KR102501694B1

KR102501694B1 - 전원 전압 생성 회로, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 데이터 구동부의 보호 방법

Info

Publication number: KR102501694B1
Application number: KR1020180042159A
Authority: KR
Inventors: 이대식; 남양욱; 한송이
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2018-04-11
Filing date: 2018-04-11
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2038-04-11
Also published as: KR20190119243A; US10957277B2; US20190318705A1

Abstract

전원 전압 생성 회로는 입력 캐패시터, 인덕터, 입력 스위칭 소자, 컨트롤 스위칭 소자, 다이오드 및 출력 캐패시터를 포함한다. 입력 캐패시터는 입력 전압이 인가되는 입력 노드에 연결되는 제1 단 및 접지에 연결되는 제2 단을 포함한다. 입력 스위칭 소자는 입력 노드 및 인덕터의 제1 단 사이에 배치된다. 컨트롤 스위칭 소자는 스위칭 컨트롤 신호를 인가하는 스위칭 컨트롤러에 연결되는 제어 전극, 저항에 연결되는 입력 전극 및 인덕터의 제2 단에 연결되는 출력 전극을 포함한다. 다이오드는 인덕터의 제2 단에 연결되는 제1 전극 및 출력 노드에 연결되는 제2 전극을 포함한다. 출력 캐패시터는 출력 노드 및 접지 사이에 연결된다. 모니터링 구간 동안 출력 노드에 연결되는 부하의 쇼트를 감지하면, 입력 스위칭 소자를 턴 오프 한다.

Description

전원 전압 생성 회로, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 데이터 구동부의 보호 방법 {POWER VOLTAGE GENERATING CIRCUIT AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME, METHOD OF PROTECTING DATA DRIVER}

본 발명은 전원 전압 생성 회로, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 데이터 구동부의 보호 방법에 관한 것으로, 부하의 미세한 쇼트를 감지하는 전원 전압 생성 회로, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 데이터 구동부의 보호 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 표시 장치는 표시 패널, 상기 표시 패널을 구동하는 표시 패널 구동부 및 상기 표시 패널 구동부에 전원 전압을 제공하는 전원 전압 생성부를 포함한다.

상기 표시 패널은 복수의 게이트 라인들, 복수의 데이터 라인들 및 복수의 픽셀들을 포함한다. 상기 표시 패널 구동부는 상기 복수의 게이트 라인들에 게이트 신호를 제공하는 게이트 구동부 및 상기 데이터 라인들에 데이터 전압을 제공하는 데이터 구동부를 포함한다.

상기 표시 패널 구동부 또는 상기 표시 패널에서 쇼트가 발생하는 경우, 상기 전원 전압 생성부는 상기 표시 패널 구동부로 상기 전원 전압의 공급을 중단하여 상기 표시 패널 구동부가 파손되지 않도록 하여야 한다.

그러나, 상기 표시 패널 구동부 또는 상기 표시 패널의 미세한 쇼트를 감지하지 못하는 경우, 상기 전원 전압 생성부가 상기 표시 패널 구동부로 상기 전원 전압의 공급을 중단하지 못하여 상기 표시 패널 구동부가 파손되거나, 상기 표시 패널이 파손되는 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 목적은 부하의 미세한 쇼트를 감지할 수 있는 전원 전압 생성 회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 전원 전압 생성 회로를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 전원 전압 생성 회로를 이용한 데이터 구동부의 보호 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 전원 전압 생성 회로는 입력 캐패시터, 인덕터, 입력 스위칭 소자, 컨트롤 스위칭 소자, 다이오드 및 출력 캐패시터를 포함한다. 상기 입력 캐패시터는 입력 전압이 인가되는 입력 노드에 연결되는 제1 단 및 접지에 연결되는 제2 단을 포함한다. 상기 입력 스위칭 소자는 상기 입력 노드 및 상기 인덕터의 제1 단 사이에 배치된다. 상기 컨트롤 스위칭 소자는 스위칭 컨트롤 신호를 인가하는 스위칭 컨트롤러에 연결되는 제어 전극, 저항에 연결되는 입력 전극 및 상기 인덕터의 제2 단에 연결되는 출력 전극을 포함한다. 상기 다이오드는 상기 인덕터의 상기 제2 단에 연결되는 제1 전극 및 출력 노드에 연결되는 제2 전극을 포함한다. 상기 출력 캐패시터는 상기 출력 노드 및 상기 접지 사이에 연결된다. 모니터링 구간 동안 상기 출력 노드에 연결되는 부하의 쇼트를 감지하면, 상기 입력 스위칭 소자를 턴 오프 한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 모니터링 구간 동안 상기 컨트롤 스위칭 소자가 턴 오프되고, 상기 출력 노드로 출력되는 출력 전압의 전압 강하가 측정되며, 상기 출력 전압의 상기 전압 강하가 기준 전압 강하 이상이면 상기 입력 스위칭 소자가 턴 오프 될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 스위칭 컨트롤러는 상기 출력 노드의 출력 전압을 피드백 받고, 상기 피드백된 출력 전압에 따라 상기 출력 전압의 레벨을 조절하기 위해 상기 스위칭 컨트롤 신호의 주파수를 조절할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 스위칭 컨트롤러는 상기 모니터링 구간 동안 상기 컨트롤 스위칭 소자의 상기 입력 전극의 전류 센싱 전압이 기준 전압 이상인 횟수를 카운트할 수 있다. 상기 전류 센싱 전압이 기준 전압 이상인 횟수가 기준 횟수 이상이면, 상기 입력 스위칭 소자가 턴 오프 될 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 게이트 구동부, 데이터 구동부 및 전원 전압 생성부를 포함한다. 상기 표시 패널은 영상을 표시한다. 상기 게이트 구동부는 상기 표시 패널에 게이트 신호를 출력한다. 상기 데이터 구동부는 상기 표시 패널에 데이터 전압을 출력한다. 상기 전원 전압 생성부는 게이트 구동부 전원 전압을 상기 게이트 구동부에 제공하고 데이터 구동부 전원 전압을 상기 데이터 구동부에 제공한다. 상기 데이터 구동부 전원 전압을 생성하는 데이터 구동부 전원 전압 생성부는 입력 전압이 인가되는 입력 노드에 연결되는 제1 단 및 접지에 연결되는 제2 단을 포함하는 입력 캐패시터, 인덕터, 상기 입력 노드 및 상기 인덕터의 제1 단 사이에 배치되는 입력 스위칭 소자, 스위칭 컨트롤 신호를 인가하는 스위칭 컨트롤러에 연결되는 제어 전극, 저항에 연결되는 입력 전극 및 상기 인덕터의 제2 단에 연결되는 출력 전극을 포함하는 컨트롤 스위칭 소자, 상기 인덕터의 상기 제2 단에 연결되는 제1 전극 및 출력 노드에 연결되는 제2 전극을 포함하는 다이오드 및 상기 출력 노드 및 상기 접지 사이에 연결되는 출력 캐패시터를 포함한다. 상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부는 모니터링 구간 동안 상기 출력 노드에 연결되는 부하의 쇼트를 감지하면, 상기 입력 스위칭 소자를 턴 오프 한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 모니터링 구간 동안 상기 컨트롤 스위칭 소자가 턴 오프 되고 상기 출력 노드로 출력되는 상기 데이터 구동부 전원 전압의 전압 강하가 측정될 수 있다. 상기 데이터 구동부 전원 전압의 상기 전압 강하가 기준 전압 강하 이상이면 상기 입력 스위칭 소자가 턴 오프 될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 모니터링 구간은 상기 표시 장치의 초기 구동 구간에서 상기 데이터 구동부 전원 전압이 노멀 출력 전압에 도달한 이후로부터 상기 게이트 구동부의 스캔 개시 시점 사이에서 설정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은 프레임 단위로 영상을 표시할 수 있다. 상기 프레임은 액티브 구간 및 수직 블랭크 구간을 포함할 수 있다. 상기 모니터링 구간은 상기 수직 블랭크 구간에 설정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 모니터링 구간 바로 앞에 상기 컨트롤 스위칭 소자가 턴 온 및 턴 오프를 반복하는 휴지 구간이 배치될 수 있다. 상기 휴지 구간은 상기 수직 블랭크 구간 내에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 모니터링 구간 동안 상기 데이터 구동부는 상기 표시 패널로 블랙 영상에 대응하는 블랙 데이터 전압을 출력할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 스위칭 컨트롤러는 상기 출력 노드의 데이터 구동부 전원 전압을 피드백 받고, 상기 피드백된 데이터 구동부 전원 전압에 따라 상기 데이터 구동부 전원 전압의 레벨을 조절하기 위해 상기 스위칭 컨트롤 신호의 주파수를 조절할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 모니터링 구간 바로 앞에 상기 전류 센싱 전압이 상기 기준 전압 이상인 횟수를 카운트 하지 않는 휴지 구간이 배치될 수 있다. 상기 휴지 구간은 상기 수직 블랭크 구간 내에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 복수의 프레임 내에 상기 모니터링 구간이 각각 설정될 수 있다. 상기 스위칭 컨트롤러는 하나의 프레임 내에서 상기 모니터링 구간 동안 상기 전류 센싱 전압이 상기 기준 전압 이상인 횟수를 카운트할 수 있다. 상기 스위칭 컨트롤러는 상기 전류 센싱 전압이 상기 기준 전압 이상인 횟수가 기준 횟수 이상이면, 상기 프레임을 이상 프레임으로 판단할 수 있다. 상기 이상 프레임의 개수가 기준 프레임 개수 이상이면 상기 입력 스위칭 소자가 턴 오프 될 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 데이터 구동부의 보호 방법은 게이트 구동부 전원 전압을 생성하여 게이트 구동부에 출력하는 단계, 데이터 구동부 전원 전압을 생성하여 데이터 구동부에 출력하는 단계, 상기 게이트 구동부 전원 전압을 기초로 표시 패널에 게이트 신호를 출력하는 단계 및 상기 데이터 구동부 전원 전압을 기초로 상기 표시 패널에 데이터 전압을 출력하는 단계를 포함한다. 모니터링 구간 동안 컨트롤 스위칭 소자가 턴 오프되고, 출력 노드로 출력되는 상기 데이터 구동부 전원 전압의 전압 강하가 측정되며, 상기 데이터 구동부 전원 전압의 상기 전압 강하가 기준 전압 강하 이상이면 입력 스위칭 소자를 턴 오프 한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 모니터링 구간은 표시 장치의 초기 구동 구간에서 상기 데이터 구동부 전원 전압이 노멀 출력 전압에 도달한 이후로부터 상기 게이트 구동부의 스캔 개시 시점 사이에서 설정될 수 있다.

이와 같은 전원 전압 생성 회로, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 데이터 구동부의 보호 방법에 따르면, 모니터링 구간 동안 상기 전원 전압 생성 회로의 컨트롤 스위칭 소자를 턴 오프 하여 출력 전압의 전압 강하를 센싱하거나, 모니터링 구간 동안 상기 전원 전압 생성 회로의 컨트롤 스위칭 소자의 신호를 센싱하여 부하의 미세한 쇼트를 감지할 수 있다.

또한, 표시 패널의 표시 품질에 영향을 미치지 않는 선에서, 부하의 미세한 쇼트를 감지할 수 있다.

상기 부하의 미세한 쇼트를 감지하여, 상기 표시 패널 구동부 및 상기 표시 패널 등이 파손되는 것을 방지할 수 있고, 화재가 발생하는 등 제조물로 인한 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 전원 전압 생성부가 부하의 쇼트를 감지하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 전원 전압 생성부가 부하의 쇼트를 감지하는 방법을 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 1의 전원 전압 생성부가 부하의 쇼트를 감지하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 5는 도 1의 전원 전압 생성부의 데이터 구동부 전원 전압 생성부를 나타내는 회로도이다.
도 6은 초기 구동 구간에서 도 5의 데이터 구동부 전원 전압 생성부의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 7은 도 5의 부하의 전류에 따른 데이터 구동부 전원 전압의 전압 강하를 나타내는 표이다.
도 8은 초기 구동 구간에서 도 1의 전원 전압 생성부의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 9는 도 1의 표시 패널을 구동하는 프레임을 나타내는 개념도이다.
도 10은 도 9의 수직 블랭크 구간에서 도 5의 데이터 구동부 전원 전압 생성부의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 전압 생성부의 데이터 구동부 전원 전압 생성부를 나타내는 회로도이다.
도 12a 내지 도 12d는 도 4의 피드백된 데이터 구동부 전원 전압에 따른 스위칭 컨트롤 신호 및 전류 센싱 전압을 나타내는 그래프이다.
도 13은 초기 구동 구간에서 도 11의 전원 전압 생성부의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 14는 수직 블랭크 구간에서 도 11의 데이터 구동부 전원 전압 생성부의 동작을 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 전원 전압 생성부(600)를 포함한다.

상기 표시 패널(100)은 영상을 표시하는 표시부 및 상기 표시부에 이웃하여 배치되는 주변부를 포함한다.

상기 표시 패널(100)은 복수의 게이트 라인들(GL), 복수의 데이터 라인들(DL) 및 상기 게이트 라인들(GL)과 상기 데이터 라인들(DL) 각각에 전기적으로 연결된 복수의 픽셀들을 포함한다. 상기 게이트 라인들(GL)은 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 데이터 라인들(DL)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)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) 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 게이트 구동부(300)는 상기 구동 제어부(200)로부터 입력 받은 상기 제1 제어 신호(CONT1)에 응답하여 상기 게이트 라인들(GL)을 구동하기 위한 게이트 신호들을 생성한다. 상기 게이트 구동부(300)는 상기 게이트 신호들을 상기 게이트 라인들(GL)에 순차적으로 출력한다.

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 전원 전압 생성부(600)는 상기 게이트 구동부(300)를 동작시키기 위한 게이트 구동부 전원 전압(VON, VSS1, VSS2)을 생성하여 상기 게이트 구동부(300)에 출력한다. 상기 게이트 구동부 전원 전압은 상기 게이트 신호의 하이 레벨을 나타내는 게이트 온 전압(VON) 및 상기 게이트 신호의 로우 레벨을 나타내는 제1 게이트 오프 전압(VSS1) 및 제2 게이트 오프 전압(VSS2)을 포함할 수 있다.

상기 전원 전압 생성부(600)는 상기 데이터 구동부(500)를 동작시키기 위한 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)을 생성하여 상기 데이터 구동부(500)에 출력한다. 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)은 상기 데이터 구동부(500) 내의 증폭기에 제공되는 아날로그 전원 전압일 수 있다.

도 2는 도 1의 상기 전원 전압 생성부(600)가 부하의 쇼트를 감지하는 방법을 나타내는 개념도이다. 도 3a 및 도 3b는 도 1의 상기 전원 전압 생성부(600)가 부하의 쇼트를 감지하는 방법을 나타내는 그래프이다.

도 1 내지 도 3b를 참조하면, 상기 전원 전압 생성부(600)는 상기 데이터 구동부(500)의 복수의 구동 블록들(DC1, DC2, DC3, ..., DCN)과 연결될 수 있다. 상기 전원 전압 생성부(600)는 상기 데이터 구동부(500)의 상기 복수의 구동 블록들(DC1, DC2, DC3, ..., DCN)에 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)을 출력할 수 있다.

상기 데이터 구동부(500) 또는 상기 표시 패널(100)에 쇼트가 발생하면, 상기 데이터 구동부(500) 또는 상기 표시 패널(100)이 파손될 수 있고, 화재, 발열 등이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 데이터 구동부(500) 또는 상기 표시 패널(100)에 쇼트가 발생하면, 상기 전원 전압 생성부(600)는 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)의 제공을 중단하여야 한다.

예를 들어, 상기 데이터 구동부(500)에서 발생하는 쇼트는 상기 데이터 구동부(500)에서 상기 데이터 전압을 출력하는 증폭기의 전원 전압인 AVDD가 접지 단자와 쇼트되는 경우가 있을 수 있다. 또한, 상기 데이터 구동부(500)에서 상기 데이터 전압을 상기 표시 패널로 출력하는 이웃한 데이터 패드들이 서로 연결되어 쇼트되는 경우가 있을 수 있다.

예를 들어, 상기 표시 패널(100)에서 발생하는 쇼트는 이웃한 데이터 라인들이 서로 연결되어 쇼트되는 경우가 있을 수 있다.

예를 들어, 상기 전원 전압 생성부(600)는 상기 복수의 구동 블록들(DC1, DC2, DC3, ..., DCN)로 흐르는 각각의 전류(I1, I2, I3, ..., IN) 또는 상기 복수의 구동 블록들(DC1, DC2, DC3, DC4)로 흐르는 토털 전류(IT)를 모니터링하여 상기 데이터 구동부(500) 또는 상기 표시 패널(100)의 쇼트 여부를 판단할 수 있다.

도 3a를 보면, 상기 전원 전압 생성부(600)로부터 상기 복수의 구동 블록들(DC1, DC2, DC3, ..., DCN)로 흐르는 토털 전류(IT)가 기준 전류(THI) 이상인 경우, 상기 전원 전압 생성부(600)는 상기 부하에 쇼트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.

도 3b에서는, 상기 복수의 구동 블록들(DC1, DC2, DC3, ..., DCN) 중 제1 구동 블록(DC1)에 미세한 쇼트가 발생한 경우를 예시한다. 상기 제1 구동 블록(DC1)에 미세한 쇼트가 발생하는 경우, 상기 전원 전압 생성부(600)로부터 상기 제1 구동 블록(DC1)으로 흐르는 전류가 증가하고 그에 따라 상기 전원 전압 생성부(600)로부터 상기 복수의 구동 블록들(DC1, DC2, DC3, DC4)로 흐르는 토털 전류(IT)도 증가하게 된다. 그러나, 상기 쇼트가 미세하여 상기 토털 전류(IT)는 상기 기준 전류(THI)를 초과하지 않아 상기 전원 전압 생성부(600)는 상기 미세한 쇼트를 검출하지 못할 수 있다. 그러나, 상기 미세한 쇼트에도 상기 제1 구동 블록(DC1)은 이상 동작을 일으킬 뿐만 아니라 파손이 발생할 수 있다.

도 4는 도 1의 상기 전원 전압 생성부(600)가 부하의 쇼트를 감지하는 방법을 나타내는 개념도이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 데이터 구동부(500)의 구동 블록들(DC1, DC2, DC3, ..., DCN)의 온도를 측정하여 상기 데이터 구동부(500) 또는 상기 표시 패널(100)의 쇼트를 감지할 수 있다.

상기 구동 제어부(200)는 상기 데이터 구동부(500)의 상기 구동 블록들(DC1, DC2, DC3, ..., DCN)로부터 각각의 온도 신호(TEMP1, TEMP2, TEMP3, ..., TEMPN)를 수신한다. 상기 구동 제어부(200)는 상기 온도 신호(TEMP1, TEMP2, TEMP3, ..., TEMPN)가 기준 온도를 초과하면 상기 전원 전압 생성부(600)가 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)을 상기 데이터 구동부(500)로 출력하지 않도록 상기 전원 전압 생성부(600)를 제어할 수 있다.

그러나, 정상 동작 시에는 상기 구동 블록들(DC1, DC2, DC3, ..., DCN)의 온도는 서서히 증가하는 반면, 상기 부하에 쇼트가 발생한 경우, 상기 구동 블록들(DC1, DC2, DC3, ..., DCN)의 온도가 급격하게 증가하므로, 상기와 같은 이상 온도 신호 감지를 통한 상기 전원 전압 생성부(600)의 제어는 실효성이 낮을 수 있다.

도 5는 도 1의 상기 전원 전압 생성부(600)의 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)를 나타내는 회로도이다. 도 6은 초기 구동 구간에서 도 5의 상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 도 7은 도 5의 부하의 전류에 따른 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)의 전압 강하를 나타내는 표이다.

도 1, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 전원 전압 생성부(600)는 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)을 생성하는 상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)를 포함한다.

상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)는 DC-DC 컨버터일 수 있다. 상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)는 입력 캐패시터(CIN), 인덕터(L), 입력 스위칭 소자(SWIN), 컨트롤 스위칭 소자(SWC), 다이오드(DI) 및 출력 캐패시터(COUT)를 포함한다.

상기 입력 캐패시터(CIN)는 입력 전압(VIN)이 인가되는 입력 노드에 연결되는 제1 단 및 접지에 연결되는 제2 단을 포함한다.

상기 입력 스위칭 소자(SWIN)는 상기 입력 노드 및 상기 인덕터(L)의 제1 단 사이에 배치된다.

상기 컨트롤 스위칭 소자(SWC)는 스위칭 컨트롤 신호(GCON)를 인가하는 스위칭 컨트롤러(622)에 연결되는 제어 전극, 저항(R)에 연결되는 입력 전극 및 상기 인덕터(L)의 제2 단에 연결되는 출력 전극을 포함한다.

상기 저항(R)의 제1 단은 상기 컨트롤 스위칭 소자(SWC)의 상기 입력 전극에 연결되고, 상기 저항(R)의 제2 단은 상기 접지에 연결된다.

상기 다이오드(DI)는 상기 인덕터(L)의 상기 제2 단에 연결되는 제1 전극 및 출력 노드에 연결되는 제2 전극을 포함한다.

상기 출력 캐패시터(COUT)는 상기 출력 노드 및 상기 접지 사이에 연결된다.

상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)가 모니터링 구간 동안 상기 출력 노드에 연결되는 부하(LOAD)의 쇼트를 감지하면, 상기 입력 스위칭 소자(VIN)를 턴 오프 한다.

도 6은 상기 표시 장치의 초기 구동 구간을 나타낸다. 상기 표시 장치가 턴 온 되면, 상기 전원 전압 생성부(600)의 상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)의 상기 입력 노드에는 상기 입력 전압(VIN)이 인가될 수 있다. 상기 입력 스위칭 소자(SWIN)가 턴 온 되면, 상기 입력 전압(VIN)이 상기 인덕터(L)에 에너지를 축적한다.

상기 컨트롤 스위칭 소자(SWC)에 인가되는 상기 스위칭 컨트롤 신호(GCON)는 하이 레벨 및 로우 레벨 사이에서 스윙하는 구형파의 신호를 가질 수 있다. 상기 스위칭 컨트롤 신호(GCON)의 듀티비에 따라, 상기 출력 전압(AVDD)의 레벨이 결정될 수 있다. 상기 입력 전압(VIN), 상기 출력 전압(AVDD) 및 상기 스위칭 컨트롤 신호(GCON)의 듀티비는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다. 여기서, 상기 스위칭 컨트롤 신호(GCON)의 듀티비는 DT로 표시하였다.

[수학식 1]

상기 스위칭 컨트롤 신호(GCON)의 듀티비가 감소하면, 상기 출력 전압(AVDD)의 레벨이 감소하고, 상기 스위칭 컨트롤 신호(GCON)의 듀티비가 증가하면, 상기 출력 전압(AVDD)의 레벨이 증가할 수 있다. 도 6에서는 설명의 편의 상 상기 스위칭 컨트롤 신호(GCON)의 듀티비를 모두 일정하게 도시하였으나, 상기 스위칭 컨트롤 신호(GCON)의 듀티비는 초기 구간 동안 서서히 증가하는 형태를 가질 수 있다.

상기 스위칭 컨트롤 신호(GCON)에 의해 상기 컨트롤 스위칭 소자(SWC)가 일정 기간 동작하게 되면 상기 출력 전압(AVDD)의 레벨은 상기 노멀 출력 전압(AVDDN)에 도달하게 된다.

본 실시예에서, 상기 부하(LOAD)의 쇼트를 검출하기 위해, 모니터링 구간(SWC STOP) 동안 상기 스위칭 컨트롤 신호(GCON)의 레벨을 로우로 유지하여, 상기 컨트롤 스위칭 소자(SWC)를 턴 오프 할 수 있다. 상기 모니터링 구간(SWC STOP) 동안 상기 출력 노드로 출력되는 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)의 전압 강하를 측정할 수 있다.

상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)의 전압 강하를 정확히 측정하기 위해, 상기 모니터링 구간(SWC STOP)은 상기 표시 장치의 초기 구동 구간에서 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)이 노멀 출력 전압(AVDDN)에 도달한 이후로부터 상기 게이트 구동부(300)의 스캔 개시 시점 사이에서 설정될 수 있다.

도 6에서, 상기 모니터링 구간(SWC STOP) 동안 상기 출력 노드로 출력되는 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)의 전압 강하가 제1 값(DR1)인 경우와 제2 값(DR2)인 경우를 도시하였다.

도 7을 보면, 상기 모니터링 시간(dt), 상기 출력 캐패시터(COUT)의 캐패시턴스(C), 상기 부하에 흐르는 전류(ic)에 따른 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)의 전압 강하(dv)가 도시된다. 상기 모니터링 시간(dt), 상기 출력 캐패시터(COUT)의 캐패시턴스(C), 상기 부하에 흐르는 전류(ic), 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)의 전압 강하(dv)는 아래 수학식 2를 만족한다.

[수학식 2]

도 7에서, 상기 모니터링 시간(SWC STOP, dt)은 1ms, 상기 출력 캐패시터(COUT)의 캐패시턴스(C)는 40uF인 것으로 예시하였으며, 이 때, 상기 부하에 흐르는 전류(ic)와 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)의 전압 강하(dv)는 도 7의 관계를 갖는다.

예를 들어, 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)의 전압 강하(dv)가 0.25V인 경우, 상기 부하에는 10mA의 전류가 흐르는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)의 전압 강하(dv)가 0.5V인 경우, 상기 부하에는 20mA의 전류가 흐르는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)의 전압 강하(dv)가 1.25V인 경우, 상기 부하에는 50mA의 전류가 흐르는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)의 전압 강하(dv)가 2.5V인 경우, 상기 부하에는 100mA의 전류가 흐르는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)의 전압 강하(dv)가 5V인 경우, 상기 부하에는 200mA의 전류가 흐르는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)의 전압 강하(dv)가 7.5V인 경우, 상기 부하에는 300mA의 전류가 흐르는 것을 알 수 있다.

상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)는 상기 모니터링 구간(SWC STOP) 동안 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)의 상기 전압 강하(dv)가 기준 전압 강하 이상이면 상기 부하에 쇼트가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)는 상기 모니터링 구간(SWC STOP) 동안 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)의 상기 전압 강하(dv)가 기준 전압 강하 이상이면 상기 입력 스위칭 소자(SWIN)를 턴 오프 하여 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)이 상기 데이터 구동부(500)로 출력되지 않도록 할 수 있다.

예를 들어, 상기 부하에 20mA 이상의 전류가 흐르면, 상기 부하에 쇼트가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 즉, 도 7의 조건에서 상기 전압 강하(dv)가 0.5V이상이면, 상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)는 상기 입력 스위칭 소자(SWIN)를 턴 오프 할 수 있다.

예를 들어, 상기 모니터링 구간(SWC STOP) 동안 상기 데이터 구동부(500)는 상기 표시 패널(100)로 블랙 영상에 대응하는 블랙 데이터 전압(BLACK DATA)을 출력할 수 있다. 상기 데이터 구동부(500)가 상기 블랙 데이터 전압(BLACK DATA)을 출력하는 경우, 상기 데이터 구동부(500) 자체의 부하를 최소화하여 상기 부하의 쇼트를 더욱 정확하게 판단할 수 있다.

상기 모니터링 구간(SWC STOP)이 종료되면, 상기 스위칭 컨트롤 신호(GCON)는 정상적으로 하이 레벨 및 로우 레벨 사이에서 스윙하게 되고, 그에 따라, 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)은 셋업 기간(SET UP) 동안 다시 상기 노멀 출력 전압(AVDDN)에 도달하게 된다.

도 8은 초기 구동 구간에서 도 1의 전원 전압 생성부(600)의 동작을 나타내는 타이밍도이다.

도 1, 도 5 내지 도 8을 참조하면, 상기 전원 전압 생성부(600)는 상기 초기 구동 구간 동안 상기 게이트 구동부(300)를 동작시키기 위한 상기 게이트 구동부 전원 전압(VON, VSS1, VSS2)을 생성하여 상기 게이트 구동부(300)에 출력한다. 상기 게이트 구동부 전원 전압은 상기 게이트 신호의 하이 레벨을 나타내는 게이트 온 전압(VON) 및 상기 게이트 신호의 로우 레벨을 나타내는 제1 게이트 오프 전압(VSS1) 및 제2 게이트 오프 전압(VSS2)을 포함할 수 있다.

상기 전원 전압 생성부(600)는 상기 입력 전압(VIN)의 레벨을 감소시켜 상기 제1 게이트 오프 전압(VSS1)을 생성할 수 있다. 상기 전원 전압 생성부(600)는 상기 입력 전압(VIN)의 레벨을 상기 제1 게이트 오프 전압(VSS1)보다 더욱 감소시켜 상기 제2 게이트 오프 전압(VSS2)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 게이트 오프 전압(VSS1) 및 상기 제2 게이트 오프 전압(VSS2)은 동일한 타이밍에 형성될 수 있다.

상기 전원 전압 생성부(600)는 상기 입력 전압(VIN)의 레벨을 증가시켜 상기 게이트 온 전압(VON)을 생성할 수 있다. 상기 게이트 온 전압(VON)은 계단 형태로 증가할 수 있다.

상기 전원 전압 생성부(600)는 상기 데이터 구동부(500)를 동작시키기 위한 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)을 생성하여 상기 데이터 구동부(500)에 출력한다. 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)은 상기 데이터 구동부(500) 내의 증폭기에 제공되는 아날로그 전원 전압일 수 있다.

상기 전원 전압 생성부(600)는 상기 입력 전압(VIN)의 레벨을 증가시켜 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)을 생성할 수 있다. 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)은 계단 형태로 증가할 수 있다.

상기 모니터링 구간(SWC STOP) 및 상기 셋업 구간(SET UP)이 종료된 후에, 상기 게이트 구동부(300)는 상기 게이트 온 전압(VON), 상기 제1 게이트 오프 전압(VSS1) 및 상기 제2 게이트 오프 전압(VSS2)을 이용하여 상기 게이트 신호를 생성한다. 상기 데이터 구동부(500)는 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)을 이용하여 데이터 전압을 생성한다. 상기 게이트 신호 및 상기 데이터 전압을 기초로 상기 표시 패널(100)은 영상을 표시할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 모니터링 구간(SWC STOP) 동안 상기 전원 전압 생성 회로의 컨트롤 스위칭 소자(SWC)를 턴 오프 하여 출력 전압의 전압 강하를 센싱하여 부하의 미세한 쇼트를 감지할 수 있다.

또한, 상기 모니터링 구간(SWC STOP)은 상기 표시 장치의 초기 구동 구간에서 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)이 노멀 출력 전압(AVDDN)에 도달한 이후로부터 상기 게이트 구동부(300)의 스캔 개시 시점 사이에서 설정하여 상기 부하의 쇼트 검출의 정확성을 높이고. 표시 패널의 표시 품질에 영향을 미치지 않을 수 있다.

또한, 상기 모니터링 구간(SWC STOP) 동안 상기 데이터 구동부(500)는 상기 표시 패널(100)로 블랙 영상에 대응하는 블랙 데이터 전압(BLACK DATA)을 출력하여 상기 부하의 쇼트 검출의 정확성을 높일 수 있다.

도 9는 도 1의 표시 패널을 구동하는 프레임을 나타내는 개념도이다. 도 10은 도 9의 수직 블랭크 구간에서 도 5의 데이터 구동부 전원 전압 생성부의 동작을 나타내는 타이밍도이다.

본 실시예에 따른 전원 전압 생성 회로, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 데이터 구동부의 보호 방법은 모니터링 구간을 제외하면, 도 1 내지 도 8의 전원 전압 생성 회로, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 데이터 구동부의 보호 방법과 실질적으로 동일하므로, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.

도 1, 도 5 내지 도 10을 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 전원 전압 생성부(600)를 포함한다.

상기 전원 전압 생성부(600)는 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)을 생성하는 상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)를 포함한다.

상기 표시 패널(100)은 프레임 단위로 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(100)의 구동 구간은 상기 표시 패널(100)의 표시 영역에 데이터 전압을 충전하는 액티브 구간(ACTIVE) 및 상기 표시 영역에 데이터 전압을 충전하지 않는 수직 블랭크 구간(VBLK)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 액티브 구간(ACTIVE) 동안 상기 표시 패널(100)의 표시 영역에 배치되는 게이트 라인들(GL)에 게이트 신호들이 순차적으로 출력되고, 상기 게이트 신호에 의해 상기 표시 영역에 배치되는 스위칭 소자가 턴 온될 때, 상기 데이터 구동부(500)에서 출력되는 데이터 전압이 상기 픽셀들에 충전되면서 상기 표시 영역에 영상이 표시될 수 있다.

제M 프레임(FRAME(M))은 액티브 구간(ACTIVE(M)) 및 수직 블랭크 구간(VBLK(M))을 포함하고, 상기 제M 프레임(FRAME(M))에 이어지는 제M+1 프레임(FRAME(M+1))은 액티브 구간(ACTIVE(M+1)) 및 수직 블랭크 구간(VBLK(M+1))을 포함할 수 있다. 도 9에서는 하나의 프레임 구간이 상기 액티브 구간(ACTIVE) 및 상기 수직 블랭크 구간(VBLK)을 포함하는 것으로 도시하였으나, 상기 프레임 구간이라는 용어는 상기 액티브 구간만을 지칭하도록 사용될 수도 있다.

상기 모니터링 구간(SWC STOP)은 상기 수직 블랭크 구간(VBLK) 내에 설정될 수 있다.

본 실시예에서는 상기 수직 블랭크 구간(VBLK) 내에서 상기 부하의 쇼트를 검출하여 상기 데이터 구동부(500)를 보호할 수 있다. 상기 수직 블랭크 구간(VBLK) 내에 상기 모니터링 구간을 설정하면, 초기 구동 구간이 아닌 상기 표시 장치의 동작 중에 상기 부하에 쇼트가 발생하는 경우를 검출할 수 있다.

상기 모니터링 구간(SWC STOP) 바로 앞에 상기 컨트롤 스위칭 소자(SWC)가 턴 온 및 턴 오프를 반복하는 휴지 구간(MSK)이 배치될 수 있고, 상기 휴지 구간(MSK)은 상기 수직 블랭크 구간(VBLK) 내에 배치된다는 점에서 상기 액티브 구간(ACTIVE)과는 구별된다.

상기 수직 블랭크 구간(VBLK)이 개시되자마자 상기 모니터링 구간(SWC STOP)이 시작되는 경우, 상기 액티브 구간(ACTIVE)의 마지막 부분의 부하로 인해 상기 부하의 쇼트 측정의 정확성이 감소할 수 있다. 따라서, 상기 모니터링 구간(SWC STOP) 앞에 상기 휴지 구간(MSK)을 설정하는 경우, 상기 부하의 쇼트 검출의 정확성을 높일 수 있다.

또한, 상기 모니터링 구간(SWC STOP)은 상기 수직 블랭크 구간(VBLK) 내에 배치되어 상기 부하의 쇼트 검출의 정확성을 높이고. 표시 패널의 표시 품질에 영향을 미치지 않을 수 있다.

또한, 상기 모니터링 구간(SWC STOP)에 앞에 상기 휴지 구간(MSK)을 설정하여, 상기 부하의 쇼트 검출의 정확성을 높일 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 전압 생성부(600)의 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)를 나타내는 회로도이다. 도 12a 내지 도 12d는 도 4의 피드백된 데이터 구동부 전원 전압(AVDDF)에 따른 스위칭 컨트롤 신호(GCON) 및 전류 센싱 전압(CSV)을 나타내는 그래프이다. 도 13은 초기 구동 구간에서 도 11의 전원 전압 생성부(600)의 동작을 나타내는 타이밍도이다.

본 실시예에 따른 전원 전압 생성 회로, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 데이터 구동부의 보호 방법은 부하의 쇼트 검출 방식을 제외하면, 도 1 내지 도 8의 전원 전압 생성 회로, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 데이터 구동부의 보호 방법과 실질적으로 동일하므로, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.

도 1, 도 11 내지 도 13을 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 전원 전압 생성부(600)를 포함한다.

상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)가 모니터링 구간(MON) 동안 상기 출력 노드에 연결되는 부하(LOAD)의 쇼트를 감지하면, 상기 입력 스위칭 소자(VIN)를 턴 오프 한다.

본 실시예에서, 상기 스위칭 컨트롤러(622)는 상기 출력 노드의 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)을 피드백 받고, 상기 피드백된 데이터 구동부 전원 전압(AVDDF)에 따라 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)의 레벨을 조절하기 위해 상기 스위칭 컨트롤 신호(GCON)의 주파수를 조절할 수 있다.

상기 스위칭 컨트롤러(622)는 상기 모니터링(MON) 구간 동안 상기 컨트롤 스위칭 소자(SWC)의 상기 입력 전극의 전류 센싱 전압(CSV)이 기준 전압(THV) 이상인 횟수를 카운트할 수 있다. 상기 전류 센싱 전압(CSV)은 상기 부하에 흐르는 전류에 대응하는 전압 값으로 상기 전류 센싱 전압(CSV)을 센싱하면 상기 부하에 흐르는 전류를 센싱한 것과 같은 효과를 나타낼 수 있다.

상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)는 상기 전류 센싱 전압(CSV)이 기준 전압 이상인 횟수가 기준 횟수 이상이면, 상기 입력 스위칭 소자(SWIN)를 턴 오프 할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 입력 스위칭 소자(SWIN)를 턴 오프 하기 위한 기준 횟수는 10회인 것으로 예시한다.

도 12a는 일정 기간의 모니터링 구간(MON) 동안 펄스 스킵핑 동작이 일어나, 상기 전류 센싱 전압이 기준 전압 이상인 횟수가 3회일 수 있다. 상기 전류 센싱 전압에 대응하는 상기 스위칭 컨트롤 신호(GCON)의 주기는 제1 주기(T1)이다. 상기 전류 센싱 전압이 기준 전압 이상인 횟수가 상기 기준 횟수인 10회 미만이므로, 상기 부하에는 쇼트가 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.

도 12b는 상기 모니터링 구간(MON) 동안 펄스 스킵핑 동작이 일어나, 상기 전류 센싱 전압이 기준 전압 이상인 횟수가 4회일 수 있다. 상기 전류 센싱 전압에 대응하는 상기 스위칭 컨트롤 신호(GCON)의 주기는 제2 주기(T2)로 상기 제1 주기(T1)에 비해 짧다. 도 12a에 비해 상기 데이터 구동부(500)의 부하가 증가한 것으로 볼 수 있다. 상기 전류 센싱 전압이 기준 전압 이상인 횟수가 여전히 상기 기준 횟수인 10회 미만이므로, 상기 부하에는 쇼트가 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.

도 12c는 상기 모니터링 구간(MON) 동안 펄스 스킵핑 동작이 일어나지 않았고, 상기 전류 센싱 전압이 기준 전압 이상인 횟수가 12회일 수 있다. 도 12b에 비해 상기 데이터 구동부(500)의 부하가 크게 증가한 것으로 볼 수 있다. 상기 전류 센싱 전압이 기준 전압 이상인 횟수가 상기 기준 횟수인 10회 이상이므로, 상기 부하에는 쇼트가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)는 상기 입력 스위칭 소자(SWIN)를 턴 오프 할 수 있다.

도 12c는 상기 모니터링 구간(MON) 동안 펄스 스킵핑 동작이 일어나지 않았고, 상기 전류 센싱 전압이 기준 전압 이상인 횟수가 12회일 수 있다. 도 12c에 비해 상기 데이터 구동부(500)의 부하가 더 증가하여 상기 전류 센싱 전압의 레벨도 더욱 증가하였다. 상기 전류 센싱 전압이 기준 전압 이상인 횟수가 상기 기준 횟수인 10회 이상이므로, 상기 부하에는 쇼트가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)는 상기 입력 스위칭 소자(SWIN)를 턴 오프 할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 모니터링 구간(MON)은 상기 표시 장치의 초기 구동 구간에서 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)이 노멀 출력 전압에 도달한 이후로부터 상기 게이트 구동부(300)의 스캔 개시 시점 사이에서 설정될 수 있다.

상기 초기 구동 구간에는 상기 데이터 구동부(500)는 상기 블랙 데이터 전압을 상기 표시 패널(100)에 표시하도록 설정될 수 있다. 상기 초기 구동 구간에는 상기 데이터 구동부(500)의 부하가 작기 때문에, 상기 부하가 정상적인 경우, 상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)는 펄스 스킵핑 동작을 통해 스위칭 컨트롤 신호(GCON)의 주파수를 낮게 조절하게 된다. 반면, 상기 부하에 쇼트가 발생한 경우, 상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)는 상기 스위칭 컨트롤 신호(GCON)의 주파수를 점점 증가시키면서 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)의 레벨을 증가시키게 된다.

본 실시예에 따르면, 상기 모니터링 구간(MON) 동안 상기 전원 전압 생성 회로의 컨트롤 스위칭 소자의 신호(CSV)를 센싱하여 부하의 미세한 쇼트를 감지할 수 있다.

또한, 상기 모니터링 구간(MON)은 상기 표시 장치의 초기 구동 구간에서 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)이 노멀 출력 전압(AVDDN)에 도달한 이후로부터 상기 게이트 구동부(300)의 스캔 개시 시점 사이에서 설정하여 상기 부하의 쇼트 검출의 정확성을 높이고. 표시 패널의 표시 품질에 영향을 미치지 않을 수 있다.

또한, 상기 모니터링 구간(MON) 동안 상기 데이터 구동부(500)는 상기 표시 패널(100)로 블랙 영상에 대응하는 블랙 데이터 전압(BLACK DATA)을 출력하여 상기 부하의 쇼트 검출의 정확성을 높일 수 있다.

도 14는 수직 블랭크 구간에서 도 11의 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)의 동작을 나타내는 타이밍도이다.

본 실시예에 따른 전원 전압 생성 회로, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 데이터 구동부의 보호 방법은 모니터링 구간을 제외하면, 도 11 내지 도 13의 전원 전압 생성 회로, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 데이터 구동부의 보호 방법과 실질적으로 동일하므로, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.

도 1, 도 11, 도 12a 내지 도 12d 및 도 14를 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 전원 전압 생성부(600)를 포함한다.

상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)는 상기 전류 센싱 전압(CSV)이 기준 전압(THV) 이상인 횟수가 기준 횟수 이상이면, 상기 입력 스위칭 소자(SWIN)를 턴 오프 할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 모니터링 구간(MON)은 상기 수직 블랭크 구간(VBLK) 내에 설정될 수 있다.

상기 수직 블랭크 구간(VBLK)에는 상기 데이터 구동부(500)의 로드가 거의 없으므로, 상기 부하가 정상적인 경우, 상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)는 펄스 스킵핑 동작을 통해 스위칭 컨트롤 신호(GCON)의 주파수를 낮게 조절하게 된다. 반면, 상기 부하에 쇼트가 발생한 경우, 상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부(620)는 상기 스위칭 컨트롤 신호(GCON)의 주파수를 점점 증가시키면서 상기 데이터 구동부 전원 전압(AVDD)의 레벨을 증가시키게 된다.

상기 모니터링 구간(MON) 바로 앞에 상기 기준 전압(THV) 이상인 횟수를 카운트 하지 않는 휴지 구간(MSK)이 배치될 수 있고, 상기 휴지 구간(MSK)은 상기 수직 블랭크 구간(VBLK) 내에 배치될 수 있다.

상기 수직 블랭크 구간(VBLK)이 개시되자 마자 상기 모니터링 구간(MON)이 시작되는 경우, 상기 액티브 구간(ACTIVE)의 마지막 부분의 부하로 인해 상기 부하의 쇼트 측정의 정확성이 감소할 수 있다. 따라서, 상기 모니터링 구간(MON) 앞에 상기 휴지 구간(MSK)을 설정하는 경우, 상기 부하의 쇼트 검출의 정확성을 높일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 복수의 프레임 내에 상기 모니터링 구간(MON)이 각각 설정될 수 있다. 상기 스위칭 컨트롤러(622)는 하나의 프레임 내에서 상기 모니터링 구간(MON) 동안 상기 전류 센싱 전압(CSV)이 상기 기준 전압(THV) 이상인 횟수를 카운트하며, 상기 전류 센싱 전압(CSV)이 상기 기준 전압(THV) 이상인 횟수가 기준 횟수 이상이면, 상기 프레임을 이상 프레임으로 판단할 수 있다.

또한, 상기 스위칭 컨트롤러(622)는 상기 이상 프레임의 개수가 기준 프레임 개수 이상이면 상기 입력 스위칭 소자(SWIN)를 턴 오프 할 수 있다.

또한, 상기 모니터링 구간(MON)은 상기 수직 블랭크 구간(VBLK) 내에 배치되어 상기 부하의 쇼트 검출의 정확성을 높이고. 표시 패널의 표시 품질에 영향을 미치지 않을 수 있다.

또한, 상기 모니터링 구간(MON)에 앞에 상기 휴지 구간(MSK)을 설정하여, 상기 부하의 쇼트 검출의 정확성을 높일 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 전원 전압 생성 회로, 이를 포함하는 표시 장치 및 이를 이용한 데이터 구동부의 보호 방법에 따르면, 부하의 미세한 쇼트를 감지하여, 상기 표시 패널 구동부 및 상기 표시 패널 등이 파손되는 것을 방지할 수 있고, 화재가 발생하는 등 제조물로 인한 사고의 발생을 미연에 방지할 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: 전원 전압 생성부
620: 데이터 구동부 전원 전압 생성부
622: 스위칭 컨트롤러

Claims

입력 전압이 인가되는 입력 노드에 연결되는 제1 단 및 접지에 연결되는 제2 단을 포함하는 입력 캐패시터;
인덕터;
상기 입력 노드에 연결되는 제1 전극 및 상기 인덕터의 제1 단에 연결되는 제2 전극을 포함하는 입력 스위칭 소자;
스위칭 컨트롤 신호를 인가하는 스위칭 컨트롤러에 연결되는 제어 전극, 저항에 연결되는 입력 전극 및 상기 인덕터의 제2 단에 연결되는 출력 전극을 포함하는 컨트롤 스위칭 소자;
상기 인덕터의 상기 제2 단에 연결되는 제1 전극 및 출력 노드에 연결되는 제2 전극을 포함하는 다이오드; 및
상기 출력 노드 및 상기 접지 사이에 연결되는 출력 캐패시터를 포함하고,
모니터링 구간 동안 상기 출력 노드에 연결되는 부하의 쇼트를 감지하면, 상기 입력 스위칭 소자를 턴 오프 하여 상기 입력 노드 및 상기 인덕터의 상기 제1 단을 전기적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 전원 전압 생성 회로.
제1항에 있어서, 상기 모니터링 구간 동안 상기 컨트롤 스위칭 소자가 턴 오프되고, 상기 출력 노드로 출력되는 출력 전압의 전압 강하가 측정되며, 상기 출력 전압의 상기 전압 강하가 기준 전압 강하 이상이면 상기 입력 스위칭 소자가 턴 오프 되는 것을 특징으로 하는 전원 전압 생성 회로.
제1항에 있어서, 상기 스위칭 컨트롤러는 상기 출력 노드의 출력 전압을 피드백 받고, 상기 피드백된 출력 전압에 따라 상기 출력 전압의 레벨을 조절하기 위해 상기 스위칭 컨트롤 신호의 주파수를 조절하는 것을 특징으로 하는 전원 전압 생성 회로.
제3항에 있어서, 상기 스위칭 컨트롤러는 상기 모니터링 구간 동안 상기 컨트롤 스위칭 소자의 상기 입력 전극의 전류 센싱 전압이 기준 전압 이상인 횟수를 카운트하고,
상기 전류 센싱 전압이 기준 전압 이상인 횟수가 기준 횟수 이상이면, 상기 입력 스위칭 소자가 턴 오프 되는 것을 특징으로 하는 전원 전압 생성 회로.
영상을 표시하는 표시 패널;
상기 표시 패널에 게이트 신호를 출력하는 게이트 구동부;
상기 표시 패널에 데이터 전압을 출력하는 데이터 구동부; 및
게이트 구동부 전원 전압을 상기 게이트 구동부에 제공하고 데이터 구동부 전원 전압을 상기 데이터 구동부에 제공하는 전원 전압 생성부를 포함하고,
상기 데이터 구동부 전원 전압을 생성하는 데이터 구동부 전원 전압 생성부는
입력 전압이 인가되는 입력 노드에 연결되는 제1 단 및 접지에 연결되는 제2 단을 포함하는 입력 캐패시터;
인덕터;
상기 입력 노드에 연결되는 제1 전극 및 상기 인덕터의 제1 단에 연결되는 제2 전극을 포함하는 입력 스위칭 소자;
스위칭 컨트롤 신호를 인가하는 스위칭 컨트롤러에 연결되는 제어 전극, 저항에 연결되는 입력 전극 및 상기 인덕터의 제2 단에 연결되는 출력 전극을 포함하는 컨트롤 스위칭 소자;
상기 인덕터의 상기 제2 단에 연결되는 제1 전극 및 출력 노드에 연결되는 제2 전극을 포함하는 다이오드; 및
상기 출력 노드 및 상기 접지 사이에 연결되는 출력 캐패시터를 포함하며,
상기 데이터 구동부 전원 전압 생성부는 모니터링 구간 동안 상기 출력 노드에 연결되는 부하의 쇼트를 감지하면, 상기 입력 스위칭 소자를 턴 오프 하여 상기 입력 노드 및 상기 인덕터의 상기 제1 단을 전기적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제5항에 있어서, 상기 모니터링 구간 동안 상기 컨트롤 스위칭 소자가 턴 오프 되고 상기 출력 노드로 출력되는 상기 데이터 구동부 전원 전압의 전압 강하가 측정되며,
상기 데이터 구동부 전원 전압의 상기 전압 강하가 기준 전압 강하 이상이면 상기 입력 스위칭 소자가 턴 오프 되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제6항에 있어서, 상기 모니터링 구간은 상기 표시 장치의 초기 구동 구간에서 상기 데이터 구동부 전원 전압이 노멀 출력 전압에 도달한 이후로부터 상기 게이트 구동부의 스캔 개시 시점 사이에서 설정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제6항에 있어서, 상기 표시 패널은 프레임 단위로 영상을 표시하고,
상기 프레임은 액티브 구간 및 수직 블랭크 구간을 포함하며,
상기 모니터링 구간은 상기 수직 블랭크 구간에 설정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 모니터링 구간 바로 앞에 상기 컨트롤 스위칭 소자가 턴 온 및 턴 오프를 반복하는 휴지 구간이 배치되며,
상기 휴지 구간은 상기 수직 블랭크 구간 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제6항에 있어서, 상기 모니터링 구간 동안 상기 데이터 구동부는 상기 표시 패널로 블랙 영상에 대응하는 블랙 데이터 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제5항에 있어서, 상기 스위칭 컨트롤러는 상기 출력 노드의 데이터 구동부 전원 전압을 피드백 받고, 상기 피드백된 데이터 구동부 전원 전압에 따라 상기 데이터 구동부 전원 전압의 레벨을 조절하기 위해 상기 스위칭 컨트롤 신호의 주파수를 조절하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 스위칭 컨트롤러는 상기 모니터링 구간 동안 상기 컨트롤 스위칭 소자의 상기 입력 전극의 전류 센싱 전압이 기준 전압 이상인 횟수를 카운트하고,
상기 전류 센싱 전압이 기준 전압 이상인 횟수가 기준 횟수 이상이면, 상기 입력 스위칭 소자가 턴 오프 되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 모니터링 구간은 상기 표시 장치의 초기 구동 구간에서 상기 데이터 구동부 전원 전압이 노멀 출력 전압에 도달한 이후로부터 상기 게이트 구동부의 스캔 개시 시점 사이에서 설정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 표시 패널은 프레임 단위로 영상을 표시하고,
상기 프레임은 액티브 구간 및 수직 블랭크 구간을 포함하며,
상기 모니터링 구간은 상기 수직 블랭크 구간에 설정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제14항에 있어서, 상기 모니터링 구간 바로 앞에 상기 전류 센싱 전압이 상기 기준 전압 이상인 횟수를 카운트 하지 않는 휴지 구간이 배치되며,
상기 휴지 구간은 상기 수직 블랭크 구간 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제14항에 있어서,
복수의 프레임 내에 상기 모니터링 구간이 각각 설정되고,
상기 스위칭 컨트롤러는 하나의 프레임 내에서 상기 모니터링 구간 동안 상기 전류 센싱 전압이 상기 기준 전압 이상인 횟수를 카운트하며, 상기 전류 센싱 전압이 상기 기준 전압 이상인 횟수가 기준 횟수 이상이면, 상기 프레임을 이상 프레임으로 판단하고,
상기 이상 프레임의 개수가 기준 프레임 개수 이상이면 상기 입력 스위칭 소자가 턴 오프 되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
게이트 구동부 전원 전압을 생성하여 게이트 구동부에 출력하는 단계;
데이터 구동부 전원 전압을 생성하여 데이터 구동부에 출력하는 단계;
상기 게이트 구동부 전원 전압을 기초로 표시 패널에 게이트 신호를 출력하는 단계; 및
상기 데이터 구동부 전원 전압을 기초로 상기 표시 패널에 데이터 전압을 출력하는 단계를 포함하고,
모니터링 구간 동안 컨트롤 스위칭 소자가 턴 오프되고, 출력 노드로 출력되는 상기 데이터 구동부 전원 전압의 전압 강하가 측정되며, 상기 데이터 구동부 전원 전압의 상기 전압 강하가 기준 전압 강하 이상이면 입력 스위칭 소자를 턴 오프 하고,
상기 모니터링 구간은 표시 장치의 초기 구동 구간에서 상기 데이터 구동부 전원 전압이 노멀 출력 전압에 도달한 이후로부터 상기 게이트 구동부의 스캔 개시 시점 사이에서 설정되는 것을 특징으로 하는 데이터 구동부의 보호 방법.
삭제
제17항에 있어서, 상기 표시 패널은 프레임 단위로 영상을 표시하고,
상기 프레임은 액티브 구간 및 수직 블랭크 구간을 포함하며,
상기 모니터링 구간은 상기 수직 블랭크 구간에 설정되는 것을 특징으로 하는 데이터 구동부의 보호 방법.
제17항에 있어서, 상기 모니터링 구간 동안 상기 데이터 구동부는 상기 표시 패널로 블랙 영상에 대응하는 블랙 데이터 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 데이터 구동부의 보호 방법.