KR20210133359A - 전원 전압 생성부, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 전원 전압 생성 방법 - Google Patents

전원 전압 생성부, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 전원 전압 생성 방법 Download PDF

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Abstract

표시 장치는 표시부, 게이트 구동부, 데이터 구동부 및 전원 전압 생성부를 포함한다. 상기 표시부는 영상을 표시한다. 상기 게이트 구동부는 상기 표시부에 게이트 신호를 제공한다. 상기 데이터 구동부는 상기 표시부에 데이터 전압을 제공한다. 상기 전원 전압 생성부는 상기 표시부, 상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부 중 적어도 어느 하나에 전원 전압을 출력한다. 상기 전원 전압 생성부는 자동으로 설정되는 헤드룸 마진을 가지며 타겟 전압에 따라 가변하는 챠지 펌핑 전압을 생성하는 챠지 펌프 및 상기 챠지 펌핑 전압을 기초로 상기 전원 전압을 생성하는 레귤레이터를 포함한다.

Description

전원 전압 생성부, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 전원 전압 생성 방법 {POWER VOLTAGE GENERATOR, DISPLAY APPARATUS INCLUDING THE SAME, METHOD OF GENERATING POWER VOLTAGE USING THE SAME}
본 발명은 전원 전압 생성부, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 전원 전압 생성 방법에 관한 것으로, 자동으로 설정되는 헤드룸 마진을 가지며 타겟 전압에 따라 가변하는 챠지 펌핑 전압을 생성하는 전원 전압 생성부, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 전원 전압 생성 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 표시 장치는 표시 패널 및 표시 패널 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널은 복수의 게이트 라인들, 복수의 데이터 라인들, 복수의 에미션 라인들 및 복수의 픽셀들을 포함한다. 상기 표시 패널 구동부는 상기 복수의 게이트 라인들에 게이트 신호를 제공하는 게이트 구동부, 상기 데이터 라인들에 데이터 전압을 제공하는 데이터 구동부, 상기 에미션 라인들에 에미션 신호를 제공하는 에미션 구동부, 전원 전압을 생성하는 전원 전압 생성부 및 상기 게이트 구동부, 상기 데이터 구동부 및 상기 에미션 구동부를 제어하는 구동 제어부를 포함한다.
상기 전원 전압 생성부는 전원 전압을 생성하기 위한 챠지 펌핑 전압을 생성하는 챠지 펌프 회로를 포함할 수 있다. 상기 챠지 펌프 회로는 고정된 몇 개의 챠지 펌핑 전압들을 생성하므로, 헤드룸 마진이 최적화되지 못하고 소비 전력이 크게 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 자동으로 설정되는 헤드룸 마진을 가지며 타겟 전압에 따라 가변하는 챠지 펌핑 전압을 생성하여 표시 장치의 소비 전력을 감소시킬 수 있는 전원 전압 생성부를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 전원 전압 생성부를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 전원 전압 생성부를 이용하는 전원 전압 생성 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 전원 전압 생성부는 챠지 펌프 및 레귤레이터를 포함한다. 상기 챠지 펌프는 자동으로 설정되는 헤드룸 마진을 가지며 타겟 전압에 따라 가변하는 챠지 펌핑 전압을 생성한다. 상기 레귤레이터는 상기 챠지 펌핑 전압을 기초로 전원 전압을 생성한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 타겟 전압의 절대값이 증가하면 상기 챠지 펌핑 전압의 절대값이 증가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 헤드룸 마진은 출력 부하에 따라 가변할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 출력 부하가 증가하면 상기 헤드룸 마진의 절대값이 증가할 수 있다. 상기 출력 부하가 증가하면 상기 챠지 펌핑 전압의 절대값이 증가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 챠지 펌프는 상기 타겟 전압에 따라 가변하는 기준 챠지 펌핑 전압을 생성하는 연산기, 상기 챠지 펌핑 전압의 피드백 전압 및 상기 기준 챠지 펌핑 전압을 비교하는 비교기, 클럭 신호 및 상기 비교기의 출력 신호를 기초로 제어 신호를 출력하는 플립플롭 및 상기 플립플롭의 출력 신호를 기초로 스위칭 제어 신호를 생성하는 스위칭 컨트롤러를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 챠지 펌프는 상기 스위칭 제어 신호를 수신하는 제1 앰프, 제2 앰프, 제3 앰프 및 제4 앰프, 상기 제1 앰프에 연결되는 제1 스위치, 상기 제2 앰프에 연결되는 제2 스위치, 상기 제3 앰프에 연결되는 제3 스위치 및 상기 제4 앰프에 연결되는 제4 스위치를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 스위치, 상기 제4 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치는 순차적으로 직렬로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 챠지 펌프는 상기 제1 스위치 및 상기 제4 스위치에 연결되는 제1 전극 및 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치에 연결되는 제2 전극을 포함하는 제1 캐패시터 및 상기 제3 스위치에 연결되는 제1 전극 및 접지에 연결되는 제2 전극을 포함하는 제2 캐패시터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 스위칭 제어 신호가 제1 레벨을 가질 때, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치는 턴 온되고, 상기 제3 스위치 및 상기 제4 스위치는 턴 오프될 수 있다. 상기 스위칭 제어 신호가 제2 레벨을 가질 때, 상기 제3 스위치 및 상기 제4 스위치는 턴 온되고, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치는 턴 오프될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 스위칭 제어 신호가 상기 제1 레벨을 가질 때, 상기 제1 캐패시터는 충전될 수 있다. 상기 스위칭 제어 신호가 상기 제2 레벨을 가질 때, 상기 제1 캐패시터에 충전된 전압은 상기 제3 스위치를 통해 상기 레귤레이터로 출력될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 챠지 펌프는 상기 스위칭 컨트롤러 및 상기 제1 내지 제4 앰프 사이에 배치되는 레벨 쉬프터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 피드백 전압의 절대값이 상기 기준 챠지 펌핑 전압보다 작으면 상기 비교기의 출력은 제1 레벨을 갖고, 상기 피드백 전압의 절대값이 상기 기준 챠지 펌핑 전압보다 크거나 같으면 상기 비교기의 출력은 제2 레벨을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 레귤레이터는 제5 앰프 및 상기 제5 앰프의 출력 노드에 연결되는 제5 스위치를 포함할 수 있다. 상기 제5 스위치의 제어 노드는 상기 제5 앰프의 상기 출력 노드에 연결되고, 상기 제5 스위치의 입력 노드에는 상기 챠지 펌핑 전압이 인가되며, 상기 제5 스위치의 출력 노드는 상기 전원 전압을 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 레귤레이터는 상기 제5 스위치의 상기 출력 노드에 연결되는 제1 단 및 상기 제5 앰프의 제1 입력 노드에 연결되는 제2 단을 포함하는 제1 저항, 상기 제1 저항의 상기 제2 단에 연결되는 제1 단 및 접지에 연결되는 제2 단을 포함하는 제2 저항, 상기 제5 스위치의 상기 출력 노드에 연결되는 제1 전극 및 상기 접지에 연결되는 제2 전극을 포함하는 안정화 캐패시터를 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시부, 게이트 구동부, 데이터 구동부 및 전원 전압 생성부를 포함한다. 상기 표시부는 영상을 표시한다. 상기 게이트 구동부는 상기 표시부에 게이트 신호를 제공한다. 상기 데이터 구동부는 상기 표시부에 데이터 전압을 제공한다. 상기 전원 전압 생성부는 상기 표시부, 상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부 중 적어도 어느 하나에 전원 전압을 출력한다. 상기 전원 전압 생성부는 자동으로 설정되는 헤드룸 마진을 가지며 타겟 전압에 따라 가변하는 챠지 펌핑 전압을 생성하는 챠지 펌프 및 상기 챠지 펌핑 전압을 기초로 상기 전원 전압을 생성하는 레귤레이터를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전원 전압은 상기 표시부의 픽셀에 출력되는 초기화 전압일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전원 전압은 상기 게이트 구동부에 출력되며, 상기 게이트 신호의 로우 레벨을 정의하는 게이트 로우 전압일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전원 전압 생성부는 자동으로 설정되는 제2 헤드룸 마진을 가지며 제2 타겟 전압에 따라 가변하는 제2 챠지 펌핑 전압을 생성하는 제2 챠지 펌프 및 상기 제2 챠지 펌핑 전압을 기초로 제2 전원 전압을 생성하는 제2 레귤레이터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전원 전압은 상기 표시부의 픽셀에 출력되는 초기화 전압일 수 있다. 상기 제2 전원 전압은 상기 게이트 구동부에 출력되고 상기 게이트 신호의 로우 레벨을 정의하는 게이트 로우 전압일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 헤드룸 마진은 출력 부하에 따라 가변할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 전원 전압 생성 방법은 자동으로 설정되는 헤드룸 마진을 가지며 타겟 전압에 따라 가변하는 챠지 펌핑 전압을 생성하는 단계 및 상기 챠지 펌핑 전압을 기초로 전원 전압을 생성하는 단계를 포함한다. 상기 헤드룸 마진은 출력 부하에 따라 가변할 수 있다.
이와 같은 전원 전압 생성부, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 전원 전압 생성 방법에 따르면, 상기 챠지 펌프는 자동으로 설정되는 헤드룸 마진을 가지며 타겟 전압에 따라 가변하는 챠지 펌핑 전압을 생성하므로, 상기 챠지 펌핑 전압의 헤드룸 마진이 최적화될 수 있다. 따라서, 상기 표시 장치의 소비 전력이 감소될 수 있다.
또한, 상기 챠지 펌프 회로는 출력 부하의 크기에 따라 상기 챠지 펌핑 전압의 헤드룸 마진을 조절하므로, 상기 챠지 펌핑 전압의 상기 헤드룸 마진이 더욱 최적화될 수 있다. 따라서, 상기 표시 장치의 소비 전력이 더욱 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시 패널의 픽셀을 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 2의 픽셀에 인가되는 입력 신호들을 나타내는 타이밍도이다.
도 4는 도 1의 전원 전압 생성부를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4의 제1 챠지 펌프를 나타내는 회로도이다.
도 6은 도 5의 제1 챠지 펌프의 입력 신호, 노드 신호 및 출력 신호를 나타내는 타이밍도이다.
도 7은 도 5의 플립플롭의 입력 신호, 출력 신호 및 도 5의 제1 챠지 펌프의 출력 신호를 나타내는 타이밍도이다.
도 8은 도 5의 연산기의 설정을 위한 레지스터를 나타내는 표이다.
도 9는 도 4의 제1 레귤레이터를 나타내는 회로도이다.
도 10은 비교예의 소비 전력 및 본 실시예의 소비 전력을 나타내는 표이다.
도 11은 타겟 전압에 따른 비교예의 제1 챠지 펌핑 전압 및 본 실시예의 제1 챠지 펌핑 전압을 나타내는 타이밍도이다.
도 12는 출력 부하에 따른 비교예의 제1 챠지 펌핑 전압 및 본 실시예의 제1 챠지 펌핑 전압을 나타내는 타이밍도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(100) 및 표시 패널 구동부를 포함한다. 상기 표시 패널 구동부는 구동 제어부(200), 게이트 구동부(300), 감마 기준 전압 생성부(400), 데이터 구동부(500) 및 에미션 구동부(600)를 포함한다. 상기 표시 패널 구동부는 전원 전압 생성부(700)를 더 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 영상을 표시하는 표시부 및 상기 표시부에 이웃하여 배치되는 주변부를 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 복수의 게이트 라인들(GWL, GIL, GBL), 복수의 데이터 라인들(DL), 복수의 에미션 라인들(EL) 및 상기 게이트 라인들(GWL, GIL, GBL), 상기 데이터 라인들(DL) 및 상기 에미션 라인들(EL) 각각에 전기적으로 연결된 복수의 픽셀들을 포함한다. 상기 게이트 라인들(GWL, GIL, GBL)은 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 데이터 라인들(DL)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장되며, 상기 에미션 라인들(EL)은 상기 제1 방향(D1)으로 연장된다.
상기 구동 제어부(200)는 외부의 장치(미도시)로부터 입력 영상 데이터(IMG) 및 입력 제어 신호(CONT)를 수신한다. 예를 들어, 상기 입력 영상 데이터(IMG)는 적색 영상 데이터, 녹색 영상 데이터 및 청색 영상 데이터를 포함할 수 있다. 상기 입력 영상 데이터(IMG)는 백색 영상 데이터를 포함할 수 있다. 상기 입력 영상 데이터(IMG)는 마젠타색(magenta) 영상 데이터, 황색(yellow) 영상 데이터 및 시안색(cyan) 영상 데이터를 포함할 수 있다. 상기 입력 제어 신호(CONT)는 마스터 클럭 신호, 데이터 인에이블 신호를 포함할 수 있다. 상기 입력 제어 신호(CONT)는 수직 동기 신호 및 수평 동기 신호를 더 포함할 수 있다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 영상 데이터(IMG) 및 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 제1 제어 신호(CONT1), 제2 제어 신호(CONT2), 제3 제어 신호(CONT3), 제4 제어 신호(CONT4) 및 데이터 신호(DATA)를 생성한다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 게이트 구동부(300)의 동작을 제어하기 위한 상기 제1 제어 신호(CONT1)를 생성하여 상기 게이트 구동부(300)에 출력한다. 상기 제1 제어 신호(CONT1)는 수직 개시 신호 및 게이트 클럭 신호를 포함할 수 있다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 데이터 구동부(500)의 동작을 제어하기 위한 상기 제2 제어 신호(CONT2)를 생성하여 상기 데이터 구동부(500)에 출력한다. 상기 제2 제어 신호(CONT2)는 수평 개시 신호 및 로드 신호를 포함할 수 있다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 영상 데이터(IMG)를 근거로 데이터 신호(DATA)를 생성한다. 상기 구동 제어부(200)는 상기 데이터 신호(DATA)를 상기 데이터 구동부(500)에 출력한다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 감마 기준 전압 생성부(400)의 동작을 제어하기 위한 상기 제3 제어 신호(CONT3)를 생성하여 상기 감마 기준 전압 생성부(400)에 출력한다.
상기 구동 제어부(200)는 상기 입력 제어 신호(CONT)를 근거로 상기 에미션 구동부(600)의 동작을 제어하기 위한 상기 제4 제어 신호(CONT4)를 생성하여 상기 에미션 구동부(600)에 출력한다.
상기 게이트 구동부(300)는 상기 구동 제어부(200)로부터 입력 받은 상기 제1 제어 신호(CONT1)에 응답하여 상기 게이트 라인들(GWL, GIL, GBL)을 구동하기 위한 게이트 신호들을 생성한다. 상기 게이트 구동부(300)는 상기 게이트 신호들을 상기 게이트 라인들(GWL, GIL, GBL)에 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 구동부(300)는 상기 표시 패널(100)의 주변부에 집적될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 구동부(300)는 상기 표시 패널(100)의 주변부에 실장될 수 있다.
상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 구동 제어부(200)로부터 입력 받은 상기 제3 제어 신호(CONT3)에 응답하여 감마 기준 전압(VGREF)을 생성한다. 상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 상기 데이터 구동부(500)에 제공한다. 상기 감마 기준 전압(VGREF)은 각각의 데이터 신호(DATA)에 대응하는 값을 갖는다.
예를 들어, 상기 감마 기준 전압 생성부(400)는 상기 구동 제어부(200) 내에 배치되거나 상기 데이터 구동부(500) 내에 배치될 수 있다.
상기 데이터 구동부(500)는 상기 구동 제어부(200)로부터 상기 제2 제어 신호(CONT2) 및 상기 데이터 신호(DATA)를 입력 받고, 상기 감마 기준 전압 생성부(400)로부터 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 입력 받는다. 상기 데이터 구동부(500)는 상기 데이터 신호(DATA)를 상기 감마 기준 전압(VGREF)을 이용하여 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환한다. 상기 데이터 구동부(500)는 상기 데이터 전압을 상기 데이터 라인(DL)에 출력한다.
상기 에미션 구동부(600)는 상기 구동 제어부(200)로부터 입력 받은 상기 제4 제어 신호(CONT4)에 응답하여 상기 에미션 라인들(EL)을 구동하기 위한 에미션 신호들을 생성한다. 상기 에미션 구동부(600)는 상기 에미션 신호들을 상기 에미션 라인들(EL)에 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 에미션 구동부(600)는 상기 표시 패널(100)의 주변부에 집적될 수 있다. 예를 들어, 상기 에미션 구동부(600)는 상기 표시 패널(100)의 주변부에 실장될 수 있다. 도 1에서는 상기 게이트 구동부(300)가 상기 표시 패널(100)의 제1 측에 배치되고, 상기 에미션 구동부(600)가 상기 표시 패널(100)의 상기 제1 측의 반대인 제2 측에 배치되는 것을 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 상기 게이트 구동부(300) 및 상기 에미션 구동부(600)는 상기 표시 패널(100)을 기준으로 같은 측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 구동부(300) 및 상기 에미션 구동부(600)는 상기 표시 패널(100)의 상기 표시부를 기준으로 같은 측의 주변부에 집적될 수 있다.
상기 전원 전압 생성부(700)는 상기 표시 패널(100), 상기 구동 제어부(200), 상기 게이트 구동부(300), 상기 감마 기준 전압 생성부(400), 상기 데이터 구동부(500) 및 상기 에미션 구동부(600) 중 적어도 어느 하나에 전원 전압을 제공할 수 있다.
예를 들어, 상기 전원 전압 생성부(700)는 상기 표시 패널(100)의 픽셀에 초기화 전압(VINT)을 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 전원 전압 생성부(700)는 상기 표시 패널(100)의 픽셀에 하이 전원 전압(ELVDD) 및 로우 전원 전압(ELVSS)을 출력할 수 있다. 본 실시예에서 상기 표시 장치는 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 표시 장치일 수 있다. 그러나, 본 발명은 유기 발광 표시 장치에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 전원 전압 생성부(700)는 상기 게이트 신호를 생성하기 위해 사용되는 제1 게이트 전원 전압(VGH) 및 제2 게이트 전원 전압(VGL)을 생성하여 상기 게이트 구동부(300)에 출력할 수 있다.
예를 들어, 상기 전원 전압 생성부(600)는 상기 데이터 전압의 레벨을 결정하는 아날로그 하이 전압을 생성하여 상기 데이터 구동부(500)에 출력할 수 있다.
도 2는 도 1의 표시 패널(100)의 픽셀을 나타내는 회로도이다. 도 3은 도 2의 픽셀에 인가되는 입력 신호들을 나타내는 타이밍도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 표시 패널(100)은 복수의 픽셀들을 포함하고, 상기 픽셀들은 각각 유기 발광 소자(OLED)를 포함한다.
상기 픽셀들은 데이터 기입 게이트 신호(GW), 데이터 초기화 게이트 신호(GI), 유기 발광 소자 초기화 게이트 신호(GB), 상기 데이터 전압(VDATA) 및 상기 에미션 신호(EM)를 입력 받아, 상기 데이터 전압(VDATA)의 레벨에 따라 상기 유기 발광 소자(OLED)를 발광시켜 상기 영상을 표시한다.
상기 픽셀들 중 적어도 하나는 제1 내지 제7 박막 트랜지스터(T1 내지 T7), 스토리지 캐패시터(CST) 및 상기 유기 발광 소자(OLED)를 포함할 수 있다.
상기 제1 박막 트랜지스터(T1)는 제1 픽셀 노드(N1)에 연결되는 제어 전극, 제2 픽셀 노드(N2)에 연결되는 입력 전극 및 제3 픽셀 노드(N3)에 연결되는 출력 전극을 포함한다.
예를 들어, 상기 제1 박막 트랜지스터(T1)는 P형 박막 트랜지스터일 수 있다. 상기 제1 박막 트랜지스터(T1)의 제어 전극은 게이트 전극, 상기 제1 박막 트랜지스터(T1)의 입력 전극은 소스 전극, 상기 제1 박막 트랜지스터(T1)의 출력 전극은 드레인 전극일 수 있다.
상기 제2 박막 트랜지스터(T2)는 상기 데이터 기입 게이트 신호(GW)가 인가되는 제어 전극, 상기 데이터 전압(VDATA)이 인가되는 입력 전극 및 상기 제2 픽셀 노드(N2)에 연결되는 출력 전극을 포함한다.
상기 제3 박막 트랜지스터(T3)는 상기 데이터 기입 게이트 신호(GW)가 인가되는 제어 전극, 상기 제1 픽셀 노드(N1)에 연결되는 입력 전극 및 상기 제3 픽셀 노드(N3)에 연결되는 출력 전극을 포함한다.
상기 제4 박막 트랜지스터(T4)는 상기 데이터 초기화 게이트 신호(GI)가 인가되는 제어 전극, 상기 초기화 전압(VI)이 인가되는 입력 전극 및 상기 제1 픽셀 노드(N1)에 연결되는 출력 전극을 포함한다.
상기 제5 박막 트랜지스터(T5)는 상기 에미션 신호(EM)가 인가되는 제어 전극, 하이 전원 전압(ELVDD)이 인가되는 입력 전극 및 상기 제2 픽셀 노드(N2)에 연결되는 출력 전극을 포함한다.
상기 제6 박막 트랜지스터(T6)는 상기 에미션 신호(EM)가 인가되는 제어 전극, 상기 제3 픽셀 노드(N3)에 연결되는 입력 전극 및 상기 유기 발광 소자(OLED)의 애노드 전극에 연결되는 출력 전극을 포함한다.
상기 제7 박막 트랜지스터(T7)는 상기 유기 발광 소자 초기화 게이트 신호(GB)가 인가되는 제어 전극, 상기 초기화 전압(VI)이 인가되는 입력 전극 및 상기 유기 발광 소자의 상기 애노드 전극에 연결되는 출력 전극을 포함한다.
예를 들어, 상기 제1 내지 제7 박막 트랜지스터(T1 내지 T7)는 P형 박막 트랜지스터일 수 있다. 상기 제1 내지 제7 박막 트랜지스터(T1 내지 T7)의 제어 전극은 게이트 전극, 상기 제1 내지 제7 박막 트랜지스터(T1 내지 T7)의 입력 전극은 소스 전극, 상기 제1 내지 제7 박막 트랜지스터(T1 내지 T7)의 출력 전극은 드레인 전극일 수 있다.
이와는 달리, 상기 제1 내지 제7 박막 트랜지스터(T1 내지 T7)는 N형 박막 트랜지스터일 수 있다.
상기 스토리지 캐패시터(CST)는 상기 하이 전원 전압(ELVDD)이 인가되는 제1 전극 및 상기 제1 픽셀 노드(N1)에 연결되는 제2 전극을 포함한다.
상기 유기 발광 소자(OLED)는 상기 애노드 전극 및 로우 전원 전압(ELVSS)이 인가되는 캐소드 전극을 포함한다.
도 3을 보면, 제1 구간(DU1) 동안 상기 데이터 초기화 게이트 신호(GI)에 의해 상기 제1 픽셀 노드(N1) 및 상기 스토리지 캐패시터(CST)가 초기화 된다. 제2 구간(DU2) 동안 상기 데이터 기입 게이트 신호(GW)에 의해 상기 제1 박막 트랜지스터(T1)의 쓰레스홀드 전압(|VTH|)이 보상되고, 상기 쓰레스홀드 전압(|VTH|)이 보상된 상기 데이터 전압(VDATA)이 상기 제1 픽셀 노드(N1)에 기입된다. 제3 구간(DU3) 동안 상기 유기 발광 소자 초기화 게이트 신호(GB)에 의해 상기 유기 발광 소자(OLED)의 상기 애노드 전극이 초기화 된다. 제4 구간(DU4) 동안 상기 에미션 신호(EM)에 의해 상기 유기 발광 소자(OLED)가 발광하여 상기 표시 패널(100)은 영상을 표시한다.
상기 제1 구간(DU1)에 상기 데이터 초기화 게이트 신호(GI)가 활성화 레벨을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 데이터 초기화 게이트 신호(GI)의 상기 활성화 레벨은 로우 레벨일 수 있다. 상기 데이터 초기화 게이트 신호(GI)가 상기 활성화 레벨을 가질 때, 상기 제4 박막 트랜지스터(T4)가 턴 온되어, 상기 초기화 전압(VI)이 상기 제1 픽셀 노드(N1)에 인가될 수 있다. 현재 스테이지의 상기 데이터 초기화 게이트 신호(GI[N])는 이전 스테이지의 스캔 신호(SCAN[N-1])일 수 있다.
상기 제2 구간(DU2)에는 상기 데이터 기입 게이트 신호(GW)가 활성화 레벨을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 데이터 기입 게이트 신호(GW)의 상기 활성화 레벨은 로우 레벨일 수 있다. 상기 데이터 기입 게이트 신호(GW)가 상기 활성화 레벨을 가질 때, 상기 제2 박막 트랜지스터(T2) 및 상기 제3 박막 트랜지스터(T3)가 턴 온된다. 또한, 상기 초기화 전압(VI)에 의해 상기 제1 박막 트랜지스터(T1)도 턴 온된다. 현재 스테이지의 상기 데이터 기입 게이트 신호(GW[N])는 현재 스테이지의 스캔 신호(SCAN[N])일 수 있다.
상기 턴 온된 제1 내지 제3 박막 트랜지스터(T1, T2, T3)에 의해 형성된 경로를 따라, 상기 제1 픽셀 노드(N1)에는 상기 데이터 전압(VDATA)에서 상기 제1 박막 트랜지스터(T1)의 쓰레스홀드 전압(|VTH|)만큼 뺀 전압이 설정된다.
상기 제3 구간(DU3)에는 상기 유기 발광 소자 초기화 게이트 신호(GB)가 활성화 레벨을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 유기 발광 소자 초기화 게이트 신호(GB)의 상기 활성화 레벨은 로우 레벨일 수 있다. 상기 유기 발광 소자 초기화 게이트 신호(GB)가 상기 활성화 레벨을 가질 때, 상기 제7 박막 트랜지스터(T7)가 턴 온되어, 상기 초기화 전압(VI)이 상기 유기 발광 소자(OLED)의 애노드 전극에 인가될 수 있다. 현재 스테이지의 상기 유기 발광 소자 초기화 게이트 신호(GB[N])는 다음 스테이지의 스캔 신호(SCAN[N+1])일 수 있다.
본 실시예에서는 상기 유기 발광 소자 초기화 게이트 신호(GB)의 활성화 구간이 상기 데이터 기입 게이트 신호(GW)의 활성화 구간과 상이한 경우를 예시하였으나, 상기 유기 발광 소자 초기화 게이트 신호(GB)의 활성화 구간은 상기 데이터 기입 게이트 신호(GW)와 활성화 구간과 일치할 수 있다. 예를 들어, 현재 스테이지의 상기 유기 발광 소자 초기화 게이트 신호(GB[N])는 현재 스테이지의 스캔 신호(SCAN[N])일 수 있다. 이 경우, 상기 제7 박막 트랜지스터(T7)의 상기 제어 전극은 상기 제2 박막 트랜지스터(T2)의 상기 제어 전극과 연결될 수 있다.
상기 제4 구간(DU4)에는 상기 에미션 신호(EM)가 활성화 레벨을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 에미션 신호(EM)의 상기 활성화 레벨은 로우 레벨일 수 있다. 상기 에미션 신호(EM)가 상기 활성화 레벨을 가질 때, 상기 제5 박막 트랜지스터(T5) 및 상기 제6 박막 트랜지스터(T6)가 턴 온된다. 또한, 상기 데이터 전압(VDATA)에 의해 상기 제1 박막 트랜지스터(T1)도 턴 온된다.
구동 전류는 상기 제5 박막 트랜지스터(T5), 상기 제1 박막 트랜지스터(T1) 및 상기 제6 박막 트랜지스터(T6) 순서로 흘러 상기 유기 발광 소자(OLED)를 구동할 수 있다. 상기 구동 전류의 세기는 상기 데이터 전압(VDATA)의 레벨에 의해 결정될 수 있다. 상기 유기 발광 소자(OLED)의 휘도는 상기 구동 전류의 세기에 의해 결정될 수 있다.
도 4는 도 1의 전원 전압 생성부(700)를 나타내는 블록도이다.
도 1 내지 도 4에 따르면, 상기 전원 전압 생성부(700)는 자동으로 설정되는 제1 헤드룸 마진을 가지며 제1 타겟 전압에 따라 가변하는 제1 챠지 펌핑 전압(VCP1)을 생성하는 제1 챠지 펌프(710) 및 상기 제1 챠지 펌핑 전압(VCP1)을 기초로 제1 전원 전압(예컨대, VINT)을 생성하는 레귤레이터(720)를 포함할 수 있다.
상기 제1 챠지 펌프(710)는 챠지 펌핑 전원 전압(PAVDD)을 기초로 상기 제1 챠지 펌핑 전압(VCP1)을 생성할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 전원 전압(VINT)은 상기 표시 패널(100)의 픽셀에 출력되는 상기 초기화 전압(VINT)일 수 있다. 상기 초기화 전압(VINT)은 도 2의 상기 제4 박막 트랜지스터(T4)의 입력 전극에 인가될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 제1 타겟 전압(VINT의 타겟값)의 절대값이 증가하면 상기 제1 챠지 펌핑 전압(VCP1)의 절대값이 증가할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 헤드룸 마진이 0.3V이고, 상기 제1 타겟 전압이 -3.5V라면, 상기 제1 챠지 펌핑 전압(VCP1)은 -3.5V에서 0.3V를 뺀 -3.8V로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 헤드룸 마진이 0.3V이고, 상기 제1 타겟 전압이 -3.7V라면, 상기 제1 챠지 펌핑 전압(VCP1)은 -3.7V에서 0.3V를 뺀 -4.0V로 설정될 수 있다.
또한, 상기 제1 헤드룸 마진은 상기 제1 전원 전압(VINT)의 출력 부하에 따라 가변할 수 있다. 상기 제1 전원 전압(VINT)의 출력 부하가 증가하면 상기 제1 헤드룸 마진의 절대값이 증가할 수 있다. 예를 들어, 제1 출력 부하에 대한 상기 제1 헤드룸 마진이 0.3V이고, 상기 제1 타겟 전압이 -3.5V라면, 상기 제1 챠지 펌핑 전압(VCP1)은 -3.5V에서 0.3V를 뺀 -3.8V로 설정될 수 있다. 예를 들어, 출력 부하가 상기 제1 출력 부하보다 큰 제2 출력 부하인 경우, 상기 제1 헤드룸 마진은 0.3V가 아닌 0.4V로 설정될 수 있다. 따라서, 상기 제2 출력 부하에 대한 상기 제1 헤드룸 마진이 0.4V이고, 상기 제1 타겟 전압이 -3.5V라면, 상기 제1 챠지 펌핑 전압(VCP1)은 -3.5V에서 0.4V를 뺀 -3.9V로 설정될 수 있다. 이와 같이, 상기 출력 부하가 증가하면 상기 제1 챠지 펌핑 전압의 절대값이 증가하게 된다.
상기 전원 전압 생성부(700)는 자동으로 설정되는 제2 헤드룸 마진을 가지며 제2 타겟 전압에 따라 가변하는 제2 챠지 펌핑 전압(VCP2)을 생성하는 제2 챠지 펌프(730) 및 상기 제2 챠지 펌핑 전압(VCP2)을 기초로 제2 전원 전압(예컨대, VGL)을 생성하는 제2 레귤레이터(740)를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 챠지 펌프(730)는 상기 챠지 펌핑 전원 전압(PAVDD)을 기초로 상기 제2 챠지 펌핑 전압(VCP2)을 생성할 수 있다.
상기한 바와 마찬가지로, 상기 제2 타겟 전압(VGL의 타겟값)의 절대값이 증가하면 상기 제2 챠지 펌핑 전압(VCP2)의 절대값이 증가할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 헤드룸 마진이 0.3V이고, 상기 제2 타겟 전압이 -8.8V라면, 상기 제2 챠지 펌핑 전압(VCP2)은 -8.8V에서 0.3V를 뺀 -9.1V로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 헤드룸 마진이 0.3V이고, 상기 제2 타겟 전압이 -9.0V라면, 상기 제2 챠지 펌핑 전압(VCP2)은 -9.0V에서 0.3V를 뺀 -9.3V로 설정될 수 있다.
또한, 상기 제2 헤드룸 마진은 상기 제2 전원 전압(VGL)의 출력 부하에 따라 가변할 수 있다. 상기 제2 전원 전압(VGL)의 출력 부하가 증가하면 상기 제2 헤드룸 마진의 절대값이 증가할 수 있다.
도 5 내지 도 8에서는 상기 제1 챠지 펌프(710)의 구조 및 동작에 대해 상세히 설명한다. 도 5 내지 도 8에서는 상기 제1 챠지 펌프(710)에 대해 예시하였으며, 상기 제2 챠지 펌프(730)도 상기 제1 챠지 펌프(710)와 같은 구조를 가지며 같은 방식으로 동작할 수 있다.
도 9에서는 상기 제1 레귤레이터(720)의 구조 및 동작에 대해 상세히 설명한다. 도 9에서는 상기 제1 레귤레이터(720)에 대해 예시하였으며, 상기 제2 레귤레이터(740)도 상기 제1 레귤레이터(720)와 같은 구조를 가지며 같은 방식으로 동작할 수 있다.
도 5는 도 4의 제1 챠지 펌프(710)를 나타내는 회로도이다. 도 6은 도 5의 제1 챠지 펌프(710)의 입력 신호, 노드 신호 및 출력 신호를 나타내는 타이밍도이다. 도 7은 도 5의 플립플롭(FF)의 입력 신호, 출력 신호 및 도 5의 제1 챠지 펌프(710)의 출력 신호를 나타내는 타이밍도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 상기 제1 챠지 펌프(710)는 상기 타겟 전압에 따라 가변하는 기준 챠지 펌핑 전압을 생성하는 연산기(711), 상기 챠지 펌핑 전압(VCP1)의 피드백 전압 및 상기 기준 챠지 펌핑 전압을 비교하는 비교기(A5), 클럭 신호(CLK) 및 상기 비교기(A5)의 출력 신호를 기초로 제어 신호를 출력하는 플립플롭(FF) 및 상기 플립플롭(FF)의 출력 신호를 기초로 스위칭 제어 신호(SWS)를 생성하는 스위칭 컨트롤러(712)를 포함할 수 있다.
상기 챠지 펌핑 전압(VCP1)의 피드백 전압은 상기 챠지 펌핑 전압(VCP1)의 출력 노드에 연결되는 피드백 저항 스트링(FRS)을 통해 상기 비교기(A5)로 입력될 수 있다.
상기 피드백 전압의 절대값이 상기 기준 챠지 펌핑 전압보다 작으면 상기 비교기(A5)의 출력(도 7의 D)은 제1 레벨을 가질 수 있다. 반대로, 상기 피드백 전압의 절대값이 상기 기준 챠지 펌핑 전압보다 크거나 같으면 상기 비교기(A5)의 출력(도 7의 D)은 제2 레벨을 가질 수 있다. 여기서, 상기 제1 레벨은 하이 레벨일 수 있고, 상기 제2 레벨은 로우 레벨일 수 있다.
상기 제1 챠지 펌프(710)는 상기 스위칭 제어 신호(SWS)를 수신하는 제1 앰프(A1), 제2 앰프(A2), 제3 앰프(A3) 및 제4 앰프(A4), 상기 제1 앰프(A1)에 연결되는 제1 스위치(S1), 상기 제2 앰프(A2)에 연결되는 제2 스위치(S2), 상기 제3 앰프(A3)에 연결되는 제3 스위치(S3) 및 상기 제4 앰프(A4)에 연결되는 제4 스위치(S4)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 앰프(A1) 및 상기 제2 앰프(A2)의 출력 신호는 인버팅될 수 있다.
상기 제1 스위치(S1), 상기 제4 스위치(S4), 상기 제2 스위치(S2) 및 상기 제3 스위치(S3)는 순차적으로 직렬로 연결될 수 있다.
상기 제1 챠지 펌프(710)는 상기 제1 스위치(S1) 및 상기 제4 스위치(S4)에 연결되는 제1 전극 및 상기 제2 스위치(S2) 및 상기 제3 스위치(S3)에 연결되는 제2 전극을 포함하는 제1 캐패시터(C1) 및 상기 제3 스위치(S3)에 연결되는 제1 전극 및 접지에 연결되는 제2 전극을 포함하는 제2 캐패시터(C2)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 캐패시터(C1)는 충전 캐패시터일 수 있고, 상기 제2 캐패시터(C2)는 상기 챠지 펌핑 전압의 안정화 캐패시터일 수 있다.
상기 스위칭 제어 신호(SWS)가 제1 레벨(SWSH)을 가질 때, 상기 제1 스위치(S1) 및 상기 제2 스위치(S2)는 턴 온되고, 상기 제3 스위치(S3) 및 상기 제4 스위치(S4)는 턴 오프되고, 상기 스위칭 제어 신호(SWS)가 제2 레벨(SWSL)을 가질 때, 상기 제3 스위치(S3) 및 상기 제4 스위치(S4)는 턴 온되고, 상기 제1 스위치(S1) 및 상기 제2 스위치(S2)는 턴 오프될 수 있다. 여기서, 상기 제1 레벨은 하이 레벨일 수 있고, 상기 제2 레벨은 로우 레벨일 수 있다.
상기 스위칭 제어 신호(SWS)가 상기 제1 레벨(SWSH)을 가질 때, 상기 제1 캐패시터(C1)는 충전될 수 있다. 상기 스위칭 제어 신호(SWS)가 상기 제2 레벨(SWSL)을 가질 때, 상기 제1 캐패시터(C1)에 충전된 전압은 상기 제3 스위치(SW3)를 통해 상기 제1 레귤레이터(720)로 출력될 수 있다. 상기 스위칭 제어 신호(SWS)가 상기 제1 레벨(SWSH)을 가질 때의 전류의 흐름 및 상기 스위칭 제어 신호(SWS)가 상기 제2 레벨(SWSL)을 가질 때의 전류의 흐름은 도 5에 점선으로 도시하였다.
도 6을 보면, 상기 스위칭 제어 신호(SWS)가 제1 레벨(SWSH)을 가질 때(PE2), 상기 제1 캐패시터(C1)는 충전되고, 상기 제1 캐패시터(C1)의 전류는 마이너스로 표시되며, 상기 제2 스위치(S2)가 턴 온된다. 상기 스위칭 제어 신호(SWS)가 제2 레벨(SWSL)을 가질 때(PE1, PE3), 상기 제1 캐패시터(C1)는 방전되고, 상기 제1 캐패시터(C1)의 전류는 플러스로 표시되며, 상기 제1 스위치(S1) 및 상기 제3 스위치(S3)가 턴 온된다.
상기 스위칭 제어 신호(SWS)가 상기 제1 레벨(SWSH) 및 상기 제2 레벨(SWSL)을 번갈아 가지면서, 상기 제1 챠지 펌핑 전압(VCP1)은 일정한 타겟 레벨을 유지하게 된다.
도 7에서, 상기 제1 챠지 펌핑 전압(VCP1)의 절대값의 레벨이 타겟 전압(VTAR)의 절대값보다 작으면, 상기 제1 비교기(A5)의 출력(D)은 하이 레벨을 갖는다. 상기 제1 비교기(A5)의 출력(D)은 하이 레벨일 때, 상기 플립플롭(FF)은 클럭 신호(CLK)를 출력 신호(Q)로 출력한다.
상기 제1 챠지 펌핑 전압(VCP1)의 절대값의 레벨이 타겟 전압(VTAR)의 절대값보다 크거나 같으면, 상기 제1 비교기(A5)의 출력(D)은 로우 레벨을 갖는다. 상기 제1 비교기(A5)의 출력(D)은 로우 레벨일 때, 상기 플립플롭(FF)은 로우 레벨을 출력 신호(Q)로 출력한다.
상기 스위칭 컨트롤러(712)는 상기 플립플롭(FF)의 출력 신호를 기초로 상기 스위칭 제어 신호(SWS)를 생성한다.
상기 제1 챠지 펌프(710)는 상기 스위칭 컨트롤러(712) 및 상기 제1 내지 제4 앰프(A1 내지 A4) 사이에 배치되는 레벨 쉬프터(713)를 더 포함할 수 있다. 상기 레벨 쉬프터(713)는 상기 스위칭 제어 신호(SWS)의 레벨을 증가시켜 상기 제1 내지 제4 앰프(A1 내지 A4)에 출력할 수 있다.
도 8은 상기 연산기(711)를 설정하는 레지스터의 예시를 나타낸다. 상기 제1 챠지 펌프(710)의 연산기(711)는 상기 제1 챠지 펌핑 전압의 헤드룸 마진(HM-VCP1) 및 출력 부하(ILOAD1 내지 ILOADN)에 따른 헤드룸 마진을 저장하는 레지스터를 기초로 기준 챠지 펌핑 전압을 생성할 수 있다. 이와 마찬가지로, 상기 제2 챠지 펌프(730)의 연산기는 상기 제2 챠지 펌핑 전압의 헤드룸 마진(HM-VCP2) 및 출력 부하(ILOAD1 내지 ILOADN)에 따른 헤드룸 마진을 저장하는 레지스터를 기초로 기준 챠지 펌핑 전압을 생성할 수 있다. 또한, 상기 레지스터에서는 상기 제1 챠지 펌프의 헤드룸 마진 조절 기능의 온 오프(HM-VCP1-EN) 및 제2 챠지 펌프의 헤드룸 마진 조절 기능의 온 오프(HM-VCP2-EN)를 설정할 수 있다.
도 9는 도 4의 제1 레귤레이터(720)를 나타내는 회로도이다.
도 1 내지 도 9에 따르면, 상기 제1 레귤레이터(720)는 제5 앰프(AMP) 및 상기 제5 앰프(AMP)의 출력 노드에 연결되는 제5 스위치(SWT)를 포함할 수 있다. 상기 제5 스위치(SWT)의 제어 노드는 상기 제5 앰프(AMP)의 상기 출력 노드에 연결되고, 상기 제5 스위치(SWT)의 입력 노드에는 상기 챠지 펌핑 전압이 인가되며, 상기 제5 스위치(SWT)의 출력 노드는 상기 전원 전압(VINT)을 출력할 수 있다.
상기 제1 레귤레이터(720)는 상기 제5 스위치(SWT)의 상기 출력 노드에 연결되는 제1 단 및 상기 제5 앰프(AMP)의 제1 입력 노드에 연결되는 제2 단을 포함하는 제1 저항(R1), 상기 제1 저항(R1)의 상기 제2 단에 연결되는 제1 단 및 접지에 연결되는 제2 단을 포함하는 제2 저항(R2) 및 상기 제5 스위치(SWT)의 상기 출력 노드에 연결되는 제1 전극 및 상기 접지에 연결되는 제2 전극을 포함하는 안정화 캐패시터(CINT)를 더 포함할 수 있다.
상기 제5 앰프(AMP)의 상기 제2 입력 전극에는 상기 전원 전압(VINT)의 타겟 전압(VREF1)이 입력될 수 있다.
도 10은 비교예의 소비 전력 및 본 실시예의 소비 전력을 나타내는 표이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 비교예에 따른 전원 전압 생성부는 타겟 전압에 따라 헤드룸 마진이 조절되지 않으므로, 상대적으로 높은 소비 전력(10.5mW, 20.5mW, 31mW)을 나타낸다. 비교예에서, -3.5V의 초기화 전압(VINT)을 생성하기 위한 챠지 펌핑 전압(VCP1)은 -7.8V(-PAVDD)로 고정될 수 있다. 상기 초기화 전압(VINT)을 생성하기 위한 상기 챠지 펌핑 전압(VCP1)의 헤드룸 마진은 4.3V일 수 있다. 상기 소비 전력은 헤드룸 마진과 부하 전류의 곱으로 계산될 수 있다. 비교예에서, -8.8V의 게이트 로우 전압(VGL)을 생성하기 위한 챠지 펌핑 전압(VCP2)은 -11.1V(-PAVDD-VIN)로 고정될 수 있다. 상기 게이트 로우 전압(VGL)을 생성하기 위한 상기 챠지 펌핑 전압(VCP2)의 헤드룸 마진은 2.3V일 수 있다.
반면, 본 실시예에 따른 전원 전압 생성부(700)는 타겟 전압에 따라 헤드룸 마진이 조절되므로, 상대적으로 낮은 소비 전력(1.5mW, 1.5mW, 3mW)을 나타낸다. 본 실시예에서, -3.5V의 초기화 전압(VINT)을 생성하기 위한 챠지 펌핑 전압(VCP1)은 -3.5V에서 미리 설정된 헤드룸 마진 0.3V를 뺀 -3.8V로 조절될 수 있다. 상기 초기화 전압(VINT)을 생성하기 위한 상기 챠지 펌핑 전압(VCP1)의 헤드룸 마진은 0.3V일 수 있다. 따라서, 상기 초기화 전압(VINT)을 생성하기 위한 소비 전력은 비교예에 비해 훨씬 작은 값을 갖는다. 본 실시예에서, -8.8V의 게이트 로우 전압(VGL)을 생성하기 위한 챠지 펌핑 전압(VCP2)은 -8.8V에서 미리 설정된 헤드룸 마진 0.3V를 뺀 -9.1V로 조절될 수 있다. 상기 게이트 로우 전압(VGL)을 생성하기 위한 상기 챠지 펌핑 전압(VCP2)의 헤드룸 마진은 0.3V일 수 있다. 따라서, 상기 게이트 로우 전압(VGL)을 생성하기 위한 소비 전력은 비교예에 비해 훨씬 작은 값을 갖는다. 상기 초기화 전압(VINT)을 생성하기 위한 비교예와 실시예의 소비 전력 차이 및 상기 게이트 로우 전압(VGL)을 생성하기 위한 비교예와 실시예의 소비 전력 차이는 각각 9mW 및 19mW일 수 있다. 따라서, 상기 비교예와 실시예의 전체 소비 전력 차이는 28mW일 수 있다.
도 11은 타겟 전압에 따른 비교예의 제1 챠지 펌핑 전압 및 본 실시예의 제1 챠지 펌핑 전압을 나타내는 타이밍도이다. 도 12는 출력 부하에 따른 비교예의 제1 챠지 펌핑 전압 및 본 실시예의 제1 챠지 펌핑 전압을 나타내는 타이밍도이다.
도 11에서 보듯이, 비교예의 경우, 상기 타겟 전압(VINT)이 감소하더라도 고정된 챠지 펌핑 전압(VCP1(FIXED))을 생성하는 반면, 본 실시예의 경우에는 상기 타겟 전압(VINT)이 감소함에 따라 감소하는 챠지 펌핑 전압(VCP1(VAR))을 생성한다. (상기 타겟 전압(VINT)의 절대값이 증가함에 따라 챠지 펌핑 전압(VCP1(VAR))의 절대값이 증가)
도 12에서 보듯이, 비교예의 경우, 상기 출력 부하에 따른 전류(IINT)가 증가하더라도 고정된 챠지 펌핑 전압(VCP1(FIXED))을 생성하는 반면, 본 실시예의 경우에는 상기 타겟 전압(VINT)이 고정된 상태에서 상기 출력 부하가 증가함에 따라 감소하는 챠지 펌핑 전압(VCP1(VAR))을 생성한다. (상기 출력 부하가 증가함에 따라 챠지 펌핑 전압(VCP1(VAR))의 절대값이 증가)
본 실시예에 따르면, 상기 챠지 펌프는 자동으로 설정되는 헤드룸 마진을 가지며 타겟 전압에 따라 가변하는 챠지 펌핑 전압을 생성하므로, 상기 챠지 펌핑 전압의 헤드룸 마진이 최적화될 수 있다. 따라서, 상기 표시 장치의 소비 전력이 감소될 수 있다.
또한, 상기 챠지 펌프 회로는 출력 부하의 크기에 따라 상기 챠지 펌핑 전압의 헤드룸 마진을 조절하므로, 상기 챠지 펌핑 전압의 상기 헤드룸 마진이 더욱 최적화될 수 있다. 따라서, 상기 표시 장치의 소비 전력이 더욱 감소될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 전원 전압 생성부, 표시 장치 및 전원 전압 생성 방법에 따르면, 표시 장치의 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
이상 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 표시 패널 200: 구동 제어부
300: 게이트 구동부 400: 감마 기준 전압 생성부
500: 데이터 구동부 600: 에미션 구동부
700: 전원 전압 생성부 710: 제1 챠지 펌프
711: 레지스터 712: 스위칭 컨트롤러
713: 레벨 쉬프터 720: 제1 레귤레이터
730: 제2 챠지 펌프 740: 제2 레귤레이터

Claims (20)

  1. 자동으로 설정되는 헤드룸 마진을 가지며 타겟 전압에 따라 가변하는 챠지 펌핑 전압을 생성하는 챠지 펌프; 및
    상기 챠지 펌핑 전압을 기초로 전원 전압을 생성하는 레귤레이터를 포함하는 전원 전압 생성부.
  2. 제1항에 있어서, 상기 타겟 전압의 절대값이 증가하면 상기 챠지 펌핑 전압의 절대값이 증가하는 것을 특징으로 하는 전원 전압 생성부.
  3. 제1항에 있어서, 상기 헤드룸 마진은 출력 부하에 따라 가변하는 것을 특징으로 하는 전원 전압 생성부.
  4. 제3항에 있어서, 상기 출력 부하가 증가하면 상기 헤드룸 마진의 절대값이 증가하고,
    상기 출력 부하가 증가하면 상기 챠지 펌핑 전압의 절대값이 증가하는 것을 특징으로 하는 전원 전압 생성부.
  5. 제1항에 있어서, 상기 챠지 펌프는
    상기 타겟 전압에 따라 가변하는 기준 챠지 펌핑 전압을 생성하는 연산기;
    상기 챠지 펌핑 전압의 피드백 전압 및 상기 기준 챠지 펌핑 전압을 비교하는 비교기;
    클럭 신호 및 상기 비교기의 출력 신호를 기초로 제어 신호를 출력하는 플립플롭; 및
    상기 플립플롭의 출력 신호를 기초로 스위칭 제어 신호를 생성하는 스위칭 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 전압 생성부.
  6. 제5항에 있어서, 상기 챠지 펌프는
    상기 스위칭 제어 신호를 수신하는 제1 앰프, 제2 앰프, 제3 앰프 및 제4 앰프;
    상기 제1 앰프에 연결되는 제1 스위치;
    상기 제2 앰프에 연결되는 제2 스위치;
    상기 제3 앰프에 연결되는 제3 스위치; 및
    상기 제4 앰프에 연결되는 제4 스위치를 더 포함하고,
    상기 제1 스위치, 상기 제4 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치는 순차적으로 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 전압 생성부.
  7. 제6항에 있어서, 상기 챠지 펌프는
    상기 제1 스위치 및 상기 제4 스위치에 연결되는 제1 전극 및 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치에 연결되는 제2 전극을 포함하는 제1 캐패시터; 및
    상기 제3 스위치에 연결되는 제1 전극 및 접지에 연결되는 제2 전극을 포함하는 제2 캐패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 전압 생성부.
  8. 제7항에 있어서, 상기 스위칭 제어 신호가 제1 레벨을 가질 때, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치는 턴 온되고, 상기 제3 스위치 및 상기 제4 스위치는 턴 오프되고,
    상기 스위칭 제어 신호가 제2 레벨을 가질 때, 상기 제3 스위치 및 상기 제4 스위치는 턴 온되고, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치는 턴 오프되는 것을 특징으로 하는 전원 전압 생성부.
  9. 제8항에 있어서, 상기 스위칭 제어 신호가 상기 제1 레벨을 가질 때, 상기 제1 캐패시터는 충전되고,
    상기 스위칭 제어 신호가 상기 제2 레벨을 가질 때, 상기 제1 캐패시터에 충전된 전압은 상기 제3 스위치를 통해 상기 레귤레이터로 출력되는 것을 특징으로 하는 전원 전압 생성부.
  10. 제6항에 있어서, 상기 챠지 펌프는
    상기 스위칭 컨트롤러 및 상기 제1 내지 제4 앰프 사이에 배치되는 레벨 쉬프터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 전압 생성부.
  11. 제6항에 있어서, 상기 피드백 전압의 절대값이 상기 기준 챠지 펌핑 전압보다 작으면 상기 비교기의 출력은 제1 레벨을 갖고,
    상기 피드백 전압의 절대값이 상기 기준 챠지 펌핑 전압보다 크거나 같으면 상기 비교기의 출력은 제2 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 전원 전압 생성부.
  12. 제1항에 있어서, 상기 레귤레이터는
    제5 앰프; 및
    상기 제5 앰프의 출력 노드에 연결되는 제5 스위치를 포함하고,
    상기 제5 스위치의 제어 노드는 상기 제5 앰프의 상기 출력 노드에 연결되고, 상기 제5 스위치의 입력 노드에는 상기 챠지 펌핑 전압이 인가되며, 상기 제5 스위치의 출력 노드는 상기 전원 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 전원 전압 생성부.
  13. 제12항에 있어서, 상기 레귤레이터는
    상기 제5 스위치의 상기 출력 노드에 연결되는 제1 단 및 상기 제5 앰프의 제1 입력 노드에 연결되는 제2 단을 포함하는 제1 저항;
    상기 제1 저항의 상기 제2 단에 연결되는 제1 단 및 접지에 연결되는 제2 단을 포함하는 제2 저항; 및
    상기 제5 스위치의 상기 출력 노드에 연결되는 제1 전극 및 상기 접지에 연결되는 제2 전극을 포함하는 안정화 캐패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 전압 생성부.
  14. 영상을 표시하는 표시부;
    상기 표시부에 게이트 신호를 제공하는 게이트 구동부;
    상기 표시부에 데이터 전압을 제공하는 데이터 구동부; 및
    상기 표시부, 상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 구동부 중 적어도 어느 하나에 전원 전압을 출력하는 전원 전압 생성부를 포함하고,
    상기 전원 전압 생성부는
    자동으로 설정되는 헤드룸 마진을 가지며 타겟 전압에 따라 가변하는 챠지 펌핑 전압을 생성하는 챠지 펌프; 및
    상기 챠지 펌핑 전압을 기초로 상기 전원 전압을 생성하는 레귤레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 전원 전압은 상기 표시부의 픽셀에 출력되는 초기화 전압인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 전원 전압은 상기 게이트 구동부에 출력되고 상기 게이트 신호의 로우 레벨을 정의하는 게이트 로우 전압인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 전원 전압 생성부는
    자동으로 설정되는 제2 헤드룸 마진을 가지며 제2 타겟 전압에 따라 가변하는 제2 챠지 펌핑 전압을 생성하는 제2 챠지 펌프; 및
    상기 제2 챠지 펌핑 전압을 기초로 제2 전원 전압을 생성하는 제2 레귤레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 전원 전압은 상기 표시부의 픽셀에 출력되는 초기화 전압이고,
    상기 제2 전원 전압은 상기 게이트 구동부에 출력되고 상기 게이트 신호의 로우 레벨을 정의하는 게이트 로우 전압인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제14항에 있어서, 상기 헤드룸 마진은 출력 부하에 따라 가변하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 자동으로 설정되는 헤드룸 마진을 가지며 타겟 전압에 따라 가변하는 챠지 펌핑 전압을 생성하는 단계; 및
    상기 챠지 펌핑 전압을 기초로 전원 전압을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 헤드룸 마진은 출력 부하에 따라 가변하는 것을 특징으로 하는 전원 전압 생성 방법.
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