KR100713995B1

KR100713995B1 - Ｄｃｄｃ 변환기 및 그를 이용한 유기발광표시장치

Info

Publication number: KR100713995B1
Application number: KR1020050106168A
Authority: KR
Inventors: 신동용
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2005-11-07
Filing date: 2005-11-07
Publication date: 2007-05-04
Anticipated expiration: 2025-11-07
Also published as: US20070103128A1; CN100471018C; JP2007133396A; CN1983781A; JP5341307B2

Abstract

본 발명의 목적은 신호의 응답특성이 좋아지도록 하며 소비전력을 줄일 수 있도록 하는 DC-DC 컨버터 및 이를 이용한 유기발광표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 입력전압과 참조전압을 전달받아 상기 입력전압과 상기 참조전압의 차이에 대응하여 출력이 결정되는 비교기에 있어서, 제 1 단으로 상기 입력전압을 전달하고, 제 2 단으로 상기 참조전압 및 피드백전압에 대응하는 전압을 전달하는 입력부, 상기 제 1 단으로 전달되는 입력전압과 상기 제 2 단으로 전달되는 상기 입력전압과 상기 참조전압에 대응하여 동작하는 적어도 하나의 인버터를 포함하는 증폭부, 상기 증폭부에서 출력되는 전압을 전달받아 상기 피드백 전압을 생성하여 상기 입력부에 전달하여 상기 증폭부에 전달되는 전압을 조절하는 부궤환부 및 상기 증폭부의 출력을 전달받아 출력하는 출력부를 포함하는 비교기를 제공하는 것이다.

Description

ＤＣＤＣ 변환기 및 그를 이용한 유기발광표시장치{ＤＣＤＣ CONVETER AND ORGANICLIGHT EMITTING DISPLAY USING THE SAME}

도 1은 종래 기술에 의한 비교기를 나타내는 회로도이다.

도 2는 도 1에 도시된 회로의 입출력 파형을 나타내는 파형도이다.

도 3은 본 발명에 따른 유기발광표시장치의 구조를 나타내는 구조도이다.

도 4는 도 3에 도시된 유기발광표시장치에 채용된 DC-DC 컨버터의 구조도이다.

도 5는 도 4에 도시된 DC-DC 컨버터에 채용된 비교기의 제 1 실시예를 나타내는 회로도이다.

도 6은 도 4에 도시된 DC-DC 컨버터에 채용된 비교기의 제 2 실시예를 나타내는 회로도이다.

도 7은 도 4에 도시된 DC-DC 컨버터에 채용된 비교기의 제 3 실시예를 나타내는 회로도이다.

***도면의 주요부분에 대한 부호 설명***

100: 화소부 110: 화소

200: 데이터구동부 300: 주사구동부

400: DC-DC 컨버터 410: 차지펌프

420: 비교기 430: 클럭스위치

440: 클럭디바이더

본 발명을 DC-DC 변환기 및 그를 이용한 유기발광표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세히 설명하면, 입력된 전압과 참조전압을 비교하여 그 비교결과에 따라 전압을 출력하는 DC-DC 변환기 및 그를 이용한 유기발광표시장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 비교기를 나타내는 회로도이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 비교기는 입력부와 제 1, 2 및 3 인버터를 포함한다.

입력부는 입력전압(Vin)의 전달을 스위칭하는 제 1 스위치(SW1)와 참조전압(Vref)의 전달을 스위칭 하는 제 2 스위치(SW2)를 구비한다.

제 1 인버터는 P 모스 트랜지스터인 제 1 트랜지스터(M1)와 N 모스 트랜지스터인 제 2 트랜지스터(M2)를 구비하며 제 1 전원(Vdd)이 제 1 트랜지스터(M1)의 소스에 연결되어 하이 레벨의 전압을 출력하고, 제 2 트랜지스터(M1)는 소스가 접지(GND)에 연결되어 로우 레벨의 전압을 출력한다. 그리고, 제 1 노드(N1)를 통해 제 1 캐패시터(C1)와 제 3 스위치(SW3)가 연결된다.

제 2 인버터는 P 모스 트랜지스터인 제 3 트랜지스터(M3)와 N 모스 트랜지스터인 제 4 트랜지스터(M4)를 구비하며 제 1 전원(Vdd)이 제 3 트랜지스터(M1)의 소스에 연결되어 하이 레벨의 전압을 출력하고, 제 4 트랜지스터(M4)의 소스에 접지가 연결되어 로우레벨의 전압을 출력한다. 그리고, 제 2 인버터는 제 2 캐패시터(C2)를 통해 제 1 인버터와 연결되며 제 2 노드(N2)를 통해 제 2 캐패시터(C2), 제 4 스위치(M4), 제 3 및 제 4 트랜지스터(M3,M4)의 소스가 연결된다.

제 3 인버터는 P 모스 트랜지스터인 제 5 트랜지스터(M5)와 N 모스 트랜지스터인 제 6 트랜지스터(M6)를 구비하며 제 1 전원(Vdd)이 제 5 트랜지스터(M5)의 소스에 연결되어 하이레벨의 전압을 출력하고 제 6 트랜지스터(M6)의 소스에 접지가 연결되어 로우레벨의 전압을 출력한다.

도 2는 도 1에 도시된 회로의 입출력 파형을 나타내는 파형도이다. 도 2를 참조하여 설명하면, 비교부의 입력단자로 입력되는 입력전압(Vin)은 전압레벨이 변동이 있으며 참조전압(Vref)과 비교한다. 그리고, 제 1 내지 제 제 5 스위치(SW1 내지 SW5)는 제 1 제어신호(P1)와 제 2 제어신호(P2)에 의해 스위칭 동작을 수행하며, 제 1, 3 및 4 스위치(SW1,SW3,SW4)는 제 1 제어신호(P1)에 의해 동작하고 제 2 및 5 스위치(SW2,SW5)는 제 2 제어신호(P2)에 의해 동작한다.

먼저, 제 1 제어신호(P1)와 제 2 제어신호(P2)에 의해 제 1, 3 및 4 스위치(SW1,SW3,SW4)가 온상태가 되고 제 2 및 제 5 스위치(SW2,SW5)가 오프 상태가 되면, 제 1 캐패시터(C1)에 입력전압(Vin)이 전달되고, 제 2 캐패시터(C2)에는 제 1 인버터와 제 2 인버터의 문턱전압의 차이에 해당하는 전압이 저장된다.

그리고, 제 1 제어신호(P1)와 제 2 제어신호(P2)에 의해 제 1, 3 및 4 스위치(SW1,SW3,SW4)가 오프상태가 되고 제 2 및 제 5 스위치(SW2,SW5)가 온 상태가 되면, 제 1 캐패시터(C1)에 참조전압(Vref)이 전달되어 입력전압(Vin)과 참조전압(Vref)이 비교가 된다.

이때, 입력전압(Vin)이 참조전압(Vref)보다 더 큰 경우 제 3 인버터의 출력단은 로우 레벨의 전압을 출력하고 입력전압(Vin)이 참조전압(Vref)보다 낮은 경우 제 3 인버터의 출력단은 하이레벨의 전압을 출력한다.

상기와 같이 구성된 비교기는 제 1 캐패시터(C1)에 참조전압(Vref)과 입력전압(Vin)의 차이에 대응하여 출력 전압이 결정되는데, 참조전압(Vref)과 입력전압(Vin)의 차이가 크지 않은 경우 참조전압(Vref)과 입력전압(Vin)의 차이가 큰 경우보다 출력전압이 하이레벨 또는 로우레벨로 변하는데에 많은 시간이 걸리게 되는 문제점이 있다.

그리고, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 상기와 같이 구성된 경우 캐패시터의 용량이 커져야 하는 문제점이 있으며, 이에 따라 전류의 소모량이 커져 소비전력이 커지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 신호의 응답특성이 좋아지도록 하며 소비전력을 줄일 수 있 도록 하는 DC-DC 컨버터 및 이를 이용한 유기발광표시장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 제 1 측면은, 입력전압과 참조전압을 전달받아 상기 입력전압과 상기 참조전압의 차이에 대응하여 출력이 결정되는 비교기에 있어서, 제 1 단으로 상기 입력전압을 전달하고, 제 2 단으로 상기 참조전압 및 피드백전압에 대응하는 전압을 전달하는 입력부, 상기 제 1 단으로 전달되는 입력전압과 상기 제 2 단으로 전달되는 상기 입력전압과 상기 참조전압에 대응하여 동작하는 적어도 하나의 인버터를 포함하는 증폭부, 상기 증폭부에서 출력되는 전압을 전달받아 상기 피드백 전압을 생성하여 상기 입력부에 전달하여 상기 증폭부에 전달되는 전압을 조절하는 부궤환부 및 상기 증폭부의 출력을 전달받아 출력하는 출력부를 포함하는 비교기를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 측면은, 소정의 전압이 입력되는 전압입력단자와 소정의 신호가 입력되는 신호 입력단자와 상기 신호 입력단자를 통해 입력되는 소정의 신호를 이용하여 상기 소정의 전압을 가변하여 출력하는 전압출력단자를 포함하는 차지펌프 및 상기 신호 입력단자를 통해 입력되는 소정의 신호를 조절하는 비교기를 포함하며, 상기 비교기는 상기 제 1 측면에 의한 비교기인 DC-DC 컨버터를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 3 측면은, 데이터신호와 주사신호에 대응하여 화상을 표시하는 화소부, 상기 화소부에 데이터신호를 전달하는 데이터구동부, 상기 화소부에 주사신호를 전달하는 주사구동부 및 상기 화소부, 상기 데이터구동부 및 상기 주사구동부에 전원을 전달하는 DC-DC 컨버터를 포함하되, 상기 DC-DC 컨버터는 상기 제 2 측면에 의한 DC-DC 컨버터인 유기발광표시장치를 제공하는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 유기발광표시장치의 구조를 나타내는 구조도이다. 도 3을 참조하여 설명하면, 유기발광표시장치는 화소부(100), 데이터구동부(200), 주사구동부(300) 및 DC-DC 컨버터(400)를 구비한다.

화소부(100)는 복수의 데이터선(D1 내지 Dm)과 복수의 주사선(S1 내지 Sn)이 교차하며 데이터선(D1 내지 Dm)과 주사선(S1 내지 Sn)이 교차하는 영역에 화소(110)가 형성되며, 화소(110)는 데이터선(D1 내지 Dm)을 통해 전달되는 데이터신호와 주사선(S1 내지 Sn)을 통해 전달되는 주사신호에 대응하여 계조를 표현하여 화상을 표현한다.

데이터구동부(200)는 복수의 데이터선(D1 내지 Dm)과 연결되어 복수의 데이터선에 병렬로 데이터신호를 전달하여 화소부(100)의 행방향으로 배열된 화소열에 동시에 데이터신호가 전달되도록 한다.

주사구동부는 복수의 주사선(S1 내지 Sn)과 연결되어 주사신호가 전달된 화소(110)에 데이터신호가 전달되도록 하여 특정한 화소(110)에 데이터신호가 전달되도록 한다.

DC-DC 컨버터(400)는 외부로부터 전달되는 직류전원을 각각의 부하에 적합한 직류전원으로 조절하여 각 부하에 전달하는 것으로, DC-DC 컨버터(400)에서 생성된 직류전원은 화소부(100), 데이터구동부(200) 및 주사구동부(300) 등에 전달된다.

도 4는 도 3에 도시된 유기발광표시장치에 채용된 DC-DC 컨버터의 구조도이다. 도 4를 참조하여 설명하면, DC-DC 컨버터는 클럭스위치(430), 차지펌프(410), 클럭디바이더(440) 및 비교기(420)를 포함한다.

클럭스위치(430)는 클럭발생부(CLK)로 부터 클럭을 입력받으며, 인버터(450)을 통해 전달되는 제 1 클럭(CLK1)과 제 2 클럭(CLK2)에 의해 클럭발생부(CLK)에서 발생되는 클럭을 조절한다.

차지펌프(410)는 제 1 클럭(CLK1)과 제 2 클럭(CLK2)에 동기하며 컨덴서에 전하를 충전하여 입력전압보다 높은 전압 또는 역전압을 생성하는 수단으로, 차지펌프(410)에 의해 생성된 전압을 출력하여 각 구동부에 전달한다. 차지펌프(420)의 회로와 동작은 당업자에게 알려진 것으로 이하 자세한 설명은 생략한다.

클럭디바이더(440)는 클럭발생부(CLK)으로부터 클럭(CLK,CLKB)을 전달하여 클럭(CLK,CLKB)을 비교부(420)에 전달하여 비교부(420)가 동작하도록 한다.

비교기(420)는 클럭(CLK,CLKB)에 의해 동기하며 차지펌프(410)의 출력단으로부터 입력전압(Vin)을 전달받고 참조전압원을 통해 참조전압(ref)를 전달받아 참조전압(ref)와 입력전압(Vin)을 비교하고 비교된 신호를 인버터(450)을 통해 클럭스위치(430)에 전달하여 클럭스위치(430)이 제 1 클럭(CLK1)과 제 2 클럭(CLK2)에 의해 동작하도록 하여 차지펌프가 제 1 클럭(CLK1)과 제 2 클럭(CLK2)에 대응하여 출 력전압을 조절하도록 한다.

도 5는 도 4에 도시된 DC-DC 컨버터에 채용된 비교기의 제 1 실시예를 나타내는 회로도이다. 도 5에 도시된 비교기는 입력부와 제 1 내지 제 3 인버터를 구비하며, 제 1 내지 제 3 인버터는 도 1에 도시된 비교기와 동일한 역할을 수행하므로 그 설명을 생략한다.

도 5를 참조하여 설명하면, 입력부는 입력전압(Vin)이 제 1 스위치(SW11)를 통해 제 1 캐패시터(C11)와 연결되고, 참조전압(Vref)은 제 2 및 제 6 스위치(SW12,SW16)를 통해 제 1 캐패시터(C11)에 연결된다. 또한, 참조전압(Vref)은 제 2 스위치(SW12)와 제 6 스위치(SW16)의 스위칭동작에 의해 제 3 캐패시터(C13)에 충전된다. 그리고, 제 3 캐패시터(C13)는 제 1 전극은 제 2 스위치(SW12)에 연결되고 제 2 전극은 제 2 인버터의 출력단 즉 제 4 스위치(SW14)와 제 5 스위치(SW15) 사이에 연결되어 제 2 인버터의 출력단으로 통해 전달되는 전압을 전달받아 제 1 인버터에 입력되는 전압을 조절하도록 한다.

그리고, 도 2에 도시된 것과 같은 신호가 입력되어 제 1 제어신호(P1)에 의해 제 1 스위치(SW11), 제 2 스위치(SW12), 제 3 스위치(SW13) 및 제 4 스위치(SW14)가 스위칭동작을 수행하며, 제 2 제어신호(P2)에 의해 제 5 및 6 스위치(SW15,SW16)가 스위칭동작을 수행한다.

그리고, 도 2에 도시된 것과 같이 신호가 입력되면, 먼저, 제 1 제어신호(P1)에 의해 제 1 스위치(SW11), 제 2 스위치(SW12), 제 3 스위치(SW13) 및 제 4 스위치(SW14)가 온상태가 되고 제 2 제어신호(P2)에 의해 제 5 및 6 스위치(SW52,SW16)가 오프상태가 되면, 제 1 캐패시터(C11)에는 입력전압(Vin)이 입력되고 제 3 캐패시터(C13)에는 참조전압(Vref)이 전달된다. 그리고 난 후, 제 1 제어신호(P1)에 의해 제 1 스위치(SW11), 제 2 스위치(SW12), 제 3 스위치(SW13) 및 제 4 스위치(SW14)가 온상태가 되고 제 2 제어신호(P2)에 의해 제 5 및 6 스위치(SW15,SW16)가 오프상태가 되면, 제 1 캐패시터(C11)는 제 3 캐패시터(C13)에 저장되어 있는 전압이 전달된다. 이때, 제 3 캐패시터(C13)는 제 2 인버터의 출력단과 연결되어 제 3 캐패시터(C13)에 저장되는 전압은 참조전압과 제 2 인버터의 출력단에서 출력되는 전압에 대응하여 저장된다. 즉, 제 3 캐패시터(C13)에 의해 제 2 인버터의 출력단에서 출력되는 전압이 부궤환(Feed back)되어 제 1 인버터로 입력되는 전압이 조절된다.

따라서, 제 1 캐패시터(C11)에 저장되어 있는 전압이 제 3 캐패시터(C13)에 의해 부궤환되어 제 1 캐패시터(C11)를 통해 제 1 인버터로 전달되는 입력전압(Vin)과 참조전압(Vref)의 차이가 조절되어 제 3 인버터를 통해 출력되는 출력전압의 변동폭이 더욱 커져 신호의 응답특성이 좋아지게 된다.

도 6은 도 4에 도시된 DC-DC 컨버터에 채용된 비교기의 제 2 실시예를 나타내는 회로도이고, 도 7은 도 4에 도시된 DC-DC 컨버터에 채용된 비교기의 제 3 실시예를 나타내는 회로도이다. 도 6을 참조하여 설명하면, 도 5에 도시된 비교기와 차이점은 도 6의 경우 제 1 스위치(SW21)와 제 1 캐패시터(C21) 사이에 제 4 캐패 시터(C24)를 구비하도록 한다. 제 4 캐패시터(C24)는 제 1 캐패시터(C21)와 병렬로 연결되어 초기의 부궤환 동작을 안정화시킨다.

도 7을 참조하여 설명하면, 도 7의 경우 제 1 트랜지스터(M31)와 제 2 트랜지스터(M32)의 게이트에 제 4 캐패시터(C34)가 연결되어 있도록 하는 것으로, 도 6에 도시된 제 4 캐패시터(C24)와 동일한 동작을 수행하여 부궤환 동작을 안정화시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 단지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.

본 발명에 따른 DC-DC 컨버터 및 그를 이용한 유기 발광표시장치에 의하면, 인버터에 입력되는 전압에 변화를 가하여 출력전압이 변하는 정도를 더 크게 하여 응답속도를 더욱 빨리 할 수 있도록 한다. 또한, 입출력부가 동작하지 않는 경우 인버터 회로를 차단하여 전류의 흐름을 차단하여 소비전력을 감소시킬 수 있다.

Claims

입력전압과 참조전압을 전달받아 상기 입력전압과 상기 참조전압의 차이에 대응하여 출력이 결정되는 비교기에 있어서,

제 1 단으로 상기 입력전압을 전달하고, 제 2 단으로 상기 참조전압 및 피드백전압에 대응하는 전압을 전달하는 입력부;

상기 제 1 단으로 전달되는 입력전압과 상기 제 2 단으로 전달되는 상기 입력전압과 상기 참조전압에 대응하여 동작하는 적어도 하나의 인버터를 포함하는 증폭부;

상기 증폭부에서 출력되는 전압을 전달받아 상기 피드백 전압을 생성하여 상기 입력부에 전달하여 상기 증폭부에 전달되는 전압을 조절하는 부궤환부; 및

상기 증폭부의 출력을 전달받아 출력하는 출력부를 포함하는 비교기.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 단은 상기 입력전압이 입력되는 제 1 입력단과 연결되어 상기 입력전압을 스위칭하여 상기 증폭부에 전달하는 제 1 스위치를 포함하고,

상기 제 2 단은 상기 참조전압이 연결되는 제 2 입력단과 연결되어 상기 참조전압을 스위칭하여 상기 참조전압을 저장하는 제 2 스위치와 상기 저장된 참조전압을 스위칭하여 상기 증폭부에 전달하는 제 3 스위치를 포함하는 비교기.
제 2 항에 있어서,

상기 증폭부는 상기 제 1 스위치를 통해 입력전압을 전달받고 상기 제 3 스위치를 통해 상기 참조전압을 전달받는 제 1 캐패시터를 포함하는 비교기.
제 3 항에 있어서,

상기 부궤환부는 상기 인버터의 출력신호를 전달받아 소정의 전압을 저장하고, 상기 제 1 캐패시터와 연결되어 상기 제 1 캐패시터에 저장된 전압을 변동시키는 제 2 캐패시터를 포함하는 비교기.
제 1 항에 있어서,

상기 증폭부는 적어도 2 개의 인버터를 포함하고, 상기 인버터와 인버터 사이에 제 3 캐패시터가 연결되어 상기 인버터간의 문턱전압의 차이를 저장하는 비교기.
제 2 항에 있어서,

상기 제 3 스위치와 상기 제 1 캐패시터 사이에 연결되며 상기 제 1 캐패시 터와 병렬로 연결되는 제 4 캐패시터를 포함하는 비교기.
제 2 항에 있어서,

상기 제 1 캐패시터와 상기 인버터 사이에 연결되며, 상기 제 1 캐패서터와 병렬로 연결되는 제 4 캐패시터를 포함하는 비교기.
제 1 항에 있어서,

상기 출력부는 상기 참조전압과 상기 입력전압의 차이가 정이면 하이레벨의 신호를 출력하고, 상기 참조전압과 상기 입력전압의 차이가 부이면 로우레벨의 전압을 출력하는 비교기.
제 2 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 스위치는 제 1 제어신호에 의해 스위칭 동작을 수행하고, 상기 제 3 스위치는 제 2 제어신호에 의해 스위칭동작을 수행하는 비교기.
소정의 전압이 입력되는 전압입력단자와 소정의 신호가 입력되는 신호 입력단자와 상기 신호 입력단자를 통해 입력되는 소정의 신호를 이용하여 상기 소정의 전압을 가변하여 출력하는 전압출력단자를 포함하는 차지펌프; 및

상기 신호 입력단자를 통해 입력되는 소정의 신호를 조절하는 비교기를 포함하며,

상기 비교기는 상기 제 1 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 의한 비교기인 DC-DC 컨버터.
데이터신호와 주사신호에 대응하여 화상을 표시하는 화소부;

상기 화소부에 데이터신호를 전달하는 데이터구동부;

상기 화소부에 주사신호를 전달하는 주사구동부; 및

상기 화소부, 상기 데이터구동부 및 상기 주사구동부에 전원을 전달하는 DC-DC 컨버터를 포함하되,

상기 DC-DC 컨버터는 상기 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 의한 비교기를 포함하는 DC-DC 컨버터인 유기발광표시장치.