KR20090016251A - 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 주변 밝기를 감지하여 출력 전류를 조절하여 출력하여, 평판 표시 장치의 화면 밝기를 주변 밝기에 따라 자동으로 조절하는 데 있다.
이를 위해 본 발명은 제1전원에 전기적으로 연결된 트랜지스터와, 트랜지스터의 제어전극과 제1기준 전원 사이에 전기적으로 연결된 제1용량성 소자와, 제1용량성 소자와 제2기준 전원 사이에 전기적으로 연결된 제2용량성 소자와, 제1기준 전원과 제3기준 전원 사이에 전기적으로 연결되어 주변광에 반응하여 전류를 흘려 보냄으로써, 제1용량성 소자와 제2용량성 소자의 커플링 전압을 조절하는 제1수광 소자와, 트랜지스터에 전기적으로 연결되고, 제1용량성 소자 및 제2용량성 소자의 커플링 전압에 따라 트랜지스터를 통하여 제1전원으로 부터의 전류가 출력되도록 하는 제1스위치 및 제1수광 소자와 제1용량성 소자 사이에 전기적으로 연결되고, 제1수광 소자의 누설전류를 차단하여, 제1용량성 소자와 제2용량성 소자의 커플링 전압이 변하는 것을 방지하기 위한 제2스위치를 포함하는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 개시한다.
평판 표시 장치, 스위치, 온도, 누설 전류, 수광 소자

Description

평판 표시 장치용 주변광 감지 회로{AMBIENT LIGHT SENSOR CIRCUIT FOR FLAT PANEL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 주변 밝기를 감지하고 출력 전류를 조절하여 평판 표시 장치의 화면 밝기를 주변 밝기에 따라 자동으로 조절할 수 있는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로에 관한 것이다.
일반적으로 평판 표시 장치는 유기 전계 발광 표시 장치, 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치 및 전계 방출 표시 장치 등을 의미한다. 이러한 평판 표시 장치는 두께가 얇고 무게가 가벼울 뿐만 아니라 소비 전력도 점차 작아지고 있음으로써, 기존의 CRT(Cathode Ray Tube)로 된 표시 장치를 급속하게 대체하고 있다. 또한 상기 평판 표시 장치 중 유기 전계 발광 표시 장치나 액정 표시 장치는 소형 크기로 용이하게 제조할 수 있고, 더욱이 배터리로 장시간 이용할 수 있어서, 휴대용 전자기기의 표시 장치로 많이 채택되고 있다.
그런데, 이러한 유기 전계 발광 표시 장치나 액정 표시 장치 같은 평판 표시 장치는 사용자 조작에 의해 인위적으로 화면 밝기를 조절할 수는 있으나, 일반적으 로 주변 밝기에 관계없이 항상 일정한 밝기로 화면을 표시하도록 설계되어 있다. 예를 들면, 통상의 평판 표시 장치는 주변 밝기가 밝지 않은 실내에서 최적의 화면 밝기를 갖도록 설계 되어 있다. 따라서, 어두운 곳에서는 화면의 밝기가 상대적으로 너무 밝게 느껴지고, 태양광 아래에서는 화면의 밝기가 상대적으로 너무 어둡게 느껴져 시인성에 문제가 있다.
또한, 종래의 평판 표시 장치는 상술한 바와 같이 화면의 밝기가 일정하게 설정되어 있기 때문에, 주변 밝기가 상대적으로 어두운 곳에서 장시간 사용 시 불필요하게 화면 밝기가 밝아 전력소비율이 높아지는 문제가 있다.
또한, 종래의 평판 표시 장치에서는 주변 밝기를 센싱하기 위한 주변광 감지회로의 제작시 센서, 기판 및 회로 등을 평판 표시 패널이 형성된 주기판과는 별개의 기판에 형성하여야 하고, 이를 전기적으로 주기판에 연결해야 함으로써, 평판 표시 장치의 크기 및 두께가 커지고 또한 소비 전력도 높아지는 문제가 있다.
또한, 종래의 평판 표시 장치의 주변광 감지회로는 주변광 샘플링 기간 중 출력전류가 광 누설 전류로 인하여 변동됨으로써, 주변광을 정확히 샘플링하지 못하는 문제가 있다.
더욱이 종래의 주변광 감지회로는 주변의 온도가 증가함에 따라서 주변광 감지회로의 출력 전류가 온도 누설전류로 인하여 변동됨으로써, 주변광을 정확히 감지하지 못하는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 주변 밝기를 감지하고 출력 전류를 조절하여 평판 표시 장치의 화면 밝기를 주변 밝기에 따라 자동으로 조절할 수 있는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 주변광 감지 회로를 화소 회로가 형성되는 기판과 동일 기판위에 형성하여 평판 표시 장치의 크기 및 두께가 불필요하게 커지는 것을 방지하고, 소비 전력을 줄일 수 있는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 주변광 샘플링 기간에 수광 소자에서 인가되는 광 누설 전류를 차단하고, 출력전류가 광 누설 전류로 인하여 변동되는 것을 방지 하여, 주변광을 정확히 샘플링할 수 있는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 평판 표시 장치의 주변 온도가 증가함에 따라서 주변광 감지회로의 출력 전류가 온도 누설전류로 인하여 변동하게 되는 것을 방지할 수 있는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로는 제1전원에 전기적으로 연결된 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 제어전극과 제1기준 전원 사이에 전기적으로 연결된 제1용량성 소자와, 상기 제1용량성 소자와 제2기준 전원 사이에 전기적으로 연결된 제2용량성 소자와, 상기 제1기준 전원과 제3기준 전원 사이에 전기적으로 연결되어 주변광에 반응하여 전류를 흘려보냄으로써, 상기 제1용량성 소자와 상기 제2용량성 소자의 커플링 전압을 조절하는 제1수광 소자와, 상기 트랜지스터에 전기적으로 연결되고, 상기 제1용량성 소자 및 제2용량성 소자의 커플링 전압에 따라 상기 트랜지스터를 통하여 상기 제1전원으로 부터의 전류가 출력되도록 하는 제1스위치 및 상기 제1수광 소자와 상기 제1용량성 소자 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 제1수광 소자의 누설전류를 차단하여, 상기 제1용량성 소자와 상기 제2용량성 소자의 커플링 전압이 변하는 것을 방지하기 위한 제2스위치를 포함할 수 있다.
상기 제1기준 전원과 상기 제2스위치 사이에 전기적으로 연결되고, 제1기준전원으로부터 제1기준 전압이 상기 제2스위치를 통해 상기 제1용량성 소자와 상기 제2용량성 소자에 인가되도록 하는 제3스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 트랜지스터의 제어전극과 상기 제1스위치 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 트랜지스터를 다이오드 구조로 연결시키는 제4스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 제1스위치와 기준 전류원 사이에 전기적으로 연결되고, 기준 전류를 상기 제1스위치를 통해 상기 트랜지스터에 인가하여, 상기 트랜지스터의 제어전극에 일정한 전압을 인가하게 하는 제5스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 제1스위치와 전기적으로 연결되고, 상기 제1용량성 소자와 상기 제2용량성 소자의 커플링 전압에 대응하여 상기 트랜지스터가 상기 제1전원으로부터 일 정 전류를 상기 제1스위치를 통해 출력단자로 전달하는 제6스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 제2용량성 소자와 전기적으로 연결되어, 상기 제1수광 소자의 역바이어스 용량을 증가시키는 제3용량성 소자를 더 포함할 수 있다.
상기 제2용량성 소자와 상기 제3용량성 소자 사이에 전기적으로 연결되어, 상기 제3용량성 소자를 제2용량성 소자와 전기적으로 연결하도록 하는 제7스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 제1기준 전원과 상기 제2스위치 사이에 전기적으로 연결되고, 제1기준전원으로부터 제1기준 전압이 상기 제2스위치를 통해 상기 제1용량성 소자와 상기 제2용량성 소자에 인가되도록 하는 제3스위치와, 상기 트랜지스터의 제어전극과 상기 제1스위치 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 트랜지스터를 다이오드 구조로 연결시키는 제4스위치와, 상기 제1스위치와 기준 전류원 사이에 전기적으로 연결되고, 기준 전류를 상기 제1스위치를 통해 상기 트랜지스터에 인가하여, 상기 트랜지스터의 제어전극에 일정한 전압을 인가하게 하는 제5스위치와, 상기 제1스위치와 전기적으로 연결되고, 상기 제1용량성 소자와 상기 제2용량성 소자의 커플링 전압에 대응하여 상기 트랜지스터가 상기 제1전원으로부터 일정 전류를 상기 제1스위치를 통해 출력단자로 전달하는 제6스위치와, 상기 제2용량성 소자와 전기적으로 연결되어, 상기 제1수광 소자의 역바이어스 용량을 증가시키는 제3용량성 소자와, 상기 제2용량성 소자와 상기 제3용량성 소자 사이에 전기적으로 연결되어, 상기 제3용량성 소자를 제2용량성 소자와 전기적으로 연결하도록 하는 제7스위치를 더 포함 할 수 있다.
상기 제1수광 소자는 상기 제1기준 전원에 애노드가 전기적으로 연결되고, 제3기준 전원에 캐소드가 전기적으로 연결된 PIN 다이오드, PN 다이오드 및 포토커플러 중 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 제1기준 전원으로부터 인가되는 제1기준 전압보다 상기 제3기준 전원에서 인가되는 제3기준 전압이 더 큰 것일 수 있다.
상기 제1수광 소자는 상기 제1기준 전원에 캐소드가 전기적으로 연결되고, 제3기준 전원에 애노드가 전기적으로 연결된 PIN 다이오드, PN 다이오드 및 포토커플러 중 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 제1기준 전원으로부터 인가되는 제1기준 전압보다 상기 제3기준 전원에서 인가되는 제3기준 전압이 더 작은 것일 수 있다.
상기 제1수광 소자와 제4기준 전원 사이에 전기적으로 연결되고, 차광층을 포함하여 주변광이 입사되지 않으므로 온도 증가에 따른 누설 전류만 감지하는 제2수광 소자를 더 포함할 수 있다.
상기 제1수광 소자에 흐르는 전류에서 상기 제2수광 소자에 흐르는 전류인 온도 증가에 따른 누설 전류를 제거하여, 주변광에 따른 전류를 상기 제1용량성 소자와 상기 제2용량성 소자에 인가하여 커플링 전압을 조절할 수 있다.
상기 제1수광 소자와 제4기준 전원 사이에 전기적으로 연결 되고, 차광층을 포함하여 주변광이 입사되지 않으므로 온도 증가에 따른 누설 전류만 감지하는 제2수광 소자를 더 포함할 수 있다.
온도를 센싱하는 온도센서와, 상기 온도 센서와 전기적으로 연결되어 센싱된 온도에 대응하는 주변광 감지시간이 저장되어 있는 참조 값과, 상기 참조 값과 전기적으로 연결되어, 상기 참조 값에서 출력되는 주변광 감지 시간에 대응하여 상기 제1스위치에 제1제어 신호를 공급하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
온도를 센싱하는 온도센서와, 상기 온도 센서와 전기적으로 연결되어 센싱된 온도에 대응하는 주변광 감지시간이 저장되어 있는 참조 값과, 상기 참조 값과 전기적으로 연결되어, 상기 참조 값에서 출력되는 주변광 감지 시간에 대응하여 상기 제1스위치에 제1제어신호, 제2스위치와 제3스위치에 제2제어신호, 제4스위치에 제3제어신호, 제5스위치에 제4제어신호, 제6스위치에 제5제어신호 및 제7스위치에 제6제어신호를 공급하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1용량성 소자와 상기 제2용량성 소자 사이에 제1전극과 제2전극이 전기적으로 연결되고, 제어전극이 제2부제어신호에 전기적으로 연결된 제1스위칭트랜지스터와, 상기 트랜지스터에 제1전극과 제2전극이 전기적으로 연결되고, 제어전극이 제3부제어신호에 전기적으로 연결된 제2스위칭트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 제2스위치, 상기 제4스위치 및 상기 제7스위치는 직렬로 연결된 두개의 트랜지스터로 이루어질 수 있다.
본 발명에 의한 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로는 주변 밝기를 감지하고 출력 전류를 조절하여 평판 표시 장치의 화면 밝기를 주변 밝기에 따라 자동으로 조절할 수 있게 된다.
또한 상기와 같이 하여 본명에 의한 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로는 주변광 감지 회로를 화소 회로가 형성되는 기판과 동일 기판위에 형성하여 평판 표시 장치의 크기 및 두께가 불필요하게 커지는 것을 방지하고, 소비 전력을 줄일 수 있게 된다.
또한 상기와 같이 하여 본명에 의한 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로는 주변광 샘플링 기간에 수광 소자에서 인가되는 광 누설 전류를 차단하고, 출력전류가 광 누설 전류로 인하여 변동되는 것을 방지하여, 주변광을 정확히 샘플링할 수 있게 된다.
또한 상기와 같이 하여 본명에 의한 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로는 평판 표시 장치의 주변 온도가 증가함에 따라서 주변광 감지회로의 출력 전류가 온도 누설전류로 인하여 변동하게 되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
여기서, 명세서 전체를 통하여 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결(electrically coupled)되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 도시한 회로도가 도시되어 있다.
우선 도 1a에서 도시된 바와 같이 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로는 트랜지스터(Tr1), 제1용량성 소자(C1), 제2용량성 소자(C2), 제3용량성 소자(C3), 제1수광 소자(PD1), 제1스위치(S1), 제2스위치(S2), 제3스위치(S3), 제4스위치(S4), 제5스위치(S5), 제6스위치(S6), 제7스위치(S7)를 포함한다. 이때, 제2기준 전원(VREF2)과 제3기준 전원(VREF3)은 제1전원(VDD)에 전기적으로 연결되어 제1전압을 인가받아 도 1의 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로와 동일하게 동작할 수 있다. 이하에서, 설명의 편의상 각각의 기준 전원과 기준전압은 동일한 도면 부호를 이용하였다. 즉, 제1기준 전원과 제1기준 전압은 VREF1로 제2기준 전원과 제2기준 전압은 VREF2로 제3기준 전원과 제3기준 전압은 VREF3로 각각의 기준 전원과 기준 전압은 동일한 도면 부호를 사용하였다.
상기 트랜지스터(Tr1)는 제1전극(소스 또는 드레인), 제2전극(드레인 또는 소스) 및 제어 전극(게이트 전극)을 포함한다. 상기 트랜지스터(Tr1)는 제1전극이 제1전원(VDD)에 전기적으로 연결되고 제2전극이 제1스위치(S1)의 제1전극과 제4스위치(S4)의 제2전극 사이에 전기적으로 연결되며, 제어전극이 제4스위치(S4)의 제1전극과 제1용량성 소자(C1)의 제2전극 사이에 전기적으로 연결된다. 이러한 트랜지스터(Tr1)는 P채널 트랜지스터로 비정질 실리콘 박막 트랜지스터, 폴리 실리콘 박 막 트랜지스터, 유기 박막 트랜지스터, 나노 박막 반도체 트랜지스터 및 그 등가물중 선택된 어느 하나일 수 있으나 여기서 그 재질 또는 종류를 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 트랜지스터(Tr1)가 폴리 실리콘 박막 트랜지스터일 경우, 이는 레이저 결정화 방법, 금속 유도 결정화 방법, 고압 결정화 방법 및 그 등가 방법 중 선택된 어느 하나의 방법으로 형성될 수 있으나, 본 발명에서 상기 폴리 실리콘 박막 트랜지스터의 제조 방법을 한정하는 것은 아니다.
참고로, 상기 레이저 결정화 방법은 비정질 실리콘에 예를 들면 엑시머 레이저를 조사하여 결정화하는 방법이고, 상기 금속 유도 결정화 방법은 비정질 실리콘 위에 예를 들면 금속을 위치시키고 소정 온도를 가하여 상기 금속으로부터 결정화가 시작되도록 하는 방법이며, 상기 고압 결정화 방법은 비정질 실리콘에 예를 들면 소정 압력을 가하여 결정화하는 방법이다.
상기 제1용량성 소자(C1)는 제1전극이 제2용량성 소자(C2)의 제2전극과 제2스위치(S2)의제2전극과 제7스위치(S7)의 제2전극 사이인 제1노드(N1)에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 트랜지스터(Tr1)의 제어전극과 제4스위치(S4)의 제1전극 사이에 전기적으로 연결된다. 이러한 제1용량성 소자(C1)는 제1용량성 소자(C1)의 제1전극과 제2전극의 전압차에 해당하는 전압을 저장하고, 제2용량성 소자(C2)와의 커플링 전압을 생성하여 상기 트랜지스터(Tr1)의 제어전극에 인가한다.
상기 제2용량성 소자(C2)는 제1전극이 제2기준 전원(VREF2)에 전기적으로 연 결되고, 제2전극이 제1용량성 소자(C1)의 제1전극과 제2스위치(S2)의 제2전극과 제7스위치(S7)의 제2전극 사이인 제1노드(N1)에 전기적으로 연결된다. 이러한 제2용량성 소자(C2)는 제2용량성 소자(C2)의 제1전극과 제2전극의 전압차에 해당하는 전압을 저장하고, 제1용량성 소자(C1)와의 커플링 전압을 생성하여 트랜지스터(Tr1)의 제어전극에 인가한다. 그리고 제2용량성 소자(C2)는 제1수광 소자(PD1)의 역바이어스 용량을 증가시켜 신호 유지 특성이 향상 되도록 한다.
상기 제3용량성 소자(C3)는 제1전극이 제2기준 전원(VREF2)에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 제7스위치(S7)의 제1전극에 전기적으로 연결된다. 이러한 제3용량성 소자(C3)는 제3용량성 소자(C3)의 제1전극과 제2전극의 전압차에 해당하는 전압을 저장하고, 제1수광 소자(PD1)의 역바이어스 용량을 증가시켜 신호 유지 특성이 향상 되도록 한다.
상기 제1수광 소자(PD1)는 애노드(anode)가 제2스위치(S2)의 제1전극과 제3스위치(S3)의 제2전극 사이에 전기적으로 연결되고, 캐소드(cathode)가 제3기준 전원(VREF3)에 전기적으로 연결된다. 이때, 제3스위치(S3)는 제1전극이 제1기준 전원(VREF1)에 전기적으로 연결되어 턴온이 되면 제1기준 전압(VREF1)을 제1수광 소자(PD1)의 캐소드에 인가하게 되는데, 제1기준 전압(VREF1)은 제3기준 전압(VREF3) 보다 로우레벨(low level)일 수 있다. 또한, 상기 제1수광 소자(PD1)는 PIN 다이오드, PN 다이오드, 포토 커플러 및 그 등가물 중 선택된 어느 하나일 수 있으나, 여기서 그 제1수광 소자(PD1)의 종류를 한정하는 것은 아니다. 이러한 제1수광 소 자(PD1)는 주변광에 반응하여 제3기준 전압(VREF3)으로부터 전류를 흘려 제1용량성 소자(C1)와 제2용량성 소자(C2)를 충전하는 역할을 한다.
상기 제1스위치(S1)는 제1전극이 상기 트랜지스터(Tr1)의 제2전극과 제4스위치(S4)의 제2전극 사이에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 제5스위치(S5)와 제6스위치(S6)의 접점 제2노드(N2)에 전기적으로 연결된다. 이러한 제1스위치(S1)는 제어전극에 제1제어신호가 인가되어, 제1제어신호에 의해 턴온/턴오프 될 수 있다. 이러한 제1스위치(S1)는 N채널 또는 P채널 저온 결정화 폴리 실리콘 및 그 등가물 중 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 여기서 그 종류 및 재질을 한정하는 것은 아니다. 상기 제1스위치(S1)는 제1용량성 소자(C1)를 일정 전압으로 초기화시키거나, 또는 상기 제1용량성 소자(C1) 및 제2용량성 소자(C2)의 커플링 전압에 대응하여 제1전원(VDD)로부터 트랜지스터(Tr1)를 통해서 인가되는 일정량의 전류를 출력단자(IOUT)로 출력한다.
상기 제2스위치(S2)는 제1전극이 제1수광 소자(PD1)의 애노드와 제3스위치(S3)의 제2전극 사이에 전기적으로 연결되고, 제2전극은 제1용량성 소자(C1)의 제1전극과 제2용량성 소자(C2)의 제2전극 사이에 전기적으로 연결된다. 이러한 제2스위치(S2)는 제어전극에 제2제어신호가 인가되어, 제2제어신호에 의해 턴온/턴오프 될 수 있다. 이러한 제2스위치(S2)는 N채널 또는 P채널 저온 결정화 폴리 실리콘 및 그 등가물 중 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 여기서 그 종류 및 재질을 한정하는 것은 아니다. 상기 제2스위치(S2)는 턴오프되어 제1수광 소자(PD1) 의 광 누설전류가 제1용량성 소자(C1)와 제2용량성 소자(C2)에 인가되는 것을 차단하여 제1용량성 소자(C1)와 제2용량성 소자(C2)의 커플링 전압이 변하는 것을 방지한다.
상기 제3스위치(S3)는 제1전극이 제1기준 전원(VREF1)에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 제1수광 소자(PD1)의 애노드 전극과 제2스위치(S2)의 제1전극에 전기적으로 연결된다. 이러한 제3스위치(S3)는 제어전극에 제3제어신호가 인가되어, 제3제어신호에 의해 턴온/턴오프 될 수 있다. 이러한 제3스위치(S3)는 N채널 또는 P채널 저온 결정화 폴리 실리콘 및 그 등가물 중 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 여기서 그 종류 및 재질을 한정하는 것은 아니다. 상기 제3스위치(S3)는 턴온되어 제1전극으로 인가되는 제1기준 전압(VREF1)을 제1용량성 소자(C1)와 제2용량성 소자(C2)에 전달한다.
상기 제4스위치(S4)는 제1전극이 트랜지스터(Tr1)의 제어전극과 제1용량성 소자(C1)의 제2전극 사이에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 트랜지스터(Tr1)의 제2전극과 제1스위치(S1)의 제1전극 사이에 전기적으로 연결된다. 이러한 제4스위치(S4)는 제어전극에 제3제어신호가 인가되어, 제3제어신호에 의해 턴온/턴오프 될 수 있다. 이러한 제4스위치(S4)는 N채널 또는 P채널 저온 결정화 폴리 실리콘 및 그 등가물 중 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 여기서 그 종류 및 재질을 한정하는 것은 아니다. 상기 제4스위치(S3)는 턴온되어 트랜지스터(Tr1)를 다이오드 구조로 연결시킨다.
상기 제5스위치(S5)는 제1전극이 제1스위치(S1)의 제2전극과 제6스위치(S6)의 제1전극 즉, 제2노드(N2)에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 기준 전류원(IREF)에 전기적으로 연결된다. 이러한 제5스위치(S5)는 제어전극에 제4제어신호가 인가되어, 제4제어신호에 의해 턴온/턴오프 될 수 있다. 이러한 제5스위치(S5)는 N채널 또는 P채널 저온 결정화 폴리 실리콘 및 그 등가물 중 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 여기서 그 종류 및 재질을 한정하는 것은 아니다. 상기 제5스위치(S5)는 턴온되어 기준 전류원(IREF)에서 인가되는 기준 전류를 제1스위치(S1)을 통해서 트랜지스터(Tr1)로 인가한다. 이때, 트랜지스터(Tr1)가 다이오드 구조로 연결되고, 제1노드(N1)에 제1기준 전압(VREF1)이 인가되면, 제1용량성 소자(C1)와 제2용량성 소자(C2)의 커플링 전압은 일정한 전압으로 유지가 된다.
상기 제6스위치(S6)는 제1전극이 제1스위치(S1)의 제2전극과 제5스위치(S5)의 제1전극 사이인 제1노드(N1)에 전기적으로 연결되고, 제2전극은 출력단자(IOUT)에 전기적으로 연결된다. 이러한 제6스위치(S6)는 제어전극에 제5제어신호가 인가되어, 제5제어신호에 의해 턴온/턴오프 될 수 있다. 이러한 제6스위치(S6)는 N채널 또는 P채널 저온 결정화 폴리 실리콘 및 그 등가물 중 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 여기서 그 종류 및 재질을 한정하는 것은 아니다. 상기 제6스위치(S6)는 제1용량성 소자(C1) 및 제2용량성 소자(C2)의 커플링 전압에 대응하여 제1전원(VDD)로부터 트랜지스터(Tr1)를 통해서 인가되는 일정량의 전류를 출력단자(IOUT) 로 출력한다.
상기 제7스위치(S7)는 제1전극이 제3용량성 소자(C3)의제2전극에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 제2스위치(S2)의 제2전극과 제1용량성 소자(C1)의 제1전극 및 제2용량성 소자(C2)의 제2전극 사이에 전기적으로 연결된다. 이러한 제7스위치(S7)는 제어전극에 제6제어신호가 인가되어, 제6제어신호에 의해 턴온/턴오프 될 수 있다. 이러한 제7스위치(S7)는 N채널 또는 P채널 저온 결정화 폴리 실리콘 및 그 등가물 중 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 여기서 그 종류 및 재질을 한정하는 것은 아니다. 상기 제6스위치(S7)는 제1수광 소자(PD1)에 갑자기 많은 빛이 입사되었을 때, 턴온되어 제3용량성 소자(C3)과 제2용량성 소자(C2)를 병렬로 연결하여, 제1수광 소자(PD1)의 역바이어스 용량을 증가시켜 신호 유지 특성이 향상 되도록 한다.
다음 도 1b에 도시된 바와 같이, 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로는 도 1a에 도시된 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로에서 제1스위치(S1) 내지 제7스위치(S7)가 P채널 트랜지스터로 이루어질 경우를 도시하였으며, 각 소자 및 회로의 동작은 도 1a와 동일하다.
마지막으로 여기서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로는 도 1b에 도시된 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로에서 상기 제2스위치(S1) 내지 제4스위치(S4)와 제7스위치(S7)가 두 개의 P채널 트랜지스터로 이루어질 경우를 도시하였으며, 각 소자 및 회로의 동작은 도 1a와 동일하다. 상기 제2스위치(S2), 제4스위치(S4) 및 제7스위치(S7)가 턴오프 되었을 때, 각 스위치에 흐르 는 누설 전류로 인하여 제1노드(N1)와 트랜지스터(Tr1)의 게이트 전극의 전압이 영향을 받게 된다. 그러므로, 스위치를 2개의 트랜지스터를 직렬로 연결하여 구성하면 스위치의 누설 전류를 줄일 수 있게 되어, 제1노드(N1)와 트랜지스터(Tr1)의 게이트 전극의 전압이 누설전류로 인하여 변하게 되는 현상을 보상할 수 있다.
도 2a와 도2b를 참조하면, 도 1a 내지 도 1c의 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로의 타이밍도가 도시되어 있다. 도 2a의 타이밍도는 제1스위치(S1) 내지 제7스위치(S7)가 P채널 트랜지스터일 경우이고, 도 2b의 타이밍도는 제1스위치(S1) 내지 제7스위치(S7)가 N채널 트랜지스터일 경우를 도시한 것이다. 도 2a와 도 2b의 제1스위치(S1) 내지 제7스위치(S2)가 P채널 트랜지스터일 때에는 로우레벨에서 턴온 되고, N채널 트랜지스터일 때에는 하이레벨에서 턴온되는 것을 제외하고는 동일하게 동작하므로, 아래에서는 도 2a를 위주로 상세히 설명하고자 한다.
도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같이, 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로의 타이밍도는 초기화 기간(T1), 주변광 감지 기간(T2) 및 샘플링 기간(T3)을 포함한다. 이러한 초기화 기간(T1), 주변광 감지 기간(T2) 및 샘플링 기간(T3)을 위해 5개의 제어신호 즉, 제1제어신호, 제2제어신호, 제3제어신호, 제4제어신호 및 제5제어신호가 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로에 인가된다.
더불어, 본 발명은 주변광이 상대적으로 매우 밝아서, 많은 빛이 입사 되었을 때, 제6제어신호가 주변광 감지 회로에 더 인가되지만, 이러한 제6제어신호에 대한 타이밍 다이아그램은 생략되어 있다. 그렇지만, 상기 제6제어신호에 의한 제7 스위치(S7)의 동작에 대해서는 아래에서 상세히 설명하기로 한다.
우선 초기화 기간(T1)은 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로에 로우레벨의 제1제어신호, 제2제어신호, 제3제어신호 및 제4제어신호가 인가되어 제1스위치(S1), 제2스위치(S2), 제3스위치(S3), 제4스위치(S4) 및 제5스위치(S5)가 턴온 되고, 하이레벨의 제5제어신호가 인가되어 제6스위치(S6)가 턴오프 된다.
상기 제5스위치(S5)가 턴온 되어 기준 전류원(IREF)의 기준 전류를 제1스위치(S1)로 전달하고, 제1스위치(S1)는 턴온 되어 기준 전류를 트랜지스터(Tr1)의 제2전극으로 전달한다. 이때, 제4스위치(S4)는 턴온 되어 트랜지스터(Tr1)를 다이오드 구조로 연결한다. 상기 트랜지스터(Tr1)는 다이오드 구조로 연결되고 제2전극에는 기준 전류가 일정하게 인가되므로, 트랜지스터(Tr1)의 제어전극에 인가되는 전압은 일정한 전압(VA)으로 유지된다.
상기 제3스위치(S3)가 턴온되어 제1기준전원(VREF1)에서 인가되는 제1기준전압을 제2스위치(S2)와 제1수광 소자(PD1)로 전달하고, 제2스위치(S2)는 턴온되어 기준 전압을 제1노드(N1)에 전달한다. 상기 제1노드(N1)에 인가된 기준 전압은 제1용량성 소자(C1)와 제2용량성 소자(C2)에 전달된다.
상기 제1용량성 소자(C1)는 제1용량성 소자(C1)의 제1전극에 인가되는 제1기준 전압(VREF1)과 제2전극에 인가되는 트랜지스터(Tr1)의 제어전극 전압(VA)의 차에 해당하는 전압을 저장하게 된다. 제2용량성 소자(C2)는 제2용량성 소자(C2)의 제1 전극에 인가되는 제2기준 전압(VREF2)과 제2전극에 인가되는 제1기준 전압(VREF1)의 차에 해당하는 전압을 저장하게 된다. 즉, 제1기준전압(VREF1), 제2기준전압(VREF2) 및 기준전류(IREF)가 일정한 값이 인가되면, 제1용량성 소자(C1)와 제2용량성 소자(C2)에 저장되는 전압이 일정하게 초기화된다.
다음 주변광 감지 기간(T2)은 로우레벨의 제2제어신호가 인가되어 제2스위치(S2)가 턴온 되고, 하이레벨의 제1제어신호, 제3제어신호, 제4제어신호 및 제5제어신호가 인가되어 제1스위치(S1), 제3스위치(S3), 제4스위치(S4), 제5스위치(S5) 및 제6스위치(S6)가 턴오프 된다.
상기 제2스위치(S2)는 턴온 되어 제1수광 소자(PD1)의 제1전극과 제2전극 사이에 형성된 역방향 전류가 제1용량성 소자(C1)와 제2용량성 소자(C2)의 접점인 제1노드(N1)에 인가된다. 이때, 제1수광 소자(PD1)를 통해 형성된 역방향 전류는 주변광의 밝기 정도에 따라 다르다. 즉, 주변광이 어두워지면 제1수광 소자(PD1)를 통해 흐르는 전류는 작아지게 되고, 주변광이 밝아지면 제1수광 소자(PD1)를 통해 흐르는 전류는 커지게 된다.
상기 제1수광 소자(PD1)를 통해 형성된 역방향 전류가 제1용량성 소자(C1)와 제2용량성 소자(C2)의 접점인 제1노드(N1)에 인가되어, 제1노드(N1)의 전압은 제1기준 전원(VREF1)에서 역방향 전류에 대응하는 전압(△V)만큼 변경되어 VREF1+△V가 된다. 이때, 제1기준 전원(VREF1)은 초기화 기간(T1)에서 제1노드(N1)에 인가된 전압 이다.
상기 제1노드(N1)의 전압이 변경됨에 따라, 제1노드(N1)의 변경된 전압에 대응하여 제1용량성 소자(C1)의 제2전극의 전압과 제2용량성 소자(C2)의 저장 전압이 변경된다. 즉, 제1수광 소자(PD1)를 통해 형성된 역방향 전류에 대응하여 제1노드(N1)의 전압은 △V만큼 변경되고, 변경된 제1노드(N1)의 전압(△V)에 대응하여 제2용량성 소자(C2)에 저장된 전압은 △V만큼 변경되어 충전되고, 제1용량성 소자(C1)에 저장된 전압은 변화없이 유지되므로, 제1용량성 소자(C1)의 제2전극의 전압이 △V만큼 변경된다. 그러므로 상기 제1용량성 소자의 커플링전압은 제1노드(N1)의 변경된 전압에 대응하여, 변경된다.
여기서, 제2용량성 소자(C2)의 충전 속도는 주변광이 상대적으로 밝으면 빠르게 충전되고, 주변광이 상대적으로 어두우면 천천히 충전된다.
마지막으로 샘플링 기간(T3)은 로우레벨의 제1제어신호와 제5제어신호가 인가되어 제1스위치(S1)와 제6스위치(S6)가 턴온 되고, 하이레벨의 제2제어신호, 제3제어신호 및 제4제어신호가 인가되어 제2스위치(S2), 제3스위치(S3), 제4스위치(S4) 및 제5스위치(S5)가 턴오프 된다.
상기 제1스위치(S1)는 턴온 되어 트랜지스터(Tr1)에서 인가되는 전류를 제6스위치(S6)을 통해서 출력단자(IOUT)로 출력한다. 이때, 트랜지스터(Tr1)는 제1용량성 소자(C1)와 제2용량성 소자(C2)의 커플링 전압에 대응하는 전류(IREF-△I)를 제1스위치(S1)와 제6스위치(S6)를 통하여 출력단자(IOUT)로 출력한다. 즉, 제1용량성 소자(C1)와 제2용량성 소자(C2)의 커플링 전압이 트랜지스터(Tr1)의 제어전극에 인가되고, 커플링 전압이 작으면 상대적으로 많은 전류를 트랜지스터(Tr1)를 통해 출력단자(IOUT)로 출력하고, 커플링 전압이 크면 상대적으로 작은 전류를 트랜지스터(Tr1)를 통해 출력 단자(IOUT)로 출력한다.
여기서, △I는 제1수광 소자(PD1)를 통해 형성된 역방향 전류에 대응하는 전압(△V) 변화량이 제1노드(N1)에 인가되어 트랜지스터(Tr1)를 통해 흐르는 전류가 변경된 전류변화량 이다. 상기 △I는 제1용량성 소자(C1)와 제2용량성 소자(C2)의 커플링 전압이 트랜지스터(Tr1)의 제어전극 전압이 되므로, 커플링 전압이 작으면 △I는 작아지게 되고, 커플링 전압이 크면 △I는 커지게 된다.
이와 같이 하여, 제1수광 소자(PD1)에 상대적으로 약한 빛이 입사되면 제1수광 소자(PD1)를 통하여 흐르는 전류가 상대적으로 작아지게 되어 제1용량성 소자(C1)와 제2용량성 소자(C2)에 의한 커플링 전압은 상대적으로 작아지게 된다. 그러면 트랜지스터(Tr1)를 통하여 흐르는 전류(IREF-△I)는 상대적으로 당연히 커지게 된다. 또한 제1수광 소자(PD1)에 상대적으로 강한 빛이 입사되면 제1수광 소자(PD1)를 통하여 흐르는 전류가 상대적으로 커지고 이에 따라 제1용량성 소자(C1)와 제2용량성 소자(C2)의 커플링 전압은 상대적으로 커지게 된다. 그러면 상기 트랜지스터(Tr1)를 통하여 흐르는 전류(IREF-△I)는 당연히 상대적으로 작아지게 된다.
그리고 제2스위치(S2)는 턴오프가 되어 제1수광 소자(PD1)와 제1노드(N1)를 분리하여, 샘플링 기간(T3)에 제1수광 소자(PD1)가 주변광에 반응하여 생성된 광 누설전류가 제1노드(N1)에 인가되어 제1용량성 소자(C1)와 제2용량성 소자(C2)의 커플링 전압이 변하는 것을 방지한다.
한편, 제6제어신호에 의한 제3용량성 소자(C3)의 동작을 설명하면, 제1수광 소자(PD1)에 갑자기 강한 빛이 입사되면, 제2용량성 소자(C2)가 빠르게 충전되는데 이때, 제2용량성 소자(C2)가 너무 빠르게 충전됨으로써, 트랜지스터(Tr1)로부터 신뢰성 있는 출력 전압을 확보하기 어렵고, 이에 따라 정확한 주변광 감지 동작이 불가능해 진다.
이러한 현상을 방지하기 위해서 본발명은 출력단자(IOUT)로 출력전류가 일정 시간 동안 계속 임계점 이하가 되면 이를 피드백 신호로 하여, 제6제어신호를 로우레벨로 인가하여 턴온 시킨다. 그러면, 제3용량성 소자(C3)는 제2용량성 소자(C2)와 병렬로 연결된다.
따라서, 제1수광 소자(PD1)는 두개의 제2용량성 소자(C2)와 제3용량성 소자(C3)가 병렬로 연결됨으로써, 용량성 소자의 용량이 커지게 되어 역바이어스 용량이 더욱 증가한다. 물론 제2용량성 소자(C2)와 제3용량성 소자(C3)가 제1용량성 소자(C1)와의 커플링 전압에 영향을 미치고, 결국 이러한 커플링 전압은 다시 트랜지스터(Tr1)의동작에 기여하게 된다. 이에 따라 트랜지스터(Tr1)가 신뢰성 있는 동작 구간에서 동작하게 되고, 이에 따라 안정해진 출력 전압을 확보할 수 있게 된다. 즉, 제3용량성 소자(C3)가 제2용량성 소자(C2)에 병렬로 연결되어 제1수광 소 자(PD1)는 주변광 감지를 원활하게 할 수 있게 된다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 도시한 회로도가 도시되어 있다.
도 3 에 도시된 바와 같이 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로는 도 1a에 도시된 주변광 감지 회로와 유사하다. 다만, 제1수광 소자(PD1)의 캐소드와 애노드가 반대로 연결되어 캐소드가 제2스위치(S2)의 제1전극과 제3스위치(S3)의 제2전극 사이에 전기적으로 연결되고 애노드가 제3기준 전원(VREF3)에 전기적으로 연결된다. 이때, 제3스위치(S3)는 제1전극이 제1기준 전원(VREF1)에 전기적으로 연결되어 턴온 되면 제1기준 전압(VREF1)을 제1수광 소자(PD1)의 캐소드에 인가하게 되는데, 제1기준 전압(VREF1)은 제3기준 전압(VREF3) 보다 하이레벨(high level)일 수 있다. 따라서, 도 1a의 주변광 감지 회로는 제1수광 소자(PD1)를 통하여 역방향의 전류가 증가함에 따라, 제2용량성 소자(C2)는 충전되고 제1용량성 소자(C1)에 의한 커플링 전압이 증가하였지만, 도 3의 주변광 감지 회로는 제1수광 소자(PD1)를 통하여 역방향 전류가 증가함에 따라, 제2용량성 소자(C2)가 방전되고 제1용량성 소자(C1)에 의한 커플링 전압이 감소한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 도시한 회로도가 도시되어 있다.
도 4 에 도시된 바와 같이 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로는 도 1a에 도시된 주변광 감지 회로와 유사하다. 다만, 트랜지스터(Tr2)가 N채널 트랜지스터로 구성 되었으며, 동작은 도 1a의 주변광 감지 회로와 동일하게 동작한다. 도 1의 주변광 감지 회로에서 제1스위치(S1), 제4스위치(S4), 제5스위치(S5) 및 제6스위치(S6)가 트랜지스터(Tr1)의 제2전극에 전기적으로 연결되어 있었지만, 트랜지스터(Tr2)가 N채널 트랜지스터이므로 제1스위치(S1), 제4스위치(S4), 제5스위치(S5) 및 제6스위치(S6)가 제1전극과 전기적으로 연결된다. 도 4의 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로는 도 1a의 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로와 트랜지스터가 P채널에서 N채널 트랜지스터를 사용하는 것 이외에는 동일하므로, 주변광 감지회로의 동작은 도 1a, 도2a, 도2b에서 설명한 것과 같이 동일하게 동작한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 도시한 회로도가 도시되어 있다.
도 5 에 도시된 바와 같이 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로는 도 4에 도시된 주변광 감지 회로와 유사하다. 다만, 제1수광 소자(PD1)의 캐소드와 애노드가 반대로 연결되어 캐소드가 제2스위치(S2)의 제1전극과 제3스위치(S3)의 제2전극 사이에 전기적으로 연결되고 애노드가 제3기준 전원(VREF3)에 전기적으로 연결된다. 이때, 제3스위치(S3)는 제1전극이 제1기준 전원(VREF1)에 전기적으로 연결되어 턴온이 되면 제1기준 전압(VREF1)을 제1수광 소자(PD1)의 캐소드에 인가하게 되는데, 제1기 준 전압(VREF1)은 제3기준 전압(VREF3)보다 하이레벨(high level)일 수 있다. 도 4의 주변광 감지 회로는 제1수광 소자(PD1)를 통하여 역방향의 전류가 증가함에 따라, 제2용량성 소자(C2)는 충전되고 제1용량성 소자(C1)에 의한 커플링 전압이 증가하였지만, 도 5의 주변광 감지 회로는 제1수광 소자(PD1)를 통하여 역방향 전류가 증가함에 따라, 제2용량성 소자(C2)가 방전되고 제1용량성 소자(C1)에 의한 커플링 전압이 감소한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 도시한 회로도가 도시되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로는 도 1a에 도시된 주변광 감지 회로와 유사하다. 다만, 주변광 감지회로는 제1수광 소자(PD1)의 캐소드에 전기적으로 연결되고, 차광판을 포함하는 제2수광 소자(PD2)를 더 포함하고, 다른 소자는 도 1a의 주변광 감지회로와 동일하게 동작한다. 상기 제2수광 소자(PD2)는 캐소드가 제1수광 소자(PD1)의 애노드 전극에 전기적으로 연결되고, 애노드가 제4기준 전원(VREF4)에 전기적으로 연결된다. 이때, 제1기준 전압(VREF1)은 제3기준 전압(VREF3)보다 로우레벨(low level)일 수 있고, 제4기준 전압(VREF4)은 제1기준 전압(VREF1)보다 로우레벨(low level)일 수 있다.
여기서 제1수광 소자(PD1)는 주변광이 입사되어 주변광에 반응하여 제3기준 전압(VREF3)으로부터 전류를 흘려 제1용량성 소자(C1)의 커플링 전압을 변경하고 제2용량성 소자(C2)를 충전하는데, 이때 온도가 증가함에 따라서 제1수광 소자(PD1)에 흐르는 전류 역시 증가하게 된다. 즉, 누설 전류가 발생하게 된다. 제2수광 소자(PD2)는 차광판을 포함하므로, 제1수광 소자(PD1)와 같이 동일한 온도 증가에 따른 전류 변화는 일어나지만, 주변광 입사에 따른 전류 변화가 없게 된다. 그러므로 제1수광 소자(PD1)에 흐르는 전류와 제2수광 소자(PD2)에 흐르는 전류의 차는 주변광에 따른 전류가 되므로, 이에 대응하는 전압을 제1노드(N1)에 인가할 수 있게 된다. 즉, 출력 전류가 온도에 따른 누설전류로 변동 되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 제1수광 소자(PD1)와 제2수광 소자(PD2)는 동일한 특성의 수광 소자로서 온도 특성 역시 동일한 소자이다.
다시 말해서 제1수광 소자(PD1)에 흐르는 전류는 주변광에 반응하여 제3기준 전압(VREF3)으로부터 전류(Iphoto)와 온도 증가에 따른 전류(Idark)이고, 제2수광 소자(PD2)는 차광판을 포함하므로 제2수광 소자(PD2)에 흐르는 전류는 온도 증가에 따른 전류(Idark)만 흐르게 된다. 그러므로 제1수광 소자(PD1)에 흐르는 전류와 제2수광 소자(PD2)에 흐르는 전류의 차는 주변광에 반응하여 제3기준 전압(VREF3)으로부터 전류(Iphoto)만 남게된다. 따라서 제2스위치(S2)를 통해서 주변광 감지회로에 흐르는 전류는 온도 변화에 영향을 받지 않는 주변광에 따른 전류(Iphoto)만 흐르게 되어, 온도에 따른 누설전류를 제거하여 출력 전류가 변동되는 것을 방지할 수 있 다.
도 3 내지 도 5의 주변광 감지회로에 차광판을 포함하는 제2수광 소자(PD2)가 더 포함되어, 도 3 내지 도 5의 주변광 감지회로도 온도에 따른 누설전류를 제거하여 출력 전류가 변동되는 것을 방지할 수 있다.
도 7을 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 도시한 회로도가 도시되어 있다.
도 7에 도시된 바와 같이 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로는 도 1a에 도시된 주변광 감지 회로와 유사하다. 다만, 도 1a의 주변광 감지회로에서 온도센서, 참조값(LUT) 및 제어부를 더 포함하고, 다른 소자는 도 1a의 주변광 감지회로와 동일하게 동작한다.
상기 온도 센서는 참조값(LUT)과 전기적으로 연결되어 주변광 감지 회로의 온도를 센싱하고, 센싱된 온도를 참조값(LUT)으로 전달한다.
상기 참조값은 온도 센서와 제어부 사이에 전기적으로 연결되어 센싱된 온도에 대응하는 주변광 감지시간을 제어부로 전달한다. 이때, 상기 참조값(LUT)은 센싱된 온도에 대응하는 주변광 감지 시간이 저장되어 있는 메모리 형태로 도 8에 참조 값의 특성을 도시한 곡선이 도시되어 있다.
상기 제어부는 제1제어신호 내지 제6제어신호와 참조값(LUT) 사이에 전기적으로 연결된다. 상기 참조값(LUT)은 온도센서에서 센싱된 온도에 대응하는 주변광 감지 시간을 출력하여 제어부에 인가하고, 온도에 따른 주변광 감지 시간을 제1제 어신호 내지 제6제어신호에 인가한다. 이때, 온도가 증가하면 누설 전류가 증가하므로 주변광 감지 시간은 감소하게 되고, 온도가 감소하면 누설전류가 발생하지 않으므로 주변광 감지 시간은 온도가 높을 때에 비하여 증가하여, 트랜지스터(Tr1)를 통해 출력단자(IOUT)로 출력되는 전류는 일정하게 유지된다.
도 3 내지 도 5의 주변광 감지회로에 온도센서, 참조값(LUT) 및 제어부가 더 포함되어 도 3 내지 도 5의 주변광 감지회로도 온도에 따른 누설전류에 대응하여 주변광 감지시간을 조절하여 출력 전류가 변동되는 것을 방지할 수 있다.
도 8을 참조하면, 도 7의 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로의 참조값을 도시한 특성 곡선이 도시되어 있다.
도 8에 도시된 바와 같이 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로의 참조 값을 도시한 특성 곡선은 온도 센서에서 인가되는 센싱 온도가 증가할수록 수광 소자의 누설 전류가 증가하고, 누설 전류가 증가할수록 주변광 감지시간은 감소하게 된다. 이것은 온도 센서에서 인가되는 센싱 온도가 증가하였다면, 수광 소자의 누설 전류가 증가하게 되므로, 주변광 감지시간을 줄이게 된다. 이는 제1용량성 소자(C1)와 제2용량성 소자(C2) 사이인 제1노드(N1)에 제1수광 소자(PD1)에서 전압이 인가되는 시간이 감소하게 되므로, 제1용량성 소자(C1)와 제2용량성 소자(C2)가 충전되는 시간이 줄게 된다. 즉, 온도로 인하여 전류가 증가한 것을 주변광 감지 시간을 줄이게 되어 출력단자(IOUT)로 출력되는 전류가 변동되는 것을 방지할 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 도시한 회로도가 도시되어 있다.
도 9에 도시된 바와 같이 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로는 도 1a에 도시된 주변광 감지 회로와 유사하다. 다만, 도 1a의 주변광 감지회로에서 제1스위칭트랜지스터(ST1)과 제2스위칭트랜지스터(ST2)를 더 포함하고, 다른 소자는 도 1a의 주변광 감지회로와 동일하게 동작한다.
상기 제1스위칭트랜지스터(ST1)는 제1전극(소스 또는 드레인), 제2전극(드레인 또는 소스) 및 제어 전극(게이트 전극)을 포함한다. 상기 제1스위칭트랜지스터(ST1)는 제1전극과 제2전극이 제1용량성 소자(C1)와 제2용량성 소자(C2) 사이인 제1노드(N1)에 전기적으로 연결된다. 이러한 제1스위칭트랜지스터(ST1)는 제어전극에 제2부제어신호가 인가되어, 제2부제어신호에 의해 턴온/턴오프 될 수 있다. 이때, 상기 제2부제어신호는 상기 제2제어신호에 반대되는 신호로, 제2제어신호가 하이레벨일때, 제2부제어신호는 로우레벨이 되고, 제2제어신호가 로우레벨일때, 제2부제어신호는 하이레벨이 된다.
상기 제1스위칭트랜지스터(ST1)는 도 9에 도시된 바와 같이 P채널 트랜지스터를 사용할 수 있으며, 이때 제2스위치(S2)도 동일한 P채널 트랜지스터를 사용하여, 제1스위칭트랜지스터(ST1)가 턴온 되면 제2스위치(S2)는 턴오프되고, 제1스위칭트랜지스터(ST1)가 턴오프되면 제2스위치(S2)는 턴온된다. 즉, 서로 반대로 동작하게 된다. 상기 제1스위칭트랜지스터(ST1)는 N채널 트랜지스터가 될 수도 있으나, 이때 제2스위치(S2) 역시 N채널 트랜지스터가 되어야 한다.
이러한 제1스위칭트랜지스터(ST1)가 턴온되고, 상기 제2스위치(S2)가 턴오프되는 주변광 감지 기간(T2)에서 샘플링 기간(T3)으로 변경될 때에, 제2스위치(S2)가 턴오프되는 순간에 스위칭 에러로 인하여 트랜지스터(Tr1)의 제어전극의 전압이 증가되어 출력전류가 낮아지는 현상이 발생하는데, 제1스위칭트랜지스터(ST1)로 인하여 이를 보상할 수 있다.
상기 제2스위칭트랜지스터(ST2)는 제1전극(소스 또는 드레인), 제2전극(드레인 또는 소스) 및 제어 전극(게이트 전극)을 포함한다. 상기 제2스위칭트랜지스터(ST2)는 제1전극과 제2전극이 트랜지스터(Tr1)의 제어전극에 전기적으로 연결된다. 이러한 제2스위칭트랜지스터(ST2)는 제어전극에 제3부제어신호가 인가되어, 제3부제어신호에 의해 턴온/턴오프 될 수 있다. 이때, 상기 제3부제어신호는 상기 제3제어신호에 반대되는 신호로, 제3제어신호가 하이레벨일 때, 제3부제어신호는 로우레벨이 되고, 제3제어신호가 로우레벨일 때, 제3부제어신호는 하이레벨이 된다.
상기 제2스위칭트랜지스터(ST2)는 도 9에 도시된 바와 같이 P채널 트랜지스터를 사용할 수 있으며, 이때 제4스위치(S4)도 동일한 P채널 트랜지스터를 사용하여, 제2스위칭트랜지스터(ST2)가 턴온 되면 제4스위치(S4)는 턴오프되고, 제2스위칭트랜지스터(ST2)가 턴오프되면 제4스위치(S4)는 턴온된다. 즉, 서로 반대로 동작하게 된다. 상기 제2스위칭트랜지스터(ST2)는 N채널 트랜지스터가 될 수도 있으나, 이때 제4스위치(S4) 역시 N채널 트랜지스터가 되어야 한다.
이러한 제2스위칭트랜지스터(ST2)가 턴온되고, 상기 제4스위치(S4)가 턴오프 되는 초기화 기간(T1)에서 주변광 감지 기간(T2)으로 변경될 때에, 제4스위치(S4)가 턴오프되는 순간에 스위칭 에러로 인하여 트랜지스터(Tr1)의 제어전극의 전압이 증가되어 출력전류가 낮아지는 현상이 발생하는데, 더미 스위치인 제2스위칭트랜지스터(ST2)가 턴온되어 이를 보상할 수 있다.
도 3 내지 도 5의 주변광 감지회로에 제1스위칭트랜지스터(ST1)과 제2스위칭트랜지스터(ST2)가 더 포함되어 도 3 내지 도 5의 주변광 감지회로도 제2스위치(S2)와 제4스위치(S4)의 스위칭 에러현상으로 트랜지스터의 제어전극의 전압이 증가되어 출력전류가 감소하는 현상을 보상할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 도시한 회로도이다.
도 2는 도 1a의 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로의 타이밍도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 도시한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 도시한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 도시한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 도시한 회로도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 도시한 회로도이다.
도 8은 도 7의 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로의 참조값을 도시한 특성 곡선이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로를 도시한 회로도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
PD1; 제1수광 소자 PD2; 제2수광 소자
S1; 제1스위치 S2; 제2스위치
S3; 제3스위치 S4; 제4스위치
S5; 제5스위치 S6; 제6스위치
S7; 제7스위치 C1; 제1용량성 소자
C2; 제2용량성 소자 C3; 제3용량성 소자
Tr1; 트랜지스터(P채널) Tr2; 트랜지스터(N채널)
ST1; 제1스위칭트랜지스터 ST2; 제2스위칭트랜지스터
LUT; 참조값

Claims (20)

  1. 제1전원에 전기적으로 연결된 트랜지스터;
    상기 트랜지스터의 제어전극과 제1기준 전원 사이에 전기적으로 연결된 제1용량성 소자;
    상기 제1용량성 소자와 제2기준 전원 사이에 전기적으로 연결된 제2용량성 소자;
    상기 제1기준 전원과 제3기준 전원 사이에 전기적으로 연결되어 주변광에 반응하여 전류를 흘려보냄으로써, 상기 제1용량성 소자의 커플링 전압과 상기 제2용량성 소자의 충/방전 전압을 조절하는 제1수광 소자;
    상기 트랜지스터에 전기적으로 연결되고, 상기 제1용량성 소자의 커플링 전압에 따라 상기 트랜지스터를 통하여 상기 제1전원으로 부터의 전류가 출력되도록 하는 제1스위치; 및
    상기 제1수광 소자와 상기 제1용량성 소자 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 제1수광 소자의 누설전류를 차단하여, 상기 제1용량성 소자의 커플링 전압이 변하는 것을 방지하기 위한 제2스위치를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1기준 전원과 상기 제2스위치 사이에 전기적으로 연결되고, 제1기준 전원으로부터 제1기준 전압이 상기 제2스위치를 통해 상기 제1용량성 소자와 상기 제2용량성 소자에 인가되도록 하는 제3스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랜지스터의 제어전극과 상기 제1스위치 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 트랜지스터를 다이오드 구조로 연결시키는 제4스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1스위치와 기준 전류원 사이에 전기적으로 연결되고, 기준 전류를 상기 제1스위치를 통해 상기 트랜지스터에 인가하여, 상기 트랜지스터의 제어전극에 일정한 전압을 인가하게 하는 제5스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1스위치와 전기적으로 연결되고, 상기 제1용량성 소자와 상기 제2용량성 소자의 커플링 전압에 대응하여 상기 트랜지스터가 상기 제1전원으로부터 일정 전류를 상기 제1스위치를 통해 출력단자로 전달하는 제6스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2용량성 소자와 전기적으로 연결되어, 상기 제1수광 소자의 역바이어스 용량을 증가시키는 제3용량성 소자를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2용량성 소자와 상기 제3용량성 소자 사이에 전기적으로 연결되어, 상기 제3용량성 소자를 제2용량성 소자와 전기적으로 연결하도록 하는 제7스위치를 더 포함하여 이루어 진 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1기준 전원과 상기 제2스위치 사이에 전기적으로 연결되고, 제1기준전원으로부터 제1기준 전압이 상기 제2스위치를 통해 상기 제1용량성 소자와 상기 제2용량성 소자에 인가되도록 하는 제3스위치;
    상기 트랜지스터의 제어전극과 상기 제1스위치 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 트랜지스터를 다이오드 구조로 연결시키는 제4스위치;
    상기 제1스위치와 기준 전류원 사이에 전기적으로 연결되고, 기준 전류를 상기 제1스위치를 통해 상기 트랜지스터에 인가하여, 상기 트랜지스터의 제어전극에 일정한 전압을 인가하게 하는 제5스위치;
    상기 제1스위치와 전기적으로 연결되고, 상기 제1용량성 소자와 상기 제2용량성 소자의 커플링 전압에 대응하여 상기 트랜지스터가 상기 제1전원으로부터 일정 전류를 상기 제1스위치를 통해 출력단자로 전달하는 제6스위치;
    상기 제2용량성 소자와 전기적으로 연결되어, 상기 제1수광 소자의 역바이어스 용량을 증가시키는 제3용량성 소자; 및
    상기 제2용량성 소자와 상기 제3용량성 소자 사이에 전기적으로 연결되어, 상기 제3용량성 소자를 제2용량성 소자와 전기적으로 연결하도록 하는 제7스위치를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1수광 소자는 상기 제1기준 전원에 애노드가 전기적으로 연결되고, 제3기준 전원에 캐소드가 전기적으로 연결된 PIN 다이오드, PN 다이오드 및 포토커플러 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1기준 전원으로부터 인가되는 제1기준 전압보다 상기 제3기준 전원에서 인가되는 제3기준 전압이 더 큰 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1수광 소자는 상기 제1기준 전원에 캐소드가 전기적으로 연결되고, 제3기준 전원에 애노드가 전기적으로 연결된 PIN 다이오드, PN 다이오드 및 포토커플러 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1기준 전원으로부터 인가되는 제1기준 전압보다 상기 제3기준 전원에서 인가되는 제3기준 전압이 더 작은 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1수광 소자와 제4기준 전원 사이에 전기적으로 연결 되고, 차광층을 포함하여 주변광이 입사되지 않으므로 온도 증가에 따른 누설 전류만 감지하는 제2수광 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1수광 소자에 흐르는 전류에서 상기 제2수광 소자에 흐르는 전류인 온도 증가에 따른 누설 전류를 제거하여, 주변광에 따른 전류를 상기 제1용량성 소자와 상기 제2용량성 소자에 인가하여 커플링 전압을 조절하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1수광 소자와 제4기준 전원 사이에 전기적으로 연결 되고, 차광층을 포함하여 주변광이 입사되지 않으므로 온도 증가에 따른 누설 전류만 감지하는 제2수광 소자를 더 포함하여 이루어 진 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지 회로.
  16. 제 1 항에 있어서,
    온도를 센싱하는 온도센서;
    상기 온도 센서와 전기적으로 연결되어 센싱된 온도에 대응하는 주변광 감지시간이 저장되어 있는 참조 값; 및
    상기 참조 값과 전기적으로 연결되어, 상기 참조 값에서 출력되는 주변광 감지 시간에 대응하여 상기 제1스위치에 제1제어 신호를 공급하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지회로.
  17. 제 8 항에 있어서,
    온도를 센싱하는 온도센서;
    상기 온도 센서와 전기적으로 연결되어 센싱된 온도에 대응하는 주변광 감지시간이 저장되어 있는 참조 값; 및
    상기 참조 값과 전기적으로 연결되어, 상기 참조 값에서 출력되는 주변광 감지 시간에 대응하여 상기 제1스위치에 제1제어신호, 제2스위치와 제3스위치에 제2제어신호, 제4스위치에 제3제어신호, 제5스위치에 제4제어신호, 제6스위치에 제5제어신호 및 제7스위치에 제6제어신호를 공급하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지회로.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1용량성 소자와 상기 제2용량성 소자 사이에 제1전극과 제2전극이 전기적으로 연결되고, 제어전극이 제2부제어신호에 전기적으로 연결된 제1스위칭트랜지스터;
    상기 트랜지스터에 제1전극과 제2전극이 전기적으로 연결되고, 제어전극이 제3부제어신호에 전기적으로 연결된 제2스위칭트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지회로.
  19. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1용량성 소자와 상기 제2용량성 소자 사이에 제1전극과 제2전극이 전기적으로 연결되고, 제어전극이 제2부제어신호에 전기적으로 연결된 제1스위칭트랜지스터;
    상기 트랜지스터에 제1전극과 제2전극이 전기적으로 연결되고, 제어전극이 제3부제어신호에 전기적으로 연결된 제2스위칭트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징 으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지회로.
  20. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2스위치, 상기 제4스위치 및 상기 제7스위치는 직렬로 연결된 두개의 트랜지스터로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치용 주변광 감지회로.
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