KR100957948B1 - 광센서 및 그를 이용한 평판표시장치 - Google Patents

광센서 및 그를 이용한 평판표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 광센서의 출력을 향상시켜 광센서가 안정적으로 동작할 수 있도록 하는 광센서 및 그를 이용한 평판표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 제 1 전극은 제 1 노드에 연결되고 제 2 전극은 제 2 노드에 연결되며 게이트 전극은 제 3 노드에 연결되는 제 1 트랜지스터; 제 1 전극은 제 4 노드에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 1 노드에 연결되며 게이트 전극은 제 1 제어신호선에 연결되는 제 2 트랜지스터; 제 1 전극은 상기 제 2 노드에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 3 노드에 연결되며 게이트 전극은 상기 제 1 제어신호선에 연결되는 제 3 트랜지스터; 제 1 전극은 초기화전원선에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 3 노드에 연결되며 게이트가 리셋신호선에 연결되는 제 4 트랜지스터; 제 1 전극은 제 1 전원에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 1 노드에 연결되며 게이트가 제 2 제어신호선에 연결되는 제 5 트랜지스터; 제 1 전극은 상기 제 2 노드에 연결되고 제 2 전극은 출력선에 연결되며 게이트 전극은 상기 제 2 제어신호선에 연결되는 제 6 트랜지스터; 제 1 전극은 제 2 전원에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 4 노드에 연결되며 게이트 전극은 상기 리셋신호선에 연결되는 제 7 트랜지스터를 포함하는 광센서 및 그를 이용한 평판표시장치를 제공하는 것이다.

Description

광센서 및 그를 이용한 평판표시장치{PHOTO SENSOR AND FLAT PANEL DISPLAY USING THE SAME}
본 발명은 광센서 및 그를 이용한 평판표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세히 설명하면, 주변광에 대응하여 휘도가 조절되도록 하는 광센서 및 그를 이용한 평판표시장치에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel) 및 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Display) 등이 있다.
평판표시장치 중 유기전계발광표시장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode : OLED)들을 이용하여 화상을 표시한다.
이와 같은 상기 유기전계발광표시장치는 색 재현성의 뛰어남과 얇은 두께 등 의 여러 가지 이점으로 응용분야에서 휴대폰용 이외에도 PDA, MP3 플레이어 등으로 시장이 크게 확대되고 있다.
상기와 같은 평판표시장치에서 표시되는 화상은 주변광의 휘도에 따라 시인성이 다르게 된다. 즉, 동일한 휘도로 화상이 표현될 때 주변광의 휘도가 높으면 표현되는 화상이 더 어둡게 느껴지고 주변광의 휘도가 낮으면 표현되는 화상이 더 밝게 느껴진다.
즉, 시인성을 좋게 하기 위해 주변광의 휘도를 감지하여 주변광의 휘도가 높으면 표현되는 화상의 휘도를 높이고 주변광의 휘도가 낮으면 표현되는 화상의 휘도를 낮게 한다. 또한, 화상의 휘도가 주변광의 휘도에 따라 조절되게 되면, 불필요하게 화상의 휘도를 높게 할 필요가 없어 소비전력을 줄일 수 있다.
따라서, 주변광을 감지하는 광센서를 평판 표시장치에 부착하여 주변광에 대응하여 표현되는 화상의 휘도를 조절할 수 있도록 하는 방안이 고안되고 있다.
하지만, 광센서를 평판 표시장치의 패널 안에 내장하면 광센서의 출력이 작아 사용이 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 광센서의 출력을 향상시켜 광센서가 안정적으로 동작할 수 있도록 하는 광센서 및 그를 이용한 평판표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 1 측면은, 제 1 전극은 제 1 노드에 연결되고 제 2 전극은 제 2 노드에 연결되며 게이트 전극은 제 3 노드에 연결되는 제 1 트랜지스터; 제 1 전극은 제 4 노드에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 1 노드에 연결되며 게이트 전극은 제 1 제어신호선에 연결되는 제 2 트랜지스터; 제 1 전극은 상기 제 2 노드에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 3 노드에 연결되며 게이트 전극은 상기 제 1 제어신호선에 연결되는 제 3 트랜지스터; 제 1 전극은 초기화전원선에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 3 노드에 연결되며 게이트가 리셋신호선에 연결되는 제 4 트랜지스터; 제 1 전극은 제 1 전원에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 1 노드에 연결되며 게이트가 제 2 제어신호선에 연결되는 제 5 트랜지스터; 제 1 전극은 상기 제 2 노드에 연결되고 제 2 전극은 출력선에 연결되며 게이트 전극은 상기 제 2 제어신호선에 연결되는 제 6 트랜지스터; 제 1 전극은 제 2 전원에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 4 노드에 연결되며 게이트 전극은 상기 리셋신호선에 연결되는 제 7 트랜지스터; 캐소드 전극은 제 2 참조전원에 연결되고 애노드 전극은 상기 제 4 노드에 연결되는 포토다이오드; 제 1 전극은 상기 제 3 노드에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 1 전원에 연결되는 제 1 캐패시터; 및 제 1 전극은 상기 제 2 참조전원에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 4 노드에 연결되는 제 2 캐패시터를 포함하는 광센서를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 2 측면은, 데이터신호와 주사신호에 대응하여 화상을 표현하는 화소부; 영상신호를 전달받아 상기 데이터신호를 생성하여 상기 화소부에 전달하는 데이터구동부; 상기 주사신호를 생성하여 상기 화소부에 전달하는 주사구동부; 및 주변광의 휘도를 감지하여 상기 화상의 휘도가 주변광의 휘도에 대응하여 조절되도록 하는 광센서를 포함하되, 상기 광센서는 제 1 전극은 제 1 노드에 연결되고 제 2 전극은 제 2 노드에 연결되며 게이트 전극은 제 3 노드에 연결되는 제 1 트랜지스터; 제 1 전극은 제 4 노드에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 1 노드에 연결되며 게이트 전극은 제 1 제어신호선에 연결되는 제 2 트랜지스터; 제 1 전극은 상기 제 2 노드에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 3 노드에 연결되며 게이트 전극은 상기 제 1 제어신호선에 연결되는 제 3 트랜지스터; 제 1 전극은 초기화전원선에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 3 노드에 연결되며 게이트가 리셋신호선에 연결되는 제 4 트랜지스터; 제 1 전극은 제 1 전원에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 1 노드에 연결되며 게이트가 제 2 제어신호선에 연결되는 제 5 트랜지스터; 제 1 전극은 상기 제 2 노드에 연결되고 제 2 전극은 출력선에 연결되며 게이트 전극은 상기 제 2 제어신호선에 연결되는 제 6 트랜지스터; 제 1 전극은 제 2 전원에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 4 노드에 연결되며 게이트 전극은 상기 리셋신호선에 연결되는 제 7 트랜지스터; 캐소드 전극은 제 2 참조전원에 연결되고 애노드 전극은 상기 제 4 노드에 연결되는 포토다이오드; 제 1 전극은 상기 제 3 노드에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 1 전원에 연결되는 제 1 캐패시터; 및 제 1 전극은 상기 제 2 참조전원에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 4 노드에 연결되는 제 2 캐패시터를 포함하는 평판표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 광센서 및 그를 이용한 평판표시장치에 의하면, 광센서에서 출력되는 전류를 증폭하여 전류량을 높여 광센서의 다이나믹 레인지를 높일 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 평판 표시장치의 일례인 유기전계발광표시장치의 구조를 나타내는 구조도이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 유기전계발광표시장치는 화소부(100), 광센서부(200), 데이터구동부(300) 및 주사구동부(400)를 포함한다.
화소부(100)에는 복수의 화소(101)가 배열되고 각 화소(101)는 전류의 흐름에 대응하여 빛을 발광하는 유기발광다이오드(미도시)를 포함한다. 그리고, 화소부(100)는 행방향으로 형성되며 주사신호를 전달하는 n 개의 주사선(S1,S2,...Sn-1,Sn)과 열방향으로 형성되며 데이터신호를 전달하는 m 개의 데이터선(D1, D2,....Dm-1, Dm)이 배열된다.
또한, 화소부(100)는 구동전원과 기저전원을 외부에서 전달받아 구동한다. 따라서, 화소부(100)는 주사신호, 데이터신호, 구동전원 및 기저전원에 의해 유기발광다이오드에 전류가 흐르게 되면 전류의 양에 대응하여 발광함으로써 영상을 표시한다.
광센서부(200)는 주변광을 감지하여 주변광의 휘도의 세기에 대응하여 화소부(100)에서 표현되는 화상의 휘도가 조절될 수 있도록 하는 광감지신호(ls)를 생성한다. 광감지신호(ls)는 데이터구동부(300)에 전달되어 데이터구동부(300)에서 광감지신호(ls)에 대응된 데이터신호를 생성하도록 한다. 그리고, 광센서부(200)는 광감지신호(ls)의 출력을 증폭한다.
데이터구동부(300)는 데이터신호를 생성하는 수단으로, 적색, 청색, 녹색의 성분을 갖는 영상신호(R,G,B data)와 광감지신호(ls)를 전달받아 데이터신호를 생성한다. 그리고, 데이터구동부(300)는 화소부(100)의 데이터선(D1, D2,....Dm-1, Dm)과 연결되어 생성된 데이터 신호를 화소부(100)에 인가한다.
주사구동부(400)는 주사신호를 생성하는 수단으로, 주사선(S1,S2,...Sn-1,Sn)에 연결되어 주사신호를 화소부(100)의 특정한 행에 전달한다. 주사신호가 전달된 화소(101)에는 데이터구동부(300)에서 출력된 데이터신호가 전달되어 구동전류가 생성되어 유기발광다이오드로 흐르게 된다.
도 2는 도 1에 도시된 유기전계발광표시장치에서 채용된 광센서부의 일례를 나타내는 구조도이다. 도 2를 참조하면, 광센서부(200)는 광감지부(211), A/D 변 환기(212), 카운터(213), 변환 처리부(214), 레지스터 생성부(215), 제 1 선택부(216), 제 2 선택부(217)를 포함하며, 광센서부(200)는 감마 보정 회로(600)에 연결되어 있다.
광감지부(211)는 주변광의 밝기를 측정하고, 주변광의 밝기를 복수의 단계로 구분하여 각 단계의 밝기에 대응하는 아날로그 감지 신호를 출력한다. 여기서, 아날로그 감지신호는 전류의 양에 따라 각 단계의 밝기에 대응된다.
A/D 변환기(212)는 광감지부(211)에서 출력된 아날로그 감지 신호를 설정된 기준 전류와 비교하고, 이에 대응하는 디지털 감지 신호를 출력한다. 예를 들어, 주변의 밝기가 가장 밝은 단계에서는 '11'의 디지털감지 신호를 출력하고, 주변의 밝기가 다소 밝은 단계에서는 '10'의 디지털감지 신호를 출력한다. 또한, 주변의 밝기가 다소 어두운 단계에서는 '01'의 디지털감지 신호를 출력하며, 주변의 밝기가 가장 어두운 단계에서는 '00'의 디지털감지 신호를 출력한다.
카운터(213)는 외부로부터 공급되는 수직 동기 신호(Vsync)에 의해 일정 시간 동안 소정의 수를 카운팅하여 이에 대응되는 카운팅 신호(Cs)를 출력한다. 예를 들어, 4bit의 2진수 값을 참조한 카운터(213)의 경우, 카운터(213)는 수직 동기 신호(Vsync)가 입력될 때 '0000'으로 초기화되고, 이후 클록 (CLK) 신호를 차례로 쉬프트 시키면서 '1111'까지의 수를 카운팅한다. 그리고 다시 카운터(213)에 수직 동기 신호(Vsync)가 입력되면 초기화 상태로 재설정된다. 이와 같은 동작으로 카운터(213)는 한 프레임 기간 동안 '0000'부터 '1111'까지의 수를 차례로 카운팅 하게 된다. 그리고 카운팅 된 수에 대응되는 카운팅 신호(Cs)를 변환 처리부(214) 로 출력한다.
변환 처리부(214)는 카운터(213)로부터 출력된 카운팅 신호(Cs)와 A/D 변환기(212)로 부터 출력된 감지 신호를 이용하여 각 레지스터의 설정값을 선택할 제어 신호를 출력한다. 즉, 변환처리부(214)는 A/D 변환기(212)에 의해 출력되는 디지털 감지신호에 대응되는 신호를 카운터(213)가 카운팅신호(Cs)로 출력할 때 선택된 디지털감지신호에 대응하는 제어 신호를 출력한다. 그리고, 카운터에 수직동기신호(Vsync)가 다시 입력될 때까지 출력된 제어신호를 유지한다. 그리고, 다음 수직동기신호(Vsync)가 입력되면 제어신호를 리셋하고 다시 A/D 변환기(212)에서 출력된 감지 신호에 대응하는 제어신호를 출력한다. 예를 들어, 변환 처리부(214)는 주변광이 가장 밝은 상태라면 '11'의 감지 신호에 대응하는 제어신호를 출력하고 카운터(213)가 카운팅 하는 한 프레임 구간 동안에 제어신호를 유지한다. 주변광이 가장 어두운 상태라면 '00'의 감지 신호에 대응하는 제어신호를 출력하고 카운터(213)가 카운팅 하는 한 프레임 구간 동안에 제어신호를 유지한다. 또한, 주변광이 다소 밝은 상태 또는 주변광이 다소 어두운 상태일 때에도 상술한 동작과 마찬가지로 각각 '10', '01'의 감지 신호에 대응하는 제어신호를 출력하고 한 프레임 구간 동안 유지한다.
레지스터 생성부(215)는 주변광의 밝기를 복수의 단계로 나누고 각 단계에 대응하는 복수의 레지스터 설정값을 저장한다.
제 1 선택부(216)는 레지스터 생성부(215)에 저장된 복수의 레지스터 설정값 중 변환 처리부(214)에 의해 설정된 제어신호에 대응하는 레지스터 설정값을 선택 하여 레지스터 설정값에 대응하는 광감지신호(ls)를 출력한다.
제 2 선택부(217)는 외부로부터 온, 오프를 조절하는 1 비트의 설정값을 입력받고, '1'이 선택되면 제 1 선택부(216)로부터 전달받은 광감지신호(ls)를 출력하고 '0'이 선택되면 광센서(200)를 오프 상태로 인식한다.
감마 보정 회로(600)는 레지스터 설정값에 대응하여 생성되는 광감지신호(ls)에 대응하는 복수의 감마 보정신호를 생성한다. 이때, 광감지신호(ls)는 광감지부(211)에서 출력되는 감지 신호에 대응하게 되어 감마 보정신호는 주변광의 밝기에 따라 다른 값을 갖게 된다. 상기와 같은 동작은 R,G,B 별로 각각 발생한다. 여기서 감마보정회로(600)은 광센서부(200)에 포함되어 있는 것으로 도시되어 있지만 감마보정회로(600)는 광센서부(200)과 별도의 구성부분으로 형성될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 광감지부의 제 1 실시예를 나타내는 회로도이다. 도 3을 참조하여 설명하면, 광감지부(211)는 제 1 트랜지스터(M11), 제 2 트랜지스터(M21), 제 3 트랜지스터(M31), 제 4 트랜지스터(M41), 제 5 트랜지스터(M51), 제 6 트랜지스터(M61), 제 7 트랜지스터(M71), 포토다이오드(PD1), 제 1 캐패시터(Ctx1) 및 제 2 캐패시터(Cst1)를 포함한다.
제 1 트랜지스터(M11)는 소스가 제 1 노드(N11)에 연결되고 드레인이 제 2 노드(N21)에 연결되며 게이트가 제 3 노드(N31)에 연결된다.
제 2 트랜지스터(M21)는 소스가 제 4 노드(N41)에 연결되고 드레인이 제 1 노드(N11)에 연결되며 게이트가 제 1 제어신호선(COMP)에 연결된다.
제 3 트랜지스터(M31)는 소스가 제 2 노드(N21)에 연결되고 드레인이 제 3 노드(N31)에 연결되며 게이트가 제 1 제어신호선(COMP)에 연결된다.
제 4 트랜지스터(M41)는 소스가 초기화신호(VINIT)에 연결되고 드레인이 제 3 노드(N31)에 연결되며 게이트가 리셋신호선(RESET)에 연결된다.
제 5 트랜지스터(M51)는 소스가 구동전원선(VDD)에 연결되고 드레인이 제 1 노드(N11)에 연결되며 게이트가 제 2 제어신호선(TX)에 연결된다.
제 6 트랜지스터(M61)는 소스가 제 2 노드(N21)에 연결되고 드레인이 출력선(IOUT)에 연결되며 게이트가 제 2 제어신호선(TX)에 연결된다.
제 7 트랜지스터(M71)는 소스가 기준전원선(VREF)에 연결되고 드레인이 제 4 노드(N41)에 연결되며 게이트가 리셋신호선(RESET)에 연결된다.
포토다이오드(PD1)는 캐소드 전극이 구동전원선(VDD)에 연결되고 애노드 전극이 제 4 노드(N41)에 연결된다.
제 1 캐패시터(Ctx1)는 제 1 전극이 제 3 노드(N31)에 연결되고 제 2 전극은 구동전원선(VDD)에 연결된다.
제 2 캐패시터(Cst1)는 제 1 전극이 구동전원선(VDD)에 연결되고 제 2 전극은 제 4 노드(N41)에 연결되어 포토다이오드(PD1)와 병렬로 연결된다.
도 4는 도 3에 도시된 광감지부의 동작의 제 1 실시예를 나타내는 타이밍도이다. 도 4를 참조하여 설명하면, 광감지부(211)는 한프레임 내의 구간에서 리셋 신호선(RESET)을 통해 전달되는 리셋신호(reset)가 로우상태이고 제 1 제어신호선(COMP)을 통해 전달되는 제 1 제어신호(comp)와 제 2 제어신호선(TX)을 통해 전달되는 제 2 제어신호(tx)가 하이상태인 제 1 구간(T11)과, 리셋신호(reset)와 제 1 제어신호(comp)와 제 2 제어신호(tx)가 하이상태인 제 2 구간(T21)과, 리셋신호(reset)와 제 2 제어신호(tx)가 하이상태이고 제 1 제어신호(comp)가 로우상태인 제 3 구간(T31)과, 리셋신호(reset)와 제 1 제어신호(comp)가 하이상태이고 제 2 제어신호(tx)가 로우상태인 제 4 구간(T41)으로 구분되어 동작한다.
제 1 구간(T11)에서는 리셋신호(reset)가 로우상태이고, 제 1 제어신호(comp), 제 2 제어신호(tx)는 하이 상태이기 때문에 제 4 트랜지스터(M41)와 제 7 트랜지스터(M71)가 온 상태로 된다. 따라서, 초기화신호선(VINIT)을 통해 전달되는 초기화전압(Vinit)이 제 3 노드(N31)에 전달되고 기준전원선(VREF)을 통해 전달되는 기준전압(Vref)이 제 4 노드(N41)에 전달된다. 이로 인해, 제 3 노드(N31)와 제 4 노드(N41)가 초기화전압(Vinit)과 기준전압(Vref)에 의해 초기화된다.
제 2 구간(T21)에서는 리셋신호(reset), 제 1 제어신호(comp) 및 제 2 제어신호(tx)가 하이상태이기 때문에, 제 2 트랜지스터(M21) 내지 제 7 트랜지스터(M71)가 오프 상태로 된다. 이때, 포토다이오드(PD1)로 빛이 입사되면 포토다이오드(PD1)의 캐소드 전극에서 애노드 전극 방향으로 전류가 흘러 제 4 노드(N41)의 전압이 증가하게 된다. 따라서, 제 4 노드(N41)의 전압은 하기의 수학식 1에 해당하는 전압을 갖게 된다.
Figure 112008012257683-pat00001
(여기서, VN4는 제 4 노드(N41)의 전압, Vref는 기준전원선(VREF)을 통해 전달되는 전압, ΔV는 포토다이오드(PD1)에 의해 상승하게 되는 전압을 의미한다.)
제 3 구간(T31)에서는 리셋신호(reset)와 제 2 제어신호(tx)가 하이상태가 되고 제 1 제어신호(comp)는 로우상태이기 때문에 제 2 트랜지스터(M21)와 제 3 트랜지스터(M31)가 온 상태로 된다. 제 2 트랜지스터(M21)가 온 상태가 되면 제 4 노드(N41)에서 제 3 노드(N31)로 전류가 흐르게 되고 제 3 트랜지스터(M31)가 온 상태가 되면 제 1 트랜지스터(M11)의 드레인과 게이트의 전압이 동일하게 된다. 따라서, 제 1 트랜지스터(M11)는 다이오드 연결을 하게 되며, 제 4 노드(N41)에서 제 1 노드(N11), 제 1 트랜지스터(M11) 및 제 3 트랜지스터(M31)를 통해 제 3 노드(N31)로 전류가 흐르게 된다.
제 3 노드(N31)로 전류가 흐르게 되면, 제 3 노드(N31)의 전압은 하기의 수학식 2에 해당하는 전압이 형성된다.
Figure 112008012257683-pat00002
(여기서, VN3는 제 3 노드(N31)의 전압, Vref는 기준전원선(VREF)을 통해 전달되는 전압, ΔV는 포토다이오드(PD1)에 의해 상승하게 되는 전압, Vth는 제 1 트랜지스터(M11)의 문턱 전압을 의미한다.)
즉, 제 3 노드(N31)의 전압은 제 4 노드(N41)의 전압보다 제 1 트랜지스터(M11)의 문턱전압 정도의 차이를 갖는 전압이 된다. 또한, 포토다이오드(PD1)에 의해 ΔV의 전압이 계속 증가하므로 제 3 노드(N31)의 전압은 제 3 구간(T31)에서 계속 증가하게 된다.
또한, 제 3 구간(T31)에서는 제 1 캐패시터(Ctx1)와 제 2 캐패시터(Cst1)이 전기적으로 연결된다. 따라서, 제 1 캐패시터(Ctx1)와 제 2 캐패시터(Cst1)에 충전되어 있는 전압이 커플링 작용에 의해 분배되는데 제 1 캐패시터(Ctx1)와 제 2 캐패시터(Cst1)의 용량이 차이가 작은 경우 제 1 캐패시터(Ctx1)에 저장되어 있는 전압의 변동이 크게 발생하게 된다. 제 1 캐패시터(Ctx1)에 저장되어 있는 전압의 변동이 발생하면 포토다이오드(PD1)에 의해 형성된 전압이 제 1 트랜지스터(M11)의 게이트에 전달되지 않게 되는 문제점이 있다. 따라서, 제 1 캐패시터(Ctx1)의 정전용량이 제 2 캐패시터(Cst1)의 정전용량보다 더 크게 하면 제 1 캐패시터(Ctx1)에 저장되어 있는 전압에 변동이 크게 발생하지 않게 되어 상기의 문제점을 해결할 수 있다.
제 4 구간(T41)에서는 제 2 제어신호(tx)가 로우상태가 되고 리셋신호(reset) 및 제 1 제어신호(comp)가 하이상태이기 때문에, 제 5 트랜지스터(M51)와 제 6 트랜지스터(M61)가 온상태로 된다. 제 5 트랜지스터(M51)와 제 6 트랜지스터(M61)가 온상태가 되면 구동전원선(VDD)에서 출력선(IOUT)으로 전류의 흐름이 발생하게 된다. 이때, 흐르는 전류의 양은 하기의 수학식 3에 해당된다.
Figure 112008012257683-pat00003
(Iout은 출력선(IOUT)을 통해 출력되는 전류, Vgs는 제 1 트랜지스터(M11)의 소스와 게이트 간의 전압, Vth는 제 1 트랜지스터(M11)의 문턱전압, VDD는 구동전원선(VDD)를 통해 전달되는 전압, Vref는 기준전원선(VREF)을 통해 전달되는 전압, ΔV는 포토다이오드(PD1)에 의해 상승된 전압을 의미한다.)
따라서, 출력선(IOUT)으로 포토다이오드(PD1)에 의해 생성된 전류의 양에 대응한 전류가 출력된다. 그리고, 포토다이오드(PD1)에 의해 생성된 전류는 상기의 수학식 3에 나타나 있는 것과 같이 제 1 트랜지스터(M11)의 문턱전압과 관계없이 흐르게 된다. 또한, 출력선(IOUT)으로 출력되는 전류가 도 2에 도시된 아날로그 감지신호에 해당된다.
도 5는 도 3에 도시된 광감지부의 동작의 제 2 실시예를 나타내는 타이밍도이다. 도 5를 참조하여 설명하면, 광감지부(211)는 한프레임 내의 구간에서 리셋신호선(RESET)을 통해 전달되는 리셋신호(reset)가 로우상태이고 제 1 제어신호선(COMP)을 통해 전달되는 제 1 제어신호(comp)와 제 2 제어신호선(TX)을 통해 전달되는 제 2 제어신호(tx)가 하이상태인 제 1 구간(T12)과, 리셋신호(reset)와 제 2 제어신호(tx)가 하이상태이고 제 1 제어신호(comp)가 로우 상태인 제 2 구간(T22)과, 리셋신호(reset)와 제 1 제어신호(comp)가 하이상태이고 제 2 제어신 호(tx)가 로우상태인 제 3 구간(T32)으로 구분되어 동작한다.
제 1 구간(T12)에서는 리셋신호(reset)가 로우상태이고, 제 1 제어신호(comp)와 제 2 제어신호(tx)가 하이 상태이기 때문에 제 4 트랜지스터(M41)와 제 7 트랜지스터(M71)가 온 상태로 된다. 따라서, 초기화신호선(VINIT)를 통해 전달되는 초기화전압(Vinit)이 제 3 노드(N31)에 전달되고 기준전원선(VREF)을 통해 전달되는 기준전압(Vref)이 제 4 노드(N41)에 전달된다. 이로 인해, 제 3 노드(N31)와 제 4 노드(N41)가 초기화전압(Vinit)과 기준전압(Vref)에 의해 초기화된다.
제 2 구간(T22)에서는 리셋신호(reset) 및 제 2 제어신호(tx)가 하이상태이고 제 1 제어신호(comp)가 로우 상태이기 때문에 제 2 트랜지스터(M21)와 제 3 트랜지스터(M31)가 온 상태로 된다. 이때, 포토다이오드(PD1)로 빛이 입사되면 포토다이오드(PD1)의 캐소드 전극에서 애노드 전극 방향으로 전류가 흘러 제 4 노드(N41)의 전압이 증가하게 된다. 따라서, 제 4 노드(N41)의 전압은 상기의 수학식 1에 해당하는 전압을 갖게 된다. 이때, 제 2 트랜지스터(M21)와 제 3 트랜지스터(M31)가 온 상태이기 때문에 제 4 노드(N41)의 전압이 제 3 노드(N31)에 전달되게 된다. 따라서 제 3 노드(N31)에는 상기의 수학식 2에 해당하는 전압이 형성된다.
즉, 제 3 노드(N31)의 전압은 제 4 노드(N41)의 전압 보다 제 1 트랜지스터(M11)의 문턱전압 정도의 차이를 갖는 전압이 된다. 여기서, 제 2 구간(T22)는 하나의 구간으로 표현되어 있지만 도 4와 비교하면 두 개의 구간에 해당한다.
제 3 구간(T32)에서는 제 2 제어신호(tx)가 로우상태이고 리셋신호(reset) 및 제 1 제어신호(comp)가 하이상태이기 때문에, 제 5 트랜지스터(M51)와 제 6 트랜지스터(M61)가 온상태로 된다. 제 5 트랜지스터(M51)와 제 6 트랜지스터(M61)가 온상태로 되면 구동전원선(VDD)에서 출력선(IOUT)으로 전류의 흐름이 발생하게 된다. 이때, 흐르는 전류의 양은 하기의 수학식 3에 해당된다.
따라서, 포토다이오드(PD1)에 의해 생성된 전류의 양에 대응하여 출력선(IOUT)으로 전류가 출력된다. 그리고, 포토다이오드(PD1)에 의해 생성된 전류는 제 1 트랜지스터(M11)의 문턱전압과 관계없이 흐르게 된다.
도 6은 도 2에 도시된 광감지부의 제 2 실시예를 나타내는 회로도이다. 도 6을 참조하여 설명하면, 광감지부(211)는 제 1 트랜지스터(M12), 제 2 트랜지스터(M22), 제 3 트랜지스터(M32), 제 4 트랜지스터(M42), 제 5 트랜지스터(M52), 제 6 트랜지스터(M62), 제 7 트랜지스터(M72), 포토다이오드(PD2), 제 1 캐패시터(Ctx2) 및 제 2 캐패시터(Cst2)를 포함한다.
제 1 트랜지스터(M12)는 소스가 제 1 노드(N12)에 연결되고 드레인이 제 2 노드(N22)에 연결되며 게이트가 제 3 노드(N32)에 연결된다.
제 2 트랜지스터(M22)는 소스가 제 4 노드(N42)에 연결되고 드레인이 제 1 노드(N12)에 연결되며 게이트가 제 1 제어신호선(COMP)에 연결된다.
제 3 트랜지스터(M32)는 소스가 제 2 노드(N22)에 연결되고 드레인이 제 3 노드(N32)에 연결되며 게이트가 제 1 제어신호선(COMP)에 연결된다.
제 4 트랜지스터(M42)는 소스가 초기화신호선(VINIT)에 연결되고 드레인이 제 3 노드(N32)에 연결되며 게이트가 리셋신호선(RESET)에 연결된다.
제 5 트랜지스터(M52)는 소스가 구동전원선(VDD)에 연결되고 드레인이 제 1 노드(N12)에 연결되며 게이트가 제 2 제어신호선(TX)에 연결된다.
제 6 트랜지스터(M62)는 소스가 제 2 노드(N22)에 연결되고 드레인이 출력선(IOUT)에 연결되며 게이트가 제 2 제어신호선(TX)에 연결된다.
제 7 트랜지스터(M72)는 소스가 제 1 기준전원선(VREF2)에 연결되고 드레인이 제 4 노드(N42)에 연결되며 게이트가 리셋신호선(RESET)에 연결된다.
포토다이오드(PD2)는 캐소드 전극이 제 2 기준전원선(VREF1)에 연결되고 애노드 전극이 제 4 노드(N42)에 연결된다.
제 1 캐패시터(Ctx2)는 제 1 전극이 제 1 노드(N12)에 연결되고 제 2 전극은 구동전원선(VDD)에 연결된다.
제 2 캐패시터(Cst2)는 제 1 전극이 제 2 기준전원선(VREF1)에 연결되고 제 2 전극은 제 4 노드(N42)에 연결되어 포토다이오드(PD2)와 병렬로 연결된다.
상기와 같이 구성된 광감지부는 도 4 또는 도 5에 도시된 동작을 수행하여 포토다이오드(PD2)에서 생성된 전류를 증폭하여 출력한다.
도 1은 본 발명에 따른 평판 표시장치의 일례인 유기전계발광표시장치의 구조를 나타내는 구조도이다.
도 2는 도 1에 도시된 유기전계발광표시장치에서 채용된 광센서부의 일례를 나타내는 구조도이다.
도 3은 도 2에 도시된 광감지부의 제 1 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 4는 도 3에 도시된 광감지부의 동작의 제 1 실시예를 나타내는 타이밍도이다.
도 5는 도 3에 도시된 광감지부의 동작의 제 2 실시예를 나타내는 타이밍도이다.
도 6은 도 2에 도시된 광감지부의 제 2 실시예를 나타내는 회로도이다.

Claims (16)

  1. 제 1 전극은 제 1 노드에 연결되고 제 2 전극은 제 2 노드에 연결되며 게이트 전극은 제 3 노드에 연결되는 제 1 트랜지스터;
    제 1 전극은 제 4 노드에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 1 노드에 연결되며 게이트 전극은 제 1 제어신호선에 연결되는 제 2 트랜지스터;
    제 1 전극은 상기 제 2 노드에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 3 노드에 연결되며 게이트 전극은 상기 제 1 제어신호선에 연결되는 제 3 트랜지스터;
    제 1 전극은 초기화전원선에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 3 노드에 연결되며 게이트가 리셋신호선에 연결되는 제 4 트랜지스터;
    제 1 전극은 제 1 전원에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 1 노드에 연결되며 게이트가 제 2 제어신호선에 연결되는 제 5 트랜지스터;
    제 1 전극은 상기 제 2 노드에 연결되고 제 2 전극은 출력선에 연결되며 게이트 전극은 상기 제 2 제어신호선에 연결되는 제 6 트랜지스터;
    제 1 전극은 제 2 전원에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 4 노드에 연결되며 게이트 전극은 상기 리셋신호선에 연결되는 제 7 트랜지스터;
    캐소드 전극은 제 2 참조전원에 연결되고 애노드 전극은 상기 제 4 노드에 연결되는 포토다이오드;
    제 1 전극은 상기 제 3 노드에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 1 전원에 연결되는 제 1 캐패시터; 및
    제 1 전극은 상기 제 2 참조전원에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 4 노드에 연결되는 제 2 캐패시터를 포함하는 광센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전원과 상기 제 2 참조전원은 동일한 전원인 광센서.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 리셋신호선은 리셋신호를 전달하며, 상기 리셋신호는 상기 제 4 트랜지스터와 상기 제 7 트랜지스터가 온상태가 되도록 하는 제 1 구간과 상기 제 4 트랜지스터와 상기 제 7 트랜지스터가 오프상태가 되도록 하는 제 2 구간 내지 제 4 구간을 갖는 광센서.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 제어신호선은 제 1 제어신호를 전달하며, 상기 제 1 제어신호는 상기 제 3 구간에서 상기 제 2 트랜지스터와 상기 제 3 트랜지스터가 온 상태가 되도록 하며 상기 제 1 및 제 2 구간과 상기 제 4 구간에서 상기 제 2 트랜지스터와 상기 제 3 트랜지스터가 오프 상태가 되도록 하는 광센서.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 제어신호선은 제 2 제어신호를 전달하며, 상기 제 2 제어신호는 상기 제 4 구간에서 상기 제 5 트랜지스터와 상기 제 6 트랜지스터가 온상태가 되도록 하고 상기 제 1 내지 제 3 구간에서 상기 제 5 트랜지스터와 상기 제 6 트랜지스터가 오프 상태가 되도록 하는 광센서.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 제어신호선은 제 1 제어신호를 전달하며, 상기 제 1 제어신호는 상기 제 2 구간과 상기 제 3 구간에서 상기 제 2 트랜지스터와 상기 제 3 트랜지스터가 온 상태가 되도록 하며 상기 제 1 구간과 상기 제 4 구간에서 상기 제 2 트랜지스터와 상기 제 3 트랜지스터가 오프 상태가 되도록 하는 광센서.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 제어신호선은 제 2 제어신호를 전달하며, 상기 제 2 제어신호는 상기 제 4 구간에서 상기 제 5 트랜지스터와 상기 제 6 트랜지스터가 온상태가 되도록 하고 상기 제 1 내지 제 3 구간에서 상기 제 5 트랜지스터와 상기 제 6 트랜지스터가 오프 상태가 되도록 하는 광센서.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 캐패시터의 정전용량은 상기 제 2 캐패시터의 정전용량보다 큰 광센서.
  9. 데이터신호와 주사신호에 대응하여 화상을 표현하는 화소부;
    영상신호를 전달받아 상기 데이터신호를 생성하여 상기 화소부에 전달하는 데이터구동부;
    상기 주사신호를 생성하여 상기 화소부에 전달하는 주사구동부; 및
    주변광의 휘도를 감지하여 상기 화상의 휘도가 주변광의 휘도에 대응하여 조절되도록 하는 광센서를 포함하되,
    상기 광센서는
    제 1 전극은 제 1 노드에 연결되고 제 2 전극은 제 2 노드에 연결되며 게이트 전극은 제 3 노드에 연결되는 제 1 트랜지스터;
    제 1 전극은 제 4 노드에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 1 노드에 연결되며 게이트 전극은 제 1 제어신호선에 연결되는 제 2 트랜지스터;
    제 1 전극은 상기 제 2 노드에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 3 노드에 연결되며 게이트 전극은 상기 제 1 제어신호선에 연결되는 제 3 트랜지스터;
    제 1 전극은 초기화전원선에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 3 노드에 연결되며 게이트가 리셋신호선에 연결되는 제 4 트랜지스터;
    제 1 전극은 제 1 전원에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 1 노드에 연결되며 게이트가 제 2 제어신호선에 연결되는 제 5 트랜지스터;
    제 1 전극은 상기 제 2 노드에 연결되고 제 2 전극은 출력선에 연결되며 게이트 전극은 상기 제 2 제어신호선에 연결되는 제 6 트랜지스터;
    제 1 전극은 제 2 전원에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 4 노드에 연결되며 게이트 전극은 상기 리셋신호선에 연결되는 제 7 트랜지스터;
    캐소드 전극은 제 2 참조전원에 연결되고 애노드 전극은 상기 제 4 노드에 연결되는 포토다이오드;
    제 1 전극은 상기 제 3 노드에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 1 전원에 연결되는 제 1 캐패시터; 및
    제 1 전극은 상기 제 2 참조전원에 연결되고 제 2 전극은 상기 제 4 노드에 연결되는 제 2 캐패시터를 포함하는 평판표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 전원과 상기 제 2 참조전원은 동일한 전원인 평판표시장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 리셋신호선은 리셋신호를 전달하며, 상기 리셋신호는 상기 제 4 트랜지스터와 상기 제 7 트랜지스터가 온상태가 되도록 하는 제 1 구간과 상기 제 4 트랜지스터와 상기 제 7 트랜지스터가 오프상태가 되도록 하는 제 2 구간 내지 제 4 구간을 갖는 평판표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 제어신호선은 제 1 제어신호를 전달하며, 상기 제 1 제어신호는 상기 제 3 구간에서 상기 제 2 트랜지스터와 상기 제 3 트랜지스터가 온 상태가 되도록 하며 상기 제 1 및 제 2 구간과 상기 제 4 구간에서 상기 제 2 트랜지스터와 상기 제 3 트랜지스터가 오프 상태가 되도록 하는 평판표시장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 제어신호선은 제 2 제어신호를 전달하며, 상기 제 2 제어신호는 상기 제 4 구간에서 상기 제 5 트랜지스터와 상기 제 6 트랜지스터가 온상태가 되도록 하고 상기 제 1 구간 내지 제 3 구간에서 상기 제 5 트랜지스터와 상기 제 6 트랜지스터가 오프 상태가 되도록 하는 상기 제 1 내지 제 3 구간을 갖는 평판표시장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 제어신호선은 제 1 제어신호를 전달하며, 상기 제 1 제어신호는 상기 제 2 구간과 상기 제 3 구간에서 상기 제 2 트랜지스터와 상기 제 3 트랜지스터가 온 상태가 되도록 하며 상기 제 1 구간과 상기 제 4 구간에서 상기 제 2 트랜지스터와 상기 제 3 트랜지스터가 오프 상태가 되도록 하는 평판표시장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 제어신호선은 제 2 제어신호를 전달하며, 상기 제 2 제어신호는 상기 제 4 구간에서 상기 제 5 트랜지스터와 상기 제 6 트랜지스터가 온상태가 되도록 하고 상기 제 1 내지 제 3 구간에서 상기 제 5 트랜지스터와 상기 제 6 트랜지스터가 오프 상태가 되도록 하는 평판표시장치.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 캐패시터의 정전용량은 상기 제 2 캐패시터의 정전용량보다 큰 평판표시장치.
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