KR20110138722A - 유기발광 표시장치 및 이를 위한 전원 장치 - Google Patents

유기발광 표시장치 및 이를 위한 전원 장치 Download PDF

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Abstract

유기발광 표시장치는 복수의 화소를 포함하는 표시부, 및 출력이 절연된 출력단 및 기준단을 포함하고, 상기 기준단에 제2 전원 전압을 공급하는 바이어스 회로를 포함하며, 입력 전압을 전달받아 제1 전원 전압을 생성하는 전원 공급부를 포함하고, 상기 제1 전원 전압 및 상기 제2 전원 전압은 상기 복수의 화소를 구동시키기 위한 전압이고, 상기 바이어스 회로는 접지를 기준으로 상기 제2 전원 전압을 상기 기준단 및 상기 복수의 화소로 공급하며, 상기 복수의 화소에 흐르는 전류는 상기 기준단으로 흐른다. 유기발광 표시장치에서 EL을 위한 전원 장치로 하나의 전원을 사용할 수 있고, 이에 따라 유기발광 표시장치의 가격을 절감할 수 있으며 전력 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

유기발광 표시장치 및 이를 위한 전원 장치{Organic light emitting display and power supply for the same}
본 발명은 유기발광 표시장치 및 이를 위한 전원 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 EL(Electroluminescence)을 위한 전원을 공급하는 장치 및 이를 포함하는 유기발광 표시장치에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel) 및 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display) 등이 있다.
평판 표시장치 중 유기발광 표시장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode)를 이용하여 영상을 표시하는 것으로서, 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비전력으로 구동되고 발광효율, 휘도 및 시야각이 뛰어난 장점이 있어 주목받고 있다.
통상적으로, 유기발광 표시장치(OLED)는 유기발광 다이오드를 구동하는 방식에 따라 패시브 매트릭스형 OLED(PMOLED)와 액티브 매트릭스형 OLED(AMOLED)로 분류된다.
이 중 해상도, 콘트라스트, 동작속도의 관점에서 단위 화소마다 선택하여 점등하는 AMOLED가 주류가 되고 있다.
AMOLED의 전원에는 EL(Electro Luminescence)을 위해 공급되는 전원, 로직 및 시스템에 사용되는 전원 등 다양한 전원이 필요하다. 이 중에서 EL을 위해 공급되는 전원의 용량이 가장 크다. 특히, 대형의 AMOLED를 채용하는 TV에서는 빛 에너지를 생성하기 위한 대용량의 EL 전원이 필요하다.
도 1은 종래 유기발광 표시장치를 위한 EL 전원 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 종래 유기발광 표시장치를 위한 EL 전원 장치는 +ELVDD 전원 회로(10) 및 -ELVSS 전원 회로(20)를 포함한다.
+ELVDD 전원 회로(10)는 유기발광 표시장치의 화소(PX)에 공급되는 ELVDD 전원의 +ELVDD 전압을 생성한다. -ELVSS 전원 회로(20)는 유기발광 표시장치의 화소(PX)에 공급되는 ELVSS 전원의 -ELVSS 전압을 생성한다.
외부 전원 장치의 DC 전원이 +ELVDD 전원 회로(10) 및 -ELVSS 전원 회로(20)의 입력 전압(+Vin)으로 인가된다. +ELVDD 전원 회로(10) 및 -ELVSS 전원 회로(20)의 입력 전압(+Vin)에서 흐르는 전류는 각 +ELVDD 전원 회로(10) 및 -ELVSS 전원 회로(20)를 거쳐 접지된다.
+ELVDD 전원 회로(10)는 입력 전압(+Vin)에서 흐르는 전류에서 접지(GND)를 기준으로 +ELVDD 전압을 생성한다. -ELVSS 전원 회로(20)는 입력 전압(+Vin)에서 흐르는 전류에서 접지(GND)를 기준으로 -ELVSS 전압을 생성한다. +ELVDD 전원 회로(10) 및 -ELVSS 전원 회로(20)는 트랜스 등을 이용하여 +ELVDD 전압 및 -ELVSS 전압을 생성할 수 있다.
+ELVDD 전원 회로(10) 및 -ELVSS 전원 회로(20)에서 생성된 +ELVDD 전압 및 -ELVSS 전압은 유기발광 표시장치에 포함되는 복수의 화소(PX)의 전계발광을 위해 사용된다.
-ELVSS 전원 회로(20)는 +ELVDD 전원 회로(10)에 비하여 변환 효율이 낮은데, +ELVDD 전원 회로(10) 및 -ELVSS 전원 회로(20)를 별도로 사용하는 것은 유기발광 표시장치의 가격 상승의 원인이 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 EL을 위한 전원 장치를 간단하게 하고 전력 효율을 높일 수 있는 유기발광 표시장치 및 이를 위한 전원 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 복수의 화소를 포함하는 표시부, 및 출력이 절연된 출력단 및 기준단을 포함하고, 상기 기준단에 제2 전원 전압을 공급하는 바이어스 회로를 포함하며, 입력 전압을 전달받아 제1 전원 전압을 생성하는 전원 공급부를 포함하고, 상기 제1 전원 전압 및 상기 제2 전원 전압은 상기 복수의 화소를 구동시키기 위한 전압이고, 상기 바이어스 회로는 접지를 기준으로 상기 제2 전원 전압을 상기 기준단 및 상기 복수의 화소로 공급하며, 상기 복수의 화소에 흐르는 전류는 상기 기준단으로 흐른다.
상기 제1 전원 전압은 유기발광 다이오드를 구동시키기 위한 ELVDD 전압이고, 상기 제2 전원 전압은 유기발광 다이오드를 구동시키기 위한 ELVSS 전압일 수 있다.
상기 출력단의 출력 전압은 상기 ELVDD 전압 및 상기 ELVSS의 합일 수 있다.
상기 제2 전원 전압은 접지보다 낮은 전압일 수 있다.
상기 복수의 화소는 유기발광 다이오드, 상기 제1 전원 전압이 전달되는 ELVDD 전극으로부터 상기 유기발광 다이오드로 흐르는 전류량을 제어하는 구동 트랜지스터, 및 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극으로 데이터 신호를 인가시키는 스위칭 트랜지스터를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 전계발광을 위해 ELVDD 전압 및 ELVSS 전압을 공급하는 전원 장치는 입력 전압을 전달받아 생성되는 제1 전원 전압을 생성하고, 출력이 절연된 출력단 및 기준단을 포함하는 전원 회로, 및 상기 기준단에 제2 전원 전압을 공급하는 바이어스 회로를 포함한다.
상기 출력단은 상기 유기발광 표시장치의 ELVDD 전원에 연결되고, 상기 기준단은 상기 유기발광 표시장치의 ELVSS 전원에 연결된다.
상기 제1 전원 전압은 유기발광 다이오드를 구동시키기 위한 ELVDD 전압이고, 상기 제2 전원 전압은 유기발광 다이오드를 구동시키기 위한 ELVSS 전압일 수 있다.
상기 출력단의 출력 전압은 상기 ELVDD 전압 및 상기 ELVSS의 합일 수 있다.
상기 제2 전원 전압은 접지보다 낮은 전압일 수 있다.
유기발광 표시장치에서 EL을 위한 전원 장치로 하나의 전원을 사용할 수 있고, 이에 따라 유기발광 표시장치의 가격을 절감할 수 있으며 전력 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 유기발광 표시장치를 위한 EL 전원 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 화소 및 이에 전원을 공급하는 전원 장치를 나타내는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 화소 및 이에 전원을 공급하는 전원 장치를 나타내는 회로도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 유기발광 표시장치는 신호 제어부(100), 주사 구동부(200), 데이터 구동부(300), 표시부(400) 및 전원 공급부(500)를 포함한다.
신호 제어부(100)는 외부 장치로부터 입력되는 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들어 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26)개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.
신호 제어부(100)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 표시부(400) 및 데이터 구동부(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 주사 제어신호(CONT1), 데이터 제어신호(CONT2), 영상 데이터 신호(DAT)를 생성한다. 신호 제어부(100)는 주사 제어신호(CONT1)를 주사 구동부(200)에 전달한다. 신호 제어부(100)는 데이터 제어신호(CONT2) 및 영상 데이터 신호(DAT)를 데이터 구동부(300)에 전달한다.
표시부(400)는 복수의 주사선(S1~Sn), 복수의 데이터선(D1~Dm) 및 복수의 신호선(S1~Sn, D1~Dm)에 연결되어 대략 행렬의 형태로 배열되는 복수의 화소(PX)를 포함한다. 주사선(S1~Sn)은 대략 행 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1~Dm)은 대략 열 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행하다.
주사 구동부(200)는 복수의 주사선(S1~Sn)에 연결되고, 주사 제어신호(CONT1)에 따라 스위칭 트랜지스터(도3의 M1)를 턴-온(turn on)시키는 게이트 온 전압(Von)과 턴-오프(turn off)시키는 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 주사신호를 복수의 주사선(S1~Sn)에 인가한다.
데이터 구동부(300)는 복수의 데이터선(D1~Dm)에 연결되고, 영상 데이터 신호(DAT)에 따른 계조 전압을 선택한다. 데이터 구동부(300)는 데이터 제어신호(CONT2)에 따라 선택한 계조 전압을 데이터 신호로서 복수의 데이터선(D1~Dm)에 인가한다.
전원 공급부(500)는 표시부(400)의 각 화소(PX)의 유기발광 다이오드(OLED)를 발광시키기 위한 +ELVDD 전압 및 -ELVSS 전압을 공급한다. 전원 공급부(500)는 입력 전압으로부터 생성되는 출력이 플로팅되는 전원 회로를 이용하여 높은 레벨의 출력 전압을 +ELVDD 전압으로 공급하고 낮은 레벨의 출력 전압을 -ELVSS 전압으로 공급한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 화소 및 이에 전원을 공급하는 전원 장치를 나타내는 회로도이다.
도 3을 참조하면, 유기발광 표시장치의 화소(PX)는 유기발광 다이오드(OLED) 및 유기발광 다이오드(OLED)를 제어하기 위한 화소 회로를 포함한다. 화소 회로는 스위칭 트랜지스터(M1), 구동 트랜지스터(M2) 및 유지 커패시터(Cst)를 포함한다.
스위칭 트랜지스터(M1)는 주사선(Si)에 연결되는 게이트 전극, 데이터선(Dj)에 연결되는 일단 및 구동 트랜지스터(M2)의 게이트 전극에 연결되는 타단을 포함한다. 스위칭 트랜지스터(M1)는 주사신호에 따라 구동 트랜지스터(M2)의 게이트 전극으로 데이터 신호를 인가시킨다.
구동 트랜지스터(M2)는 스위칭 트랜지스터(M1)의 타단에 연결되는 게이트 전극, ELVDD 전원에 연결되는 일단 및 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극에 연결되는 타단을 포함한다.
유지 커패시터(Cst)는 스위칭 트랜지스터(M2)의 타단에 연결되는 일단 및 ELVDD 전원에 연결되는 타단을 포함한다.
유기발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(M2)의 타단에 연결되는 애노드 전극 및 ELVSS 전원에 연결되는 캐소드 전극을 포함한다.
주사선(Si)으로 게이트 온 전압(Von)이 인가되면 스위칭 트랜지스터(M1)는 턴-온되고, 데이터선(Dj)으로 인가되는 데이터 신호는 턴-온된 스위칭 트랜지스터(M1)를 통해 유지 커패시터(Cst)의 일단으로 인가되어 유지 커패시터(Cst)를 충전시킨다. 구동 트랜지스터(M2)는 유지 커패시터(Cst)에 충전된 전압값에 대응하여 ELVDD 전원으로부터 유기발광 다이오드(OLED)로 흐르는 전류량을 제어한다.
유기발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(M2)를 통하여 흐르는 전류량에 대응하는 빛을 생성한다.
유기발광 다이오드(OLED)는 기본색(primary color) 중 하나의 빛을 낼 수 있다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색의 삼원색을 들 수 있으며, 이들 삼원색의 공간적 합 또는 시간적 합으로 원하는 색상을 표시한다. 이 경우에 일부 유기발광 다이오드(OLED)는 백색의 빛을 낼 수 있으며 이렇게 하면 휘도가 높아진다. 이와는 달리, 모든 화소(PX)의 유기발광 다이오드(OLED)가 백색의 빛을 낼 수 있으며, 일부 화소(PX)는 유기발광 다이오드(OLED)에서 나오는 백색광을 기본색광 중 어느 하나로 바꿔주는 색필터(미도시)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 일 실시예에 따른 전원 공급부(500)는 제1 전원 회로(510) 및 바이어스 회로(520)를 포함한다.
제1 전원 회로(510)는 입력 전압(Vin)을 이용하여 출력 전압(+V)을 생성한다. 이 때, 제1 전원 회로(510)는 출력단(+)과 기준단(-)을 포함하고, 출력단(+)을 통해 제1 전원 전압을 표시부에 공급한다. 출력단(+) 및 기준단(-)은 제1 전원 회로(510)의 입력단(+Vin)에 대해서 플로팅 되어 있다.
제1 전원 회로(510)는 기준단(-)에 입력되는 전위에 대해서 소정 전압 이상 높은 출력 전압을 생성한다. 제1 전원 회로(510)는 출력 전압(+V)이 제1 전원 전압(+ELVDD)이 되도록 동작한다. 즉, 기준단(-)의 전위가 어떤 값을 가지더라도 출력 전압을 제1 전원 전압으로 유지한다.
바이어스 회로(520)는 제1 전원 회로(510)의 기준단(-)에 연결되어 있고, 접지를 기준으로 소정의 바이어스 전압(Vb)을 출력하는 회로이다. 바이어스 회로(520)로 일반적으로 잘 알려진 고정 바이어스 회로, 전류 귀환 바이어스 회로 등이 사용될 수 있다. 바이어스 회로(520)는 접지보다 낮은 전압을 바이어스 전압(Vb)으로 출력하고, 본 발명의 실시 예에서는 그 레벨이 -ELVSS 즉, 제2 전원 전압 레벨이다.
그러면, 제1 전원 회로(510)의 기준단(-)을 통해 공급되는 기준 전위는 제2 전원 전압 레벨로서, 제1 전원 회로(510)는 입력 전압(Vin)을 이용해 ELVDD+ELVSS에 해당하는 출력 전압을 생성하고, 출력단(+)를 통해 출력되는 출력 전압(+V)은 기준단(-)의 기준 전위에 대해서 ELVDD+ELVSS만큼 높은 전압 즉, 제1 전원 전압 레벨이 된다.
제1 전원 회로(510)의 출력단(+) 및 기준단(-)은 입력단(+Vin)에 대해서 플로팅 되어 있고, 바이어스 회로(520)로는 전류가 흐르지 않는다. 바이어스 회로(520)의 출력 전압은 음의 전압이므로, 접지로 흐르는 전류 경로는 형성되지 않는다. 즉 복수의 화소 각각에 흐르는 전류는 기준단(-)으로 흐른다.
제1 전원 회로(510)의 제1 출력 전압(+V)은 유기발광 다이오드(OLED)의 발광을 위한 ELVDD 전원의 +ELVDD 전압으로 공급된다. 그리고 기준단(-)의 제2 전원 전압은 바이어스 회로(520)의 바이어스 전압(Vb)에 의해 그라운드(GND)에 대해 일정한 전위를 가지며, 유기발광 다이오드(OLED)의 발광을 위한 ELVSS 전원의 -ELVSS 전압으로 공급된다.
바이어스 회로(520)는 -ELVSS 전원 회로에 비해 간단하므로 유기발광 표시장치의 구성을 간단하게 하고 가격을 절감할 수 있다. 그리고 바이어스 회로(520)의 출력 용량은 매우 작아도 되므로 전력 효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 구동 장치(100, 200, 300, 500) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 표시부(400) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film) 위에 장착되거나 TCP(tape carrier package)의 형태로 표시부(400)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board) 위에 장착되거나, 또는 신호선(S1~Sn, D1~Dm)과 함께 표시부(400)에 집적될 수 있다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 신호 제어부
200 : 주사 구동부
300 : 데이터 구동부
400 : 표시부
500 : 전원 공급부
510 : 제1 전원 회로
520 : 바이어스 회로

Claims (10)

  1. 복수의 화소를 포함하는 표시부; 및
    출력이 절연된 출력단 및 기준단을 포함하고, 상기 기준단에 제2 전원 전압을 공급하는 바이어스 회로를 포함하며, 입력 전압을 전달받아 제1 전원 전압을 생성하는 전원 공급부를 포함하고,
    상기 제1 전원 전압 및 상기 제2 전원 전압은 상기 복수의 화소를 구동시키기 위한 전압이고, 상기 바이어스 회로는 접지를 기준으로 상기 제2 전원 전압을 상기 기준단 및 상기 복수의 화소로 공급하며, 상기 복수의 화소에 흐르는 전류는 상기 기준단으로 흐르는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전원 전압은 유기발광 다이오드를 구동시키기 위한 ELVDD 전압이고, 상기 제2 전원 전압은 유기발광 다이오드를 구동시키기 위한 ELVSS 전압인 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 출력단의 출력 전압은 상기 ELVDD 전압 및 상기 ELVSS의 합인 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 전원 전압은 접지보다 낮은 전압인 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 복수의 화소는
    유기발광 다이오드;
    상기 제1 전원 전압이 전달되는 ELVDD 전극으로부터 상기 유기발광 다이오드로 흐르는 전류량을 제어하는 구동 트랜지스터; 및
    상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극으로 데이터 신호를 인가시키는 스위칭 트랜지스터를 포함하는 유기발광 표시장치.
  6. 유기발광 표시장치의 전계발광을 위해 ELVDD 전압 및 ELVSS 전압을 공급하는 전원 장치에 있어서,
    입력 전압을 전달받아 생성되는 제1 전원 전압을 생성하고, 출력이 절연된 출력단 및 기준단을 포함하는 전원 회로; 및
    상기 기준단에 제2 전원 전압을 공급하는 바이어스 회로를 포함하는 유기발광 표시장치를 위한 전원 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 출력단은 상기 유기발광 표시장치의 ELVDD 전원에 연결되고, 상기 기준단은 상기 유기발광 표시장치의 ELVSS 전원에 연결되는 유기발광 표시장치를 위한 전원 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 전원 전압은 유기발광 다이오드를 구동시키기 위한 ELVDD 전압이고, 상기 제2 전원 전압은 유기발광 다이오드를 구동시키기 위한 ELVSS 전압인 유기발광 표시장치를 위한 전원 장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 출력단의 출력 전압은 상기 ELVDD 전압 및 상기 ELVSS의 합인 유기발광 표시장치를 위한 전원 장치.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 전원 전압은 접지보다 낮은 전압인 유기발광 표시장치를 위한 전원 장치.
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