KR20190081713A - 발광 표시장치 및 그의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 고전위 전압의 전류에 따라 고전위 전압 공급회로의 파워 효율을 최적화할 수 있는 발광 표시장치와 그의 구동방법에 관한 것이다. 본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시장치는 고전위 전압 라인과 저전위 전압 라인 사이에 접속된 발광 소자를 각각 갖는 화소들을 포함하는 표시패널, 입력되는 디지털 비디오 데이터를 분석하여 고전위 전압의 전류량을 산출하고 고전위 전압의 전류량에 따라 파라미터 신호를 출력하는 타이밍 제어부, 및 파라미터 신호에 기초하여 고전위 전압을 생성하여 고전위 전압 라인으로 출력하는 전압 공급부를 구비한다.

Description

발광 표시장치 및 그의 구동방법{LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 명세서는 발광 표시장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 표시장치로는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 발광 표시장치(LED: Light Emitting Display)와 같은 여러가지 표시장치가 활용되고 있다. 이들 중에서 발광 표시장치는 발광 소자(light emitting element)로서 유기발광 다이오드(organic light emitting diode)를 이용하는 유기발광 표시장치, 발광 소자로서 마이크로 발광 다이오드(micro light emitting diode)를 이용하는 마이크로 발광 다이오드 표시장치 등으로 구분될 수 있다.
발광 표시장치는 데이터 라인들, 스캔 라인들, 데이터 라인들과 스캔 라인들의 교차부들에 형성된 화소들을 구비하는 표시패널, 스캔 라인들에 스캔 신호들을 공급하는 스캔 구동부, 데이터 라인들에 데이터전압들을 공급하는 데이터 구동부, 및 직류 고전위 전압을 공급하는 전원 공급회로를 포함한다. 화소들 각각은 직류 고전위 전압으로부터 발광 소자로 흐르는 전류량을 제어함으로써 계조를 표시한다.
표시패널이 표시하는 영상에 따라 필요한 고전위 전압의 전류, 즉 로드(load)가 달라질 수 있다. 예를 들어, 표시패널이 높은 휘도의 영상을 표시하는 경우 낮은 휘도의 영상을 표시하는 경우보다 고전위 전압의 전류는 높아진다.
하지만, 고전위 전압의 전류에 따른 고전위 전압 공급회로의 파워 효율은 도 1과 같이 고정되어 있다. 파워 효율은 입력 파워(input power) 대비 출력 파워(output power)로 정의될 수 있다. 표시패널이 표시하는 영상에 따라 필요한 고전위 전압의 전류량이 달라지더라도, 고전위 전압의 전류(ELVDD current)에 따른 고전위 전압 공급회로의 파워 효율은 도 1과 같이 변함이 없다. 도 1과 같이 고전위 전압의 전류(ELVDD current)에에 비례하여 고전위 전압 공급회로의 파워 효율이 상승하는 경우, 고전위 전압의 전류(ELVDD current)가 낮은 구간에서 고전위 전압 공급회로의 파워 효율이 낮은 문제가 있다.
본 명세서는 고전위 전압의 전류에 따라 고전위 전압 공급회로의 파워 효율을 최적화할 수 있는 발광 표시장치와 그의 구동방법을 제공하기 위한 것이다.
본 명세서의 실시예에 따른 해결 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시장치는 고전위 전압 라인과 저전위 전압 라인 사이에 접속된 발광 소자를 각각 갖는 화소들을 포함하는 표시패널, 입력되는 디지털 비디오 데이터를 분석하여 고전위 전압의 전류량을 산출하고 고전위 전압의 전류량에 따라 파라미터 신호를 출력하는 타이밍 제어부, 및 파라미터 신호에 기초하여 고전위 전압을 생성하여 고전위 전압 라인으로 출력하는 전압 공급부를 구비한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시장치의 구동방법은 고전위 전압 라인과 저전위 전압 라인 사이에 접속된 발광 소자를 각각 갖는 화소들을 포함하는 표시패널을 구비하는 발광 표시장치의 구동방법에 있어서, 입력되는 디지털 비디오 데이터를 분석하여 고전위 전압의 전류량을 산출하고 고전위 전압의 전류량에 따라 파라미터 신호를 출력하는 단계, 및 파라미터 신호에 기초하여 고전위 전압을 생성하여 고전위 전압 라인으로 출력하는 단계를 포함한다.
본 명세서의 일 실시예는 높은 로드를 지시하는 제1 로직 레벨 전압의 파라미터 신호가 입력되는 경우 고전위 전압 공급회로의 입력단에 입력되는 입력 전압을 제1 구동 전압으로 제어하고, 낮은 로드를 지시하는 제2 로직 레벨 전압의 파라미터 신호가 입력되는 경우 고전위 전압 공급회로의 입력단에 입력되는 입력 전압을 제1 구동 전압보다 낮은 제2 구동 전압으로 제어한다. 그 결과, 본 명세서의 일 실시예는 높은 로드와 낮은 로드 각각에서 파워 효율을 최적화할 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예는 높은 로드를 지시하는 제1 로직 레벨 전압의 파라미터 신호가 입력되는 경우 고전위 전압의 전압 레벨을 조정하기 위해 스위칭 소자의 제어 전극에 제1 주파수의 제1 스위칭 신호를 공급하고, 낮은 로드를 지시하는 제2 로직 레벨 전압의 파라미터 신호가 입력되는 경우 스위칭 소자의 제어 전극에 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수의 제2 스위칭 신호를 공급한다. 그 결과, 본 명세서의 일 실시예는 높은 로드와 낮은 로드 각각에서 고전위 공급회로의 파워 효율을 최적화할 수 있다.
도 1은 종래 고전위 전압의 전류에 따른 고전위 전압 공급회로의 파워 효율을 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시장치를 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시장치를 보여주는 블록도이다.
도 4는 도 3의 서브 화소를 보여주는 회로도이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 타이밍 제어부를 보여주는 블록도이다.
도 6은 평균 화상 레벨에 따른 피크 휘도를 보여주는 그래프이다.
도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 전압 공급부를 보여주는 블록도이다.
도 8은 도 7의 전압 공급부의 고전위 전압 공급회로의 일 예를 보여주는 회로도이다.
도 9는 두 개의 입력 전압들에서 고전위 전압 전류량에 따른 고전위 전압 공급회로의 파워 효율을 보여주는 그래프이다.
도 10은 본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시장치의 구동방법을 보여주는 흐름도이다.
도 11은 도 7의 전압 공급부의 고전위 전압 공급회로의 다른 예를 보여주는 회로도이다.
도 12는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 발광 표시장치의 구동방법을 보여주는 흐름도이다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것일 수 있는 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시장치를 보여주는 사시도이다. 도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시장치를 보여주는 블록도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시장치는 발광 소자로 유기발광 소자를 이용하는 유기발광 표시장치 또는 발광 소자로 마이크로 발광 다이오드를 이용하는 마이크로 발광 표시장치일 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시장치는 표시패널(110), 데이터 구동부(120), 연성필름(122)들, 스캔 구동부(113), 소스 회로보드(140), 제1 연성 케이블(150), 제어 회로보드(160), 타이밍 제어부(170), 전압 공급부(190), 시스템 온 칩(200), 시스템 회로보드(210), 및 제2 연성 케이블(220)들을 포함한다.
표시패널(110)은 제1 기판(111)과 제2 기판(112)을 포함할 수 있다. 제1 기판(111)은 유리 기판 또는 플라스틱 필름으로 형성될 수 있으며, 제2 기판(112)은 유리 기판, 플라스틱 필름, 봉지 필름, 또는 배리어 필름으로 형성될 수 있다.
표시패널(110)은 도 3과 같이 표시영역(AA)과 표시영역(AA)의 주변에 마련된 비표시영역(NDA)을 포함한다. 표시영역(AA)은 서브 화소(P)들이 마련되어 화상을 표시하는 영역이다. 표시패널(110)에는 데이터 라인들(D1~Dm, m은 2 이상의 양의 정수)과 스캔 라인들(S1~Sn, n은 2 이상의 양의 정수)이 형성될 수 있다. 데이터 라인들(D1~Dm)은 스캔 라인들(S1~Sn)과 교차하도록 형성될 수 있다. 또한, 표시패널(110)에는 고전위 전압을 공급하기 위한 고전위 전압 라인, 저전위 전압을 공급하기 위한 저전위 전압 라인이 형성될 수 있다.
표시패널(110)의 서브 화소(P)들은 적색 서브 화소들, 녹색 서브 화소들, 청색 서브 화소들, 및 백색 서브 화소들을 포함하며, 하나의 적색 서브 화소, 하나의 녹색 서브 화소, 하나의 청색 서브 화소, 및 하나의 백색 서브 화소는 화소로 정의될 수 있다. 한편, 서브 화소(P)들의 색 조합은 적색(red), 녹색(green), 청색(blue) 및 백색(white)으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 서브 화소(P)들의 색 조합은 적색, 녹색, 및 청색으로 이루어지거나, 노란색(yellow), 청록색(cyan), 및 자홍색(margenta)으로 이루어질 수 있다.
표시패널(110)의 서브 화소(P)들 각각은 적어도 하나의 데이터 라인과 적어도 하나의 스캔 라인에 접속될 수 있다. 표시패널(110)의 서브 화소(P)들 각각은 구동 트랜지스터(transistor), 스캔 라인들의 스캔 신호들에 의해 제어되는 적어도 하나의 스위칭 트랜지스터, 발광 소자(light emitting element), 및 커패시터(capacitor)를 포함할 수 있다. 이 경우, 구동 트랜지스터와 적어도 하나의 스위칭 트랜지스터는 박막 트랜지스터(thin film transistor)일 수 있다. 표시패널(110)의 서브 화소(P)들 각각에 대한 자세한 설명은 도 4를 결부하여 후술한다.
또한, 표시패널(110)에는 스캔 구동부(113)가 GIP(Gate Driver in Panel) 방식으로 형성될 수 있다. 스캔 구동부(113)는 표시패널(30)의 일 측에만 배치되거나, 표시패널(30)의 양 측 각각에 배치될 수 있다.
스캔 구동부(113)는 스캔 라인들(S1~Sn)에 접속되어 스캔 신호들을 공급한다. 스캔 구동부(113)는 타이밍 제어부(170)로부터 입력되는 스캔 타이밍 제어신호(SCS)에 따라 스캔 라인들(S1~Sn)에 스캔 신호들을 순차적으로 공급한다.
데이터 구동부(120)는 도 2와 같이 적어도 하나의 소스 드라이브 IC(integrated circuit)(121)들을 포함할 수 있다. 도 2에서는 데이터 구동부(120)가 8 개의 소스 드라이브 IC(121)들을 포함하는 것을 예시하였으나, 소스 드라이브 IC(121)의 개수는 이에 한정되지 않는다.
각 소스 드라이브 IC(121)는 각 연성필름(122) 상에 실장될 수 있다. 각 연성필름(122)은 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package) 또는 칩온 필름(chip on film)일 수 있다. 각 연성필름(122)은 휘어지거나 구부러질 수 있다. 각 연성필름(122)은 하부기판(111)과 소스 회로보드(140)에 부착될 수 있다. 각 연성필름(122)은 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)을 이용하여 TAB(tape automated bonding) 방식으로 제1 기판(111)상에 부착될 수 있으며, 이로 인해 각 소스 드라이브 IC(121)는 데이터 라인들에 연결될 수 있다.
데이터 구동부(120)는 데이터 라인들(D1~Dm)에 접속되어 데이터 전압들을 공급한다. 데이터 구동부(120)는 타이밍 제어부(170)로부터 디지털 비디오 데이터(DATA)와 소스 타이밍 제어신호(DCS)를 입력받는다. 데이터 구동부(120)는 소스 타이밍 제어신호(DCS)에 따라 디지털 비디오 데이터(DATA)를 데이터전압들로 변환하여 데이터라인들(D1~Dm)에 공급한다.
소스 회로보드(140)는 제1 연성 케이블(150)들에 연결되기 위한 제1 커넥터(151)들을 포함할 수 있다. 소스 회로보드(140)는 제1 커넥터(151)들을 통해 제1 연성 케이블(150)들에 연결될 수 있다. 소스 회로보드(140)는 연성 인쇄회로보드(flexible printed circuit board) 또는 인쇄회로보드(printed circuit board)일 수 있다.
제어 회로보드(160)는 제1 연성 케이블(150)들에 연결되기 위한 제2 커넥터(152)들을 포함할 수 있다. 제어 회로보드(160)는 제2 커넥터(152)들을 통해 제1 연성 케이블(150)들에 연결될 수 있다.
도 1에서는 소스 회로보드(140)와 제어 회로보드(160)가 복수의 제1 커넥터(151)들과 복수의 제2 커넥터(152)들을 통해 복수의 제1 연성 케이블(150)들에 연결된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 소스 회로보드(140)와 제어 회로보드(160) 각각은 하나의 제1 커넥터(151)와 하나의 제2 커넥터(152)를 통해 하나의 제1 연성 케이블(150)에 연결될 수 있다.
타이밍 제어부(170)는 시스템 온 칩(200)으로부터 디지털 비디오 데이터(VDATA)와 타이밍 신호들을 입력받는다. 타이밍 신호들은 수직동기신호(vertical sync signal), 수평동기신호(horizontal sync signal), 데이터 인에이블 신호(data enable signal), 및 도트 클럭(dot clock)을 포함할 수 있다.
타이밍 제어부(170)는 스캔 구동부(113)과 데이터 구동부(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 생성한다. 타이밍 제어신호들은 데이터 구동부(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 소스 타이밍 제어신호(DCS)와 스캔 구동부(113)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 스캔 타이밍 제어신호(SCS)를 포함할 수 있다. 타이밍 제어부(170)는 디지털 비디오 데이터(DATA)와 소스 타이밍 제어신호(DCS)를 데이터 구동부(120)로 출력한다. 타이밍 제어부(170)는 스캔 타이밍 제어신호(SCS)를 스캔 구동부(113)로 출력한다.
전압 공급부(190)는 시스템 회로보드(210)로부터 인가되는 메인 전원으로부터 고전위 전압(ELVDD)과 저전위 전압(ELVSS)을 생성하여 표시패널(110)에 공급할 수 있다. 또한, 전압 공급부(190)는 데이터 구동부(120)의 소스 드라이브 IC(121)들, 스캔 구동부(113), 및 타이밍 제어부(170)에 필요한 전압들을 생성하여 각각 공급할 수 있다.
또한, 타이밍 제어부(170)는 고전위 전압의 전류에 따라 전압 공급부(190)의 고전위 전압 공급회로의 파워 효율(power efficiency)을 최적화하기 위해, 디지털 비디오 데이터(DATA)를 분석하여 고전위 전압의 전류량을 산출하고, 고전위 전압의 전류량에 따라 파라미터 신호(PS)를 생성하여 전압 공급부(190)로 출력하며, 전압 공급부(190)는 파라미터 신호(PS)에 기초하여 고전위 전압을 생성하여 표시패널(110)의 고전위 전압 라인으로 출력한다. 이에 대한 자세한 설명은 도 9 및 도 12를 결부하여 후술한다.
타이밍 제어부(170)와 전압 공급부(190)는 제어 회로보드(160) 상에 실장될 수 있다. 이 경우, 타이밍 제어부(170)와 전압 공급부(190)는 집적회로와 같이 칩 형태로 형성될 수 있다. 제어 회로보드(160)는 연성 인쇄회로보드 또는 인쇄회로보드일 수 있다.
시스템 온 칩(200)은 외부로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(CVDATA)를 발광 표시장치의 해상도에 맞게 변환하여 타이밍 제어부(170)로 출력할 수 있다. 시스템 온 칩(200)은 입력되는 디지털 비디오 데이터(CVDATA)의 해상도 변환뿐만 아니라 디지털 비디오 데이터(CVDATA)에 다양한 화질 처리 알고리즘을 수행한 후 타이밍 제어부(170)로 출력할 수 있다.
시스템 온 칩(200)은 시스템 회로보드(210) 상에 실장될 수 있다. 이 경우, 시스템 온 칩(200)은 집적회로와 같이 칩 형태로 형성될 수 있다. 시스템 회로보드(210)는 연성 인쇄회로보드 또는 인쇄회로보드일 수 있다.
제어 회로보드(160)는 제2 연성 케이블(220)들에 연결되기 위한 제3 커넥터(221)들을 포함할 수 있다. 제어 회로보드(160)는 제3 커넥터(221)들을 통해 제2 연성 케이블(220)들에 연결될 수 있다. 시스템 회로보드(210)은 제2 연성 케이블(220)들에 연결되기 위한 제4 커넥터(222)들을 포함할 수 있다. 시스템 회로보드(210)는 제4 커넥터(222)들을 통해 제2 연성 케이블(220)들에 연결될 수 있다.
도 2에서는 제어 회로보드(160)와 시스템 회로보드(210)가 복수의 제3 커넥터(221)들과 복수의 제4 커넥터(222)들을 통해 복수의 연성 케이블(220)들에 연결된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 제어 회로보드(160)와 시스템 회로보드(210)는 하나의 제3 커넥터(221)와 하나의 제4 커넥터(222)를 통해 하나의 제2 연성 케이블(220)에 연결될 수 있다.
도 4는 도 3의 서브 화소를 보여주는 회로도이다.
표시패널(110)에는 스캔 라인들(S1~Sn)과 나란한 센싱신호 라인들, 및 데이터 라인들(D1~Dm)과 나란한 기준전압 라인들이 더 형성될 수 있다. 도 4에서는 설명의 편의를 위해 제j(j는 1≤j≤m을 만족하는 양의 정수) 데이터 라인(Dj), 제u(u는 양의 정수) 기준전압 라인(Ru), 제k(k는 1≤k≤n을 만족하는 양의 정수) 스캔 라인(Sk), 및 제k 센싱신호 라인(SEk)에 접속된 서브 화소(P)를 도시하였다.
도 4를 참조하면, 표시패널(10)의 서브 화소(P)는 발광 소자(EL), 구동 트랜지스터(DT), 제1 스위칭 트랜지스터(ST1), 제2 스위칭 트랜지스터들(ST2), 및 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
발광 소자(EL)는 구동 트랜지스터(DT)를 통해 공급되는 전류에 따라 발광한다. 발광 소자(EL)는 유기발광 다이오드(organic light emitting diode) 또는 마이크로 발광 다이오드(micro light emitting diode)로 구현될 수 있다. 발광 소자(EL)가 유기발광 다이오드로 구현되는 경우, 발광 소자(EL)는 애노드 전극(anode electrode), 정공 수송층(hole transporting layer), 유기발광층(organic light emitting layer), 전자 수송층(electron transporting layer), 및 캐소드 전극(cathode electrode)을 포함할 수 있다. 발광 소자(EL)는 애노드 전극과 캐소드 전극에 전압이 인가되면 정공과 전자가 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 유기발광층으로 이동되며, 유기발광층에서 서로 결합하여 발광하게 된다. 발광 소자(EL)의 애노드 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극에 접속되고, 캐소드 전극은 고전위 전압보다 낮은 저전위 전압이 공급되는 저전위 전압 라인(ESL)에 접속될 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)는 게이트 전극과 제1 전극의 전압 차에 따라 제1 전원전압이 공급되는 고전위 전압 라인(EVL)으로부터 발광 소자(EL)로 흐르는 전류를 조정한다. 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극은 제1 스위칭 트랜지스터(ST1)의 제1 전극에 접속되고, 제1 전극은 발광 소자(EL)의 애노드 전극에 접속되며, 제2 전극은 고전위 전압이 인가되는 고전위 전압 라인(EVL)에 접속될 수 있다.
제1 스위칭 트랜지스터(ST1)는 제k 스캔 라인(Sk)의 제k 스캔신호에 의해 턴-온되어 제j 데이터 라인(Dj)을 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 접속시킨다. 제1 스위칭 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제k 스캔 라인(Sk)에 접속되고, 제1 전극은 제1 구동 트랜지스터(DT1)의 게이트 전극에 접속되며, 제2 전극은 제j 데이터 라인(Dj)에 접속될 수 있다.
제2 스위칭 트랜지스터(ST2)는 제k 센싱신호 라인(SEk)의 제k 센싱신호에 의해 턴-온되어 제u 기준전압 라인(Ru)을 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극에 접속시킨다. 제2 스위칭 트랜지스터(ST3)의 게이트 전극은 제k 센싱신호 라인(SEk)에 접속되고, 제1 전극은 제u 기준전압 라인(Ru)에 접속되며, 제2 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 제1 전극에 접속될 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)와 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터들(ST1, ST2) 각각의 제1 전극은 소스 전극이고, 제2 전극은 드레인 전극일 수 있으나, 본 명세서의 실시예들은 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 즉, 구동 트랜지스터(DT)와 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터들(ST1, ST2) 각각의 제1 전극은 드레인 전극이고, 제2 전극은 소스 전극일 수 있다.
커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 제1 전극 사이에 형성된다. 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전압과 소스 전압의 차전압을 저장한다.
구동 트랜지스터(DT)와 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터들(ST1, ST2)은 박막 트랜지스터(thin film transistor)로 형성될 수 있다. 또한, 도 4에서는 구동 트랜지스터(DT)와 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터들(ST1, ST2)이 N 타입 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)으로 형성된 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는 것에 주의하여야 한다. 구동 트랜지스터(DT)와 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터들(ST1, ST2)은 P 타입 MOSFET으로 형성될 수도 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 서브 화소(P)들 각각은 구동 트랜지스터(DT)를 이용하여 고전위 전압 라인(EVL)과 저전위 전압(VSL) 사이에 배치된 발광 소자(EL)에 흐르는 전류를 제어함으로써 소정의 휘도로 발광한다. 따라서, 서브 화소(P)들이 표시하는 영상에 따라 고전위 전압 라인(EVL)에 인가되는 고전위 전압(ELVDD)의 전류량이 달라질 수 있다. 따라서, 고전위 전압(ELVDD)의 전류량에 따라 고전위 전압 공급회로의 파워 효율을 최적화할 필요가 있다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 타이밍 제어부를 보여주는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 타이밍 제어부(170)는 평균화상레벨 산출부(171), 피크 휘도 산출부(172), 고전위 전압 전류량 산출부(173), 및 파라미터 신호 출력부(174)를 포함한다.
평균화상레벨 산출부(171)는 디지털 비디오 데이터(DATA)를 입력받고, 디지털 비디오 데이터(DATA)를 휘도 데이터(Y)와 색차 데이터(Cb, Cr)로 변환한다. 평균화상레벨 산출부(171)는 수학식 1을 이용하여 디지털 비디오 데이터(DATA)를 휘도 데이터(Y)와 색차 데이터(Cb, Cr)로 변환할 수 있다.
Figure pat00001
평균화상레벨 산출부(171)는 1 프레임 기간의 휘도 데이터(Y)의 평균값을 평균화상레벨(Average Picture Level, APL)로 산출한다. 평균화상레벨 산출부(171)는 1 프레임 기간의 휘도 데이터(Y)의 총합을 휘도 데이터(Y)의 개수로 나눈 값을 평균화상레벨(APL)로 산출할 수 있다. 평균화상레벨 산출부(171)는 산출된 평균화상레벨(APL)을 피크 휘도 산출부(172)로 출력한다.
피크 휘도 산출부(172)는 평균화상레벨 산출부(171)로부터 평균화상레벨(APL)을 입력받고, 평균화상레벨(APL)을 이용하여 1 프레임 기간의 피크 휘도(Peak Luminance, PL)를 산출한다. 피크 휘도 산출부(172)는 도 6에 도시된 PLC(Peak Luminace Control) 곡선(C)에 따라 미리 설정된 룩-업 테이블을 이용하여 피크 휘도(PL)를 산출할 수 있다. 도 6에서 x축은 평균화상레벨(APL)을 0% 내지 100% 값으로 정규화한 값을 나타내고, y축은 피크 휘도(PL)를 나타낸다. 피크 휘도(PL)는 도 6과 같이 평균화상레벨(APL)에 대략적으로 반비례하게 설정될 수 있다. 도 6에서 PLC 곡선(C)은 3 개의 기울기를 가질 수 있다. 평균화상레벨(APL)이 0% 내지 20%인 구간에서 제1 기울기를 가지며, 30% 내지 40% 구간에서 제1 기울기보다 감소량이 더 큰 제2 기울기를 가지며, 50% 내지 100% 구간에서 제1 기울기보다 감소량이 더 크나 제2 기울기보다 감소량이 더 적은 제3 기울기를 가질 수 있다. 20% 내지 30% 구간은 제1 기울기에서 제2 기울기로 변화하는 제1 변곡 구간으로 설정되고, 40% 내지 50% 구간은 제2 기울기에서 제3 기울기로 변화하는 제2 변곡 구간으로 설정될 수 있다.
피크 휘도 산출부(172)의 룩-업 테이블은 평균화상레벨(APL)을 입력 어드레스로 입력받고, 해당 어드레스에 대응되는 피크 휘도(PL)를 출력하도록 설정될 수 있다. 피크 휘도 산출부(172)는 산출된 피크 휘도(PL)를 고전위 전압 전류량 산출부(173)로 출력한다.
고전위 전압 전류량 산출부(173)는 피크 휘도 산출부(172)로부터 피크 휘도(PL)를 입력받고, 피크 휘도(PL)를 이용하여 1 프레임 기간의 고전위 전압 전류량(CV)을 산출한다.
구체적으로, 고전위 전압 전류량 산출부(173)는 피크 휘도(PL)로부터 1 프레임 기간의 서브 화소들 각각의 휘도, 즉 적색 서브화소들의 휘도, 녹색 서브 화소들의 휘도, 청색 서브화소들의 휘도, 및 백색 서브화소들의 휘도를 산출할 수 있다. 그리고 나서, 고전위 전압 전류량 산출부(173)는 서브 화소들 각각의 휘도에 따라 고전위 전압 전류량(CV)을 산출할 수 있다. 고전위 전압 전류량(CV)은 서브 화소들 각각의 휘도에 비례하도록 설정될 수 있다. 즉, 적색 서브화소들의 휘도, 녹색 서브 화소들의 휘도, 청색 서브화소들의 휘도, 및 백색 서브화소들의 휘도 각각이 높아질수록 고전위 전압 전류량(CV)은 높아질 수 있다.
고전위 전압 전류량 산출부(173)는 피크 휘도(PL)에 따라 고전위 전압 전류량(CV)을 산출할 수 있도록 위에서 예시한 방법에 따라 미리 설정된 룩-업 테이블을 포함할 수 있다. 고전위 전압 전류량 산출부(173)는 산출된 고전위 전압 전류량(CV)을 파라미터 신호 출력부(174)로 출력한다.
파라미터 신호 출력부(174)는 고전위 전압 전류량 산출부(173)로부터 고전위 전압 전류량(CV)을 입력받고, 고전위 전압 전류량(CV)에 따라 파라미터 신호(PS)를 출력한다. 예를 들어, 파라미터 신호 출력부(174)는 고전위 전압 전류량(CV)이 임계 값 이상인 경우 제1 로직 레벨 전압의 파라미터 신호(PS)를 출력하고, 고전위 전압 전류량(CV)이 임계 값보다 작은 경우 제2 로직 레벨 전압의 파라미터 신호(PS)를 출력할 수 있다. 이 경우, 고전위 전압 전류량(CV)이 임계 값 이상인 것은 고전위 전압 전류량이 많다, 즉 로드(load)가 높은 것을 가리키며, 고전위 전압 전류량(CV)이 임계 값보다 작은 것은 로드가 낮은 것을 가리킨다고 볼 수 있다. 제1 로직 레벨 전압은 하이 레벨 전압이고, 제2 로직 레벨 전압은 로우 레벨 전압일 수 있다.
파라미터 신호 출력부(174)는 하나의 임계 값이 아닌 복수의 임계 값들에 따라 복수의 파라미터 신호들을 출력할 수 있다. 예를 들어, 파라미터 신호 출력부(174)는 고전위 전압 전류량(CV)이 제1 임계 값 이상인 경우 제1 로직 레벨 전압의 제1 파라미터 신호와 제1 로직 레벨 전압의 제2 파라미터 신호를 출력하고, 고전위 전압 전류량(CV)이 제1 임계 값보다 작고 제2 임계 값 이상인 경우 제1 로직 레벨 전압의 제1 파라미터 신호와 제2 로직 레벨 전압의 제2 파라미터 신호를 출력할 수 있다. 또한, 파라미터 신호 출력부(174)는 제1 로직 레벨 전압의 제1 파라미터 신호와 제2 로직 레벨 전압의 제2 파라미터 신호를 출력하며, 고전위 전압 전류량(CV)이 제2 임계 값보다 작고 제3 임계 값 이상인 경우 제2 로직 레벨 전압의 제1 파라미터 신호와 제1 로직 레벨 전압의 제2 파라미터 신호를 출력하며, 고전위 전압 전류량(CV)이 제3 임계 값보다 작은 경우 제2 로직 레벨 전압의 제1 파라미터 신호와 제2 로직 레벨 전압의 제2 파라미터 신호를 출력할 수 있다. 이 경우, 고전위 전압 전류량(CV)이 제1 임계 값 이상인 경우 로드가 가장 높은 상태이며, 고전위 전압 전류량(CV)이 제1 임계 값보다 작고 제2 임계 값 이상인 경우 로드가 평균보다 약간 높은 상태인 것을 가리킨다고 볼 수 있다. 또한, 고전위 전압 전류량(CV)이 제2 임계 값보다 작고 제3 임계 값 이상인 경우 로드가 평균보다 약간 낮은 상태이고, 고전위 전압 전류량(CV)이 제3 임계 값보다 작은 경우 로드가 가장 낮은 상태인 것을 가리킨다고 볼 수 있다. 즉, 파라미터 신호 출력부(174)는 복수의 파라미터 신호들의 전압 레벨들의 조합에 의해 로드를 나타낼 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 타이밍 제어부(170)는 디지털 비디오 데이터(DATA)를 분석하여 고전위 전압 전류량(CV)을 산출할 수 있으며, 고전위 전압 전류량(CV)에 따라 현재 로드를 가리키는 파라미터 신호(PS)를 전압 공급부(190)로 출력할 수 있다.
도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 전압 공급부를 보여주는 블록도이다.
도 7을 본 명세서의 일 실시예에 따른 전압 공급부(190)는 구동 전압 공급회로(191)과 고전위 전압 공급회로(192)를 포함한다.
구동 전압 공급회로(191)는 시스템 회로보드(210)로부터 메인 전원(MV)을 인가받고, 메인 전원(MV)에 따라 구동 전압(VDD)을 생성하여 출력한다. 구동 전압 공급회로(191)는 구동 전압(VDD)을 고전위 전압 공급회로(192)뿐만 아니라, 저전위 전압 공급회로, 스캔 구동부(113)를 구동하기 위한 게이트 하이 전압과 게이트 로우 전압을 생성하는 게이트 하이 전압 공급회로와 게이트 로우 전압 공급회로 등에도 공급할 수 있다. 또한, 구동 전압 공급회로(191)는 도 8과 같이 복수의 구동 전압들, 즉 제1 구동 전압(VDD1)과 제1 구동 전압(VDD1)보다 낮은 제2 구동 전압(VDD2)을 생성하여 고전위 전압 공급회로(192)로 출력할 수 있다.
고전위 전압 공급회로(192)는 구동 전압 공급회로(191)로부터 구동 전압(VDD)을 입력 전압으로 인가받고, 타이밍 제어부(170)로부터 파라미터 신호(PS)를 입력받는다. 고전위 전압 공급회로(192)는 파라미터 신호(PS)에 따라 고전위 전압(ELVDD)을 생성하여 표시패널(110)의 고전위 전압 라인(VDL)으로 출력한다. 구체적으로, 고전위 전압 공급회로(192)는 파라미터 신호(PS)에 따라 입력 전압을 변경하거나 고전위 전압(ELVDD)의 전압 레벨을 조정하는 스위칭 소자를 스위칭 신호의 주파수를 변경함으로써, 고전위 전압(ELVDD)을 가변할 수 있다.
이하에서는, 도 8 내지 도 12를 결부하여 고전위 전압 공급회로(192)의 고전위 전압 가변 방법을 상세히 설명한다.
도 8은 도 7의 고전위 전압 공급회로의 일 예를 보여주는 회로도이다.
도 8을 참조하면, 고전위 전압 공급회로(192)는 고전위 전압 생성부(192a), 입력 전압 제어부(192b), 및 스위치(SW)를 포함한다.
고전위 전압 생성부(192a)는 입력 전압 제어부(192b)에 의해 선택되는 구동 전압을 이용하여 고전위 전압(ELVDD)을 생성하여 출력단(Vout)으로 출력한다. 고전위 전압 생성부(192a)는 인덕터(L), 다이오드(D), 커패시터(C), 및 스위칭 소자(SD)를 포함하여 구성된다.
인덕터(L)는 입력 전압이 입력되는 입력단(Vin)과 제1 노드(N1) 사이에 접속되어 입력단으로 입력되는 전류의 변화량에 대응되는 전압을 저장한다.
다이오드(D)는 제1 노드(N1)와 출력단(Vout) 사이에 접속되어 인덕터(L)로부터 공급되는 전압을 정류하여 출력한다. 여기서, 다이오드(D)는 역류방지용 다이오드로써, 인덕터(L)로부터 공급되는 전압이 출력단(Vout)으로 공급되도록 한다.
커패시터(C)는 다이오드(D)를 통해 인덕터(L)로부터 공급되는 전압을 충전하거나, 충전된 전압을 고전위 전압(ELVDD)으로 출력단(Vout)으로 통해 출력한다.
스위칭 소자(SD)는 입력 전압 제어부(192b)의 스위칭 신호(SWS)에 따라 제1 노드(N1)를 저전위 전압원(VSS)에 접속시킨다. 고전위 전압(ELVDD)은 스위칭 소자(SD)의 스위칭 듀티비(duty ratio)에 따라 원하는 레벨로 조정될 수 있다. 스위칭 소자(SD)의 제어 전극은 입력 전압 제어부(192b)에 접속되고 제1 전극은 저전위 전압원(VSS)에 접속되며, 제2 전극은 제1 노드(N1)에 접속될 수 있다.
입력 전압 제어부(192b)는 타이밍 제어부(170)의 파라미터 신호(PS)를 입력받고, 파라미터 신호(PS)에 따라 스위치(SW)를 제어하는 스위치 제어 신호(ICS)를 출력한다. 입력 전압 제어부(192b)는 제1 로직 레벨 전압의 파라미터 신호(PS)가 입력되는 경우 로드가 높은 것으로 판단하여 제2 구동 전압(VDD2)보다 높은 제1 구동 전압(VDD1)을 입력 전압으로 선택하도록 스위치 제어 신호(ICS)를 출력한다. 입력 전압 제어부(192b)는 제2 로직 레벨 전압의 파라미터 신호(PS)가 입력되는 경우 로드가 낮은 것으로 판단하여 제1 구동 전압(VDD1)보다 낮은 제2 구동 전압(VDD2)을 입력 전압으로 선택하도록 스위치 제어 신호(ICS)를 출력한다. 즉, 입력 전압 제어부(192b)는 제1 로직 레벨 전압의 파라미터 신호(PS)가 입력되는 경우 제1 로직 레벨 전압의 스위치 제어 신호(ICS)를 출력하고, 제2 로직 레벨 전압의 파라미터 신호(PS)가 입력되는 경우 제2 로직 레벨 전압의 스위치 제어 신호(ICS)를 출력할 수 있다.
스위치(SW)는 스위치 제어 신호(ICS)에 따라 입력단(Vin)을 제1 구동 전압원(VDDS1) 또는 제2 구동 전압원(VDDS2)에 접속한다. 스위치(SW)는 제1 로직 레벨 전압의 스위치 제어 신호(ICS)가 입력되는 경우 입력단(Vin)을 제1 구동 전압원(VDDS1)에 접속한다. 스위치(SW)는 제2로직 레벨 전압의 스위치 제어 신호(ICS)가 입력되는 경우 입력단(Vin)을 제2구동 전압원(VDDS1)에 접속한다.
또한, 입력 전압 제어부(192b)는 타이밍 제어부(170)의 파라미터 신호(PS)에 상관 없이 소정의 듀티비와 소정의 주파수를 갖는 스위칭 신호(SWS)를 스위칭 소자(SD)의 제어 전극으로 출력한다.
고전위 전압 공급회로(192)의 파워 효율은 입력 파워(input power) 대비 출력 파워(output power)로 정의될 수 있다. 고전위 전압 공급회로(192)의 파워 효율은 도 9와 같이 입력 전압이 낮을수록 낮은 로드에서 파워 효율이 높아지고, 입력 전압이 높을수록 높은 로드에서 파워 효율이 높아지는 것을 볼 수 있다.
구체적으로, 12V의 제1 구동 전압(VDD1)이 입력 전압으로 인가되는 경우 5V의 제2 구동 전압(VDD2)이 입력 전압으로 인가되는 경우보다 고전위 전압의 전류량(CV)이 4A 이상인 높은 로드에서 효율이 더 높게 나타난다. 이에 비해, 5V의 제2 구동 전압(VDD2)이 입력 전압으로 인가되는 경우 12V의 제1 구동 전압(VDD1)이 입력 전압으로 인가되는 경우보다 고전위 전압의 전류량(CV)이 4A보다 작은 낮은 로드에서 효율이 더 높게 나타난다.
따라서, 본 명세서의 일 실시예는 파라미터 신호(PS)에 따라 고전위 전압 공급회로(192)의 입력단(Vin)에 입력되는 입력 전압을 제1 구동 전압(VDD1)과 제1 구동 전압(VDD1)보다 낮은 제2 구동 전압(VDD2) 중 어느 하나로 제어한다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시예는 높은 로드를 지시하는 제1 로직 레벨 전압의 파라미터 신호(PS)가 입력되는 경우 고전위 전압 공급회로(192)의 입력단(Vin)에 입력되는 입력 전압을 제1 구동 전압(VDD1)으로 제어하고, 낮은 로드를 지시하는 제2 로직 레벨 전압의 파라미터 신호(PS)가 입력되는 경우 고전위 전압 공급회로(192)의 입력단(Vin)에 입력되는 입력 전압을 제1 구동 전압(VDD1)보다 낮은 제2 구동 전압(VDD2)으로 제어한다. 그 결과, 본 명세서의 일 실시예는 높은 로드와 낮은 로드 각각에서 파워 효율을 최적화할 수 있다.
도 10은 본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시장치의 구동방법을 보여주는 흐름도이다.
이하에서는, 도 5, 및 도 7 내지 도 10을 결부하여 본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시장치의 구동방법을 상세히 살펴본다.
도 10을 참조하면, 첫 번째로, 디지털 비디오 데이터(DATA)의 평균화상레벨(APL)을 산출한다.(도 10의 S101)
구체적으로, 타이밍 제어부(170)의 평균화상레벨 산출부(171)는 디지털 비디오 데이터(DATA)를 입력받고, 수학식 1을 이용하여 디지털 비디오 데이터(DATA)를 휘도 데이터(Y)와 색차 데이터(Cb, Cr)로 변환한다. 그리고 나서, 평균화상레벨 산출부(171)는 1 프레임 기간의 휘도 데이터(Y)의 평균값을 평균화상레벨(Average Picture Level, APL)로 산출할 수 있다.
두 번째로, 평균화상레벨(APL)에 따라 피크 휘도(PL)를 산출한다. (도 10의 S102)
구체적으로, 타이밍 제어부(170)의 피크 휘도 산출부(172)는 평균화상레벨(APL)을 입력받고, 평균화상레벨(APL)을 이용하여 1 프레임 기간의 피크 휘도(Peak Luminance, PL)를 산출한다. 피크 휘도 산출부(172)는 도 6에 도시된 PLC(Peak Luminace Control) 곡선에 따라 미리 설정된 룩-업 테이블을 이용하여 피크 휘도(PL)를 산출할 수 있다. 도 6에서 x축은 평균화상레벨(APL)을 0% 내지 100% 값으로 정규화한 값을 나타내고, y축은 피크 휘도(PL)를 나타낸다. 피크 휘도(PL)는 도 6과 같이 평균화상레벨(APL)에 대략적으로 반비례하게 설정될 수 있다.
세 번째로, 피크 휘도(PL)에 따라 고전위 전압의 전류량을 산출한다. (도 10의 S103)
구체적으로, 타이밍 제어부(170)의 고전위 전압 전류량 산출부(173)는 피크 휘도 산출부(172)로부터 피크 휘도(PL)를 입력받고, 피크 휘도(PL)를 이용하여 1 프레임 기간의 고전위 전압 전류량(CV)을 산출한다. 예를 들어, 고전위 전압 전류량 산출부(173)는 피크 휘도(PL)로부터 서브 화소들 각각의 휘도, 즉 적색 서브화소들의 휘도, 녹색 서브 화소들의 휘도, 청색 서브화소들의 휘도, 및 백색 서브화소들의 휘도를 산출하고, 서브 화소들 각각의 휘도에 따라 고전위 전압 전류량(CV)을 산출할 수 있다. 고전위 전압 전류량(CV)은 서브 화소들 각각의 휘도에 비례하도록 설정될 수 있다.
네 번째로, 고전위 전압의 전류량(CV)에 따라 파라미터 신호(PS)를 출력한다. (도 10의 S104)
타이밍 제어부(170)의 파라미터 신호 출력부(174)는 고전위 전압 전류량(CV)을 입력받고, 고전위 전압 전류량(CV)에 따라 파라미터 신호(PS)를 출력한다. 예를 들어, 파라미터 신호 출력부(174)는 고전위 전압 전류량(CV)이 임계 값 이상인 경우 제1 로직 레벨 전압의 파라미터 신호(PS)를 출력하고, 고전위 전압 전류량(CV)이 임계 값보다 작은 경우 제2 로직 레벨 전압의 파라미터 신호(PS)를 출력할 수 있다. 이 경우, 고전위 전압 전류량(CV)이 임계 값 이상인 것은 고전위 전압 전류량이 많다, 즉 로드(load)가 높은 것을 가리키며, 고전위 전압 전류량(CV)이 임계 값보다 작은 것은 로드가 낮은 것을 가리킨다고 볼 수 있다. 제1 로직 레벨 전압은 하이 레벨 전압이고, 제2 로직 레벨 전압은 로우 레벨 전압일 수 있다.
파라미터 신호 출력부(174)는 하나의 임계 값이 아닌 복수의 임계 값들에 따라 복수의 파라미터 신호들을 출력할 수 있다. 이 경우, 파라미터 신호 출력부(174)는 복수의 파라미터 신호들의 전압 레벨들의 조합에 의해 로드를 나타낼 수 있다.
다섯 번째로, 파라미터 신호(PS)에 따라 제1 구동 전압(VDD1)과 제2 구동 전압(VDD2) 중 어느 하나를 선택하여 고전위 전압(ELVDD)을 생성하여 출력한다. (도 10의 S105)
구체적으로, 전압 공급부(190)의 고전위 전압 공급회로(192)는 구동 전압 공급회로(191)로부터 제1 구동 전압(VDD1)과 제1 구동 전압(VDD1)보다 낮은 제2 구동 전압(VDD2)를 인가받고, 타이밍 제어부(170)의 파라미터 신호 출력부(174)로부터 파라미터 신호(PS)를 입력받는다. 고전위 전압 공급회로(192)는 파라미터 신호(PS)에 따라 제1 구동 전압(VDD1)과 제2 구동 전압(VDD2) 중 어느 하나를 선택함으로써 고전위 전압(ELVDD)을 생성하여 출력한다. 예를 들어, 고전위 전압 공급회로(192)의 파워 효율은 도 9와 같이 입력 전압이 낮을수록 낮은 로드에서 파워 효율이 높아지고, 입력 전압이 높을수록 높은 로드에서 파워 효율이 높아진다. 이에 따라, 고전위 전압 공급회로(192)는 높은 로드를 지시하는 제1 로직 레벨 전압의 파라미터 신호(PS)가 입력되는 경우 고전위 전압 공급회로(192)의 입력단(Vin)에 입력되는 입력 전압을 제1 구동 전압(VDD1)으로 제어하고, 낮은 로드를 지시하는 제2 로직 레벨 전압의 파라미터 신호(PS)가 입력되는 경우 고전위 전압 공급회로(192)의 입력단(Vin)에 입력되는 입력 전압을 제1 구동 전압(VDD1)보다 낮은 제2 구동 전압(VDD2)으로 제어한다. 이로 인해, 본 명세서의 일 실시예는 높은 로드와 낮은 로드 각각에서 파워 효율을 최적화할 수 있다.
도 11은 도 7의 전압 공급부의 고전위 전압 공급회로의 다른 예를 보여주는 회로도이다.
도 11을 참조하면, 고전위 전압 공급회로(192)는 고전위 전압 생성부(192a)와 주파수 제어부(192c)를 포함한다.
고전위 전압 생성부(192a)는 입력단(Vin)이 하나의 구동 전압(VDD)이 인가되는 구동 전압원(VDDS)에 접속되는 것을 제외하고는, 도 8을 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하다. 따라서, 고전위 전압 생성부(192a)에 대한 중복 설명은 생략한다.
주파수 제어부(192c)는 타이밍 제어부(170)의 파라미터 신호(PS)를 입력받고, 파라미터 신호(PS)에 따라 고전위 전압(ELVDD)의 전압 레벨을 조정하는 스위칭 소자(SD)를 스위칭하기 위해 스위칭 소자(SD)를 제어하는 제1 스위칭 신호(SWS1)와 제2 스위칭 신호(SWS2) 중 어느 하나를 선택하여 출력한다.
주파수 제어부(192c)는 제1 로직 레벨 전압의 파라미터 신호(PS)가 입력되는 경우 로드가 높은 것으로 판단하여 제1 주파수의 제1 스위칭 신호(SWS1)를 스위칭 소자(SD)의 제어 전극으로 출력한다. 주파수 제어부(192c)는 제2 로직 레벨 전압의 파라미터 신호(PS)가 입력되는 경우 로드가 낮은 것으로 판단하여 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수의 제2 스위칭 신호(SWS2)를 스위칭 소자(SD)의 제어 전극으로 출력한다. 즉, 주파수 제어부(192c)는 제1 로직 레벨 전압의 파라미터 신호(PS)가 입력되는 경우 제1 주파수의 제1 스위칭 신호(SWS1)를 출력하고, 제2 로직 레벨 전압의 파라미터 신호(PS)가 입력되는 경우 제2 주파수의 제2 스위칭 신호(SWS2)를 출력할 수 있다. 이때, 제1 스위칭 신호(SWS1)의 듀티비와 제2 스위칭 신호(SWS2)의 듀티비는 동일할 수 있다.
고전위 전압 공급회로(192)의 파워 손실은 전도 손실(conduction loss)과 스위칭 손실(switching loss)의 합으로 정의될 수 있다. 전도 손실은 고전위 전압의 전류량의 제곱에 비례하고, 스위칭 손실은 스위칭 주파수에 비례한다. 그러므로, 고전위 전압 공급회로(192)는 고전위 전압 전류량이 높을 때 즉 로드가 높을 때에는 전도 손실이 스위칭 손실보다 상대적으로 더 크며, 고전위 전압의 전류량이 낮을 때 즉 로드가 낮을 때에는 스위칭 손실이 전도 손실보다 상대적으로 더 크다. 그 결과, 고전위 전압 공급회로(192)는 로드가 낮은 경우 스위칭 소자(SD)의 스위칭 주파수를 낮춤으로써 스위칭 손실을 줄일 수 있다. 따라서, 고전위 전압 공급회로(192)는 로드가 낮은 경우 스위칭 소자(SD)를 제어하기 위해 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수의 제2 스위칭 신호(SWS2)를 공급함으로써 로드가 낮은 구간에서 파워 효율을 높일 수 있다. 또한, 고전위 전압 공급회로(192)는 로드가 높은 경우 스위칭 소자(SD)를 제어하기 위해 제2 주파수보다 높은 제1 주파수의 제1 스위칭 신호(SWS1)를 공급하더라도 로드가 높은 구간에서 파워 효율이 낮아지는 것을 방지할 수 있다.
결국, 본 명세서의 일 실시예는 파라미터 신호(PS)에 따라 고전위 전압 공급회로(192)의 스위칭 소자(SD)를 제어하는 스위칭 신호를 제1 주파수의 제1 스위칭 신호(SWS1)와 제2 주파수의 제2 스위칭 신호(SWS2) 중 어느 하나로 제어한다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시예는 높은 로드를 지시하는 제1 로직 레벨 전압의 파라미터 신호(PS)가 입력되는 경우 고전위 전압의 전압 레벨을 조정하기 위해 스위칭 소자(SD)의 제어 전극에 제1 주파수의 제1 스위칭 신호(SWS1)를 공급하고, 낮은 로드를 지시하는 제2 로직 레벨 전압의 파라미터 신호(PS)가 입력되는 경우 스위칭 소자(SD)의 제어 전극에 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수의 제2 스위칭 신호(SWS2)를 공급한다. 그 결과, 본 명세서의 일 실시예는 높은 로드와 낮은 로드 각각에서 고전위 공급회로(192)의 파워 효율을 최적화할 수 있다.
도 12는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 발광 표시장치의 구동방법을 보여주는 흐름도이다.
도 12에 도시된 S201 내지 S204 단계들은 도 10을 결부하여 설명한 S101 내지 S104 단계들과 실질적으로 동일한 바, 이들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 12를 참조하면, 다섯 번째로, 파라미터 신호(PS)에 따라 제1 주파수의 제1 스위칭 신호(SWS1)과 제2 주파수의 제2 스위칭 신호(SWS2) 중 어느 하나를 선택하여 고전위 전압(ELVDD)을 생성하여 출력한다. (도 12의 S205)
구체적으로, 주파수 제어부(192c)는 타이밍 제어부(170)의 파라미터 신호(PS)를 입력받고, 파라미터 신호(PS)에 따라 스위칭 소자(SD)를 제어하는 제1 스위칭 신호(SWS1)와 제2 스위칭 신호(SWS2) 중 어느 하나를 선택하여 출력한다. 고전위 전압 공급회로(192)의 파워 손실은 전도 손실(conduction loss)과 스위칭 손실(switching loss)의 합으로 정의될 수 있다. 전도 손실은 고전위 전압의 전류량의 제곱에 비례하고, 스위칭 손실은 스위칭 주파수에 비례한다. 그러므로, 고전위 전압 공급회로(192)는 고전위 전압 전류량이 높을 때 즉 로드가 높을 때에는 전도 손실이 스위칭 손실보다 상대적으로 더 크며, 고전위 전압의 전류량이 낮을 때 즉 로드가 낮을 때에는 스위칭 손실이 전도 손실보다 상대적으로 더 크다. 이에 따라, 고전위 전압 공급회로(192)는 로드가 낮은 경우 스위칭 소자(SD)의 스위칭 주파수를 낮춤으로써 스위칭 손실을 줄일 수 있다. 따라서, 고전위 전압 공급회로(192)는 로드가 낮은 경우 스위칭 소자(SD)를 제어하기 위해 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수의 제2 스위칭 신호(SWS2)를 공급함으로써 로드가 낮은 구간에서 파워 효율을 높일 수 있다. 또한, 고전위 전압 공급회로(192)는 로드가 높은 경우 스위칭 소자(SD)를 제어하기 위해 제2 주파수보다 높은 제1 주파수의 제1 스위칭 신호(SWS1)를 공급하더라도 로드가 높은 구간에서 파워 효율이 낮아지는 것을 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 표시패널 111: 하부 기판
112: 상부 기판 113: 스캔 구동부
120: 데이터 구동부 121: 소스 드라이브 IC
122: 연성필름 140: 소스 회로보드
150: 제1 연성 케이블 160: 제어 회로보드
170: 타이밍 제어부 171: 평균화상레벨 산출부
172: 피크 휘도 산출부 173: 고전위 전압 전류량 산출부
174: 파라미터 신호 출력부 190: 전압 공급부
191: 구동 전압 공급회로 192: 고전위 전압 공급회로
192a: 고전위 전압 생성부 192b: 입력 전압 제어부
192c: 주파수 제어부 200: 시스템 온 칩
210: 시스템 회로보드 220: 제2 연성 케이블

Claims (16)

  1. 고전위 전압 라인과 저전위 전압 라인 사이에 접속된 발광 소자를 각각 갖는 화소들을 포함하는 표시패널;
    입력되는 디지털 비디오 데이터를 분석하여 고전위 전압의 전류량을 산출하고, 상기 고전위 전압의 전류량에 따라 파라미터 신호를 출력하는 타이밍 제어부; 및
    상기 파라미터 신호에 기초하여 고전위 전압을 생성하여 상기 고전위 전압 라인으로 출력하는 전압 공급부를 구비하는 발광 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는,
    상기 디지털 비디오 데이터의 평균 화상 레벨을 산출하고, 상기 평균 화상 레벨에 따라 피크 휘도를 산출하며, 상기 피크 휘도에 따라 상기 고전위 전압의 전류량을 산출하는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는,
    상기 고전위 전압의 전류량이 임계 값 이상인 경우 제1 로직 레벨 전압의 파라미터 신호를 출력하고, 상기 임계 값보다 작은 경우 제2 로직 레벨 전압의 파라미터 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전압 공급부는,
    메인 전원으로부터 제1 구동 전압과 상기 제1 구동 전압보다 낮은 제2 구동 전압을 생성하여 출력하는 구동 전압 공급회로; 및
    상기 파라미터 신호에 따라 상기 제1 구동 전압과 상기 제2 구동 전압 중 어느 하나를 입력 전압으로 선택하는 고전위 전압 공급회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 고전위 전압 공급회로는,
    상기 입력 전압을 이용하여 상기 고전위 전압을 생성하여 출력하는 고전위 전압 발생부; 및
    상기 제1 로직 레벨 전압의 파라미터 신호가 입력되는 경우 상기 제1 구동 전압을 상기 입력 전압으로 선택하고, 상기 제2 로직 레벨 전압의 파라미터 신호가 입력되는 경우 상기 제2 구동 전압을 상기 입력 전압으로 선택하는 입력 전압 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 고전위 전압 발생부는,
    상기 입력 전압이 입력되는 입력단과 제1 노드에 접속된 인덕터;
    상기 제1 노드와 상기 고전위 전압이 출력되는 출력단 사이에 접속된 다이오드; 및
    상기 출력단과 저전위 전압원 사이에 접속된 커패시터; 및
    상기 제1 노드와 상기 저전위 전압원 사이에 접속되고, 상기 입력 전압 제어부의 스위칭 신호에 의해 스위칭되는 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 전압 공급부는,
    메인 전원으로부터 구동 전압을 생성하여 출력하는 구동 전압 공급회로; 및
    상기 파라미터 신호에 따라 상기 고전위 전압의 전압 레벨을 조정하는 스위칭 소자를 스위칭하는 스위칭 신호의 주파수를 변경하는 고전위 전압 공급회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 고전위 전압 공급회로는,
    상기 구동 전압을 입력 전압으로 이용하여 상기 고전위 전압을 생성하여 출력하는 고전위 전압 발생부; 및
    상기 제1 로직 레벨 전압의 파라미터 신호가 입력되는 경우 제1 주파수를 갖는 제1 스위칭 신호를 상기 스위칭 소자로 출력하고, 상기 제2 로직 레벨 전압의 파라미터 신호가 입력되는 경우 상기 제2 주파수를 갖는 제2 스위칭 신호를 상기 스위칭 소자로 출력하는 상기 주파수 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 고전위 전압 발생부는,
    상기 입력 전압이 입력되는 입력단과 제1 노드에 접속된 인덕터;
    상기 제1 노드와 상기 고전위 전압이 출력되는 출력단 사이에 접속된 다이오드; 및
    상기 출력단과 저전위 전압원 사이에 접속된 커패시터; 및
    상기 제1 노드와 상기 저전위 전압원 사이에 접속되는 상기 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치.
  10. 고전위 전압 라인과 저전위 전압 라인 사이에 접속된 발광 소자를 각각 갖는 화소들을 포함하는 표시패널을 구비하는 발광 표시장치의 구동방법에 있어서,
    입력되는 디지털 비디오 데이터를 분석하여 고전위 전압의 전류량을 산출하고, 상기 고전위 전압의 전류량에 따라 파라미터 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 파라미터 신호에 기초하여 고전위 전압을 생성하여 상기 고전위 전압 라인으로 출력하는 단계를 포함하는 발광 표시장치의 구동방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 입력되는 디지털 비디오 데이터를 분석하여 고전위 전압의 전류량을 산출하고, 상기 고전위 전압의 전류량에 따라 파라미터 신호를 출력하는 단계는,
    상기 디지털 비디오 데이터의 평균 화상 레벨을 산출하고, 상기 평균 화상 레벨에 따라 피크 휘도를 산출하며, 상기 피크 휘도에 따라 상기 고전위 전압의 전류량을 산출하는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치의 구동방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 입력되는 디지털 비디오 데이터를 분석하여 고전위 전압의 전류량을 산출하고, 상기 고전위 전압의 전류량에 따라 파라미터 신호를 출력하는 단계는,
    상기 고전위 전압의 전류량이 임계 값 이상인 경우 제1 로직 레벨 전압의 파라미터 신호를 출력하고, 상기 임계 값보다 작은 경우 제2 로직 레벨 전압의 파라미터 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치의 구동방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 파라미터 신호에 기초하여 고전위 전압을 생성하여 상기 고전위 전압 라인으로 출력하는 단계는,
    메인 전원으로부터 제1 구동 전압과 상기 제1 구동 전압보다 낮은 제2 구동 전압을 생성하여 출력하는 단계; 및
    상기 파라미터 신호에 따라 상기 제1 구동 전압과 상기 제2 구동 전압 중 어느 하나를 입력 전압으로 선택하는 단계; 및
    상기 입력 전압을 이용하여 상기 고전위 전압을 생성하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치의 구동방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 파라미터 신호에 따라 상기 제1 구동 전압과 상기 제2 구동 전압 중 어느 하나를 입력 전압으로 선택하는 단계는,
    상기 제1 로직 레벨 전압의 파라미터 신호가 입력되는 경우 상기 제1 구동 전압을 상기 입력 전압으로 선택하고, 상기 제2 로직 레벨 전압의 파라미터 신호가 입력되는 경우 상기 제2 구동 전압을 상기 입력 전압으로 선택하는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치의 구동방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 파라미터 신호에 기초하여 고전위 전압을 생성하여 상기 고전위 전압 라인으로 출력하는 단계는,
    메인 전원으로부터 구동 전압을 생성하여 출력하는 단계;
    상기 구동 전압을 입력 전압으로 이용하여 상기 고전위 전압을 생성하여 출력하는 단계; 및
    상기 파라미터 신호에 따라 상기 고전위 전압의 전압 레벨을 조정하는 스위칭 소자를 스위칭하는 스위칭 신호를 선택하는 단계를 포함하는 발광 표시장치의 구동방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 파라미터 신호에 따라 스위칭 소자를 스위칭하는 스위칭 신호를 선택하는 단계는,
    상기 제1 로직 레벨 전압의 파라미터 신호가 입력되는 경우 제1 주파수의 제1 스위칭 신호를 이용하여 상기 스위칭 소자를 제어하고, 상기 제2 로직 레벨 전압의 파라미터 신호가 입력되는 경우 상기 제1 주파수보다 낮은 제2 주파수의 제2 스위칭 신호를 상기 스위칭 소자로 출력하는 것을 특징으로 하는 발광 표시장치의 구동방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20140140186A (ko) * 2013-05-28 2014-12-09 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 구동 방법

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