KR-20260060642-A - Display Apparatus capable of wireless charging

Abstract

본 개시물에 따르면 무선 충전이 가능한 표시 장치가 개시된다. 본 개시물에 따른 표시 장치는 무선 충전에 이용되는 수신 코일을 활용해 배터리들 사이의 배터리 밸런싱을 수행할 수 있다. 따라서, 표시 장치의 크기를 증가시키지 않으면서 셀 밸런싱을 수행할 수 있다. 또한, 본 개시물에 따르면 충전, 배터리 밸런싱을 위해 필요한 최소 개수의 스위치를 제공할 수 있다.

Inventors

• 조민기

Assignees

• 엘지디스플레이 주식회사

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241025

Claims (15)

1. 무선으로 충전되는 표시 장치로서, 다수의 서브 픽셀이 배치되는 표시 패널; 상기 표시 패널로 데이터 전압을 출력하는 데이터 구동부; 상기 표시 패널로 스캔 신호를 출력하는 게이트 구동부; 복수의 타이밍 제어 신호들을 출력하는 타이밍 컨트롤러; 상기 표시 패널, 데이터 구동부, 게이트 구동부 및 타이밍 컨트롤러로 전원을 출력하는 전원 구동부; 무선으로 전력을 수신하는 수신 코일; 상기 수신되는 전력을 저장하는 복수 개의 배터리; 상기 수신 코일에 연결되는 4개의 코일 스위치; 및 상기 복수 개의 배터리에 연결되는 복수 개의 배터리 스위치를 포함하는, 표시 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 배터리의 개수(n)가 2k(k는 자연수)인 경우, 상기 선택 스위치의 개수는 n+2이고, 상기 배터리의 개수(n)가 2k+1(k는 자연수) 인 경우, 상기 선택 스위치의 개수는 n+1인, 표시 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 코일 스위치는 상기 수신 코일의 양극 노드에 연결되는 제1 코일 스위치 및 제2 코일 스위치, 및 상기 수신 코일의 음극 노드에 연결되는 제3 코일 스위치 및 제4 코일 스위치를 포함하는, 표시 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제1 코일 스위치 및 상기 제4 코일 스위치는 동시에 턴온 또는 턴오프되고, 상기 제2 코일 스위치 및 제3 코일 스위치는 동시에 턴온 또는 턴오프되는, 표시 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 복수 개의 배터리 스위치는: 상기 전원 구동부의 양극 노드에 연결되는 양극 스위치; 상기 전원 구동부의 음극 노드에 연결되는 적어도 하나의 음극 스위치; 및 상기 배터리들 사이에 연결되는 적어도 하나의 선택 스위치를 포함하는, 표시 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 배터리들 모두를 충전하는 충전 모드에서: 상기 양극 스위치 및 상기 음극 스위치 중의 하나가 턴온되는, 표시장치.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 배터리들 중 어느 하나의 저충전 배터리를 충전하는 충전 모드에서: 상기 저충전 배터리를 상기 수신 코일과 연결하도록 상기 양극 스위치, 상기 적어도 하나의 음극 스위치 및 상기 선택 스위치 중에서 선택되는 2개의 스위치가 턴온되는, 표시 장치.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 배터리들의 밸런싱 모드에서: 과충전 배터리의 전력을 컬렉팅하기 위해 상기 과충전 배터리 및 상기 수신 코일을 연결하도록 상기 양극 스위치, 상기 적어도 하나의 음극 스위치 및 상기 선택 스위치 중에서 선택되는 2개의 스위치가 턴온되는, 표시 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 배터리들의 밸런싱 모드에서: 상기 컬렉팅된 전력을 저충전 배터리로 전력을 릴리징하기 위해 상기 저충전 배터리 및 상기 수신 코일을 연결하도록 상기 양극 스위치, 상기 적어도 하나의 음극 스위치 및 상기 선택 스위치 중에서 선택되는 2개의 스위치가 턴온되는, 표시 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 과충전 배터리의 전력은 스텝형으로 감소하고, 상기 저충전 배터리의 전력은 스텝형으로 증가하는, 표시 장치.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 컬렉팅 시의 충전 전류의 방향 및 상기 릴리징 시의 상기 충전 전류의 방향은 서로 반대인, 표시 장치.
12. 제 9 항에 있어서, 상기 컬렉팅 및 상기 릴리징은 교번하여 스위칭되는, 표시 장치.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 복수 개의 배터리는 제1 배터리 및 제2 배터리를 포함하고, 상기 배터리 스위치는: 상기 제1 배터리에 연결된 양극 스위치; 상기 제2 배터리에 연결된 제1 음극 스위치 및 제2 음극 스위치; 및 상기 제1 배터리 및 제2 배터리 사이에 연결된 제1 선택 스위치를 포함하는, 표시 장치.
14. 제 1 항에 있어서, 상기 복수 개의 배터리는 제1 배터리, 제2 배터리, 및 제3 배터리를 포함하고, 상기 배터리 스위치는: 상기 제1 배터리에 연결된 양극 스위치; 상기 제2 배터리에 연결된 제 1 음극 스위치; 상기 제 1 배터리 및 제3 배터리 사이에 연결된 제1 선택 스위치; 및 상기 제3 배터리 및 제 2 배터리 사이에 연결된 제 2 선택 스위치를 포함하는, 표시 장치.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 복수 개의 배터리는 제1 배터리, 제2 배터리, 제3 배터리, 및 제4 배터리를 포함하고, 상기 배터리 스위치는: 상기 제1 배터리에 연결된 양극 스위치; 상기 제2 배터리에 연결된 제1 음극 스위치 및 제2 음극 스위치; 상기 제1 배터리 및 제3 배터리 사이에 연결된 제1 선택 스위치; 상기 제3 배터리 및 제4 배터리 사이에 연결된 제2 선택 스위치; 및 상기 제4 배터리 및 제2 배터리 사이에 연결된 제3 선택 스위치를 포함하는, 표시 장치.

Description

무선 충전이 가능한 표시 장치{Display Apparatus capable of wireless charging} 본 개시물은 표시 장치에 대한 것으로서, 보다 구체적으로, 무선 충전이 가능한 표시 장치에 대한 것이다. 무선 충전을 위해 이용되는 수신 코일을 이용함으로써 별도의 구성을 추가하지 않고서 배터리들 사이의 밸런싱을 수행할 수 있다. 표시 장치는 텔레비전, 모니터, 노트북 컴퓨터, 스마트 폰, 태블릿 컴퓨터, 전자 패드, 웨어러블 기기, 위치, 네비게이션 또는 차량 제어 표시 기기 등의 전자 제품 또는 가전 제품에 탑재되어 영상을 표시하는 화면으로 사용될 수 있다. 표시 장치를 충전하기 위해서 유선 또는 무선 인터페이스가 제공될 수 있다. 예를 들어, 케이블을 통해서 표시 장치의 배터리를 충전하기 위한 직류 전압이 유선으로 제공될 수 있다. 다른 예를 들어, 전력을 전송하는 전송 코일 및 전력을 수신하는 수신 코일을 통해서 무선 충전이 제공될 수 있다. 한편, 표시 장치에는 충전 전력을 저장하기 위한 배터리가 탑재될 수 있다. 이러한 배터리는 복수 개(예를 들어, 2개 이상)가 구비될 수 있다. 복수 개의 배터리들 사이의 충전 상태(SoC: State of Charge)가 서로 상이한 경우, 그 충전 상태를 서로 일정하기 위한 제어가 수행될 수 있고, 이는 밸런싱이라고 지칭된다. 도 1은 본 개시물에 따른 표시 장치를 나타내는 분해도이다. 도 2는 본 개시물에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다. 도 3은 본 개시물에 따른 표시 패널의 서브 픽셀을 나타내는 회로소이다. 도 4는 본 개시물에 따른 표시 장치를 나타내는 도면이다. 도 5는 도 4의 표시 장치의 전체 배터리를 충전하는 충전 모드를 나타내는 도면이다. 도 6은 도 4의 표시 장치의 일부 배터리를 충전하는 충전 모드를 나타내는 도면이다. 도 7은 도 4의 표시 장치의 밸런싱 모드에서 전력을 컬렉팅하는 것을 나타내는 도면이다. 도 8은 도 4의 표시 장치의 밸런싱 모드에서 전력을 릴리징하는 것을 나타내는 도면이다. 도 9는 도 7 및 도 8에 따른 밸런싱이 수행되는 경우, 과충전 배터리 및 저충전 배터리의 충전 상태를 나타내는 그래프이다. 도 10은 도 7 및 도 8에 따른 밸런싱이 수행되는 경우, 수신 코일에 유도되는 충전 전류의 방향을 나타내는 도면이다. 도 11은 도 4의 표시 장치의 밸런싱 모드에서 전력을 컬렉팅하는 다른 경우를 나타내는 도면이다. 도 12는 도 4의 표시 장치의 밸런싱 모드에서 전력을 릴리징하는 다른 경우를 나타내는 도면이다. 도 13은 배터리가 2개인 실시예를 도시한다. 도 14는 배터리가 3개인 실시예를 도시한다. 도 15는 본 개시물에 따른 배터리의 개수와 스위치의 개수를 나타내는 테이블이다. 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. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다. 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다. 위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들면, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다. 소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다. 본 개시에서 "표시장치"는 표시패널과 표시패널을 구동하기 위한 구동부를 포함하는 액정 모듈(Liquid Crystal Module; LCM), 유기발광 모듈(OLED Module), 양자점 모듈(Quantum Dot Module)과 같은 협의의 표시장치를 포함할 수 있다. 그리고, LCM, OLED 모듈, QD 모듈 등을 포함하는 완제품(complete product 또는 final product)인 노트북 컴퓨터, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 자동차용 장치(automotive display) 또는 차량(vehicle)의 다른 형태 등을 포함하는 전장장치(equipment display), 스마트폰 또는 전자패드 등의 모바일 전자장치(mobile electronic device) 등과 같은 세트 전자장치(set electronic device) 또는 세트 장치(set device 또는 set apparatus)도 포함할 수 있다. 따라서, 본 개시에서의 표시장치는 LCM, OLED 모듈, QD 모듈 등과 같은 협의의 디스플레이 장치 자체, 및 LCM, OLED 모듈, QD 모듈 등을 포함하는 응용제품 또는 최종소비자 장치인 세트 장치까지 포함할 수 있다. 그리고, 경우에 따라서는, 표시패널과 구동부 등으로 구성되는 LCM, OLED 모듈, QD 모듈을 협의의 "표시장치"로 표현하고, LCM, OLED 모듈, QD 모듈을 포함하는 완제품으로서의 전자장치를 "세트장치"로 구별하여 표현할 수도 있다. 예를 들면, 협의의 표시장치는 액정(LCD), 유기발광(OLED) 또는 양자점(Quantum Dot)의 표시패널과, 표시패널을 구동하기 위한 제어부인 소스 PCB를 포함하며, 세트장치는 소스 PCB에 전기적으로 연결되어 세트장치 전체를 제어하는 세트 제어부인 세트 PCB를 더 포함하는 개념일 수 있다. 본 실시예에 사용되는 표시패널은 액정표시패널, 유기전계발광(OLED: Organic Light Emitting Diode) 표시패널, 양자점(QD: Quantum Dot) 표시패널 및 전계발광 표시패널(electroluminescent display panel) 등의 모든 형태의 표시패널이 사용될 수 있으며, 본 실시예의 유기전계발광(OLED) 표시패널용 플렉서블 기판과 하부의 백플레이 지지구조로 베젤 벤딩을 할 수 있는 특정한 표시패널에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 본 개시의 실시예에 따른 표시장치에 사용되는 표시패널은 표시패널의 형태나 크기에 한정되지 않는다. 예를 들면, 표시패널이 유기전계발광(OLED) 표시패널인 경우에는, 다수의 게이트 라인과 데이터 라인, 및 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 영역에 형성되는 픽셀(Pixel)을 포함할 수 있다. 그리고, 각 픽셀에 선택적으로 전압을 인가하기 위한 소자인 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이와, 어레이 상의 유기 발광 소자(OLED)층, 및 유기 발광 소자층을 덮도록 어레이 상에 배치되는 봉지 기판 또는 봉지층(Encapsulation) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 봉지층은 외부의 충격으로부터 박막 트랜지스터 및 유기 발광 소자층 등을 보호하고, 유기 발광 소자층으로 수분이나 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 어레이 상에 형성되는 층은 무기발광층(inorganic light emitting layer), 예를 들면 나노사이즈의 물질층(nano-sized material layer) 또는 양자점(quantum dot) 등을 포함할 수 있다. 도 1은 본 개시물에 따른 표시 장치를 나타내는 분해도이다. 도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 탑 프레임(TF), 표시 패널(110), 인쇄 회로 기판(PCB), 충전 어셈블리(CHA), 및 바텀 프레임(BF)을 포함한다. 도 1에서는 휴대폰을 예시로 하여 설명하기로 한다. 하지만, 본 개시물의 기술적 사상은 이에 한정되지 않고, 무선 충전이 가능한 다른 형태의 표시 장치에도 동일하거나 균등하게 적용이 가능한다. 탑 프레임(TF)은 표시 장치(100)의 상부를 보호하기 위한 프레임이다. 탑 프레임(TF)은 화면이 시인되기 위해 투명한 재질의 중심부와 중심부를 둘러싸는 불투명한 재질의 외곽부로 구성된다. 탑 프레임(TF)의 중심부는 유리, 플라스틱, 폴리이미드 등의 재료로 형성될 수 있다. 탑 프레임(TF)의 외곽부는 금속, 플라스틱 등의 재료로 형성될 수 있다. 표시 패널(110)은 영상을 표현하기 위한 광을 발광한다. 표시 패널(110)은 액정 표시 패널, 유기발광소자 표시 패널, 양자점 표시 패널, 마이크로 LED 표시