KR20110035443A

KR20110035443A - 유기전계발광표시장치 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR20110035443A
Application number: KR1020090093169A
Authority: KR
Inventors: 우경돈; 김학수; 박혜민
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-04-06
Also published as: KR101563985B1

Abstract

본발명은, 유기전계발광패널을 포함하는 부하와; 입력전압을 변환하여 상기 부하에 출력전압을 공급하는 전원회로를 포함하고, 상기 전원회로는, 상기 입력전압을 입력받는 입력단자와; 상기 출력전압을 출력하는 출력단자와; 전원스위칭트랜지스터를 포함하고, 상기 입력전압을 상기 출력전압으로 변환하는 전압변환회로와; PFM스위칭펄스를 출력하는 PFM스위칭제어부와; PWM구동펄스의 주파수에 동기된 PWM스위칭펄스와, 상기 PFM스위칭펄스의 주파수에 동기되며 펄스폭이 가변되는 PFWM스위칭펄스를 선택적으로 출력하는 PWM스위칭제어부를 포함하고, 상기 PFM스위칭펄스와 PFWM스위칭펄스와 PWM스위칭펄스는 각각, 상기 부하의 크기가 저(low), 중(middle), 고(high)인 경우에, 상기 전원스위칭트랜지스터에 공급되는 유기전계발광표시장치를 제공한다.

Description

유기전계발광표시장치 및 그 구동방법{Organic electroluminescent display device and method of driving the same}

본발명은 유기전계발광표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 유기전계발광표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD : liquid crystal display), 플라즈마표시장치(PDP : plasma display panel), 유기전계발광표시장치 (OELD : organic electroluminescent display device)와 같은 여러가지 평판표시장치(flat display device)가 활용되고 있다.

이들 평판표시장치 중에서, 유기전계발광표시장치는 자발광 형태의 표시소자로서, 소형화, 경량화, 박형화, 저전력 구동의 장점을 가지고 있어, 최근에 널리 사용되고 있다.

유기전계발광표시장치는, DC-DC 컨버터(converter)로부터 필요한 전원을 인 가받아 구동된다. 일반적으로, DC-DC 컨버터에 입력되는 입력전압에 비해, 유기전계발광표시장치를 구동하기 위한 전원전압은 높은 값을 갖게 된다. 따라서, DC-DC 컨버터는 부스트모드(boost mode)로 구동되어 입력전압을 승압하고, 승압된 출력전압이 전원으로서 공급된다.

도 1은 종래의 DC-DC 컨버터를 개략적으로 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 종래의 DC-DC 컨버터(10)는, 스위칭제어부(11)와, 전원스위칭트랜지스터(TP)와, 인덕터(L)와, 다이오드(D)와, 커패시터(C)를 구비한다.

이와 같은 구성을 갖는 종래의 DC-DC 컨버터(10)는 전원스위칭트랜지스터(TP)의 온/오프 스위칭을 조절함으로써, 입력전압(Vin)을 승압할 수 있게 된다. 즉, 스위칭트랜지스터(TP)가 온되면, 입력단자로부터 흐르는 전류를 저장하게 된다. 그 후에, 스위칭트랜지스터(TP)가 오프되면, 저장된 전류가 다이오드(D)를 통해 방출된다. 이에 따라, 출력단자의 전압(Vout)이 상승하여, 출려전압(Vout)이 입력전압(Vin)보다 높은 전압으로 승압된다. 커패시터(C)는 승압된 출력전압(Vout)을 저장하게 된다.

이와 같은 종래의 DC-DC 컨버터(10)는, 출력전압(Vout)을 일정한 범위로 제어하게 된다. 이처럼, 출력전압(Vout)을 일정한 범위로 제어하는 방식으로서, PWM(pulse width modulation)방식와 PFM(pulse frequency modulation)방식이 있다. 종래의 DC-DC 컨버터(10)는, 이와 같은 방식 중 하나로 구동된다.

PWM방식은, 출력전압(Vout)을 분압한 피드백전압과 PWM기준전압과의 차에 기초하여, 전원스위칭트랜지스터(TP)를 온시키는 시간을 변화시키게 된다. 다시 말하 면, PWM기준전압이 피드백전압보다 높은 경우에, 그 전압차가 증가하면 온되는 시간 즉 PWM스위칭펄스의 펄스폭이 길어지게 된다. 한편, PWM스위칭펄스의 주파수는 일정하다. 이와 같이, PWM방식에서는, PWM스위칭펄스의 펄스폭이 변화하게 된다.

한편, PFM방식은, 출력전압(Vout)을 분압한 피드백전압과 PFM기준전압과의 차에 기초하여, 전원스위칭트랜지스터(TP)를 온시키는 PFM스위칭펄스의 주파수를 변화시키게 된다. 다시 말하면, PFM기준전압이 피드백전압보다 높은 경우에, 그 전압차가 증가하면 PFM스위칭펄스의 주파수는 높아지게 된다. 한편, PFM스위칭펄스의 듀티비는 일정하다. 이와 같이, PFM방식에서는, PFM스위칭펄스의 주파수가 변화하게 된다.

PWM방식은, 부하의 전력소비가 큰 경우, 즉 고부하(heavy load)에 대해서는 유용하게 사용될 수 있다. 그런데, 전력소비가 작은 경우, 즉 저부하(light load)에 대해서는 전력변환효율이 낮은 문제점이 있다. 즉, PWM방식에서는, 저부하의 경우에도, PWM스위칭펄스가 출력되어 전원스위칭트랜지스터(TP)가 스위칭동작을 하게 된다. 이에 따라, 저부하의 경우에, 스위칭동작에 따른 전력손실이 커지게 된다.

한편, PFM방식은, 저부하에 대해서는 유용하게 사용될 수 있다. 그런데, 고부하에 대해서는 전압변환효율이 낮은 문제점이 있다. 즉, PFM방식에서는, 고부하의 경우에, PFM스위칭펄스의 주파수가 높아지게 되어, 전원스위칭트랜지스터(TP)는 높은 주파수로 스위칭동작을 하게 된다. 이에 따라, 고부하의 경우에, 스위칭동작에 따른 전력손실이 커지게 된다.

이처럼, PWM방식과 PFM방식은, 부하의 크기에 따라 장단점을 갖게 된다. 그 런데, 유기전계발광표시장치의 소비전력, 즉 부하는, 표시되는 영상의 종류에 따라, 변화가 크게 나타난다. 따라서, PWM방식과 PFM방식 중 하나로 구동되는 종래의 DC-DC 컨버터는, 부하의 크기가 큰 폭으로 변화되는 경우에는, 고효율로 구동될 수 없다.

이를 개선하기 위해, PFM방식과 PWM방식의 장점을 활용하여, 부하의 크기에 따라 두가지 방식을 선택적으로 사용하는 DC-DC 컨버터가 제안되었다. 이하, 설명의 편의를 위해, 이와 같은 DC-DC 컨버터를, PFM/PWM DC-DC컨버터라고 칭한다.

도 2는 종래의 PFM/PWM DC-DC컨버터를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 종래의 PFM/PWM DC-DC 컨버터(20)는, 부하의 크기가 작은 경우에는 PFM모드로 구동된다. 이와 같은 경우에는 PFM스위칭제어부(21)에서 출력되는 PFM스위칭펄스가 전원스위칭트랜지스터(TP)에 입력된다. 이를 위해, 선택스위치(SS)는, PFM스위칭제어부(21)와 전원스위칭트랜지스터(TP)를 연결한다.

한편, 부하의 크기가 큰 경우에는 PWM모드로 구동된다. 이와 같은 경우에는, PWM스위칭제어부(22)에서 출력되는 PWM스위칭펄스가 전원스위칭트랜지스터(TP)에 입력된다. 이를 위해, 선택스위치(SS)는, PWM스위칭제어부(22)와 전원스위칭트랜지스터(TP)를 연결한다.

이처럼, 종래의 PFM/PWM DC-DC 컨버터(20)는, 부하의 변화에 따라, PFM모드와 PWM모드로 선택적으로 구동될 수 있다. 이에 따라, 저부하와 고부하시에, 고효율로 구동될 수 있게 된다.

그런데, 이와 같이 PWM모드와 PFM모드로 선택구동하는 경우에도, 고부하와 저부하 사이의 중부하(middle load)에 대해서는, 여전히 고효율로 구동할 수 없게 된다. 즉, 중부하시에 PWM모드로 구동하는 경우에는, 고부하시에 비해 스위칭동작에 따른 전력손실이 크다. 또한, 중부하시에 PFM모드로 구동하는 경우에도, 저부하시에 비해 스위칭동작에 따른 전력손실이 크다.

본발명은, DC-DC 컨버터의 효율을 개선할 수 있는 유기전계발광표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 데 과제가 있다.

전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본발명은, 유기전계발광패널을 포함하는 부하와; 입력전압을 변환하여 상기 부하에 출력전압을 공급하는 전원회로를 포함하고, 상기 전원회로는, 상기 입력전압을 입력받는 입력단자와; 상기 출력전압을 출력하는 출력단자와; 전원스위칭트랜지스터를 포함하고, 상기 입력전압을 상기 출력전압으로 변환하는 전압변환회로와; PFM스위칭펄스를 출력하는 PFM스위칭제어부와; PWM구동펄스의 주파수에 동기된 PWM스위칭펄스와, 상기 PFM스위칭펄스의 주파수에 동기되며 펄스폭이 가변되는 PFWM스위칭펄스를 선택적으로 출력하는 PWM스위칭제어부를 포함하고, 상기 PFM스위칭펄스와 PFWM스위칭펄스와 PWM스위칭펄스는 각각, 상기 부하의 크기가 저(low), 중(middle), 고(high)인 경우에, 상기 전원스 위칭트랜지스터에 공급되는 유기전계발광표시장치를 제공한다.

여기서, 상기 전압변환회로는, 상기 전원스위칭트랜지스터가 연결되는 노드와 상기 입력단자 사이에 위치하는 인덕터와; 상기 노드와 상기 출력단자 사이에 위치하는 다이오드와; 상기 출력단자에 병렬로 연결된 커패시터를 더욱 포함할 수 있다.

상기 전원회로는, 상기 출력전압에 대한 피드백전압과 PFM기준전압을 비교하여 상기 PFM스위칭제어부에 출력하는 PFM오차증폭기와; 상기 피드백전압과 PWM기준전압을 비교하여 상기 PWM스위칭제어부에 출력하는 PWM오차증폭기와; 입력된 펄스의 주파수에 동기된 램프파를 상기 PWM스위칭제어부에 출력하는 램프파발생기와; 상기 PWM구동펄스를 생성하는 펄스발생기와; 상기 펄스발생기와 상기 PFM스위칭제어부를 상기 램프발생기에 선택적으로 연결하는 제 1 선택스위치와; 상기 PWM스위칭제어부와 상기 PFM스위칭제어부를 상기 전원스위칭트랜지스터에 선택적으로 연결하는 제 2 선택스위치를 더욱 포함할 수 있다.

상기 전원회로는, 상기 출력단자에 병렬로 연결되어 상기 출력전압을 분압한 상기 피드백전압을 검출하는 피드백회로를 더욱 포함할 수 있다.

다른 측면에서, 본발명은, PFM스위칭제어부에서 PFM스위칭펄스를 생성하는 단계와; PWM스위칭제어부에서 PWM구동펄스의 주파수에 동기된 PWM스위칭펄스를 생성하는 단계와; PWM스위칭제어부에서 상기 PFM스위칭펄스의 주파수에 동기되며 펄스폭이 가변되는 PFWM스위칭펄스를 생성하는 단계와; 부하의 크기가 저(low), 중(middle), 고(high) 각각인 경우에, 상기 생성된 PFM스위칭펄스와 PFWM스위칭펄 스와 PWM스위칭펄스를 사용하여 전원스위칭트랜지스터를 스위칭하는 단계와; 상기 전원스위칭트랜지스터의 스위칭을 통해, 전원회로에 입력된 입력전압을 출력전압으로 변환하는 단계와; 상기 출력전압을 사용하여 상기 부하의 유기전계발광패널을 구동하는 단계를 포함하는 유기전계발광표시장치 구동방법을 제공한다.

여기서, 상기 출력전압은, 상기 입력전압을 승압한 전압일 수 있다.

상기 출력전압에 대한 피드백전압과 PFM기준전압을 비교하여 상기 PFM스위칭제어부에 출력하는 단계와; 상기 피드백전압과 PWM기준전압을 비교하여 상기 PWM스위칭제어부에 출력하는 단계와; 상기 중부하와 고부하 각각에서, PFM스위칭펄스와 PWM구동펄스를 램프파발생기에 입력하는 단계와; 상기 램프파발생기에 입력된 펄스의 주파수에 동기된 램프파를 상기 PWM스위칭제어부에 출력하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.

상기 피드백전압은, 상기 출력전압을 분압한 전압일 수 있다.

본발명에서는, DC-DC 컨버터를, 저부하시에 PFM모드로 구동하고 고부하시에 PWM모드로 구동한다. 이에 따라, 저부하와 고부하에서 고효율로 구동할 수 있다.

더욱이, 중부하시에는, PFWM모드로 구동된다. PFWM모드 구동시에는, PFM스위칭펄스에 동기되어 주파수가 가변될 수 있으며 펄스폭이 가변될 수 있는 PFWM스위칭펄스를 생성하여 전원스위칭트랜지스터를 스위칭하게 된다. 이에 따라, 중부하시에, PWM모드, PFM모드, 또는 PFM/PWM모드로 구동하는 경우에 비해, 스위칭동작에 따른 전력손실을 감소시킬 수 있게 된다. 따라서, 중부하에서도 고효율로 구동할 수 있게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본발명의 실시예를 설명한다.

도 3은 본발명의 실시예에 따른 유기전계발광표시장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 2의 유기전계발광패널의 화소를 도시한 도면이고, 도 5는 도 3의 전원회로를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 제어회로를 도시한 도면이고, 도 7은 도 6의 PWM스위칭제어부의 비교기를 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본발명의 실시예에 따른 유기전계발광표시장치(100)는, 유기전계발광패널(200)과, 패널구동회로(250)와, 전원회로(300)를 포함한다. 여기서, 유기전계발광패널(200)과 이를 구동하기 위한 패널구동회로(250)는, 전원회로(300)의 측면에서는 부하(LOAD)에 해당된다.

유기전계발광패널(200)은, 영상을 표시하는 표시패널이다. 도 5를 참조하면, 유기전계발광패널(200)에는, 행방향을 따라 연장된 게이트배선(GL)과 열방향을 따라 연장된 데이터배선(DL)이 교차하여, 화소(P)를 정의한다. 이와 같은 화소(P)는, 유기전계발광패널(200)에서 매트릭스형태로 배치된다.

유기전계발광패널(200)에 구성된 화소(P)는, R(red), G(green), B(blue) 화소를 포함할 수 있다. 그리고, 이와 같은 R, G, B 화소(P) 각각에는, 대응되는 R, G, B 영상데이터가 입력된다. 여기서, 서로 이웃하는 R, G, B 화소(P)는, 하나의 영상표시단위를 구성하게 된다.

각 화소(P)에는, 스위칭트랜지스터(Ts)와, 구동트랜지스터(Td)와, 유기발광다이오드(D)와, 스토리지커패시터(C)가 구성될 수 있다.

스위칭트랜지스터(Ts)는 대응되는 게이트배선 및 데이터배선(GL, DL)과 연결되어 있다. 구동트랜지스터(Td)의 게이트단자는, 스위칭트랜지스터(Ts)의 드레인단자와 연결되어 있다. 유기발광다이오드(D)의 일전극은, 구동트랜지스터(Td)의 드레인단자에 연결될 수 있다. 유기발광다이오드(D)의 타전극은, 구동전압(VDD)을 인가받을 수 있다. 구동트랜지스터(Td)의 소스단자는 접지될 수 있다. 스토리지커패시터(C)는, 구동트랜지스터(Td)의 게이트단자와 소스단자 사이에 연결될 수 있다. 이와 같은 화소(P)의 구조는 일예로서, 이와는 다른 다양한 구조로 구성될 수 있다.

전술한 바와 같은 화소(P)는 다음과 같이 구동된다.

프레임단위로 게이트배선(GL)은 순차적으로 스캔(scan)된다. 각 스캔구간 동안에는, 게이트배선(GL)에 턴온전압을 갖는 게이트신호가 공급된다. 한편, 다음 프레임의 스캔시까지는 게이트배선(GL)에 턴오프전압이 공급된다. 스캔구간 동안 턴온전압이 인가됨으로써, 스위칭트랜지스터(Ts)는 턴온된다.

스위칭트랜지스터(Ts)가 턴온되면, 이에 동기화하여 데이터배선(DL)에 영상데이터가 인가된다. 이와 같이 인가된 영상데이터는, 해당 화소(P)의 스위칭트랜지스터(Ts)를 통과하여, 구동트랜지스터(Td)에 인가된다.

구동트랜지스터(Td)에 영상데이터가 인가되면, 구동트랜지스터(Td)는 턴온되 고 발광전류가 구동트랜지스터(Td)를 흐르게 된다. 여기서, 발광전류의 값은, 인가된 영상데이터의 값에 따라 조절된다. 이와 같은 발광전류는 유기발광다이오드(D)에 인가되어, 유기발광다이오드(D)는 발광전류에 대응되는 휘도의 빛을 발광하게 된다. 다시 말하면, 인가된 영상데이터에 대응되는 휘도의 빛이, 유기발광다이오드(D)를 통해 발광된다. 따라서, 영상데이터를 조절함에 따라, 유기발광다이오드(D)를 통해 발광되는 빛의 휘도가 조절된다.

한편, 구동트랜지스터(Td)에 인가된 영상데이터는, 스토리지커패시터(C)에 저장된다. 이에 따라, 영상데이터는 해당 화소의 다음번 스캔시까지 스토리지커패시터(C)에 저장되며, 유기발광다이오드(D)는 해당 영상데이터에 대응되는 휘도의 빛을 다음번 스캔시까지 발광할 수 있게 된다.

위와 같은 유기발광다이오드(D)의 구동을 위한 구동전압(VDD)은 전원회로(300)로부터 공급된다.

패널구동회로(250)는, 유기전계발광패널(200)을 구동하기 위한 다양한 구동회로를 포함하게 된다. 예를 들면, 데이터배선(DL)에 영상데이터를 출력하는 데이터구동회로와, 게이트배선(GL)에 게이트신호를 출력하는 게이트구동회로를 포함한다. 그리고, 데이터구동회로와 게이트구동회로의 동작을 제어하는 타이밍제어회로를 포함한다. 이와 같은 구동회로들 또한, 전원회로(300)로부터 전원을 공급받아 동작하게 된다.

전원회로(300)로서는, DC-DC 컨버터가 사용될 수 있다. 예를 들면, 입력전압(Vin)을 승압하는 부스트형 DC-DC 컨버터가 사용될 수 있다. 이하 설명에 서는, 편의에 따라, 전원회로(300)를 DC-DC 컨버터로 칭할 수 있다.

본발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터(300)는, 예를 들면, 저부하(low load), 중부하(middle load), 고부하(high load) 각각에서, PFM모드, PFWM모드, PWM모드로 구동될 수 있다. 이와 같이 구동되는 DC-DC 컨버터(300)에 대해, 도 5 내지 7을 더욱 참조하여, 보다 상세하게 설명한다.

본발명의 실시예에 따른 DC-DC 컨버터(300)는, 전압변환회로(310)와, 제어회로(320)와, 피드백회로(330)를 포함할 수 있다.

전압변환회로(310)는, 시스템(400)으로부터 입력된 입력전압(Vin)을 스위칭동작에 따라 승압하여, 승압된 출력전압(Vout)을 부하(LOAD)에 출력하게 된다. 이를 위해, 전압변환회로(310)는, 인덕터(L)와, 다이오드(DP), 커패시터(CP)와, 전원스위칭트랜지스터(TP)를 포함한다. 인덕터(L)는, 전원스위칭트랜지스터(TP)가 연결되는 노드(N)와 입력단자 사이에 연결될 수 있다. 다이오드(DP)는, 노드(N)와 출력단자 사이에 연결될 수 있다. 커패시터(CP)는 출력단자에 병렬로 연결될 수 있다.

전원스위칭트랜지스터(TP)가 온되면, 입력단자로부터 흐르는 전류를 저장하게 된다. 그 후에, 전원스위칭트랜지스터(TP)가 오프되면, 인덕터(L)에 저장된 전류가 다이오드(DP)를 통해 방출된다. 이에 따라, 출력단자의 전압(Vout)이 상승하여, 출력전압(Vout)이 입력전압(Vin)보다 높은 전압으로 승압된다. 커패시터(CP)는 승압된 출력전압(Vout)을 저장하게 된다. 이와 같이, 전압변환회로(310)는, 전원스위칭트랜지스터(TP)의 스위칭동작을 통해, 입력전압(Vin)을 승압하여 출력전압(Vout)을 생성하게 된다.

피드백회로(330)는 출력단자에 병렬로 연결되어, 출력전압(Vout)을 분압한 피드백전압(VF)을 검출하게 된다. 이와 같이 검출된 피드백전압(VF)는 제어회로(320)에 전달된다. 피드백회로(330)는, 직렬연결된 제 1 및 2 저항(R1, R2)을 포함하는 분압저항회로로 구성될 수 있다. 이와 같은 경우에, 제 1 및 2 저항 사이의 노드를 통해, 피드백전압(VF)가 검출된다.

제어회로(320)는, 전원스위칭트랜지스터(TP)의 온/오프 스위칭동작을 제어하는 스위칭신호인 스위칭펄스를 생성하게 된다. 이와 같은 스위칭펄스는, 저부하, 중부하, 고부하에 따라, 상이한 방식으로 출력된다. 이를 위해, 제어회로(320)는, PFM제어부(321)와 PWM제어부(322)와, 제 1 및 2 선택스위치(SS1, SS2)를 포함한다.

PFM제어부(321)는, PFM오차증폭기(OPF)와 PFM스위칭제어부(SWF)를 포함한다.

PFM오차증폭기(OPF)는, PFM기준전압(VFref)과 피드백전압(VF)를 입력받아, 이들 전압들의 전압차를 증폭하여 출력하게 된다. 예를 들면, PFM기준전압(VFref)과 피드백전압(VF)은 각각, PFM오차증폭기(OPF)의 비반전단자(non-inverting terminal)과 반전단자(inverting terminal)에 입력될 수 있다.

PFM스위칭제어부(SWF)는, PFM오차증폭기(OPF)로부터 출력된 결과에 응답하여, PFM스위칭펄스(PF)를 출력하게 된다. 즉, PFM기준전압(VFref)과 피드백전압(VF)의 전압차에 따라, PFM스위칭펄스(PF)의 주파수가 변하게 된다. 예를 들면, PFM기준전압(VFref)이 피드백전압(VF)보다 큰 경우에, PFM기준전압(VFref)과 피드백전압(VF)의 전압차가 증가함에 따라, PFM스위칭펄스(PF)의 주파수가 높아지게 된다. 한편, PFM기준전압(VFref)이 피드백전압(VF)과 같거나 작은 경우에는, PFM스위칭제어부(SWF)의 동작은 멈추게 되고, 이에 따라 PFM스위칭펄스(PF)는 출력되지 않을 수 있다.

본발명의 실시예에서는, PFM스위칭펄스(PF)는, 저부하와 중부하에서 사용된다. 예를 들면, 저부하에서는, 출력된 PFM스위칭펄스(PF)에 의해 전원스위칭트랜지스터(TP)가 스위칭동작을 하게 된다. 한편, 중부하에서는, 출력된 PFM스위칭펄스(PF)는 PWM제어부(322)에 전달되어 사용되는데, 이에 대해서는 이하에서 보다 상세하게 설명한다.

PWM제어부(322)는, PWM오차증폭기(OPW)와, PWM스위칭제어부(SWW)와, 램프파발생기(323)와, 펄스파발생기(324)를 포함한다.

PWM오차증폭기(OPW)는, PWM기준전압(VWref)과 피드백전압(VF)을 입력받아, 이들 전압들의 전압차를 증폭하여 출력하게 된다. 예를 들면, PWM기준전압(VWref)과 피드백전압(VF)은 각각, PWM오차증폭기(OPW)의 비반전단자(non-inverting terminal)과 반전단자(inverting terminal)에 입력될 수 있다.

펄스발생기(324)는, 고정된 주파수를 갖는 PWM구동펄스를 생성하게 된다. 이와 같은 PWM구동펄스는, DC-DC 컨버터(300)를 PWM모드로 구동하기 위한 기준신호에 해당된다.

램프파발생기(323)는, 입력되는 신호에 응답하여 램프파를 발생하게 된다. 램프파는, 톱니형상 또는 삼각형상을 갖게 되므로, 톱니파 또는 삼각파로 불리기도 한다.

본발명의 실시예에서는, 램프파발생기(323)는, PWM구동펄스와 PFM 스위칭펄스(PF)를 구동모드에 따라 선택적으로 인가받게 된다. 예를 들면, 중부하인 경우에, PFWM모드 구동을 위해, PFM스위칭펄스(PF)를 인가받게 된다. 그리고, 고부하인 경우에, PWM모드 구동을 위해, PWM구동펄스를 인가받게 된다. 한편, 저부하인 경우에는, PFM모드로 구동되는 바, PFM스위칭펄스(PF) 또는 PWM구동펄스를 인가받을 수 있다.

이와 같이 램프파발생기(322)에 선택적으로 신호를 인가하기 위해, 제 1 선택스위치(SS1)가 사용될 수 있다. 예를 들면, PFWM모드 구동시에는, 제 1 선택스위치(SS1)가, 램프파발생기(323)와 PFM제어부(321)를 연결하여, PFM스위칭펄스(PF)가 입력되도록 한다. 그리고, PWM모드 구동시에는, 제 1 선택스위치(SS1)가, 램프파발생기(323)와 펄스발생기(324)를 연결하여, PWM구동펄스가 입력되도록 한다.

만약, 램프파발생기(323)가 PWM구동펄스를 인가받게 되면, PWM구동펄스에 동기된 램프파를 생성하게 된다. 한편, 램프파발생기(323)가 PFM스위칭펄스(PF)를 인가받게 되면, PFM스위칭펄스(PF)에 동기된 램프파를 생성하게 된다. 여기서, PWM구동펄스는 고정된 주파수를 갖게 되는 바, PWM구동펄스를 인가받는 경우에는, 고정된 주파수의 램프파가 생성된다. 한편, PFM스위칭펄스(PF)는 주파수가 가변될 수 있으므로, PFM스위칭펄스(PF)를 인가받는 경우에는, 주파수 변화에 따라 램프파 또한 주파수가 변화될 수 있다. 이처럼, 램프파발생기(323)는, 구동모드에 따라 다른 형태의 램프파를 발생시킬 수 있다.

PWM스위칭제어부(SWW)는, PWM오차증폭기(OPW)로부터 출력된 전압과 램프파를 비교하여, 비교결과에 따른 스위칭펄스를 출력하게 된다. 예를 들면, 출력된 전압 과 램프파를 비교하여, 램프파가 출력된 전압의 파형보다 높은 영역에서 전원스위칭트랜지스터(TP)를 턴온시키게 될 수 있다. 이와 같은 파형비교를 통해, PWM스위칭제어부(SWW)는 출력되는 스위칭펄스의 펄스폭을 변화시킬 수 있게 된다. 이와 관련하여, 출력되는 스위칭펄스의 펄스폭은, PWM기준전압(VWref)과 피드백전압(VF)의 전압차가 증가함에 따라, 증가하게 된다. 여기서, 전압차의 증가방향은, PWM기준전압(VWref)을 기준으로 피드백전압(VF)이 감소하는 방향이다.

위와 같은 동작을 하는 PWM스위칭제어부(SWW)는, 비교기(OPC)를 포함한다. 예를 들면, PWM오차증폭기(OPW)로부터 출력된 전압과 램프파는 각각, 비교기(OPC)의 반전단자와 비반전단자에 각각 입력된다. 이에 따라, 비교기(OPC)는, 입력된 전압들을 비교하여, 스위칭펄스를 출력하게 된다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 구동모드에 따라 램프파는 변화하게 되므로, PWM스위칭제어부(SWW)를 통해 출력되는 스위칭펄스 또한 변화하게 된다. 예를 들면, PWM모드 구동시에는, PWM구동펄스에 동기된 램프파가 PWM스위칭제어부(SWW)에 입력된다. 이에 따라, 출력되는 스위칭펄스로서, 주파수는 고정되며 펄스폭이 변화될 수 있는 PWM스위칭펄스(PW)가 출력된다.

한편, PFWM모드 구동시에는, PFM스위칭펄스(PF)에 동기된 램프파가 PWM스위칭제어부(SWW)에 입력된다. 이에 따라, 출력되는 스위칭펄스로서, 주파수와 펄스폭이 모두 변화될 수 있는 PFWM스위칭펄스(PFW)가 출력된다.

제 2 선택스위치(SS2)는, PFM제어부(321)와 PWM제어부(322)를 통해 출력되는 스위칭펄스를 선택적으로 스위칭하여 전원스위칭트랜지스터(TP)에 전달하게 된다. 예를 들면, PFM모드 구동시에는, 제 2 선택스위치(SS2)는 PFM제어부(321)와 전원스위칭트랜지스터(TP)를 연결하게 된다. 이에 따라, PFM모드 구동을 통해 생성된 PFM스위칭펄스(PF)가 전원스위칭트랜지스터(TP)에 공급되어, 전원스위칭트랜지스터(TP)는 PFM스위칭펄스(PF)에 따라 스위칭동작을 하게 된다.

한편, PFWM모드와 PWM모드로 구동시에는, 제 2 선택스위치(SS2)는 PWM제어부(321)와 전원스위칭트랜지스터(TP)를 연결하게 된다. 여기서, PFWM모드 구동시에는, PFWM모드 구동을 통해 생성된 PFWM스위칭펄스(PFW)가 전원스위칭트랜지스터(TP)에 공급되어, 전원스위칭트랜지스터(TP)는 PFWM스위칭펄스(PFW)에 따라 스위칭동작을 하게 된다. 그리고, PWM모드 구동시에는, PWM모드 구동을 통해 생성된 PWM스위칭펄스(PW)가 전원스위칭트랜지스터(TP)에 공급되어, 전원스위칭트랜지스터(TP)는 PWM스위칭펄스(PW)에 따라 스위칭동작을 하게 된다.

이하, 본발명의 실시예에 따른, DC-DC 컨버터의 구동방법을 설명한다.

먼저, 저부하인 경우에, DC-DC 컨버터(300)는 PFM모드로 구동된다. 이를 위해, 제 2 선택스위치(SS2)는 PFM스위칭제어부(SWF)와 전원스위칭트랜지스터(PT)를 연결하도록 스위칭된다.

한편, 제 1 선택스위치(SS1)는 펄스발생부(324)와 램프파발생부(323)를 연결하도록 스위칭된다. 물론, 제 1 선택스위치(SS1)는 PFM스위칭제어부(SWF)와 램프파발생부(323)를 연결하도록 스위칭될 수도 있다. 이에 따라, PFM스위칭제어부(SWF)에서 생성된 PFM스위칭펄스(PF)는 전원스위칭트랜지스터(TP)에 입력되어, 스위칭동작을 제어하게 된다.

다음으로, 고부하인 경우에, DC-DC 컨버터(300)는 PWM모드로 구동된다. 이를 위해, 제 2 선택스위치(SS2)는 PWM스위칭제어부(SWW)와 전원스위칭트랜지스터(TP)를 연결하도록 스위칭된다.

한편, 제 1 선택스위치(SS1)는 펄스발생부(324)와 램프파발생부(323)를 연결하도록 스위칭된다. 이에 따라, PWM스위칭제어부(SWW)는, PWM구동펄스의 주파수에 동기된 PWM스위칭펄스(PW)를 생성하게 된다. 이와 같이 생성된 PWM스위칭펄스(PW)는 전원스위칭트랜지스터(TP)에 입력되어, 스위칭동작을 제어하게 된다.

다음으로, 중부하인 경우에, DC-DC 컨버터(300)는 PFWM모드로 구동된다. 이를 위해, 제 2 선택스위치(SS2)는 PWM스위칭제어부(SWW)와 전원스위칭트랜지스터(TP)를 연결하도록 스위칭된다.

한편, 제 1 선택스위치(SS1)는 PFM스위칭제어부(SWF)와 램프파발생부(323)를 연결하도록 스위칭된다. 이에 따라, PWM스위칭제어부(SWW)는, PFM스위칭펄스의 주파수에 동기된 PFWM스위칭펄스(PFW)를 생성하게 된다. 이와 같이 생성된 PFWM스위칭펄스(PFW)는 전원스위칭트랜지스터(TP)에 입력되어, 스위칭동작을 제어하게 된다.

전술한 바와 같이, 본발명의 실시예에서는, DC-DC 컨버터를, 저부하시에 PFM모드로 구동하고 고부하시에 PWM모드로 구동한다. 이에 따라, 저부하와 고부하에서 고효율로 구동할 수 있다.

더욱이, 중부하시에는, PFWM모드로 구동된다. PFWM모드 구동시에는, PFM스위 칭펄스에 동기되어 주파수가 가변될 수 있으며 펄스폭이 가변될 수 있는 PFWM스위칭펄스를 생성하여 전원스위칭트랜지스터를 스위칭하게 된다. 이에 따라, 중부하시에, 종래의 PWM모드, PFM모드, 또는 PFM/PWM모드로 구동하는 경우에 비해, 스위칭동작에 따른 전력손실을 감소시킬 수 있게 된다. 따라서, 중부하에서도 고효율로 구동할 수 있게 된다.

한편, 본발명의 실시예에서 언급된 저부하, 중부하, 고부하라는 용어는, 부하의 크기에 대한 고정된 개념이라기 보다는, 부하의 크기에 대한 상대적인 개념임은 당업자에게 있어 자명하다.

전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.

도 1은 종래의 DC-DC 컨버터를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 종래의 PFM/PWM DC-DC컨버터를 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 본발명의 실시예에 따른 유기전계발광표시장치를 개략적으로 도시한 도면.

도 4는 도 2의 유기전계발광패널의 화소를 도시한 도면.

도 5는 도 3의 전원회로를 도시한 도면.

도 6은 도 5의 제어회로를 도시한 도면.

도 7은 도 6의 PWM스위칭제어부의 비교기를 도시한 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

321 : PFM제어부 322 : PWM제어부

323 : 램프파발생기 324 : 펄스발생기

OPF : PFM오차증폭기 OPW : PWM오차증폭기

SWF : PWM스위칭제어부 SWW : PWM스위칭제어부

SS1 : 제 1 선택스위치 SS2 : 제 2 선택스위치

Claims

유기전계발광패널을 포함하는 부하와;

입력전압을 변환하여 상기 부하에 출력전압을 공급하는 전원회로를 포함하고,

상기 전원회로는,

상기 입력전압을 입력받는 입력단자와;

상기 출력전압을 출력하는 출력단자와;

전원스위칭트랜지스터를 포함하고, 상기 입력전압을 상기 출력전압으로 변환하는 전압변환회로와;

PFM스위칭펄스를 출력하는 PFM스위칭제어부와;

PWM구동펄스의 주파수에 동기된 PWM스위칭펄스와, 상기 PFM스위칭펄스의 주파수에 동기되며 펄스폭이 가변되는 PFWM스위칭펄스를 선택적으로 출력하는 PWM스위칭제어부를 포함하고,

상기 PFM스위칭펄스와 PFWM스위칭펄스와 PWM스위칭펄스는 각각, 상기 부하의 크기가 저(low), 중(middle), 고(high)인 경우에, 상기 전원스위칭트랜지스터에 공급되는

유기전계발광표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전압변환회로는,

상기 전원스위칭트랜지스터가 연결되는 노드와 상기 입력단자 사이에 위치하는 인덕터와;

상기 노드와 상기 출력단자 사이에 위치하는 다이오드와;

상기 출력단자에 병렬로 연결된 커패시터를 더욱 포함하는

유기전계발광표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전원회로는,

상기 출력전압에 대한 피드백전압과 PFM기준전압을 비교하여 상기 PFM스위칭제어부에 출력하는 PFM오차증폭기와;

상기 피드백전압과 PWM기준전압을 비교하여 상기 PWM스위칭제어부에 출력하는 PWM오차증폭기와;

입력된 펄스의 주파수에 동기된 램프파를 상기 PWM스위칭제어부에 출력하는 램프파발생기와;

상기 PWM구동펄스를 생성하는 펄스발생기와;

상기 펄스발생기와 상기 PFM스위칭제어부를 상기 램프발생기에 선택적으로 연결하는 제 1 선택스위치와;

상기 PWM스위칭제어부와 상기 PFM스위칭제어부를 상기 전원스위칭트랜지스터에 선택적으로 연결하는 제 2 선택스위치를 더욱 포함하는

유기전계발광표시장치.
제 3 항에 있어서,

상기 전원회로는, 상기 출력단자에 병렬로 연결되어 상기 출력전압을 분압한 상기 피드백전압을 검출하는 피드백회로를 더욱 포함하는

유기전계발광표시장치.
PFM스위칭제어부에서 PFM스위칭펄스를 생성하는 단계와;

PWM스위칭제어부에서 PWM구동펄스의 주파수에 동기된 PWM스위칭펄스를 생성하는 단계와;

PWM스위칭제어부에서 상기 PFM스위칭펄스의 주파수에 동기되며 펄스폭이 가변되는 PFWM스위칭펄스를 생성하는 단계와;

부하의 크기가 저(low), 중(middle), 고(high) 각각인 경우에, 상기 생성된 PFM스위칭펄스와 PFWM스위칭펄스와 PWM스위칭펄스를 사용하여 전원스위칭트랜지스터를 스위칭하는 단계와;

상기 전원스위칭트랜지스터의 스위칭을 통해, 전원회로에 입력된 입력전압을 출력전압으로 변환하는 단계와;

상기 출력전압을 사용하여 상기 부하의 유기전계발광패널을 구동하는 단계

를 포함하는 유기전계발광표시장치 구동방법.
제 5 항에 있어서,

상기 출력전압은, 상기 입력전압을 승압한 전압인

유기전계발광표시장치 구동방법.
제 5 항에 있어서,

상기 출력전압에 대한 피드백전압과 PFM기준전압을 비교하여 상기 PFM스위칭제어부에 출력하는 단계와;

상기 피드백전압과 PWM기준전압을 비교하여 상기 PWM스위칭제어부에 출력하는 단계와;

상기 중부하와 고부하 각각에서, PFM스위칭펄스와 PWM구동펄스를 램프파발생기에 입력하는 단계와;

상기 램프파발생기에 입력된 펄스의 주파수에 동기된 램프파를 상기 PWM스위칭제어부에 출력하는 단계

를 더욱 포함하는 유기전계발광표시장치 구동방법.
제 7 항에 있어서,

상기 피드백전압은, 상기 출력전압을 분압한 전압인

유기전계발광표시장치 구동방법.