KR101536194B1 - 액정 표시 장치와 그 구동 방법 - Google Patents

액정 표시 장치와 그 구동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101536194B1
KR101536194B1 KR1020080046189A KR20080046189A KR101536194B1 KR 101536194 B1 KR101536194 B1 KR 101536194B1 KR 1020080046189 A KR1020080046189 A KR 1020080046189A KR 20080046189 A KR20080046189 A KR 20080046189A KR 101536194 B1 KR101536194 B1 KR 101536194B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transistor
ring oscillator
ambient light
luminance
active layer
Prior art date
Application number
KR1020080046189A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090120249A (ko
Inventor
진성훈
박문수
이기창
이기찬
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020080046189A priority Critical patent/KR101536194B1/ko
Priority to US12/466,062 priority patent/US20090309858A1/en
Publication of KR20090120249A publication Critical patent/KR20090120249A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101536194B1 publication Critical patent/KR101536194B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406—Control of illumination source
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/58—Arrangements comprising a monitoring photodetector
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0421—Structural details of the set of electrodes
    • G09G2300/0426—Layout of electrodes and connections
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0439—Pixel structures
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08—Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809—Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0842—Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor
    • G09G2300/0852—Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor being a dynamic memory with more than one capacitor
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0626—Adjustment of display parameters for control of overall brightness
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/14—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors
    • G09G2360/144—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light being ambient light
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/14—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors
    • G09G2360/145—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light originating from the display screen
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/16—Calculation or use of calculated indices related to luminance levels in display data
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers

Abstract

주파수 형태의 출력 신호를 출력하는 광센서를 포함하는 액정 표시 장치와 그 구동 방법이 제공된다. 액정 표시 장치는 복수의 인버터가 캐스캐이드 연결된 링 오실레이터를 포함하는 광센서를 포함한다. 여기서 링 오실레이터의 출력 신호의 주파수는 링 오실레이터 주변 광의 휘도에 따라서 변화한다.
광센서, 링 오실레이터, 인버터, 주파수

Description

액정 표시 장치와 그 구동 방법{Liquid crystal display and driving method of the same}
본 발명은 액정 표시 장치와 그 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주파수 형태의 출력 신호를 출력하는 광센서를 포함하는 액정 표시 장치와 그 구동 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 화소 전극이 구비된 제1 표시판, 공통 전극이 구비된 제2 표시판, 제1 표시판과 제2 표시판 사이에 주입된 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 갖는 액정 패널을 포함한다. 화소 전극과 공통 전극 사이에 전계가 형성되고, 이 전계의 세기가 조절됨으로써 액정 패널을 투과하는 빛의 양이 제어되어 원하는 화상이 표시된다. 액정 표시 장치는 자체 발광형 표시 장치가 아니므로, 액정 패널에 백라이트를 제공하는 발광 유닛을 포함한다.
최근 표시 품질을 향상시키기 위하여 액정 패널에 표시되는 영상에 따라서 발광 유닛이 제공하는 백라이트의 휘도를 조절하는 액정 표시 장치가 개발되고 있다. 이러한 액정 표시 장치는 발광 유닛이 제공하는 백라이트의 휘도를 측정하는 광센서를 포함할 수 있다.
한편, 이와는 별개로, 터치 스크린 기능을 가진 액정 표시 장치가 개발되고 있다. 터치 스크린 기능을 가진 액정 표시 장치는 사용자가 손쉽게 정보를 입력할 수 있는 직관적인 인터페이스를 가지고 있다. 터치 스크린 기능을 구현하는 한 가지 방식은 광 감지 방식이다. 광 감지 방식은 액정 표시 장치에 복수 개의 광센서를 배열하고, 손가락의 접촉 유무에 따른 상기 각 광센서에 입사되는 광의 휘도차를 감지하여 터치 지점을 감지하는 방식이다.
전술한 발광 유닛이 제공하는 백라이트의 측정하는 광센서와 터치 스크린 기능을 가진 액정 표시 장치가 포함하는 광센서에 있어서, 일반적으로 광센서의 출력 신호는 전압 형태로 출력된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 주파수 형태의 출력 신호를 출력하는 광센서를 포함하는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 주파수 형태의 출력 신호를 출력하는 광센서를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치의 일 태양(aspect)은, 액정 표시 장치는 복수의 인버터가 캐스캐이드 연결된 링 오실레이터를 포함하는 광센서를 포함한다. 여기서 링 오실레이터의 출력 신호의 주파수는 링 오실레이터 주변 광의 휘도에 따라서 변화한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치의 구동 방법의 일 태양은, 복수의 인버터가 캐스캐이드 연결된 링 오실레이터를 포함하는 광센서를 포함하되, 링 오실레이터의 출력 신호의 주파수는 링 오실레이터 주변 광의 휘도에 따라서 변화하는 액정 표시 장치를 제공하고, 링 오실레이터에 주변 광을 제공하고, 주파수로부터 주변 광의 휘도를 판단하는 것을 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상내에 서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법을 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(10) 및 그 구동 방법을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 도 1의 액정 패널(300)이 포함하는 한 화소(PX)의 등가 회로도이다.
도 1을 참조하면, 액정 표시 장치(10)는 영상이 표시되는 표시부(DA)와 광 측정부(900)가 실장된비표시부(PA)를 포함하는 액정 패널(300), 신호 제어부(700), 게이트 드라이버(400), 데이터 드라이버(500), 백라이트 드라이버(800) 및 백라이트 드라이버(800)에 연결된 발광 유닛(LB)을 포함한다.
액정 패널(300)은 다수의 게이트 라인(G1~Gk)과 다수의 데이터 라인(D1~Dj) 및 다수의 화소(PX)를 포함한다. 각 게이트 라인(G1~Gk)과 각 데이터 라인(D1~Dj)이 교차하는 영역에 각 화소(PX)가 정의된다. 도시하지는 아니하였으나, 다수의 화소(PX)는 레드 부화소, 그린 부화소, 및 블루 부화소로 구분될 수 있다.
도 2에 한 화소에 대한 등가 회로가 도시되어 있다. 화소(PX), 예를 들면 f번째(f=1~k) 게이트 라인(Gf)과 g번째(g=1~j) 데이터 라인(Dg)에 연결된 화소(PX)는, 게이트 라인(Gf) 및 데이터 라인(Dg)에 연결된 스위칭 소자(Qp)와, 이에 연결된 액정 커패시터(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 커패시터(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 액정 커패시터(Clc)는 두 전극 예를 들어, 도시한 바와 같이 제1 표시판(100)의 화소 전극(PE)과, 제2 표시판(200)의 공통 전극(CE) 및 상기 두 전극 사이에 개재된 액정 분자들(150)로 이루어질 수 있다. 공통 전극(CE)의 일부에는 색필터(CF)가 형성되어 있다.
다시 도 1을 참조하면, 액정 패널(300)은 영상이 표시되는 표시부(DA)와 영상이 표시되지 않는 비표시부(PA)로 구분될 수 있다.
표시부(DA)는 전술한 다수의 화소(PX)들을 포함하고, 각 화소(PX)는 데이터 드라이버(500)가 제공하는 영상 데이터 전압에 응답하여서 영상을 표시한다.
비표시부(PA)는 제1 표시판(도 2의 100 참조)이 제2 표시판(도 2의 200 참조)보다 더 넓게 형성되어 영상이 표시되지 않는 부분을 의미한다. 비표시부(PA)에는 광측정부(900)가 실장될 수 있다. 광측정부(900)는 발광 블록(LB)이 제공하는 백라이트의 휘도를 측정하여서, 백라이트의 측정 휘도(IL)를 신호 제어부(700)에 제공할 수 있다. 광측정부(900)에 대해서는 도 5를 참조하여 후술한다.
신호 제어부(700)는 제1 영상 신호(R, G, B), 제1 영상 신호(R, G, B)의 표시를 제어하는 외부 제어 신호들(Vsync, Hsync, Mclk, DE), 및 백라이트의 측정 휘도(IL)을 입력받아, 제2 영상 신호(IDAT), 데이터 제어 신호(CONT1), 게이트 제어 신호(CONT2) 및 광데이터 신호(LDAT)을 출력한다.
구체적으로, 신호 제어부(700)는 제1 영상 신호(R, G, B)를, 제2 영상 신호(IDAT)로 변환하여 출력할 수 있다. 신호 제어부(700)는 또한, 발광 유닛(LB)이 제공하는 백라이트의 측정 휘도(IL)를 입력받아서, 백라이트의 측정 휘도(IL)를 보상하는 광데이터 신호(LDAT)를 백라이트 드라이버(800)에 제공할 수 있다.
신호 제어부(700)는 기능적으로 영상 신호 제어부(600_1)와 광데이터 신호 제어부(600_2)로 구분될 수 있다. 영상 신호 제어부(600_1)는 액정 패널(300)에 표시되는 영상을 제어하고, 광데이터 신호 제어부(600_2)는 백라이트 드라이버(800)를 제어할 수 있다. 또한, 영상 신호 제어부(600_1)와 광데이터 신호 제어부(600_2)는 물리적으로 분리될 수도 있다.
구체적으로 영상 신호 제어부(600_1)는 제1 영상 신호(R, G, B)를 입력받아 이에 대응하는 제2 영상 신호(IDAT)를 출력할 수 있다.
영상 신호 제어부(600_1)는 또한, 외부로부터 외부 제어 신호들(Vsync, Hsync, Mclk, DE)을 입력받아 데이터 제어 신호 (CONT1) 및 게이트 제어 신호(CONT2)를 생성할 수 있다. 외부 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클럭 신호(Mclk), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다. 데이터 제어 신호(CONT1)는 데이터 드라이버(500)의 동작을 제어하기 위한 신 호이고, 게이트 제어 신호(CONT2)는 게이트 드라이버(400)의 동작을 제어하기 위한 신호이다.
영상 신호 제어부(600_1)는 또한, 제1 영상 신호(R, G, B)를 입력 받아서 이에 대응하는 대표 영상 신호(R_DB)를 출력하여서, 광데이터 신호 제어부(600_2)에 제공할 수 있다. 영상 신호 제어부(600_1)에 대해서는 도 3을 참조하여 더 상세히 설명한다.
광데이터 신호 제어부(600_2)는 대표 영상 신호(R_DB)와 백라이트의 측정 휘도(IL)를 입력받아 광데이터 신호(LDAT)를 백라이트 드라이버(800)에 제공할 수 있다. 광데이터 신호 제어부(600_2)에 대해서는 도 4를 참조하여 더 상세히 설명한다.
게이트 드라이버(400)는 영상 신호 제어부(600_1)로부터 게이트 제어 신호(CONT2)를 제공받아 게이트 신호를 게이트 라인(G1~Gk)에 인가한다. 여기서 게이트 신호는 게이트 온/오프 전압 발생부(미도시)로부터 제공된 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어질 수 있다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 드라이버(400)의 동작을 제어하기 위한 신호로써, 게이트 드라이버(500)의 동작을 개시하는 수직 시작 신호, 게이트 온 전압의 출력 시기를 결정하는 게이트 클럭 신호 및 게이트 온 전압의 펄스 폭을 결정하는 출력 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다.
데이터 드라이버(500)는 영상 신호 제어부(600_1)로부터 데이터 제어 신호(CONT1)를 제공받아 제2 영상 신호(IDAT)에 대응하는 전압을 데이터 라인(D1~Dj) 에 인가한다. 제2 영상 신호(IDAT)에 대응하는 전압은 계조 전압 발생부(미도시)로부터 제공된 전압일 수 있다. 곧, 제2 영상 신호(IDAT)가 가지는 계조에 따라서 계조 전압 발생부의 구동 전압을 분배한 전압일 수 있다. 데이터 제어 신호(CONT1)는 데이터 드라이버(500)의 동작을 제어하는 신호를 포함한다. 데이터 드라이버(500)의 동작을 제어하는 신호는 데이터 드라이버(500)의 동작을 개시하는 수평 개시 신호 및 영상 데이터 전압의 출력을 지시하는 출력 지시 신호 등을 포함할 수 있다.
백라이트 드라이버(800)는 광데이터 신호(LDAT)에 응답하여 발광 유닛(LB)이 제공하는 백라이트의 휘도를 조절한다. 발광 유닛(LB)의 휘도는 광데이터 신호(LDAT)가 가지는 듀티비에 따라서 달라질 수 있다. 백라이트 드라이버(800)의 내부 구조와 동작에 대해서는 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
발광 유닛(LB)은 적어도 하나 이상의 광원을 포함하여서, 액정 패널(300)에 광을 제공할 수 있다. 예를 들어, 발광 유닛(LB)은 도시한 바와 같이 점광원의 하나인 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 이와 달리, 광원은 선광원이나 면광원일 수도 있다. 발광 유닛(LB)의 휘도는 발광 유닛(LB)에 연결된 백라이트 드라이버(800)에 의해서 제어될 수 있다.
도 3은 도 1의 영상 신호 제어부(600_1)를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 영상 신호 제어부(600_1)는 제어 신호 생성부(610)와 영상 신호 처리부(620)와 대표값 결정부(630)를 포함할 수 있다.
제어 신호 생성부(610)는 외부 제어 신호들(Vsync, Hsync, Mclk, DE)을 입력받아 데이터 제어 신호(CONT1) 및 게이트 제어 신호(CONT2)를 출력한다. 예컨데, 제어 신호 생성부(610)는 도 1의 게이트 드라이버(400)의 동작을 개시하는 수직 시작 신호(STV), 게이트 온 전압의 출력 시기를 결정하는 게이트 클럭 신호(CPV) 및 게이트 온 전압의 펄스 폭을 결정하는 출력 인에이블 신호(OE), 도 1의 데이터 드라이버(400)의 동작을 개시하는 수평 개시 신호(STH) 및 영상 데이터 전압의 출력을 지시하는 출력 지시 신호(TP)를 출력할 수 있다.
영상 신호 처리부(620)는 제1 영상 신호(R, G, B)를 제2 영상 신호(IDAT)로 변환하여 출력할 수 있다. 제2 영상 신호(IDAT)는 표시 품질을 향상시키기 위해서 제1 영상 신호(R, G, B)를 변환한 신호일 수 있다. 제2 영상 신호(IDAT)는 예를 들어, 오버 드라이빙(overdriving) 구동을 위해서 제1 영상 신호(R, G, B)를 변환한 신호일 수 있다. 오버 드라이빙 구동에 대한 상세한 설명은 생략한다.
대표값 결정부(630)는 액정 패널(300)이 표시하는 영상의 대표 영상 신호(R_DB)를 결정한다. 예를 들어, 대표값 결정부(630)는 제1 영상 신호(R, G, B)를 입력받아 이들을 평균하여서 대표 영상 신호(R_DB)를 결정할 수 있다. 따라서 대표 영상 신호(R_DB)는 액정 패널(300)이 표시하는 영상의 평균 휘도를 의미할 수 있다.
도 4는 도 1의 광데이터 신호 제어부(600_2)를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 광데이터 신호 제어부(600_2)는 휘도 결정부(640), 휘도 보상부(650), 및 광데이터 신호 출력부(650)를 포함할 수 있다.
휘도 결정부(640)는 대표 영상 신호(R_DB)를 입력받아 대표 영상 신호(R_DB)에 대응하는 백라이트의 원시 휘도(R_LB)를 결정하고, 백라이트의 원시 휘도(R_LB) 를 휘도 보상부(650)로 출력한다. 휘도 결정부(640)는 예를 들어, 룩업 테이블(미도시)를 이용하여 대표 영상 신호(R_DB)에 대응하는 백라이트의 원시 휘도(R_LB)를 결정할 수 있다.
휘도 보상부(650)는 백라이트의 원시 휘도(R_LB)와 백라이트의 측정 휘도(IL)를 입력 받아 보상된 휘도(R'_LB)를 광데이터 신호 출력부(660)에 제공할 수 있다. 보상된 휘도(R'_LB)는 백라이트의 측정 휘도(IL)가 원하는 값이 되도록 백라이트의 원시 휘도(R_LB)를 보상한 휘도이다.
구체적으로 휘도 보상부(650)는 백라이트의 원시 휘도(R_LB)와 백라이트의 측정 휘도(IL)를 비교하여서, 백라이트의 측정 휘도(IL)가 백라이트의 원시 휘도(R_LB)보다 작은 값을 가지면, 백라이트의 원시 휘도(R_LB)보다 큰 값을 가지는 보상된 휘도(R'_LB)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 발광 유닛(BL)이 포함하는 발광 소자가 열화되면, 발광 유닛(LB)이 제공하는 백라이트의 휘도는 원하는 휘도값보다 작은 휘도값을 가질 수 있다. 이런 경우, 백라이트의 원시 휘도(R_LB)보다 큰 값을 가지는 보상된 휘도(R'_LB)를 제공하여서, 발광 유닛(LB)이 제공하는 백라이트의 휘도가 원하는 휘도값을 가지도록 보상할 수 있다. 반대로 백라이트의 측정 휘도(IL)가 백라이트의 원시 휘도(R_LB)보다 큰 값을 가지면, 백라이트의 원시 휘도(R_LB)보다 작은 값을 가지는 보상된 휘도(R'_LB)를 제공할 수 있다.
광데이터 신호 출력부(650)는 휘도 보상부(650)가 제공하는 보상된 휘도(R'_LB)에 따라서 광데이터 신호(LDAT)을 출력한다. 이와 같이, 보상된 휘도(R'_LB)에 대응하는 광데이터 신호(LDAT)를 백라이트 드라이버(800)에 제공함으 로써, 발광 유닛(LB)이 제공하는 백라이트의 휘도를 보상할 수 있다.
도 5는 도 1의 백라이트 드라이버(800)와 발광 유닛(LB)의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 5을 참조하면, 백라이트 드라이버(800)는 스위칭 소자(BLQ)를 포함하여, 광데이터 신호(LDAT)에 응답하여 발광 유닛(LB)의 휘도를 제어한다.
동작을 설명하면, 광데이터 신호(LDAT)가 하이 레벨이 되면, 백라이트 드라이버(800)의 스위칭 소자(BLQ)가 턴-온되고, 전원 전압(Vin)이 발광 유닛(LB)에게 제공되므로, 전류가 발광 유닛(LB) 및 인덕터(L)를 통해 흐르게 된다. 이때 인덕터(L)에는 전류에 의한 에너지가 저장된다. 광데이터 신호(LDAT)가 로우 레벨이 되면 스위칭 소자(BLQ)가 턴오프되고, 발광 유닛(LB), 인덕터(L) 및 다이오드(D)가 폐회로를 이루어 전류가 흐르게 된다. 이때, 인덕터(L)에 저장된 에너지가 방전되면서 전류가 감소된다. 광데이터 신호(LDAT)의 듀티비에 따라 스위칭 소자(BLQ)가 턴온되는 시간이 조절되므로, 광데이터 신호(LDAT)의 듀티비에 따라서 발광 유닛(LB)의 휘도가 제어된다.
도 6은 도 1의 광측정부(900)를 설명하기 위한 블록도이고, 도 7은 도 6의 광센서(910)와 주파수 인식 회로(960)를 설명하기 위한 회로도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 광측정부(900)는 링 오실레이터(940) 주변 광의 휘도에 따라서 변화하는 주파수를 가지는 출력 신호(Vout')를 출력하는 광센서(910)와, 상기 출력 신호(Vout')의 주파수를 인식하는 주파수 인식 회로(960), 및 상기 주파수로부터 백라이트의 측정 휘도(IL)를 출력하는 휘도 연산부(970)를 포함한다.
광센서(910)는 복수의 인버터(930)가 캐스캐이드 연결된 링 오실레이터(940)와, 링 오실레이터(940)의 출력 신호(Vout)를 전달하는 출력 버퍼(950)를 포함할 수 있다.
링 오실레이터(940)가 포함하는 복수의 인버터(930)는 홀수 개일 수 있고, 각 인버터(930)의 출력 전압(Vo)은 다음 인버터(930)의 입력 전압(Vi)로 입력되며, 이 경우 링 오실레이터(940)의 출력 신호(Vout)는 오실레이션된 파형을 가진다. 그리고, 링 오실레이터(940)의 출력 신호(Vout)의 오실레이션된 파형이 가지는 주파수는 링 오실레이터(940) 주변 광의 휘도에 따라서 변화한다. 이에 대해서는 도 11a 내지 도 12를 참조하여 보다 상세히 설명한다.
출력 버퍼(950)는 링 오실레이터(940)의 출력 신호(Vout)를 주파수 인식 회로(960)에 전달한다. 출력 버퍼(950)는 도 7에 RC 1차 등가회로로 도시된 주파수 인식 회로(960)를 링 오실레이터(940)에 연결했을 때 발생할 수 있는 부하 효과를 줄일 수 있다.
출력 버퍼(950)는 또한, 출력 신호(Vout)를 증폭시켜 전달할 수 있다. 예를 들어, 링 오실레이터(940)가 포함하는 각 인버터(930)가 포함하는 트랜지스터의 액티브의 폭과 길이가 WL/L의 비를 가지고, 출력 버퍼(950)가 가지는 복수의 인버터가 포함하는 트랜지스터의 액티브의 폭과 길이는 각각 WL/L, 2×WL/L, 4×WL/L, 4×WL/L일 수 있다. 이 경우 출력 신호(Vout)는 출력 버퍼(950)에 의해서 출력된 출력 신호(Vout')는 링 오실레이터(940)의 출력 신호(Vout)를 8배로 증폭할 수 있다.
주파수 인식 회로(960)는 광센서(910)의 출력 신호(Vout')가 가지는 주파수를 인식하여서, 출력 신호(Vout')의 주파수(freqL)를 휘도 연산부(970)에 제공한다. 주파수 인식 회로(960)는 예를 들어, PLL(phase locking loop) 회로일 수 있다. PLL 회로에 대한 상세한 설명은 생략한다.
휘도 연산부(970)는 출력 신호(Vout')의 주파수(freqL)로부터 링 오실레이터(940) 주변 광의 휘도를 계산하여서, 백라이트의 측정 휘도(IL)를 출력한다.
도 8은 도 7의 각 인버터(930)를 설명하기 위한 액정 패널(도 1의 300 참조)의 단면도이다.
도 8에서, 액정 패널(도 1의 300 참조)의 제1 표시판(도 2의 100 참조)이 포함하는 절연 기판(110) 상에 제1 트랜지스터(PDML)와 제2 트랜지스터(driver TFT)가 형성되고, 액정 패널의 제2 표시판(도 2의 200 참조)이 포함하는 절연 기판(210) 상에 차광부(220)가 형성되어 있다.
또한, 링 오실레이터(도 7의 940 참조)의 상부, 곧 제1 트랜지스터(PDML)의 상부와, 제2 트랜지스터(driver TFT)의 상부로부터는 외부 광이 입사되고, 링 오실레이터의 하부, 곧 제1 트랜지스터(PDML)의 하부와, 제2 트랜지스터(driver TFT)의 하부로부터는 발광 유닛(도 1의 LB 참조)으로부터 백라이트가 입사된다. 본 명세서에서 주변광은 상기 외부 광과 상기 백라이트를 포괄하는 개념이다.
도 8을 참조하면, 도 7의 링 오실레이터(940)가 포함하는 각 인버터(930)는 주변 광이 입사되는 액티브층(916)을 포함하는 제1 트랜지스터(PDML)와, 주변 광이 차단되는 액티브층(916)을 포함하는 제2 트랜지스터(driver TFT)를 포함한다.
제1 트랜지스터(PDML)와 제2 트랜지스터(driver TFT)는 각각 게이트 전극(912, 922)과, 게이트 전극(912, 922) 상부에 배치된 액티브 층(916)과, 액티브층(916) 상부에 배치된 소스 전극(924)과 드레인 전극(926)을 포함한다.
제1 트랜지스터(PDML)의 액티브층(916)은 게이트 전극(912)과 넌오버랩된 영역을 포함하며, 제2 트랜지스터(driver TFT)의 액티브층(916)은 게이트 전극(922)과 완전히 오버랩된다. 따라서, 제1 트랜지스터(PDML)의 액티브층(916)에는 백라이트가 입사될 수 있고, 제2 트랜지스터(driver TFT)에서는 게이트 전극(922)이 백라이트를 차광하여서 액티브층(916)에 백라이트가 입사되는 것을 막을 수 있다.
여기서, 제1 트랜지스터(PDML)의 액티브층(916)에 백라이트가 충분히 입사될 수 있도록, 제1 트랜지스터(PDML)의 게이트 전극(912)과 소스 전극(924)이 오버랩된 길이(Lgs)와, 게이트 전극(912)과 드레인 전극(926)이 오버랩된 길이(Lgd)는 각각 공정 마진을 확보하는데 필요한 최소한의 길이일 수 있다.
반면, 제2 트랜지스터(driver TFT)의 액티브층(916)에 백라이트가 입사되는 것을 보다 줄이기 위해서, 제2 트랜지스터(driver TFT)의 게이트 전극(922)은 액티브층(916)보다 10um 이상 연장된 쉴드 영역(BL shield)을 포함할 수 있다.
한편, 제1 트랜지스터(PDML)와 제2 트랜지스터(driver TFT)의 상부에는 외부 광을 차단하는 차광부(220)가 배치된다. 차광부(220)는 예를 들어, 블랙 매트릭스(BM)일 수 있다. 따라서, 제1 트랜지스터(PDML)의 액티브층(916)과 제2 트랜지스터(driver TFT)의 액티브층(916)에 외부 광이 입사되는 것을 막을 수 있다.
여기서, 제1 트랜지스터(PDML)와 제2 트랜지스터(driver TFT)를 제조하는 방 법을 설명한다.
먼저, 절연 기판(110) 위에 게이트 전극(912, 922)이 될 금속층을 적층하고, 이를 패터닝하여서 게이트 전극(912, 922)을 형성한다. 이어서, 게이트 전극(912, 922) 상에 게이트 절연층(914)과, 액티브층(916), 오믹 콘택층(918)을 순차적으로 적층하고, 이들을 패터닝한다. 이어서, 소스 전극(924)과 드레인 전극(926)이 될 금속층을 적층하고, 이를 패터닝하여서 소스 전극(924)과 드레인 전극(926)을 형성한다.
전술한 제1 트랜지스터(PDML)와 제2 트랜지스터(driver TFT)의 제조 공정은 도 2에서 스위칭 소자 Qp로 도시된 박막 트랜지스터를 제조하는 일반적인 공정을 그대로 이용할 수 있다.
도 9a와 도 9b는 도 8에 도시된 인버터(930)의 등가 회로도들이며, 도 10은 주변 광의 휘도에 따른 도 8에 도시된 인버터(930)의 입출력 전압 전달 특성을 나타내는 그래프이다.
도 9a를 참조하면, 도 8에 도시된 각 인버터(930)는 직렬 연결된 제1 트랜지스터(PDML)와 제2 트랜지스터(driver TFT)를 포함한다.
제1 트랜지스터(PDML)의 드레인 전극에는 전원 전압(Vdd)이 인가되고, 제2 트랜지스터(driver TFT)의 소스 전극은 그라운드(GND)에 연결된다. 제2 트랜지스터(driver TFT)의 게이트 전극에는 입력 전압(Vi)이 입력되고, 제1 트랜지스터(PDML)의 게이트 전극과 제1 트랜지스터(PDML)의 소스 전극 및 제2 트랜지스터(driver TFT)의 드레인 전극이 공통 연결된 단자로부터 출력 전압(Vo)이 출력된 다.
제1 트랜지스터(PDML)는 액티브층에 백라이트가 유입되면, 백라이트의 휘도에 비례하여서 광전류가 증가한다. 이러한 광전류는 게이트-소스간 전압(Vgs)이 0V인 경우에도 흐르므로, 공핍형으로 동작하는 트랜지스터(depletion mode TFT)와 유사한 역할을 할 수 있다. 또한, 제1 트랜지스터(PDML)는 포화 영역에서 동작하며, 주변 광의 휘도, 곧 백라이트의 휘도가 밝아질수록 드레인 전류가 증가한다. 따라서, 제1 트랜지스터(PDML)는 도 9b에 도시된 바와 같이, 주변 광의 휘도에 따라서 저항값이 달라지는 가변저항(Rload)로 표현될 수 있다.
이와 같이, 제1 트랜지스터(PDML)는 주변 광, 곧 백라이트에 의해서 공핍형으로 동작하는 트랜지스터(depletion mode TFT) 로드와 유사한 역할을 할 수 있다. 곧, 제1 트랜지스터(PDML)는 유사 공핍형 로드(Pseudo Depletion Mode Load)이라고 명명할 수 있다. 한편, 제2 트랜지스터(driver TFT)는 증가형으로 동작하는 드라이버 TFT이다.
도 10을 참조하면, 각 인버터(930)의 입출력 전압 전달 특성(voltage transfer character)은, 주변 광의 휘도에 따라서 달라진다. 곧, 주변 광의 휘도가 밝아질수록 저레벨의 입력에 대한 노이즈 마진이 증가하도록 변화함을 확인할 수 있다.
도 11a와 도 11b는 서로 다른 주변 광의 휘도에 대한 도 7의 광센서(910)의 출력 신호(Vout')들을 나타내고, 도 12는 주변 광의 휘도와 도 7의 광센서(910)의 출력 신호(Vout')의 주파수의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11a와 도 11b의 각 출력 신호(Vout')는, 전원 전압(도 9a의 VDD 참조)은 20V, 동작 온도는 액정 패널(도 1의 300 참조)의 내부 구동 온도로 일반적으로 알려져 있는 50oC 조건 하에서 측정되었다. 도 11a는 백라이트의 휘도가 1,000 lx인 경우이며, 이 경우 공진 주파수는 1.376KHz로 측정되었다. 도 11b는 백라이트의 휘도가 20,000lx인 경우이며, 이 경우 공진 주파수는 5.963KHz로 측정되었다.
도 12는 도 11a와 도 11b에서와 같이, 백라이트의 휘도를 달리하면서 출력 신호(Vout')의 공진 주파수를 측정한 결과이다. 각 측정 결과는 도시한 바와 같은 피팅 커브(Fitting Curve)로 근사화될 수 있다. 그리고, 이와 같은 피팅 커브로부터 출력 신호(Vout')의 주파수(y)는 주변 광 휘도(x)의 실수 제곱에 비례하는 관계로 모델링될 수 있다. 도 12에서는 출력 신호(Vout')의 주파수(y)가 주변 광 휘도(x)의 0.47 제곱에 95.32를 곱한 값을 가지는 것으로 모델링되어 있다. 이와 같이, 출력 신호(Vout')의 주파수(y)와 주변 광 휘도(x)의 관계를 용이하게 모델링할 수 있다. 따라서, 출력 신호(Vout')의 주파수(y)로부터 주변 광 휘도(x)를 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치와 그 구동 방법에 의하면, 광센서의 출력 신호가 주파수 형태를 가진다. 따라서 출력 신호를 간단히 디지털 코드로 변환할 수 있가. 또한, 주파수 형태의 출력 신호는 노이즈에 강하므로, 노이즈에 의한 왜곡을 줄이면서, 장거리까지 전송할 수 있으므로, 광센서의 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 13 내지 도 16을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치(11)를 설명한다. 본 발명의 일 실시예에서와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고, 설명의 편의상 본 발명의 일 실시예와 실질적으로 중복되는 설명은 생략한다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치(11) 및 그 구동 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 13을 참조하면, 액정 표시 장치(11)는 터치 스크린 표시 패널(301)과 영상 신호 제어부(601_1), 게이트 드라이버(400), 데이터 드라이버(500), 및 리드아웃부(820)를 포함한다.
터치 스크린 표시 패널(301)은 다수의 게이트 라인(G1~Gk)과, 다수의 데이터 라인(D1~Dj)과, 각 게이트 라인(G1~Gk)과 각 데이터 라인(D1~D3)이 교차하는 영역에 정의된 다수의 화소(PX)와, 복수 개의 광센서(931)를 포함한다. 도 13에서는 광센서(931)가 예를 들어, 다수의 화소(PX)의 개수만큼 배치되어 있고, 각 광센서(931)가 출력 신호(Vout11'~Voutkj')를 내보내는 것으로 도시되어 있다.
도 14는 도 13의 영상 신호 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 14를 참조하면, 영상 신호 제어부(601_1)는 제어 신호 생성부(610)와 영상 신호 처리부(620)를 포함할 수 있다.
도 15는 도 13의 리드아웃부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 13 및 15를 참조하면, 리드아웃부(820)는 각 광센서(931)로부터 출력 신호(Vout11'~Voutkj')을 입력받아서, 각 광센서(931)의 터치 여부에 관한 정보를 담 은 리드아웃 신호(IL11~ILkj)를 출력할 수 있다.
리드아웃부(820)는 주파수 인식 회로(960)과 휘도 연산부(970)를 포함할 수 있다. 주파수 인식 회로(960)는 각 광센서(931)의 출력 신호(Vout11'~Voutkj')가 가지는 주파수(freq11~freqkj)를 인식하여서, 휘도 연산부(970)에 제공할 수 있다. 그리고, 휘도 연산부(970)는 각 출력 신호(Vout11'~Voutkj')의 주파수(freq11~freqkj)로부터 각 광센서(931) 주변 광의 휘도를 계산하여서, 리드아웃 신호(IL11~ILkj)를 출력할 수 있다.
한편, 도시하지는 아니하였으나, 리드아웃부(820)는 주파수 인식 회로(960)만을 포함할 수도 있다. 이 경우, 액정 표시 장치(11)는 각 광센서(931)의 출력 신호(Vout11'~Voutkj')가 가지는 주파수(freq11~freqkj)의 차이만으로 각 광센서(931)의 터치 여부를 판단하게 된다.
도 16은 도 13의 각 인버터(931)를 설명하기 위한 액정 패널의 단면도이다.
도 16을 참조하면, 인버터(931)는 주변 광이 입사되는 액티브층(916)을 포함하는 제1 트랜지스터(PDML)와, 주변 광이 차단되는 액티브층(916)을 포함하는 제2 트랜지스터(driver TFT)를 포함한다.
제1 트랜지스터(PDML)와 제2 트랜지스터(driver TFT)의 액티브층(916)은 게이트 전극(922)과 완전히 오버랩된다. 따라서, 게이트 전극(922)이 백라이트를 차광하여서 제1 트랜지스터(PDML)와 제2 트랜지스터(driver TFT)의 액티브층(916)에 백라이트가 입사되는 것을 막을 수 있다.
여기서, 제1 트랜지스터(PDML)와 제2 트랜지스터(driver TFT)의 액티브 층(916)에 백라이트가 입사되는 것을 보다 줄이기 위해서, 제2 트랜지스터(driver TFT)의 게이트 전극(922)은 액티브층(916)보다 10um 이상 연장된 쉴드 영역(BL shield)을 포함할 수 있다.
한편, 제1 트랜지스터(PDML)의 상부와는 달리, 제2 트랜지스터(driver TFT)의 상부에는 외부 광을 차단하는 차광부(22)가 배치될 수 있다. 차광부(220)는 예를 들어, 블랙 매트릭스(BM)일 수 있다. 따라서, 제1 트랜지스터(PDML)의 액티브층(916)에는 외부 광이 입사될 수 있고, 제2 트랜지스터(driver TFT)의 액티브층(916)에는 외부 광이 입사되는 것을 막을 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1의 액정 패널이 포함하는 한 화소의 등가 회로도이다.
도 3은 도 1의 영상 신호 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 도 1의 광데이터 신호 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 도 1의 백라이트 드라이버와 발광 블록의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 6은 도 1의 광측정부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 도 6의 광센서와 주파수 인식 회로를 설명하기 위한 회로도이다.
도 8는 도 7의 각 인버터를 설명하기 위한 액정 패널의 단면도이다.
도 9a와 도 9b는 도 8에 도시된 인버터의 등가 회로도들이다.
도 10은 주변 광의 휘도에 따른 도 8에 도시된 인버터의 입출력 전압 전달 특성을 나타내는 그래프이다.
도 11a와 도 11b는 서로 다른 주변 광의 휘도에 대한 도 7의 광센서의 출력 신호들을 나타낸다.
도 12는 주변 광의 휘도와 도 7의 광센서의 출력 신호의 주파수의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 구동 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 14는 도 13의 영상 신호 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 15는 도 13의 리드아웃부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 16은 도 13의 각 인버터를 설명하기 위한 액정 패널의 단면도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
10: 액정 표시 장치 300: 액정 패널
400: 게이트 드라이버 500: 데이터 드라이버
600_1: 영상 신호 제어부 600_2: 광데이터 신호 제어부
610: 제어 신호 생성부 620: 영상 신호 처리부
630: 대표값 결정부 640: 휘도 결정부
650: 휘도 보상부 660: 광데이터 신호 출력부
900: 광 측정부 910: 광센서
930: 인버터 940: 링 오실레이터
950: 출력 버퍼 960: 주파수 인식 회로
970: 휘도 연산부

Claims (20)

  1. 복수의 인버터가 캐스캐이드 연결된 링 오실레이터를 포함하는 광센서 및 상기 링 오실레이터의 하부로부터 백라이트를 제공하는 발광 유닛을 포함하되,
    상기 링 오실레이터의 출력 신호의 주파수는 상기 링 오실레이터 주변 광의 휘도에 따라서 변화하고,
    상기 각 인버터는 상기 주변 광이 입사되는 액티브층을 포함하는 제1 트랜지스터와, 상기 주변 광이 차단되는 액티브층을 포함하는 제2 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제1 트랜지스터와 상기 제2 트랜지스터는 직렬 연결되고,
    상기 제1 및 제2 트랜지스터는 각각 게이트 전극과, 상기 게이트 전극 상부에 배치된 액티브 층과, 상기 액티브층 상부에 배치된 소스 전극과 드레인 전극을 포함하고,
    상기 제1 트랜지스터의 상기 액티브층은 상기 게이트 전극과 비오버랩된 영역을 포함하며, 상기 제2 트랜지스터의 상기 액티브층은 상기 게이트 전극과 완전히 오버랩되고,
    상기 링 오실레이터의 상부로부터 외부 광이 입사되고, 상기 제2 트랜지스터의 상부에는 상기 외부 광을 차단하는 차광부가 배치된 액정 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 인버터는 홀수 개인 액정 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터의 게이트-소스간 전압은 0이고, 상기 제1 트랜지스터는 포화 영역에서 동작하며, 상기 주변 광의 휘도가 밝아질수록 상기 제1 트랜지스터의 드레인 전류가 증가하고,
    상기 제2 트랜지스터는 증가형으로 동작하는 드라이버 TFT인 액정 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터의 드레인 전극에는 전원 전압이 인가되고, 상기 제2 트랜지스터의 소스 전극은 그라운드에 연결되며,
    상기 제2 트랜지스터의 게이트 전극에는 입력 전압이 입력되고, 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 제1 트랜지스터의 소스 전극 및 상기 제2 트랜지스터의 드레인 전극이 공통 연결된 단자로부터 출력 전압이 출력되는 액정 표시 장치.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 광센서는 상기 링 오실 레이터의 출력 신호를 전달하는 출력 버퍼를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 출력 버퍼는 상기 출력 신호를 증폭시켜 전달하는 액정 표시 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 복수의 인버터가 캐스캐이드 연결된 링 오실레이터를 포함하는 광센서및 상기 링 오실레이터의 하부로부터 백라이트를 제공하는 발광 유닛을 포함하되,
    상기 링 오실레이터의 출력 신호의 주파수는 상기 링 오실레이터 주변 광의 휘도에 따라서 변화하고,
    상기 각 인버터는 상기 주변 광이 입사되는 액티브층을 포함하는 제1 트랜지스터와, 상기 주변 광이 차단되는 액티브층을 포함하는 제2 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제1 트랜지스터와 상기 제2 트랜지스터는 직렬 연결되고,
    상기 제1 및 제2 트랜지스터는 각각 게이트 전극과, 상기 게이트 전극 상부에 배치된 액티브 층과, 상기 액티브층 상부에 배치된 소스 전극과 드레인 전극을 포함하며, 상기 제1 및 제2 트랜지스터의 상기 액티브층은 상기 게이트 전극과 완전히 오버랩되고,
    상기 링 오실레이터의 상부로부터 외부 광이 입사되고, 상기 제2 트랜지스터의 상부에는 상기 외부 광을 차단하는 차광부가 배치된된 액정 표시 장치.
  16. 삭제
  17. 복수의 인버터가 캐스캐이드 연결된 링 오실레이터를 포함하는 광센서 및 상기 링 오실레이터의 하부로부터 백라이트를 제공하는 발광 유닛을 포함하되, 상기 링 오실레이터의 출력 신호의 주파수는 상기 링 오실레이터 주변 광의 휘도에 따라서 변화하고, 상기 각 인버터는 상기 주변 광이 입사되는 액티브층을 포함하는 제1 트랜지스터와, 상기 주변 광이 차단되는 액티브층을 포함하는 제2 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제1 트랜지스터와 상기 제2 트랜지스터는 직렬연결된 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 링 오실레이터의 출력 신호의 주파수로부터 상기 주변 광의 휘도를 측정하고,
    상기 측정된 주변 광의 휘도를 이용하여 상기 백라이트의 휘도를 보상하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 액정 표시 장치에는 복수 개의 상기 광센서가 배열되고,
    상기 주변 광은 상기 복수개의 광센서 각각의 상부로 입사되는 외부 광을 포함하며,
    상기 주변 광의 휘도를 측정하는 것은,
    상기 각 광센서에 입사되는 상기 외부 광에 대응하는 출력 신호를 생성하고,
    상기 출력 신호를 상기 각 광센서의 터치 여부에 관한 정보를 담은 리드 아웃 신호로 변환하여, 상기 액정 표시 장치 상의 터치 지점을 판단해 내는 것을 더 포함하는 액정 표시 장치의 구동 방법.
KR1020080046189A 2008-05-19 2008-05-19 액정 표시 장치와 그 구동 방법 KR101536194B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080046189A KR101536194B1 (ko) 2008-05-19 2008-05-19 액정 표시 장치와 그 구동 방법
US12/466,062 US20090309858A1 (en) 2008-05-19 2009-05-14 Liquid crystal display and driving method of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080046189A KR101536194B1 (ko) 2008-05-19 2008-05-19 액정 표시 장치와 그 구동 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090120249A KR20090120249A (ko) 2009-11-24
KR101536194B1 true KR101536194B1 (ko) 2015-07-13

Family

ID=41414302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080046189A KR101536194B1 (ko) 2008-05-19 2008-05-19 액정 표시 장치와 그 구동 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20090309858A1 (ko)
KR (1) KR101536194B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210035749A (ko) * 2019-09-23 2021-04-01 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 디스플레이 디바이스 및 이의 제조 방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101494454B1 (ko) * 2008-11-13 2015-02-17 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치와 외부광의 측정 방법, 및 액정 표시 장치의 구동 방법
JP6027903B2 (ja) * 2013-01-30 2016-11-16 シナプティクス・ジャパン合同会社 半導体装置
KR20150135588A (ko) * 2014-05-22 2015-12-03 삼성디스플레이 주식회사 로드 이펙트 보정 유닛, 이를 구비하는 표시 장치 및 로드 이펙트 보정 장치 및 이를 구비하는 표시 장치
KR102051513B1 (ko) * 2017-01-23 2019-12-04 인천대학교 산학협력단 감광성 채널층을 갖는 공핍형 부하 및 광 차단층을 갖는 증가형 드라이버를 포함하는 인버터 및 이를 이용한 광 검출기
KR102532091B1 (ko) * 2018-11-16 2023-05-15 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치
US11428987B2 (en) 2020-05-22 2022-08-30 Apple Inc. Electronic device display with a backlight having light-emitting diodes and driver integrated circuits in an active area
CN112530352B (zh) * 2020-12-24 2023-07-25 武汉天马微电子有限公司 一种显示装置的驱动方法及驱动装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010107605A (ko) * 2000-05-22 2001-12-07 모리시타 요이찌 반도체 집적회로 및 그 검사방법 및 그것을 가지는기록장치 및 통신기기
US20050134394A1 (en) * 2003-12-23 2005-06-23 Liu Jonathan H. On-chip transistor degradation monitoring
KR20060029856A (ko) * 2004-10-04 2006-04-07 삼성전자주식회사 센서 및 이를 구비한 표시 장치
KR20070043654A (ko) * 2005-10-21 2007-04-25 도시바 마쯔시따 디스플레이 테크놀로지 컴퍼니, 리미티드 액정 표시 장치 및 표시 장치

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4447746A (en) * 1981-12-31 1984-05-08 International Business Machines Corporation Digital photodetectors
JP3914753B2 (ja) * 2000-11-30 2007-05-16 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 アクティブマトリクス型液晶表示装置およびスイッチング素子
JP2002351430A (ja) * 2001-05-30 2002-12-06 Mitsubishi Electric Corp 表示装置
KR20050045433A (ko) * 2003-11-11 2005-05-17 삼성전자주식회사 표시장치
US7512861B2 (en) * 2004-05-20 2009-03-31 Vladimir Brajovic Method for determining identity of simultaneous events and applications to image sensing and A/D conversion
KR101216688B1 (ko) * 2005-05-02 2012-12-31 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 기판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
KR100801961B1 (ko) * 2006-05-26 2008-02-12 한국전자통신연구원 듀얼 게이트 유기트랜지스터를 이용한 인버터
JP5029048B2 (ja) * 2007-02-08 2012-09-19 カシオ計算機株式会社 光電変換装置及びそれを備えた表示パネル
TWI362611B (en) * 2007-12-12 2012-04-21 Phison Electronics Corp Random number generator and random number generating method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010107605A (ko) * 2000-05-22 2001-12-07 모리시타 요이찌 반도체 집적회로 및 그 검사방법 및 그것을 가지는기록장치 및 통신기기
US20050134394A1 (en) * 2003-12-23 2005-06-23 Liu Jonathan H. On-chip transistor degradation monitoring
KR20060029856A (ko) * 2004-10-04 2006-04-07 삼성전자주식회사 센서 및 이를 구비한 표시 장치
KR20070043654A (ko) * 2005-10-21 2007-04-25 도시바 마쯔시따 디스플레이 테크놀로지 컴퍼니, 리미티드 액정 표시 장치 및 표시 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210035749A (ko) * 2019-09-23 2021-04-01 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 디스플레이 디바이스 및 이의 제조 방법
KR102452010B1 (ko) 2019-09-23 2022-10-06 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 디스플레이 디바이스 및 이의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090120249A (ko) 2009-11-24
US20090309858A1 (en) 2009-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101536194B1 (ko) 액정 표시 장치와 그 구동 방법
KR101494454B1 (ko) 액정 표시 장치와 외부광의 측정 방법, 및 액정 표시 장치의 구동 방법
US8154533B2 (en) Liquid crystal display device
US20090303172A1 (en) Analog-to-digital converter, display device including the same and driving method of the same
KR101821519B1 (ko) 픽셀 회로, 그 구동 방법 및 디스플레이 디바이스
KR102607397B1 (ko) 표시 장치의 전원 제어 회로
KR101092888B1 (ko) 액정 디스플레이 패널, 액정 디스플레이 장치, 광감지 장치 및 광강도 조정 방법
US9417732B2 (en) Display apparatus and method of driving the same
JP4667079B2 (ja) 表示装置
KR20090113127A (ko) 액정표시장치 및 그 구동방법
US8619020B2 (en) Display apparatus
JP2007279093A (ja) 液晶表示装置
KR101535894B1 (ko) 광 감지회로, 이를 구비한 액정표시장치 및 이의 구동방법
KR20110029534A (ko) 광센싱 방식의 터치 패널 내장형 액정 표시 장치 및 이의 구동 방법
JP5106784B2 (ja) 電気光学装置および電子機器
TW200929164A (en) Control method, computer program, and display device performing control method
KR101437689B1 (ko) 포토센서와 그 구동방법
KR101481666B1 (ko) 액정 표시 장치 및 이의 구동 방법
JP2008233379A (ja) 液晶表示装置
JP2007140106A (ja) 表示装置
US20120162168A1 (en) Method of setting gamma of display device
US8068190B2 (en) Display device
EP2562625A1 (en) Display with touch-sensor
JP2008064828A (ja) 液晶装置および電子機器
WO2011065554A1 (ja) 表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180702

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190701

Year of fee payment: 5