 타임 직전에 해당 OLED 소자의 음극에 인가함으로써 OLED 소자를 빨리 충전할 수 있다. 본 발명의 제2 프리차지 회로는 프리차지 전압을 해당 OLED 소자의 양극에 프리차지 전압을 인가하면서 동시에 원하는 온 타임 직전에 음극을 접지함으로써, OLED 소자를 빨리 충전할 수 있다. 본 발명의 제3 프리차지 회노는 원하는 온 타임 직전에 OLED 장치에 단순히 추가 전류를 공급함으로써, OLED 소자를 빨리 충전할 수 있다. 마지막으로, 본 발명의 제4 프리차지 회로는 낮은 전류 기준 또는 높은 전류 기준 중의 하나를 선택함으로써 출력 전류를 빨리 변경할 수 있는 단일 전류원 소자를 포함함으로써, OLED 장치를 빨리 충전할 수 있다.In one aspect of the invention, the precharge circuit is provided integrated into the driving circuit of a common anode, passive, OLED display device, to overcome the inherent capacitance characteristics C OLED of the OLED. The display is a large screen display. More specifically, in one aspect of the present invention, the first precharge circuit of the present invention can quickly charge the OLED device by applying the precharge voltage to the cathode of the OLED device immediately before the desired on time. The second precharge circuit of the present invention can quickly charge the OLED element by applying the precharge voltage to the anode of the OLED element and simultaneously grounding the cathode just before the desired on time. The third precharge furnace of the present invention can quickly charge the OLED device by simply supplying additional current to the OLED device just before the desired on time. Finally, the fourth precharge circuit of the present invention can quickly charge the OLED device by including a single current source element that can change the output current quickly by selecting either a low current reference or a high current reference.

도 1은 통상의 공통 양극, 수동형, 대형화면 OLED 어레이 및 관련 구동 회로의 일부를 나타내는 OLED 어레이 회로(100)의 모식도를 나타낸다. OLED 어레이 회로(100)는 행과 열의 행렬로 배치된 복수의 OLED(112; 각각은 공지된 바와 같이 양극과 음극을 가짐)로 형성된 OLED 어레이(110)를 포함한다. 예를 들어, OLED 어레이(110)는 3 ×3 어레이로 배치된 OLED(112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h 및 112j)로 형성되고, 여기서, OLED(112a, 112b 및 112c)의 양극은 로우 라인 1에 전기적으로 접속되고, OLED(112d, 112e 및 112f)의 양극은 로우 라인 2에 전기적으로 접속되며, OLED(112g, 112h 및 112j)의 양극은 로우 라인 3에 전기적으로 접속된다. 또한, OLED(112a, 112d 및 112g)의 음극은 칼럼 라인 A에 전기적으로 접속되고, OLED(112b, 112e 및 112h)의 음극은 칼럼 라인 B에 전기적으로 접속되며, OLED(112c, 112f 및 112j)의 음극은 칼럼 라인 C에 전기적으로 접속된다. 각 OLED(112)는 흑백 디스플레이에서의 화소 또는 컬러 디스플레이에서의 서브화소(통상, 적, 녹, 청이지만, 임의의 변형 색도 가능함)를 나타낸다. 서브화소는 기하학적으로 함께 그룹되어 단일 어드레싱 가능 풀 컬러 화소를 형성하며, 예를 들어, 112a 내지 112c는 각각 적, 녹, 청일 수 있다. OLED는 공지된 바와 같이 적절한 전류원에 따라 순방향 바이어스될 경우 발광한다.1 shows a schematic diagram of an OLED array circuit 100 showing a portion of a common common anode, passive, large screen OLED array and associated drive circuitry. The OLED array circuit 100 includes an OLED array 110 formed of a plurality of OLEDs 112 (each having an anode and a cathode, as known) arranged in a matrix of rows and columns. For example, OLED array 110 is formed of OLEDs 112a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112g, 112h and 112j arranged in a 3x3 array, where OLEDs 112a, 112b and 112c. Anode is electrically connected to row line 1, anodes of OLEDs 112d, 112e and 112f are electrically connected to row line 2, and anodes of OLEDs 112g, 112h and 112j are electrically connected to row line 3. Connected. In addition, cathodes of OLEDs 112a, 112d and 112g are electrically connected to column line A, cathodes of OLEDs 112b, 112e and 112h are electrically connected to column line B, and OLEDs 112c, 112f and 112j. The cathode of is electrically connected to column line C. Each OLED 112 represents a pixel in a monochrome display or a subpixel in a color display (typically red, green, blue, but any variant color is possible). The subpixels are geometrically grouped together to form a single addressable full color pixel, for example, 112a through 112c may be red, green, and blue, respectively. OLEDs, when known, emit light when forward biased according to a suitable current source.

통상 5V(즉, OLED 양단의 정상 동작 전압 과 통상 0.7V인 전류원 양단 전압의 합)와 15-20V 사이에 있는 양의 전압(+VLED)이 복수의 스위치(114a, 114b, 114c)를 통해 로우 라인 1, 로우 라인 2, 로우 라인 3에 각각 전기적으로 접속된다. 스위치(114a, 114b, 114c)는 적절한 전압과 전류 정격을 갖는 MOSFET 스위치 또는 트랜지스터와 같은 종래의 능동 스위칭 소자이다. 보다 상세하게는, 양의 전압 (+VLED)은 스위치 114a를 통해 로우 라인 1에, 스위치 114b를 통해 로우 라인 2에, 스위치 114c를 통해 로우 라인 3에 전기적으로 접속된다. 칼럼 라인 A, 칼럼 라인 B, 및 칼럼 라인 C는 복수의 전류원(ISOURCE; 116a, 116b, 116c)인 개별 정전류원에 의해 구동된다. 보다 상세하게는, 전류원(ISOURCE) 116a는 칼럼 라인 A를, 전류원 (ISOURCE)116b는 칼럼 라인 B를, 전류원(ISOURCE) 116c는 칼럼 라인 C를 구동한다. 스위치 118a는 전류원(ISOURCE) 116a와 접지 사이에서 직렬로 접속된다. 스위치 118b는 전류원(ISOURCE) 116b와 접지 사이에서 직렬로 접속된다. 스위치 118c는 전류원 (ISOURCE) 116c와 접지 사이에서 직렬로 접속된다. 전류원(ISOURCE; 116a, 116b, 116c)은 통상 5 내지 50㎃의 범위로 정전류를 공급할 수 있는 종래의 전류원이다. 정전류원의 예로서, Toshiba TB62705(시프트 레지스터와 래치 펑션을 갖는 8비트 정전류 LED 구동기)와 Silicon Touch ST2226A(LED 디스플레이용 PWM 제어 정전류 구동기)를 들 수 있다. 스위치(118a, 118b, 118c)는 전류원 집적 회로에 통상 포함되고, 적절한 전압 및 전류 정격을 갖는 MOSFET 스위치 또는 트랜지스터와 같은 종래의 능동 스위칭 소자로 이루어진다.A positive voltage (+ V LED ), typically between 5V (i.e., the normal operating voltage across the OLED and the voltage across the current source, typically 0.7V) and between 15-20V, is passed through the plurality of switches 114a, 114b, 114c. It is electrically connected to row line 1, row line 2, and row line 3, respectively. Switches 114a, 114b, 114c are conventional active switching devices, such as MOSFET switches or transistors with appropriate voltage and current ratings. More specifically, the positive voltage (+ V LED ) is electrically connected to row line 1 via switch 114a, to row line 2 via switch 114b, and to row line 3 through switch 114c. Column line A, column line B, and column line C are driven by separate constant current sources, which are a plurality of current sources I SOURCE 116a, 116b, 116c. More specifically, current source I SOURCE 116a drives column line A, current source I SOURCE 116b drives column line B, and current source I SOURCE 116c drives column line C. The switch 118a is connected in series between the current source I SOURCE 116a and ground. The switch 118b is connected in series between the current source I SOURCE 116b and ground. Switch 118c is connected in series between current source I SOURCE 116c and ground. Current sources I SOURCE 116a, 116b, 116c are conventional current sources capable of supplying a constant current in the range of usually 5 to 50 mA. Examples of constant current sources include Toshiba TB62705 (8-bit constant current LED driver with shift register and latch function) and Silicon Touch ST2226A (PWM controlled constant current driver for LED display). Switches 118a, 118b, and 118c are typically included in current source integrated circuits and consist of conventional active switching elements such as MOSFET switches or transistors having appropriate voltage and current ratings.

OLED 어레이 회로(100) 내에서 OLED(112a 내지 112j)의 행렬은 공통 양극 구성으로 배치된다. 각 색상 화소에 있어서, 예를 들어, 로우 라인 2 상에, 각 서브화소(112d 내지 112f)의 양극은 동일 로우 라인에 모두 접속된다. 이러한 방식으로, 전류원은 접지를 기준으로 하며, 전류와 전압은 서로 독립이 되어 보다 우수한 발광을 제공하게 된다.Within the OLED array circuit 100 the matrix of OLEDs 112a through 112j is arranged in a common anode configuration. For each color pixel, for example, on row line 2, the anodes of each subpixel 112d to 112f are all connected to the same row line. In this way, the current source is referenced to ground, and the current and voltage are independent of each other to provide better light emission.

동작시에, 임의의 주어진 OLED(112a 내지 112j)를 활성화하기 위해서, 주어진 로우 라인, 즉, 로우 라인 1, 로우 라인 2, 로우 라인 3과 칼럼 라인, 즉, 칼럼 라인 A, 칼럼 라인 B, 칼럼 라인 C는 그들의 해당 스위치(114a, 114b, 114c 및 118a, 118b, 118c)를 동시에 닫음으로써 활성화된다. 제1 예에서, OLED(112b)를 켜기 위해, 스위치(114a)를 닫음으로써 양의 전압(+VLED)이 로우 라인 1에 인가되고, 스위치(118b)를 닫음으로써 정전류가 정전류원(ISOURCE; 116b)을 통해 칼럼 라인 B에 제공된다. 이러한 방식으로, OLED(112b)는 순방향 바이어스되어 전류가 OLED( 112b)를 통해 흐르게 된다. OLED(112b) 양단에서 소자 임계 전압(통상 1.5 내지 2V)에 다다르면, OLED(112b)는 발광을 개시한다. OLED(112b)는 스위치(114a)와 스위치(118b)가 닫혀 있는 한 계속 발광한다. OLED(112b)를 비활성화하기 위해, 스위치(118b)는 개방된다. 제2 예에서, OLED(112g)를 켜기 위해, 스위치(118a)를 닫음으로써 양의 전압(+VLED)이 로우 라인 3에 인가되고, 그와 동시에, 스위치(118a)를 닫아서 정전류가 전류원(ISOURCE; 116a)을 통해 칼럼 라인 A에 제공된다. 이러한방식으로, OLED(112g)는 순방향 바이어스되어 전류가 OLED(112g)를 통해 흐르게 된다. 일단 OLED(112g) 양단에서 장치 임계전압(통상, 1.5 내지 2V)에 도달하면, OLED(112g)는 발광을 개시한다. OLED(112g)는 스위치(114c)와 스위치(118a)가 닫혀 있는 동안에는 계속 발광한다. OLED(112g)를 비활성화시키기 위해, 스위치(118a)가 개방된다.In operation, in order to activate any given OLED 112a-112j, a given row line, i.e., row line 1, row line 2, row line 3 and column line, i.e. column line A, column line B, column Line C is activated by simultaneously closing their corresponding switches 114a, 114b, 114c and 118a, 118b, 118c. In a first example, to switch on the OLED (112b), by closing the switch (114a) a positive voltage (+ V LED) is applied to row line 1, a constant current is a constant current source by closing a switch (118b) (I SOURCE Through column 116b). In this manner, OLED 112b is forward biased so that current flows through OLED 112b. When the device threshold voltage (typically 1.5 to 2V) is reached across the OLED 112b, the OLED 112b starts emitting light. OLED 112b continues to emit light as long as switch 114a and switch 118b are closed. In order to deactivate the OLED 112b, the switch 118b is opened. In a second example, to turn on OLED 112g, a positive voltage (+ V LED ) is applied to low line 3 by closing switch 118a, while at the same time closing switch 118a so that a constant current is applied to the current source ( Is provided to column line A via I SOURCE 116a). In this way, OLED 112g is forward biased so that current flows through OLED 112g. Once the device threshold voltage (typically 1.5 to 2V) is reached across OLED 112g, OLED 112g starts emitting light. OLED 112g continues to emit light while switch 114c and switch 118a are closed. In order to deactivate OLED 112g, switch 118a is opened.

주어진 로우 라인, 즉, 로우 라인 1, 로우 라인 2, 로우 라인 3에 따라, 임의의 하나 또는 그 이상의 OLED(112a 내지 112j)가 임의의 주어진 시간에 활성화될 수 있다. 그에 반해, 주어진 칼럼 라인, 즉, 칼럼 라인 A, 칼럼 라인 B, 칼럼 라인 C에 따라, 단지 하나의 OLED(112)가 임의의 주어진 시간에 활성화될 수 있다. 따라서, 완성된 화상은 그 대응 스위치(114a 내지 114c)를 닫아서 OLED 어레이(110)의 각 행을 순차적으로 또는 무작위로 선택하여 형성된다. 각 행에서, 각 화소 또는 서브화소에서의 올바른 세기를 디스플레이하기 위해서, 스위치(118a, 118b, 118c)를 열거나 담음으로써, 전류원(116a, 116b, 116c)에 의해 특정 세기와 특정 기간을 갖는 전류가, 그 행에 있는 소자(112a-112c, 112d-112f, 112g-112j)를 통해 전송된다. 스위치(114a, 114b, 114c)는 다음 행이 선택될 때 그 행이 선택되거나 개방되어 있는 한 계속 닫혀있게 된다. 모든 스위치(118a, 118b, 118c)는 다음 행이 선택되기 전에 열리게 된다. 임의의 주어진 OLED(112a 내지 112j)의 세부 동작은 후술하는 도 2a와 도 2b를 참조하여 설명한다.Depending on a given row line, ie, row line 1, row line 2, row line 3, any one or more OLEDs 112a-112j can be activated at any given time. In contrast, depending on a given column line, ie, column line A, column line B, column line C, only one OLED 112 can be activated at any given time. Thus, the completed image is formed by sequentially or randomly selecting each row of the OLED array 110 by closing its corresponding switches 114a to 114c. In each row, a current having a specific intensity and a specific period by the current sources 116a, 116b, 116c by opening or containing switches 118a, 118b, 118c to display the correct intensity at each pixel or subpixel. Is transmitted through elements 112a-112c, 112d-112f, and 112g-112j in the row. The switches 114a, 114b, 114c remain closed as long as the row is selected or open when the next row is selected. All switches 118a, 118b, 118c are opened before the next row is selected. The detailed operation of any given OLED 112a-112j is described with reference to FIGS. 2A and 2B described below.

도 2a는 도 1의 OLED 어레이 회로 내에서 단일 OLED(112)의 통상의 구동 회로를 나타내는 OLED 구동 회로(200)의 모식도를 나타낸다. OLED 구동 회로(200)는, 도 2a에서 도시한 바와 같이, 양의 전압 +VLED와 접지 사이에 직렬로 배치되어 있는 스위치(114), OLED(112), 전류원(ISOURCE; 116), 및 스위치(118)을 포함한다. OLED 구동 회로(200)는 또한 OLED(112)와 병렬로 배치된 커패시터(210)를 포함한다. 커패시터(210)는 의 소자 커패시턴스(COLED)를 의미한다. OLED(112) 구조의 영역이 주어지면, COLED의 통상의 값은 500㎊ 이상일 수 있으며, 이는 소형화면 OLED 디스플레이 애플리케이션에서 사용되는 소형 OLED 구조에서의 일반적인 COLED값인 5㎊에 비해 비교적 높은 값이다. 물리적 패키지의 임의의 추가 라인 커패시턴스 - 본 명세서에서는 무시할 수 있는 것으로 가정- 와 함깨 COLED의 값은 충분한 디스플레이 성능을 달성하기 위해 극복되어야만 한다. 전압 VOLED는 OLED(112) 양단의 전압 전위를 나타내며, 전압 VISOURCE는 직렬 연결된 전류원 (ISORUCE;116)과 스위치(118) 양단의 전압 전위를 나타낸다.FIG. 2A shows a schematic diagram of an OLED drive circuit 200 showing a typical drive circuit of a single OLED 112 within the OLED array circuit of FIG. 1. The OLED drive circuit 200 includes, as shown in FIG. 2A, a switch 114, an OLED 112, a current source I SOURCE 116, which are disposed in series between a positive voltage + V LED and ground, and Switch 118. OLED drive circuit 200 also includes a capacitor 210 disposed in parallel with OLED 112. The capacitor 210 refers to the device capacitance (C OLED ) of. Given the area of the OLED (112) structure, normal value C of the OLED may be more than 500㎊, which is relatively higher than that of a typical OLED C value 5㎊ in small OLED structure used in the small-screen OLED display applications . With any additional line capacitance in the physical package, which is assumed to be negligible herein, the value of C OLED must be overcome to achieve sufficient display performance. The voltage V OLED represents the voltage potential across the OLED 112, and the voltage V ISOURCE represents the voltage potential across the series-connected current source I SORUCE 116 and the switch 118.

도 2b는 스위치(114, 118)가 닫히는 시간 t0으로부터 스위치(118)가 열리게 되는 시간 t2까지 직렬연결된 전류원(116)과 스위치(118) 양단의 전압 전위 VISOURCE의 플롯(250)을 도시하여, OLED 구동 회로(200)의 동작을 나타낸다. 시간 t0에서, VISOURCE의 값은 양의 전압 +VLED과 동일하며, OLED(112)의 비교적 높은 커패시턴스 값(COLED)으로 인해 OLED(112)의 작동 전압(VWORKING)으로 느리게 떨어지기 시작한다. OLED는 빛을 발할 수 있을 만큼의 임계 레벨 또는 임계 전압이 도달하자마자 약간발광하기 시작한다 (OLED의 임계 전압은 빛을 발할 수 있는 만큼의 OLED 양단의 전압이며, OLED 양단의 정상 동작 전압 또는 작동 전압은 이 임계 전압보다 높음). VISOURCE는 시간 t1에서 OLED(112)의 작동 전압에 도달한다. t0과 t1 사이의 구간은 OLED(112)의 커패시터(210)의 충전 시간 TCHARGE을 나타낸다. 전류원(ISOURCE;116)의 전류 출력이 일정하기 때문에 t0에서 t1으로의 전압 전이는 선형이다. OLED(112)는 t1에서 전체 빛을 발하기 시작하여, 스위치(114, 118)가 닫혀 있는 동안에는 OLED 발광 시간(TON)인 소정 구간동안 계속 발광하게 된다. OLED(112)는 스위치(118)를 개방함으로서 비활성화되며, 이후에, VISOURCE는 +VLED값으로 신속하게 리턴한다. OLED(112)는 t2에서 다음 t0까지의 구간, 즉, OLED 오프 시간 또는 구간 TOFF동안 오프로 남게된다. 따라서, 사이클 시간 TCYCLE은 TCHARGE+TON+TOFF로 표현된다. 플롯(250)에서 도시된 바와 같이, TCHARGE는 스위치(114 및 118)가 닫혀서 커패시터(210)는 충전하지만 OLED(112)가 원하는 발광 레벨로 발광하지 않는 경우에 소모되는 시간을 나타낸다. 이는 TCYCLE을 연장시켜, 달성가능한 TON/TOFF비를 감소시키고 OLED 구동 회로(200)의 달성가능한 성능을 제한한다. 후술하는 도 3a, 3b, 4, 5 및 6은 커패시터(210)에 프리차지 동작을 수행하여 TCHARGE시간을 최소화 또는 제거하여 TCYCLE을 최소화하는 방식을 예시한다.FIG. 2B shows a plot 250 of the voltage source V ISOURCE across the switch 118 and the current source 116 connected in series from the time t 0 at which the switches 114 and 118 are closed to the time t 2 at which the switch 118 is opened. The operation of the OLED drive circuit 200 is shown. At time t0, the value of V ISOURCE is equal to the positive voltage + V LED and begins to fall slowly to the operating voltage V WORKING of OLED 112 due to the relatively high capacitance value C OLED of OLED 112. do. OLEDs start emitting light as soon as a threshold level or threshold voltage is enough to emit light (the OLED's threshold voltage is the voltage across the OLED at which it can glow, and the normal operating voltage or operating voltage across the OLED Is higher than this threshold voltage). V ISOURCE reaches the operating voltage of OLED 112 at time t1. The interval between t0 and t1 represents the charging time T CHARGE of the capacitor 210 of the OLED 112. Since the current output of current source I SOURCE 116 is constant, the voltage transition from t0 to t1 is linear. The OLED 112 starts to emit full light at t1 and continues to emit light for a predetermined period of the OLED emission time T ON while the switches 114 and 118 are closed. OLED 112 is deactivated by opening switch 118, after which V ISOURCE quickly returns to the + V LED value. OLED 112 remains off during the interval from t2 to the next t0, that is, the OLED off time or the interval T OFF . Thus, the cycle time T CYCLE is expressed as T CHARGE + T ON + T OFF . As shown in plot 250, T CHARGE represents the time spent when switches 114 and 118 are closed to charge capacitor 210 but OLED 112 does not emit light at the desired emission level. This extends T CYCLE , reducing the attainable T ON / T OFF ratio and limiting the attainable performance of the OLED drive circuit 200. 3A, 3B, 4, 5, and 6 to be described below illustrate a method of minimizing T CYCLE by performing a precharge operation on the capacitor 210 to minimize or remove T CHARGE time.

도 3a는 본 발명의 제1 바람직한 실시예에 따른 OLED 프리차지 회로(300)의모식도를 예시한다. OLED 프리차지 회로(300)는 전류원 ISOURCE(116)와 병렬로 배치된 MOSFET(310)의 추가를 제외하면 도 2a의 OLED 구동 회로(200)와 동일하다. 보다 상세하게는, MOSFET(310)의 드레인은 OLED(112)의 음극에 직접 전기적으로 접속되고, MOSFET(310)의 소스는 프리차지 전압 +VPRE-CHARGE에 접속되며, MOSFET(310)의 게이트는 프리차지 제어 전압 VPRECHARGE-CONTROL에 전기적으로 접속된다. MOSFET(310)은 이 애플리케이션에 적합한 전압 및 전류 정격을 갖는 임의의 통상의 NMOS 트랜지스터 소자일 수 있다. 그러나, MOSFET(310)은 임의의 적합한 능동 스위칭 소자를 나타낸다.3A illustrates a schematic diagram of an OLED precharge circuit 300 according to a first preferred embodiment of the present invention. OLED precharge circuit 300 is identical to OLED drive circuit 200 of FIG. 2A except for the addition of MOSFET 310 disposed in parallel with current source I SOURCE 116. More specifically, the drain of the MOSFET 310 is directly electrically connected to the cathode of the OLED 112, the source of the MOSFET 310 is connected to the precharge voltage + V PRE-CHARGE , the gate of the MOSFET 310 Is electrically connected to the precharge control voltage V PRECHARGE-CONTROL . MOSFET 310 may be any conventional NMOS transistor device having a voltage and current rating suitable for this application. However, MOSFET 310 represents any suitable active switching element.

도 3b는 프리차지 동작이 개시하는 시간 t0에서 스위치(188)이 개방되는 시간 t2까지의 VISOURCE대 +VPRE-CHARGE의 플롯(350)을 도시하여, OLED 프리차지 회로(300)의 동작을 나타낸다. (VISOURCE대 +VPRE-CHARGE의 플롯은 전압축을 따라 서로 스케일되어 있지 않다. 플롯(350)은 단지 일반적인 전압 전이와 타이밍 만을 나타내려는 것이다.) 시간 t0에서, MOSFET(310)은 그 게이트에 전압 VPRECHARGE-CONTROL을 인가함으로써 온으로 스위칭되며, 전압 VPRECHARGE-CONTROL은 MOSFET(310)의 소스(전압 = +VPRECHARGE)를 기준으로 충분히 양의 전압이 되어 MOSFET(310)을 포화상태가 되게 한다. MOSFET(310)은 통상 100 내지 600㎃의 전류에 싱크(sink)할 수 있는 소스를 접속한다. 또한, 시간 t0에서, 스위치(114)는 닫히지만, 스위치(118)는 계속 열려 있게 된다. 그 결과, MOSFET(310)에 의해 생성된 전기 경로를 통해 단기간동안 전류가 OLED(112)를 통해 흐르기 시작한다. 이 구간은 OLED(112)의 작동 전압에 접근하는 OLED(112)의 커패시터(210) 양단의 전압을 구축하기에 충분히 길어야 한다. 일단 이 전압이 OLED(112)의 커패시터(210) 양단에서 구축되면, MOSFET은 오프로 스위칭되고, 다시 말해, OLED의 음극에서 +VPRE-CHARGE전압이 제거되고 스위치(118)가 동시에 닫혀져서, 전류원 ISOURCE(116)으로부터의 정상 동작 전류가 OLED(112)에 흘러 발광하게 된다.FIG. 3B shows a plot 350 of V ISOURCE vs. + V PRE-CHARGE from time t0 at which precharge operation commences to time t2 when switch 188 is opened, illustrating the operation of OLED precharge circuit 300. Indicates. (Plots of V ISOURCE vs. + V PRE-CHARGE are not scaled to each other along the voltage axis. Plot 350 is intended only to show typical voltage transitions and timings.) At time t0, MOSFET 310 has its gate the voltage V is switched on by applying a PRECHARGE-CONTROL, voltage V PRECHARGE-CONTROL is a source based on (voltage = + V PRECHARGE) is a sufficiently positive voltage to saturate the MOSFET (310) state of the MOSFET (310) To be. MOSFET 310 typically connects a source capable of sinking currents of 100 to 600 mA. Also, at time t 0, switch 114 is closed but switch 118 remains open. As a result, current begins to flow through the OLED 112 for a short time through the electrical path generated by the MOSFET 310. This interval should be long enough to establish a voltage across the capacitor 210 of the OLED 112 that approaches the operating voltage of the OLED 112. Once this voltage is built across the capacitor 210 of the OLED 112, the MOSFET is switched off, that is, the + V PRE-CHARGE voltage is removed from the cathode of the OLED and the switch 118 is closed at the same time, Normal operating current from current source I SOURCE 116 flows to OLED 112 to emit light.

도 3b의 플롯 350은 VPRECHARGE-CONTROL이 인가되고(MOSFET(310)이 온), 스위치(114)가 닫히며, 스위치(118)가 열리는 경우에, t0에서 VISOURCE의 값이 +VLED와 동일함을 나타낸다. 이후에, VISOURCE는 +VPRE-CHARGE가 커패시터(210)를 급속히 충전하기 때문에 OLED(112)의 작동 전압으로 급속히 떨어진다. t1에서, VPRECHARGE-CONTROL은 제거되고 스위치(118)는 닫혀진다. t0과 t1 사이의 구간은 OLED(112)의 커패시터(210)의 충전 시간(TCHARGE)를 나타낸다. 시간 t1에서, OLED(112)는 정상 발광을 개시하며, 스위치(114 및 118)가 닫혀 있는 한, 소정의 구간 TON동안 계속 발광하게 된다. 따라서, 스위치(114)는 적어도 충전 시간 TCHARGE과 OLED 발광 시간 TON의 합과 동일한 구간 동안에 닫혀 있는 반면, 스위치(118)는 OLED 발광 시간 TON과 동일한 구간동안 닫혀 있게 된다. OLED(112)는 스위치(118)를 개방하여 비활성화되며, 이후에 VISOURCE는 +VLED값으로 빨리 리턴하게 된다. 따라서, 사이클 타임TCYCLE은 TCHARGE+ TON+ TOFF로 표현된다.Plot 350 of FIG. 3B shows that when V PRECHARGE-CONTROL is applied (MOSFET 310 is on), switch 114 is closed, and switch 118 is open, the value of V ISOURCE at t0 is equal to + V LED . Indicates the same. Thereafter, V ISOURCE drops rapidly to the operating voltage of OLED 112 because + V PRE-CHARGE charges capacitor 210 rapidly. At t1, V PRECHARGE-CONTROL is removed and switch 118 is closed. The interval between t0 and t1 represents the charging time T CHARGE of the capacitor 210 of the OLED 112. At time t1, OLED 112 starts to emit normal light and continues to emit light for a predetermined period T ON as long as switches 114 and 118 are closed. Thus, the switch 114 is closed for at least the same period as the sum of the charging time T CHARGE and the OLED emission time T ON , while the switch 118 is closed for the same period as the OLED emission time T ON . OLED 112 is deactivated by opening switch 118, after which V ISOURCE quickly returns to the + V LED value. Thus, the cycle time T CYCLE is expressed as T CHARGE + T ON + T OFF .

도 2a의 플롯(250)과 도 3a의 플롯(350)을 참조하면, OLED 프리차지 회로(300)의 충전 시간 TCHARGE- 통상, 12㎱ 내지 50㎱ - 는 OLED 구동 회로(200)의 TCHARGE- 통상, 25㎱ 내지 65㎱ - 에 비해 상당히 감소된다. 그 결과, OLED 프리차지 회로(300)의 TCYCLE은 OLED 구동 회로(200)의 TCYCLE에 비해 보다 상당히 작아질 수 있는 반면에 대응한 TON시간을 달성하게 된다. 따라서, OLED 프리차지 회로(300) 내에서 달성가능한 TON/TOFF레이트는 OLED 구동 회로(200) 내에서 달성가능한 온/오프 레이트에 비해 향상되어, 전반적인 성능을 개선한다.Referring to the plot 250 of FIG. 2A and the plot 350 of FIG. 3A, the charging time T CHARGE of the OLED precharge circuit 300, typically 12 μs to 50 μs, is the T CHARGE of the OLED driving circuit 200. -Usually between 25 kV and 65 kV-. As a result, T CYCLE of OLED pre-charge circuit 300 is to achieve a time T ON corresponding to the other hand which can be considerably smaller than compared to the T CYCLE of the OLED drive circuit 200. Thus, the T ON / T OFF rate achievable within the OLED precharge circuit 300 is improved over the on / off rate achievable within the OLED drive circuit 200, improving overall performance.

OLED(112)의 작동 전압이 도달했을 경우에 프리차지의 중단을 보장하면서 충전 시간 TCHARGE가 최소화되도록 OLED 프리차지 회로(300)의 동작이 균형되게 하는 것이 중요하다. 따라서, 프리차지 타이밍이 너무 길면, OLED(112)를 통한 과전류가 발생하여, 과잉 발광하게 된다. 그 예방책으로서, 0.7V의 정상 동작 전압에 도달하는 VISOURCE보다 약간 적은 전압에서 프리차지 동작을 종료하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, VPRECHARGE CONTROL은 VISOURCE는 1.5V에 도달한 경우에 제거될 수 있다. +VPRE-CHARGE의 도움없이 전류원 ISOURCE(116)에서 공급되는 전류에 의해서만 1.5V에서 0.7V로의 전압 전이가 발생함에 따라, 충전 시간 TCHARGE이 약간 길어지게 된다.It is important to balance the operation of the OLED precharge circuit 300 so that the charging time T CHARGE is minimized while ensuring the precharging is stopped when the operating voltage of the OLED 112 is reached. Therefore, if the precharge timing is too long, an overcurrent through the OLED 112 occurs, causing excessive light emission. As a precaution, it may be desirable to terminate the precharge operation at a voltage slightly lower than V ISOURCE reaching a normal operating voltage of 0.7V. For example, V PRECHARGE CONTROL can be removed when V ISOURCE reaches 1.5V. As the voltage transition from 1.5V to 0.7V occurs only by the current supplied from the current source I SOURCE 116 without the help of + V PRE-CHARGE , the charging time T CHARGE becomes slightly longer.

더욱이, OLED 발광 시간이 TON=0일 경우, 프리차지 동작은 발생하지 않아야 하므로, OLED(112)는 원하지 않을 때에는 발광되지 않는다. 이러한 경우, 스위치(118)과 MOSFET(310)은 모두 계속 열려 있게 된다. 프리차지 동작이 OLED 발광 시간이 TON=0일 때 허용되었으면, +VPRE-CHARGE는 OLED(112)를 약간 발광시킬 정도의 높은 레벨에 도달하기 때문에 OLED(112)는 발광을 개시할 수 있다. 따라서, 원하지 않은 OLED(112)의 발광은 OLED 발광 시간 TON=0일 경우 프리차지 동작을 제거함으로써 방지될 수 있다.Moreover, when the OLED emission time is T ON = 0, the precharge operation should not occur, so the OLED 112 does not emit light when it is not desired. In this case, both switch 118 and MOSFET 310 remain open. If precharge operation was allowed when the OLED emission time was T ON = 0, the OLED 112 can start emitting light because the + V PRE-CHARGE reaches a level high enough to light the OLED 112 slightly. . Thus, undesired light emission of the OLED 112 can be prevented by eliminating the precharge operation when the OLED light emission time T ON = 0.

요약하면, 도 3a와 도 3b에 도시한 바와 같이, 원하는 TON시간 직전에, 적절한 전류양으로 싱크할 수 있는 소스로부터 프리차지 전압(+VPRE-CHARGE)이 MOSFET(310)을 통해 OLED 음극에 인가된다. 따라서, 커패시터(210)는 정상 전류원(ISOURCE;116)이 아닌 MOSFET(310)을 흐르는 높은 전류에 의해 빨리 충전된다.In summary, as shown in FIGS. 3A and 3B, just before the desired T ON time, the pre-charge voltage (+ V PRE-CHARGE ) from the source that can sink to the appropriate amount of current is passed through the MOSFET 310 through the OLED cathode. Is applied to. Thus, the capacitor 210 is quickly charged by the high current flowing through the MOSFET 310 rather than the normal current source I SOURCE 116.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 OLED 프리차지 회로(400)의 모식도이다. OLED 프리차지 회로(400)는, 전압 +VOLED가 스위치(410)를 통해 OLED(112)의 양극에 전기적으로 접속될 수 있다는 점과 OLED(112)의 음극이 스위치(412)를 통해 접지될 수 있다는 점을 제외하면, 도 2의 OLED 구동 회로(200)와 동일하다. 스위치(410, 420)는 적절한 전압과 전류 정격을 갖는 MOSFET 스위치 또는 트랜지스터와 같은 종래의 능동 스위칭 소자이다.4 is a schematic diagram of an OLED precharge circuit 400 according to a second embodiment of the present invention. The OLED precharge circuit 400 has a voltage + V OLED that can be electrically connected to the anode of OLED 112 via switch 410 and that the cathode of OLED 112 can be grounded through switch 412. Same as OLED drive circuit 200 of FIG. 2 except that it may be. Switches 410 and 420 are conventional active switching devices, such as MOSFET switches or transistors with appropriate voltage and current ratings.

동작 시에, 원하는 OLED 발광 시간 TON바로 직전에(도 3b 참조), OLED(112)의 양극은 스위치(410)를 닫아서 단기간 동안 OLED(112) 양단을 정상 동작 전압(+VOLED)이 되게 하는 동시에, 스위치(412)를 닫아서 OLED(112)의 음극을 접지시킨다. 이러한 방식으로, 커패시터(210) 양단에서 급속하게 충전이 이루어진다. 소정의 기간 후에(즉, 도 3b의 충전 시간 TCHARGE), 스위치(114, 118)는 닫히고 스위치(412)는 열리게 되어, +VLED를 OLED(112)의 양극에 인가하고 전류원 (ISOURCE;116)을 통해 정상 동작 전류를 공급할 수 있게 된다. 그 결과, OLED(112)는 정상 동작을 개시한다(즉, 도 3b의 TON).In operation, immediately before the desired OLED emission time T ON (see FIG. 3B), the anode of OLED 112 closes switch 410 to bring the OLED 112 across the OLED 112 for a short period of time to a normal operating voltage (+ V OLED ). At the same time, the switch 412 is closed to ground the cathode of the OLED 112. In this way, charging is rapid across the capacitor 210. After a predetermined period of time (ie, charging time T CHARGE in FIG. 3B), switches 114 and 118 are closed and switch 412 is opened, applying a + V LED to the anode of OLED 112 and supplying a current source I SOURCE ; Through 116 it is possible to supply the normal operating current. As a result, OLED 112 starts normal operation (ie, T ON of FIG. 3B).

도 3a의 OLED 프리차지 회로(300)와 유사하게, OLED 프리차지 회로(400)의 TCHARGE는 - 통상, 12㎱ 내지 50㎱의 범위에 있음 - OLED 구동 회로(200)의 충전 시간 TCHARGE- 통상, 25㎱ 내지 65㎱의 범위에 있음 - 에 비해 상당히 감소된다. 그 결과, OLED 프리차지 회로(400)의 TCYCLE은 OLED 구동 회로(200)의 TCYCLE보다 훨씬 짧아지면서, 등가의 OLED 발광 시간(TON)을 달성할 수 있다. 따라서, OLED 프리차지 회로(400)에서 OLED(112)의 달성 가능한 TON/TOFF레이트는 OLED 구동 회로(200)에서 OLED(112)의 달성가능한 온/오프 레이트에 비해 향상되어, 전체 성능을 향상시킨다.Similar to the OLED precharge circuit 300 of FIG. 3A, the T CHARGE of the OLED precharge circuit 400 is typically in the range of 12 kV to 50 kV charge time T CHARGE of the OLED drive circuit 200. Usually, it is considerably reduced compared to-in the range of 25 Hz to 65 Hz. As a result, T CYCLE of OLED pre-charging circuit 400 can achieve much shorter than T CYCLE As the OLED drive circuit 200, of the equivalent OLED light-emitting time (TON). Thus, the attainable T ON / T OFF rate of the OLED 112 in the OLED precharge circuit 400 is improved over the attainable on / off rate of the OLED 112 in the OLED drive circuit 200, thereby improving overall performance. Improve.

요약하면, 도 4를 참조하여, 원하는 OLED 발광 시간 TON직전에, 프리차지 전압(+VOLED)는 OLED(112)의 양극에 인가되는 것과 동시에, OLED(112)의 음극은 접지됨으로써, 커패시터(210)는 정상 전류원(ISOURCE;116)이 아닌 +VOLED와 음극의 접지로 직접 접속되는 것을 통해 빨리 충전된다.In summary, with reference to FIG. 4, immediately before the desired OLED emission time T ON , the precharge voltage (+ V OLED ) is applied to the anode of OLED 112, while the cathode of OLED 112 is grounded, thereby providing a capacitor. 210 is quickly charged via direct connection to the ground of the + V OLED and the cathode, rather than the normal current source I SOURCE 116.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 OLED 프리차지 회로(500)의 모식도를 나타낸다. 도 5에 도시된 바와 같이, OLED 프리차지 회로(500)는, 추가전류원(즉, 해당 직렬 연결된 스위치(512)를 갖는 전류원(ISOURCE;510))이 전류원(ISOURCE;116)과 병렬 접속된다는 점을 제외하면 도 2의 OLED 구동 회로(200)와 동일하다. 전류원(ISOURCE;510)은 통상 100 내지 600㎃의 범위의 정전류를 공급할 수 있는 종래 전류원이다. 스위치(512)는 적절한 전압 및 전류 정격을 갖는 MOSFET 스위치 또는 트랜지스터와 같은 종래의 능동 스위칭 소자이다.5 shows a schematic diagram of an OLED precharge circuit 500 according to a third embodiment of the invention. As shown in Fig. 5, the OLED precharge circuit 500 has an additional current source (i.e., a current source I SOURCE 510 having a corresponding series-connected switch 512) connected in parallel with the current source I SOURCE 116. Same as the OLED driving circuit 200 of FIG. The current source I SOURCE 510 is a conventional current source capable of supplying a constant current in the range of 100 to 600 mA in general. Switch 512 is a conventional active switching device such as a MOSFET switch or transistor with appropriate voltage and current ratings.

동작 시에, 원하는 TON 시간 직전에 (도 3b 참조) 스위치(114, 118 및 512)가 모두 닫히고, 따라서 전류원(ISOURCE;116)을 통해 공급되는 정상 전류와 더불어 추가 전류가 전류원(ISOURCE;510)을 통해 이용가능하게 된다. 추가 전류를 이용할 수 있는 결과, 커패시터(210)의 충전 시간(즉, 도 3b의 TCHARGE)이 감소된다. 이러한 방식으로, 충전이 커패시터(210) 양단에서 빨리 행해진다. 소정의 기간 후에(즉, 도 3b의 TCHARGE), 스위치(512)가 열리게 되어, 전류원(ISOURCE;116)을 통해 정상 동작 전류만이 가능해진다. 결과적으로, OLED(112)는 정상 동작을 개시하게 된다(즉, 도 3b의 TON).In operation, just before the desired TON time (see FIG. 3B), the switches 114, 118 and 512 are all closed, so that additional current, together with the normal current supplied through the current source I SOURCE 116, is generated by the current source I SOURCE ; 510 is made available. As a result of the additional current available, the charging time of the capacitor 210 (ie, T CHARGE of FIG. 3B) is reduced. In this way, charging is done quickly across the capacitor 210. After a predetermined period of time (ie, T CHARGE in FIG. 3B), switch 512 is opened, allowing only normal operating current through current source I SOURCE 116. As a result, OLED 112 will begin normal operation (ie, TON in FIG. 3B).

도 3a의 OLED 프리차지 회로(300) 및 도 4의 OLED 프리차지 회로와 유사하게, OLED 프리차지 회로(500)의 충전 시간(TCHARGE)은, - 통상, 12㎱ 내지 50㎱의 범위에 있음 - OLED 구동 회로(200)의 충전 시간(TCHARGE) - 통상, 25㎱ 내지 65㎱의 범위에 있음 - 에 비해 상당히 감소된다. 그 결과, OLED 프리차지 회로(400)의 TCYCLE은 OLED 구동 회로(200)의 TCYCLE보다는 상당히 적어질 수 있으면서, 동일한 OLED 발광 시간 TON을 달성하게 된다. 따라서, OLED 프리차지 회로(500)에서 OLED(112)의 달성가능한 TON/TOFF레이트는 OLED 구동 회로(200)에서 OLED(112)의 달성가능한 온/오프 레이트에 비해 증가되어, 전체 성능을 향상시킨다.Similar to the OLED precharge circuit 300 of FIG. 3A and the OLED precharge circuit of FIG. 4, the charging time T CHARGE of the OLED precharge circuit 500 is typically in the range of 12 kV to 50 kV. Significantly reduced compared to the charging time T CHARGE of the OLED drive circuit 200, usually in the range of 25 mW to 65 mW. As a result, the OLED of the precharge circuit (400), T CYCLE is being able to be considerably less than T CYCLE the OLED drive circuit 200, thereby achieving the same OLED light-emitting time TON. Thus, the attainable T ON / T OFF rate of the OLED 112 in the OLED precharge circuit 500 is increased compared to the attainable on / off rate of the OLED 112 in the OLED drive circuit 200, thereby improving overall performance. Improve.

요약하면, 도 5를 참조하여, 원하는 TON시간 직전에, 커패시터(210)는 정상 전류원(ISOURCE;116)만이 아니라 전류원(ISOURCE;510)을 통해 OLED(112)에 이용가능한 추가전류도 이용하여 급속하게 충전된다.In summary, with reference to FIG. 5, immediately before the desired T ON time, the capacitor 210 not only has a normal current source I SOURCE ; 116 but also additional current available to the OLED 112 through the current source I SOURCE 510. Charging rapidly.

프리차지에서 사용되는 충전 시간 TCHARGE는 디스플레이의 성능에 상당한 영향을 미친다. 보다 긴 프리차지 시간(TCHARGE)은 최대 광출력을 제한하지만 전류 레벨의 증가에 의한 보정은 최소 광출력을 증가시켜 그레이 스케일을 제거한다. 높은 품질은 디스플레이는 다수의 그레이 스케일을 요구하므로, 높은 디지털 해상도와 가능한 다수의 출력값 또는 높은 클럭 레이트에서 동작하는 전류원을 요구한다. 단일 전류 펄스(하나의 클럭 주기)는 임계치가 그 펄스 내에 도달하면, 예를 들어, 클럭 주기의 절반 내에 있는 경우에만, 빛을 생성할 수 있다. fc가 클럭 주파수이면, 최단 t2-t0은 1/fc이다. 예를 들어, 40㎒ 클럭인 경우, 프리차지 시간(TCHARGE)는 12㎱ 만큼 짧아야만 한다. 통상 9 내지 15V에도 동작하고 500㎊의 큰 COLED를 갖는 OLED 소자에 있어서, 약 375㎃(COLED*dV/dt)의 매우 큰 프리차리 전류가 리턴된다. 그러나, 클럭 펄스 주기 내에 프리차지 상태를 도달하는 요건은 도 5에서와 같이 두개의 전류원(116,510)을 사용함으로써 해결될 수 있다.The charge time T CHARGE used in precharge has a significant impact on the performance of the display. Longer precharge time (T CHARGE ) limits the maximum light output, but compensation by increasing the current level increases the minimum light output to eliminate gray scale. High quality displays require multiple gray scales, and therefore require high digital resolution and as many output values as possible or current sources operating at high clock rates. A single current pulse (one clock period) can produce light only if the threshold reaches within that pulse, for example if it is within half of the clock period. If fc is the clock frequency, the shortest t2-t0 is 1 / fc. For example, for a 40 MHz clock, the precharge time T CHARGE must be as short as 12 ms. For OLED devices that normally operate at 9 to 15V and have large C OLEDs of 500 mA, a very large precharging current of about 375 mA (C OLED * dV / dt) is returned. However, the requirement to reach the precharge state within the clock pulse period can be solved by using two current sources 116 and 510 as shown in FIG.

도 5a는 도 5에서와 같이 두개의 전류원(116, 510)을 사용함으로써 가능한 결과를 나타내고 있다. 전류원(510)은 예를 들어 전류원(116) 전류의 두배를 전달할 수 있다. 이는 전류원(510)의 VISOURCE가 전류원(116)의 VISOURCE의 절반의 시간으로 임계 전압에 도달한다는 것을 의미한다. 따라서, 전류원(510,116) 양자가 동시에 동작하는 경우, VISOURCE는 3분의 1의 시간에 임계치에 도달할 수 있다. 도 5a의 아랫부분에서, OLED(112)를 통해 대응 전류(IOLED)는 두개의 전류원(510,116)이 함께 임계치에 도달하기 위해 요구되는 시간과 동일한 t2-t0에 대하여 도시되어 있다. 전류 곡선 아래의 면적은 발광된 빛에 대한 측정치이다. 이에 따라, 각 전류원 (510,116)에 대한 VISOURCE가 온 타임 이내에 임계치에 반드시 도달할 필요는 없다하더라도, 소자(112)가 발광을 개시하기에 충분히 높은 VOLED(도 5a에는 미도시)가 되면, 3개의 가능 광 출력값이 생성된다. 이 원리를 확장하면, 낮은 광출력 값에서, 매우 정확한 그레이 스케일이 하나 또는 두개의 전류원(510, 116)의 온 타임을 변경함으로써 획득될 수 있다. 또한, 전류원(510,116) 양자를 모두 온으로 스위칭함으로써 높은 광출력에서 높은 전류가 획득될 수 있다.FIG. 5A shows the possible results by using two current sources 116, 510 as in FIG. 5. Current source 510 may, for example, deliver twice the current of current source 116. This means that V ISOURCE for the current source 510 to reach the threshold voltage in a time which is half of V ISOURCE for the current source 116. The Thus, when both current sources 510 and 116 operate simultaneously, V ISOURCE may reach a threshold in a third of the time. In the lower part of FIG. 5A, the corresponding current I OLED through the OLED 112 is shown for t2-t0 equal to the time required for the two current sources 510, 116 to reach the threshold together. The area under the current curve is a measure of the emitted light. Accordingly, even if V ISOURCE for each current source 510, 116 does not necessarily have to reach a threshold within the on time, when device 112 is a V OLED high enough to initiate light emission (not shown in FIG. 5A), Three possible light output values are generated. Extending this principle, at low light output values, a very accurate gray scale can be obtained by changing the on time of one or two current sources 510, 116. In addition, by switching both current sources 510 and 116 on, a high current can be obtained at high light output.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 OLED 프리차지 회로(600)의 모식도를 나타낸다. OLED 프리차지 회로(600)는, 스위치(612)와 스위치(614)를 통해 각각 낮은 전류 기준 또는 높은 전류 기준을 선택함으로써 출력 전류를 변경할 수 있는 단일 전류원 소자인 전류원(ISOURCE;610)으로 전류원(ISOURCE;116)이 대체되어 있는 점을 제외하면, 도 2의 OLED 구동 회로(200)와 동일하다. 스위치(612, 614)는 적절한 전압 및 전류 정격을 갖는 MOSFET 스위치 또는 트랜지스터와 같은 종래의 능동 스위칭 소자이다.6 shows a schematic diagram of an OLED precharge circuit 600 according to a fourth embodiment of the invention. OLED precharge circuit 600 is a current source (I SOURCE ; 610), a single current source element that can change the output current by selecting a low current reference or a high current reference, respectively, via switch 612 and switch 614. Same as the OLED drive circuit 200 of FIG. 2 except that (I SOURCE ; 116) is replaced. Switches 612 and 614 are conventional active switching devices, such as MOSFET switches or transistors with appropriate voltage and current ratings.

도 3b 및 도 6을 참조하면, 동작 시에, 충전 시간(TCHARGE) 동안 스위치(114, 118 및 612)는 닫히고, 스위치(614)는 열려 있으므로, 높은 전류 기준을 전류원(ISOURCE;610)에 제공하여 커패시터(210)를 빨리 충전시킬 수 있다. 일단 프리차지 동작이 완료되면, 스위치(612)는 열리고 스위치(614)는 닫히게 되어, 전류원 (ISOURCE;610)에 낮은 전류 기준을 제공하게 된다. 결과적으로, 전류원(ISOURCE;610)은 일정한 동작 전류로 급속하게 떨어진다. 스위치(114,118 및 614)는 OLED 발광시간(TON) 동안 계속 닫혀 있어, 정상 동작이 발생한다. 시간 t2에서, 스위치(118)가 개방되어, OLED 발광 시간(TON)을 종료한다.3B and 6, in operation, the switches 114, 118, and 612 are closed and the switch 614 is open during the charging time T CHARGE , so that a high current reference is applied to the current source I SOURCE ; 610. It can be provided to the fast charging capacitor 210. Once the precharge operation is complete, switch 612 is opened and switch 614 is closed, providing a low current reference to current source I SOURCE 610. As a result, current source I SOURCE 610 rapidly drops to a constant operating current. The switches 114, 118 and 614 remain closed for the OLED emission time T ON , so that normal operation occurs. At time t2, switch 118 is opened to end OLED emission time T ON .

마지막으로, 본 발명의 프리차지 회로는 COLED로 인한 성능의 역효과를 극복하기 때문에, COLED에 영향을 미치는 임의의 프로세스 변동은 OLED 전체 디스플레이성능에 주요 요인이 되지 않는다. 따라서, 본 발명의 프리차지 회로는 제조 프로세스 변동에 기인한 커패시턴스와 같은 OLED 소자 특성을 변경하는 효과를 제거한다.Finally, the pre-charging circuit of the present invention to overcome because of the adverse effect of the performance due to C OLED, any process variations affecting the C OLED is not a major factor in the overall OLED display performance. Thus, the precharge circuit of the present invention eliminates the effect of changing OLED device characteristics such as capacitance due to manufacturing process variations.

상술한 본 발명에 따른 프리차지 회로에 의하면, 공통 양극 구성에서 배치된 대형화면의 OLED 디스플레이에 사용하기에 적합하고, 넓은 영역 OLED 소자에 관련된 큰 COLED값을 극복하며, 제조 공정의 변동에 기인한 커패시턴스와 같은 OLED 장치 특성의 변동의 효과를 제거할 수 있다.According to the above-described precharge circuit according to the present invention, it is suitable for use in large-screen OLED displays disposed in a common anode configuration, overcomes large C OLED values related to a wide area OLED device, and is due to variations in the manufacturing process. The effects of variations in OLED device characteristics such as capacitance can be eliminated.

Claims (26)

양극과 음극을 갖는 적어도 하나의 OLED(112)를 구비하는 공통 양극, 수동형, 유기 발광다이오드(OLED) 디스플레이용 구동 회로 - 상기 OLED(112)의 음극에는 제1 전류원(116) 및 제1 스위칭 수단(118)이 직렬로 연결됨 - 에 있어서, ,Driving circuit for a common anode, passive, organic light emitting diode (OLED) display having at least one OLED 112 having an anode and a cathode, the cathode of the OLED 112 having a first current source 116 and a first switching means. (118) are connected in series-, 상기 구동 회로는 상기 스위칭 수단(118)이 닫히기 전에 상기 적어도 하나의 OLED(112)를 프리차징(pre-charging)하는 수단을 포함하는 구동 회로.The drive circuit comprises means for pre-charging the at least one OLED (112) before the switching means (118) are closed. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 적어도 하나의 OLED를 프리차징하는 상기 수단은 제2 스위칭 수단을 포함하는 구동 회로.And said means for precharging said at least one OLED comprises a second switching means. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제2 스위칭 수단은 능동 스위칭 소자를 포함하는 구동 회로.And said second switching means comprises an active switching element. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 능동 스위칭 소자는 MOSFET을 포함하는 구동 회로.And the active switching element comprises a MOSFET. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 MOSFET은 상기 적어도 하나의 OLED(112)를 프리차징하기에 적합한 전압및 전류 정격을 갖는 NMOS 트랜지스터 소자인 구동 회로.The MOSFET is an NMOS transistor device having a voltage and current rating suitable for precharging the at least one OLED (112). 제2항 또는 제3항에 있어서,The method according to claim 2 or 3, 상기 제2 스위칭 수단은 상기 제1 전류원(116)과 병렬로 분기되어 결합되는 구동 회로.And said second switching means is branched and coupled in parallel with said first current source (116). 제4항 또는 제5항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 제2 스위칭 수단은 상기 제1 전류원(116)과 병렬로 분기되어 결합되는 구동 회로.And said second switching means is branched and coupled in parallel with said first current source (116). 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 MOSFET(310)은 게이트를 갖고, 소스는 프리차지 전압에 전기적으로 접속되는 구동 회로.The MOSFET (310) has a gate and a source is electrically connected to a precharge voltage. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 MOSFET(310)은 드레인을 갖고, 상기 MOSFET(310)의 드레인은 상기 OLED(112)의 음극에 전기적으로 접속되는 구동 회로.The MOSFET (310) has a drain, the drain of the MOSFET (310) is electrically connected to the cathode of the OLED (112). 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 5, 상기 제2 스위칭 수단은 상기 OLED(112)의 음극을 접지시키는데 적합한 제1스위칭 소자(412) 및 상기 OLED(112)의 양극을 상기 OLED(112)의 정상 동작 전압에 실질적으로 대응하는 전압 공급원에 결합시키는데 적합한 제2 스위칭 소자(410)를 포함하는 구동 회로.The second switching means connects the first switching element 412 and the anode of the OLED 112 suitable for grounding the cathode of the OLED 112 to a voltage source substantially corresponding to the normal operating voltage of the OLED 112. A drive circuit comprising a second switching element (410) suitable for coupling. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제1 스위칭 소자(412)와 상기 제2 스위칭 소자(410)는 능동 스위칭 소자인 구동 회로.The first switching element (412) and the second switching element (410) is a driving circuit. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 능동 스위칭 소자는 상기 적어도 하나의 OLED(112)를 프리차징하기에 적합한 전압 및 전류 정격을 갖는 MOSFET 트랜지스터인 구동 회로.The active switching element is a MOSFET transistor having a voltage and current rating suitable for precharging the at least one OLED (112). 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 5, 상기 적어도 하나의 OLED(112)를 프리차징하는 수단은 상기 제1 전류원과 병렬로 결합된 제2 전류원(510)을 더 포함하는 구동 회로.The means for precharging the at least one OLED (112) further comprises a second current source (510) coupled in parallel with the first current source. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 제2 전류원(510)은 50 내지 800㎃ 사이의 전류, 바람직하게는 100 내지 600㎃ 사이의 전류를 공급하는 구동 회로.The second current source (510) is a drive circuit for supplying a current of 50 to 800 kHz, preferably a current of 100 to 600 kHz. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 제2 전류원(510)은 상기 제1 전류원(116)과 실질적으로 동일한 구동 회로.The second current source (510) is substantially the same as the first current source (116). 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 제2 전류원(510)은 상기 제1 전류원에 의해 공급되는 전류의 2 내지 4배의 전류를 공급하기에 적합한 구동 회로.The second current source (510) is suitable for supplying a current of 2 to 4 times the current supplied by the first current source. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 5, 상기 제1 전류원(610)은 제1 또는 제2 전류 기준 중의 하나를 선택하여 그 출력 전류를 변경할 수 있는 전류원 소자인 구동 회로.The first current source (610) is a drive circuit that is a current source element that can select one of the first or second current reference to change the output current. OLED(112)의 어레이 - 각각의 OLED(112)는 음극 및 상기 어레이 내의 다른 OLED와 공통인 양극을 구비함 -; 및An array of OLEDs 112, each OLED 112 having a cathode and a cathode common to the other OLEDs in the array; And 상기 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 구동 회로The driving circuit according to any one of claims 1 to 5 를 포함하는 배치.Batch comprising. OLED(112)의 어레이를 포함하는 공통 양극, 수동형, 유기 발광다이오드(OLED) 디스플레이에 있어서,In a common anode, passive, organic light emitting diode (OLED) display comprising an array of OLEDs 112, 각각의 OLED(112)는 양극과 음극을 구비하고, 상기 디스플레이는 제1항 내지제5항 중 어느 한 항에 따른 구동 회로를 포함하는 유기 발광다이오드 디스플레이.Each OLED 112 has an anode and a cathode, and said display comprises a drive circuit according to any one of claims 1 to 5. 공통 양극, 수동형 OLED 디스플레이의 유기 발광다이오드(OLED)를 상기 OLED의 원하는 온(ON) 타임 이전에 프리차징하는 방법에 있어서,A method of precharging an organic light emitting diode (OLED) in a common anode, passive OLED display prior to the desired on time of the OLED, 상기 원하는 온 타임 직전에 상기 OLED를 충전하는 단계를 포함하는 프리차징 방법.Charging the OLED immediately before the desired on time. 제20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 충전은 상기 원하는 온 타임 이전에 상기 OLED의 음극에 프리차징 전압을 인가하여 수행되는 프리차징 방법.And the charging is performed by applying a precharging voltage to the cathode of the OLED before the desired on time. 제20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 충전은, 상기 OLED의 음극을 제2 전압 레벨이 되게 하면서, 상기 OLED의 양극에 제1 전압 레벨을 인가하여 수행되고,The charging is performed by applying a first voltage level to the anode of the OLED, bringing the cathode of the OLED to a second voltage level, 상기 제1 전압과 제2 전압의 차이는 원하는 프리차징 전압과 동일한 프리차징 방법.And a difference between the first voltage and the second voltage is equal to a desired precharging voltage. 제22항에 있어서,The method of claim 22, 상기 제1 전압 레벨은 상기 원하는 프리차징 전압과 동일하고, 상기 제2 전압 레벨은 상기 접지 레벨인 프리차징 방법.The first voltage level is equal to the desired precharging voltage and the second voltage level is the ground level. 제20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 충전은 상기 원하는 온 타임 이전에 추가 전류를 상기 OLED에 공급하여 수행되는 프리차징 방법.The charging is performed by supplying additional current to the OLED prior to the desired on time. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 21 to 23, wherein 상기 프리차징 전압은 온 타임 동안 상기 OLED(112)의 정상 동작 전압과 실질적으로 동일한 프리차징 방법.The precharging voltage is substantially equal to the normal operating voltage of the OLED during on time. 제25항에 있어서,The method of claim 25, 낮은 광출력에서는, 두개의 전류원을 선택적으로 스위칭함으로써 잉여 그레이 스케일이 획득되는 프리차징 방법.At low light output, a precharging method in which excess gray scale is obtained by selectively switching two current sources.
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