KR20070060469A - 액정표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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채지은
문수환
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 주위 온도에 의한 영향을 받지 않고 광량을 센싱할 수 있는 포토 센싱 소자를 가지는 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 액정표시패널과; 상기 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 백라이트와; 외부광을 센싱하여 상기 센싱된 외부광의 광량에 따라 백라이트 광의 세기를 조절하는 광센싱부를 구비하고, 상기 광센싱부는 차광 패턴에 의해 상기 외부광이 차단되어 주변 온도만을 센싱하는 제1 센싱소자와; 상기 외부광 및 주변 온도를 모두 센싱하는 제2 센싱소자를 포함한다.

Description

액정표시장치 및 그 구동방법{Liquid Crystal Display Device And Driving Method}
도 1은 종래의 액정표시장치의 액정표시패널을 나타내는 사시도.
도 2는 휴대폰 등의 통신수단에 이용되는 소형 액정표시장치를 나타내는 단면도.
도 3은 조도에 따른 광전류의 변화를 나타내는 실험데이터
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블럭도.
도 5는 도 4의 액정표시장치가 휴대폰 등의 통신수단에 이용되는 경우의 외형을 나타내는 도면.
도 6은 광센서부를 구체적으로 나타내는 블럭도
도 7은 도 6의 제1 및 제2 광센싱소자를 구체적으로 나타내는 회로도.
도 8은 도 7의 광량 판단부 및 광원 선택부를 구체적으로 나타내는 회로도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
70,170 : 박막트랜지스터 어레이 기판 80,180 : 컬러필터 어레이 기판
124 : 데이터 드라이버 126 : 게이트 드라이버
190 : 액정표시패널 130 : 타이밍 콘트롤러
140 : 광센서부 150 : 백라이트
162 : 제1 광센싱소자 164 : 제2 광센싱소자
165 : 차광패턴 172 : 광량 판단부
174 : 광원 선택부
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 주위 온도에 의한 영향을 받지 않고 광량을 센싱할 수 있는 포토 센싱 소자를 가지는 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한, 액정표시장치는 화상이 구현되는 액정표시패널과 액정표시패널을 구동하기 위한 구동회로부로 이루어진다.
액정표시패널은 도 1에 도시된 바와 같이 액정(20)을 사이에 두고 서로 대향하는 박막 트랜지스터 어레이 기판(70) 및 컬러필터 어레이 기판(80)을 구비한다.
박막 트랜지스터 어레이 기판(70)은 하부기판(1) 상에 서로 교차되게 형성된 게이트 라인(2) 및 데이터 라인(4)과, 게이트 라인(2) 및 데이터 라인(4)의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터(6)와, 박막 트랜지스터(6)와 접속된 화소전극(18)과, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 하부 배향막을 포함한다.
컬러필터 어레이 기판(80)은 상부기판(11) 상에 형성되어 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스(16)와, 컬러 구현을 위한 칼러 필터(12), 화소전극(18)과 수직전계를 이루는 공통전극(14)과, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 상부 배향막을 포함한다.
도 2는 도 1에서의 구조를 가지는 액정표시패널을 가지는 소형 액정표시장치는 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 액정표시장치는 휴대폰 등 통신수단에 이용되는 액정표시장치를 예를 들어 나타내었다.
도 2에 도시된 액정표시장치는 도 1에 도시된 액정표시패널(90)과, 액정표시패널(90)에 구동신호를 공급하기 위한 구동부(60)를 구비한다. 구동부는 액정표시패널(90)에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 집적회로, 데이터 신호를 공급하기 위한 데이터 직접회로 등을 포함한다.
한편, 종래의 소형 액정표시장치에는 표시영역(P1)을 외곽의 비표시영역(P2)에 위치하여 외부광을 센싱하는 포토센싱소자(62)를 구비한다.
포토센싱소자(62)는 외부광을 센싱하고 센싱된 광량에 따라 백라이트 광을 조절하여 화질을 개선하고 소비전력을 절감하는 역할을 한다.
예를 들어, 사용자가 액정표시장치를 암실에서 사용하는 경우 그에 따른 환경에 대응되는 광을 포토센싱소자(62)가 센싱하고 그 센싱된 결과에 따라 백라이트 광을 작게 함으로써 소비전력을 절감시킨다. 또는, 야외에서는 그에 따른 환경에 대응되는 광을 포토센싱소자(62)가 센싱하고 그 센싱된 결과에 따라 백라이트 광을 강하게 함으로써 야외에서도 액정표시장치에 디스플레이되는 영상을 볼 수 있게 된다.
그러나, 종래에 포토센싱소자(62)는 광량 뿐만 아니라 주위 환경의 온도에도 영향을 받게 됨으로써 정확하게 광량에 의해 포토센싱이 이루어지지 않는 문제가 있다.
이를 도 3에 도시된 실험 데이터를 이용하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 조도에 따른 박막 트랜지스터(TFT)의 특정을 나타내는 도면이다.
도 3에서의 세로축은 TFT에 빛이 가해지면 빛의 양에 의해 발생되는 광전류(Id)를 나타내고 가로축은 TFT의 게이트전압(Vg)을 나타내고 있다.
일반적으로 TFT의 문턱전압 이상으로 설정된 전압이 TFT의 게이트전극에 인가되면 TFT가 턴-온되어 TFT의 소스전극과 드레인전극 사이에는 전류패스가 형성된다. 반면에, TFT에 빛이 가해지면 TFT의 소스전극과 드레인전극 사이에 미세한 광전류(Id)만이 흐르게 된다.
이러한, 광전류(Id)의 크기를 이용하여 광량의 정도를 판단하고 액정표시패널(90)에 광을 공급하는 백라이트의 광공급량을 조절하게 된다.
여기서, 포토센싱소자(62)는 조도가 높을수록 광전류(Id)의 크기가 커지는 것을 알 수 있다. 그러나, 조도에는 광량뿐만 아니라 광에 의해 발생하는 열(주변에 의한 온도)에 의한 영향이 함께 포함되어 있어서 순수한 광량에 의해서 변화하 는 광전류(Id)의 크기를 명확하게 센싱할 수 없는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 주위 온도에 의한 영향을 받지 않고 광량을 센싱할 수 있는 포토센싱소자를 가지는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 순수한 광량을 센싱하고 광량 센싱에 따른 신뢰성 있는 광의 세기 조절에 의해 효율적으로 화질을 개선하고 소비전력을 절감할 수 있는 액정표시장치 및 그 구동방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널과; 상기 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 백라이트와; 외부광을 센싱하여 상기 센싱된 외부광의 광량에 따라 백라이트 광의 세기를 조절하는 광센싱부를 구비하고, 상기 광센싱부는 차광 패턴에 의해 상기 외부광이 차단되어 주변 온도만을 센싱하는 제1 센싱소자와; 상기 외부광 및 주변 온도를 모두 센싱하는 제2 센싱소자를 포함한다.
상기 광센싱부는 상기 제1 센싱소자에 의해 센싱된 신호에 대응되는 제1 센싱전압과 상기 제2 센싱소자에 의해 센싱된 신호에 대응되는 제2 센싱전압의 차이에 의해 상기 외부광의 광량에 대응되는 광 센싱전압을 판단하는 광량 판단부와; 상기 광량 판단부로부터의 광 센싱전압을 이용하여 상기 백라이트의 광원들의 점등 개수를 선택하는 광원 선택부를 구비한다.
상기 제1 센싱전압은 주변온도에 대응되는 전압이고, 상기 제2 센싱전압은 상기 외부광의 광량 및 주변온도에 대응되는 전압이다.
상기 광원 판단부는 차등증폭기를 이용하여 상기 제1 센싱전압과 제2 센싱전압 간의 차이를 비교 및 증폭한다.
상기 광원 선택부는 상기 광원 판단부로부터의 광 센싱전압과 기준전압을 비교하고 그 비교 결과에 따라 백라이트의 광원의 점등 유무를 선택하기 위한 다수의 비교기들을 포함한다.
상기 비교기들은 기준전압과 상기 광 센싱전압을 비교하여 광 센싱전압이 큰 경우에는 자신이 담당하는 광원을 점등시킨다.
상기 광센서부는 상기 액정표시패널 내에 위치한다.
상기 액정표시패널은 컬러필터 어레이가 형성되는 컬러필터 어레이 기판과; 액정을 사이에 두고 상기 컬러필터 어레이 기판과 합착되며 박막 트랜지스터 어레이가 형성되는 박막 트랜지스터 어레이가 기판을 포함하고, 상기 차광 패턴은 컬러필터 어레이 기판 상에 형성된다.
상기 백라이트는 직하형 램프들 또는 발광다이오드들 중 어느 하나의 광원을 포함한다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법은 블랙 매트릭스에 의해 광의 센싱이 차단되는 제1 센싱소자를 이용하여 주변온도를 센싱하는 단계와; 제2 센싱소자를 이용하여 광량 및 상기 주변온도를 센싱하는 단계와; 상기 제1 센싱소자에 의해 센싱된 정보에 대응되는 제1 전압과 상기 제2 센싱소자에 의해 센싱된 정보에 대응되는 제2 전압과의 차를 이용하여 광량에 대응되는 광 센싱전압을 판단하는 단계와; 상기 판단된 광 센싱전압을 이용하여 액정표시패널에 공급되는 광의 세기를 조절하는 단계를 포함한다.
상기 광 센싱전압을 이용하여 광의 세기를 조절하는 단계는 비교기를 이용하여 상기 광원 판단부로부터의 광 센싱전압과 기준전압을 비교하고 그 비교 결과에 따라 백라이트의 광원의 점등 유무를 선택하는 단계를 포함한다.
상기 광의 세기는 상기 백라이트의 광원들의 점등 개수에 따라 조절되는 것을 특징으로 한다.
상기 비교기들은 기준전압과 상기 광 센싱전압을 비교하여 광 센싱전압이 큰 경우에는 자신이 담당하는 광원을 점등시킨다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도 3 내지 도 10를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 나타내는 블럭도를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 액정표시장치는 m×n 개의 액정셀들(Clc)이 매트릭스 타입으로 배열되고 m 개의 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 n 개의 게이트라인들(G1 내지 Gn)이 교차되며 그 교차부에 TFT가 형성된 액정표시패널(190)과, 액정표시패널 (190)의 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 데이터신호를 공급하기 위한 데이터 드라이버(124)와, 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 스캔신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버(126)와, 동기신호를 이용하여 데이터 드라이버(124)와 게이트 드라이버(126)를 제어하기 위한 타이밍 콘트롤러(130)와, 액정표시패널(190)에 광을 공급하기 위한 백라이트(150), 광을 센싱하여 센싱된 결과에 따라 백라이트(150)의 광세기를 조절하기 위한 광센서부(140)를 구비한다.
액정표시패널(190)은 도 1에 도시된 바와 같이 액정(20)을 사이에 두고 서로 대향하는 박막 트랜지스터 어레이 기판(70) 및 컬러필터 어레이 기판(80)을 구비한다.
박막 트랜지스터 어레이 기판(70)은 하부기판(1) 상에 서로 교차되게 형성된 게이트 라인(2) 및 데이터 라인(4)과, 게이트 라인(2) 및 데이터 라인(4)의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터(6)와, 박막 트랜지스터(6)와 접속된 화소전극(18)과, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 하부 배향막을 포함한다.
컬러필터 어레이 기판(80)은 상부기판(11) 상에 형성되어 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스(16)와, 컬러 구현을 위한 컬러 필터(12), 화소전극(18)과 수직전계를 이루는 공통전극(14)과, 그들 위에 액정 배향을 위해 도포된 상부 배향막을 포함한다.
데이터 드라이버(124)는 타이밍 콘트롤러(130)로부터의 제어신호(CS)에 응답하여 디지털 비디오 데이터(R,G,B)를 계조값에 대응하는 아날로그 감마전압(데이터신호)으로 변환하고, 이 아날로그 감마전압을 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급한 다.
게이트 드라이버(126)는 타이밍 콘트롤러(130)로부터의 제어신호(CS)에 응답하여 스캔펄스를 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터신호가 공급되는 액정표시패널(190)의 수평라인을 선택한다.
타이밍 콘트롤러(130)는 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync) 및 클럭신호(DCLK)를 이용하여 게이트 드라이버(126) 및 데이터 드라이버(124)를 제어하기 위한 제어신호(CS)를 생성한다.
백라이트(150)에는 예를 들어 다수의 직하형 형광램프, 발광다이오드(LED) 중 적어도 어느 하나의 광원을 포함하여 액정표시패널(190)에 광을 공급한다.
광센서부(140)는 광량에 따라 백라이트(150)로부터의 광의 세기를 조절하는 역할을 한다.
이러한, 구성을 가지는 액정표시장치가 휴대폰, 통신 수단 등에 이용되는 경우 도 5에 도시된 바와 같은 형상을 가지게 된다.
도 5에 도시된 액정표시장치는 표시영역(P1) 및 비표시영역(P2)을 가지는 액정표시패널(190), 액정표시패널(190)을 구동하기 위한 구동부(160)를 포함한다. 여기서, 광센서부(140)는 비표시영역(P2)에 위치하여 액정표시패널(190)에 일체화되고, 구동부(160)에는 게이트 드라인버(126), 데이터 드라이버(124), 타이밍 콘트롤러(130) 등이 포함된다.
광센서부(140)는 도 6에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 포토센싱소자(162,164), 광량 판단부(172), 광원 선택부(174)로 구성된다.
도 7은 제1 및 제2 포토센싱소자(162,164)의 회로구성을 각각 나타내는 도면이다.
제1 및 제2 포토센싱소자(162,164) 각각은 다수의 박막 트랜지스터들이 병렬로 연결된 구조를 진다. 박막 트랜지스터들은 그의 게이트 단자 및 소스단자는 모두 기저전압원(VSS)에 접속되고, 드레인 단자는 부하저항(R)의 일측단에 접속되고, 부하저항(R)의 다른 일측에는 고전위전압원(VDD)과 접속된다.
여기서, 제1 포토센싱소자(162)에만 차광 패턴(165) 예를 들어, 블랙 매트릭스에 의해 차단되는 구성을 가지게 됨으로서 외부광에 의한 광량은 센싱할 수 없고, 주변온도만을 센싱하는 역할을 한다. 반면에, 제2 포토센싱소자(164)는 광 및 온도에 모두 노출됨으로서 광량과 주변 온도를 모두 센싱할 수 있다.
이에 따라, 제1 포토센싱소자(162)는 주변온도에 의해 발생된 제1 광전류(Id1)에 의한 제1 센싱전압(V1)을 광량 판단부(172)에 공급하고, 제2 포토센싱소자(164)는 광량 및 주변온도에 의해 발생된 제2 광전류(Id2)에 의한 제2 센싱전압(V2)을 광량 판단부(172)에 공급한다. 한편, 제1 포토센싱소자(162)에 외부광이 입사되는 것을 방지하는 블랙 매트릭스(165)은 컬러필터 어레이 기판(80) 상에 형성된다.
광량 판단부(172)는 도 8 도시된 바와 같이 차등증폭기로 이루어진다.
즉, 차등증폭기의 일측 입력단에는 제1 센싱전압(V1)이 공급되고, 차등증폭기의 타측 입력단에는 제2 센싱전압(V2)이 공급된다. 여기서, 차등증폭기는 gain(게인)이 "A"인 경우 출력단에서의 출력 전압은 A(V2-V1)으로 나타낼 수 있게 된다. 결과적으로 차등증폭기에 의해 제1 센싱전압(V1)과 제2 센싱전압(V2) 간의 전압차를 알 수 있고 그의 결과에 따라 광량에 따라 발생되는 최종의 광전류의 크기 및 변화를 알 수 있게 된다. 따라서, 광량에 대응되는 광전류를 판단하고 그에 따른 온도를 제외한 광량에 대응되는 정보를 포함하는 광량 센싱전압(Vsensor)을 판단할 수 있게 된다.
광원 선택부(174)는 다수의 비교기(comparator)로 구성되어 있다. 도 8에서는 예를 들어, 3개의 비교기만을 나타내었다.
제1 비교기(174a)는 그의 일측 입력단에 광량 판단부(172)로부터의 광량 센싱전압(Vsensor)이 공급되고, 제1 비교기(174a)의 타측 입력단에는 제1 기준전압(Vref1)이 공급된다. 여기서, 제1 기준전압(Vref1)은 주변밝기가 밝은 경우에 대응되는 전압이다.
제2 비교기(174b)는 그의 일측 입력단에는 광량 판단부(172)로부터의 광량 센싱전압(Vsensor)이 공급되고, 제2 비교기(174b)의 타측 입력단에는 제2 기준전압(Vref2)이 공급된다. 여기서, 제2 기준전압(Vref2)은 주변밝기가 중간 정도의 경우에 대응되는 전압으로써 제1 기준전압(Vref1)보다 작은 전압이다.
제3 비교기(174c)는 그의 일측 입력단에는 광량 판단부(172)로부터의 광량 센싱전압(Vsensor)이 공급되고, 제3 비교기(174c)의 타측 입력단에는 제3 기준전압(Vref3)이 공급된다. 여기서, 제3 기준전압(Vref3)은 주변밝기가 어두운 경우에 대응되는 전압으로써 제2 기준전압(Vref2)보다 작은 전압이다. 따라서, 제1 내지 제3 기준전압은 Vref1>Vref2>Vref3 의 관계를 갖는다.
이러한, 구성을 가지는 제1 비교기(174a)는 광량 센싱전압(Vsensor)과 제1 기준전압(Vref1)의 비교결과에 따라 백라이트(150)의 제1 광원의 턴-온(turn-on) 여부를 결정하고, 제2 비교기(174b)는 광량 센싱전압(Vsensor)과 제2 기준전압(Vref2)의 비교결과에 따라 백라이트(150)의 제2 광원의 턴-온 여부를 결정하고, 제3 비교기(174c)는 광량 센싱전압(Vsensor)과 제3 기준전압(Vref3)의 비교결과에 따라 백라이트의 제3 광원의 턴-온 여부를 결정한다. 제1 내지 제3 비교기(174a,174b174c)에서의 고전위전압(VDD)은 광원을 턴-온시키기 위한 전압이고, 저전위전압(VSS)는 광원을 턴-오프시키기 위한 전압이다.
이러한, 구성을 가지는 광원 선택부(174)는 다수의 비교기들을 이용하여 광원의 점등 개수를 선택함으로써 백라이트(150)의 광세기를 조절할 수 있게 된다.
이와 같은 구성을 가지는 광센서부(140)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 액정표시장치가 밝은 환경에 노출되는 경우에는 차광 패턴(165)에 의해 차단되는 제1 포토센싱소자(162)는 외부광에 의한 광량은 센싱할 수 없고, 주변온도만을 센싱하는 역할을 한다. 반면에, 제2 포토센싱소자(164)는 광 및 온도에 모두 노출됨으로서 광량과 주변 온도를 모두 센싱할 수 있다.
이에 따라, 제1 포토센싱소자(162)는 주변온도에 의해 발생된 제1 광전류(Id1)에 대응되는 제1 센싱전압(V1)을 광량 판단부(172)에 공급하고, 제2 포토센싱소자(164)는 광량 및 주변온도에 의해 발생된 제2 광전류(Id2)에 대응되는 제2 센싱전압(V2)을 광량 판단부(172)에 공급한다.
광량 판단부(172)는 제1 센싱전압(V1) 및 제2 센싱전압(V2)의 차이가 증폭된 광량 센싱전압(Vsensor)을 광원 선택부(174)에 공급한다.
이때, 각각의 비교기들(174a,174b,174c)은 자신의 기준전압과 광량 센싱전압(Vsensor)을 비교한다. 여기서, 광량 센싱전압(Vsensor)은 밝은 환경에서 센싱된 전압이므로 제1 기준전압(Vref1)보다는 큰 값을 가지게 된다. 즉, 제1 기준전압(Vref1)은 밝은 환경에서 센싱된 센싱전압(Vsensor)보다는 작은 값으로 설정 됨으로써 밝은 환경에서 센싱된 광량 센싱전압(Vsensor)이 공급되는 경우 고저위전압원(VDD)에 의해 제1 비교기(174a)에 대응되는 제1 광원을 턴-온시킨다.
여기서, 제2 및 제3 비교기(174b,174c)의 기준전압 값은 제1 기준전압(Vref1)보다 작은 값이므로 제2 및 제3 비교기(174b,174c)는 각각 자신에게 대응되는 제2 및 제3 광원을 턴-온시킨다. 결과적으로 밝은 환경에 액정표시패널이 노출되는 경우 최대의 백라이트 광이 액정표시패널에 공급됨으로써 양질의 화상을 구현할 수 있게 된다.
다음으로, 액정표시장치가 중간 정도의 밝기의 환경에 노출되는 경우, 밝은 환경에 노출된 경우와 동일한 방식에 의해 센싱된 광량 센싱전압(Vsensor)을 광원 선택부(174)에 공급한다. 이때 각각의 비교기들(174a,174b,174c)은 자신의 기준전압(Vref)과 광량 센싱전압(Vsensor)을 비교한다. 여기서, 광량 센싱전압(Vsensor)은 중간 정도의 밝기 환경에서 센싱된 전압이므로 제1 기준전압(Vref1)보다는 작고 제2 기준전압(Vref2)보다는 큰 값을 가지게 된다. 즉, 제2 기준전압(Vref2)은 중간 정도의 밝기 환경에서 센싱된 센싱전압(Vsensor)보다는 작은 값으로 설정됨으로써 중간 정도의 밝기 환경에서 센싱된 센싱전압(Vsensor)이 공급되는 경우 고저위전압 원(VDD)에 의해 제2 비교기(174a)에 대응되는 광원을 턴-온시킨다.
여기서, 제1 비교기(174a)에 공급되는 중간 정도의 밝기 환경에서 센싱된 센싱전압(Vsensor)은 제1 기준전압(Vref1) 보다 작은 값이므로 제1 비교기(174a)는 그에 대응되는 제1 광원을 턴-오프(turn-off)시킨다. 아울러, 제3 비교기(174c)의 기준전압(Vref) 값은 제2 기준전압(Vref2)보다 작은 값이므로 제3 비교기(174c)는 자신에게 대응되는 광원을 턴-온시킨다. 결과적으로 액정표시장치가 밝기가 중간 정도인 환경에 노출되는 경우 중간 정도의 백라이트 광이 액정표시패널에 공급됨으로써 양질의 화상 및 소비전력을 절감할 수 있게 된다.
마지막으로, 액정표시장치가 어두운 환경에 노출되는 경우, 상술한 방식과 역시 동일한 방식에 의해 센싱된 광량 센싱전압(Vsensor)을 광원 선택부(174)에 공급한다. 이때 각각의 비교기들(174a,174b,174c)은 자신의 기준전압(Vref)과 광량 센싱전압(Vsensor)을 비교한다. 여기서, 광량 센싱전압(Vsensor)은 어두운 환경에서의 센싱된 전압이므로 제2 기준전압(Vref2)보다는 작고 제3 기준전압(Vref3)보다는 큰 값을 가지게 된다. 즉, 제3 기준전압(Vref3)은 어두운 환경에서 센싱된 센싱전압(Vsensor)보다는 작은 값으로 설정됨으로써 어두운 정도의 밝기 환경에서 센싱된 센싱전압(Vsensor)이 공급되는 경우 고저위전압원(VDD)에 의해 제3 비교기(174a)에 대응되는 제3 광원을 턴-온시킨다.
여기서, 제1 및 제2 비교기(174a,174b)에 공급되는 센싱전압(Vsensor)은 제1 및 제2 기준전압(Vref1,Vref2) 보다 작은 값이므로 제1 및 제2 비교기(174a,174b) 각각은 그에 대응되는 제1 및 제2 광원을 턴-오프시킨다. 이에 따라, 불필요한 광 원을 줄임으로써 소비전력을 절감할 수 있게 된다.
한편, 필요에 따라 제3 기준전압(Vref2)보다 작은 값을 가지는 센싱전압(Vsensor)이 센싱되며 백라이트(150)의 광원들은 턴-오프된다.
한편, 본 발명에서의 광원 선택부(174)는 3개의 비교기를 이용하는 내용만을 기재하였지만, 이는 하나의 실시예에 불과하여 사용자의 설정모드에 따라 다양한 주위환경에 대응되게 광의 세기를 조절할 수 있도록 3개 이상의 비교기를 구비할 수 있다.
이러한, 차광 패턴에 의해 외부광이 차단되는 포토센싱소자를 이용하여 광량만을 센싱함으로써 백라이트 광을 조절할 수 있는 방식은 소형 액정표시패널 뿐만 아니라 모니터용 액정표시패널 등 다양한 구조에서 이용될 수 있다. 더 나아가서, 액정표시장치 뿐만 아니라 광원을 필요로하는 수동 디스플레이소자에 이용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동방법은 차광 패턴에 의해 외부광이 차단되는 센싱소자 및 외부광을 센싱하는 포토센싱소자를 이용하여 주위온도를 제외한 광량만을 센싱하여 백라이트 광을 조절할 수 있다. 즉, 순수한 광량에 의해서 변화하는 광전류(Id)의 크기를 명확하게 센싱할 수 있게 됨으로써 신뢰성 있는 광센싱이 가능해지고 그에 따라 좀더 효율적으로 화질을 개선함과 아울러 소비전력을 절감할 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (12)

  1. 액정표시패널과;
    상기 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 백라이트와;
    외부광을 센싱하여 상기 센싱된 외부광의 광량에 따라 백라이트 광의 세기를 조절하는 광센싱부를 구비하고,
    상기 광센싱부는
    차광 패턴에 의해 상기 외부광이 차단되어 주변 온도만을 센싱하는 제1 센싱소자와;
    상기 외부광 및 주변 온도를 모두 센싱하는 제2 센싱소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광센싱부는
    상기 제1 센싱소자에 의해 센싱된 신호에 대응되는 제1 센싱전압과 상기 제2 센싱소자에 의해 센싱된 신호에 대응되는 제2 센싱전압의 차이에 의해 상기 외부광의 광량에 대응되는 광 센싱전압을 판단하는 광량 판단부와;
    상기 광량 판단부로부터의 광 센싱전압을 이용하여 상기 백라이트의 광원들의 점등 개수를 선택하는 광원 선택부를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광원 판단부는 차등증폭기를 이용하여 상기 제1 센싱전압과 제2 센싱전압 간의 차전압을 증폭시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 광원 선택부는
    상기 광원 판단부로부터의 광 센싱전압과 기준전압을 비교하고 그 비교 결과에 따라 백라이트의 광원의 점등 유무를 선택하기 위한 다수의 비교기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 비교기들은 기준전압과 상기 광 센싱전압을 비교하여 광 센싱전압이 큰 경우에는 자신이 담당하는 광원을 점등시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광센서부는 상기 액정표시패널 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정표시패널은
    컬러필터 어레이가 형성되는 컬러필터 어레이 기판과;
    액정을 사이에 두고 상기 컬러필터 어레이 기판과 합착되며 박막 트랜지스터 어레이가 형성되는 박막 트랜지스터 어레이가 기판을 포함하고,
    상기 차광 패턴은 컬러필터 어레이 기판 상에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트는 직하형 램프들 또는 발광다이오드들 중 어느 하나의 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 블랙 매트릭스에 의해 광의 센싱이 차단되는 제1 센싱소자를 이용하여 주변온도를 센싱하는 단계와;
    제2 센싱소자를 이용하여 광량 및 상기 주변온도를 센싱하는 단계와;
    상기 제1 센싱소자에 의해 센싱된 정보에 대응되는 제1 전압과 상기 제2 센싱소자에 의해 센싱된 정보에 대응되는 제2 전압과의 차를 이용하여 광량에 대응되는 광 센싱전압을 판단하는 단계와;
    상기 판단된 광 센싱전압을 이용하여 액정표시패널에 공급되는 광의 세기를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광 센싱전압을 이용하여 광의 세기를 조절하는 단계는
    비교기를 이용하여 상기 광원 판단부로부터의 광 센싱전압과 기준전압을 비교하고 그 비교 결과에 따라 백라이트의 광원의 점등 유무를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 광의 세기는 상기 백라이트의 광원들의 점등 개수에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 비교기들은 기준전압과 상기 광 센싱전압을 비교하여 광 센싱전압이 큰 경우에는 자신이 담당하는 광원을 점등시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
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