KR20110011410A - 온도에 따라 선형적으로 넓은 범위로 가변되는 센싱 신호를 출력할 수 있는 디스플레이 드라이버 장치의 온도 센서 및 이를 구비하는 디스플레이 드라이버 장치 - Google Patents

온도에 따라 선형적으로 넓은 범위로 가변되는 센싱 신호를 출력할 수 있는 디스플레이 드라이버 장치의 온도 센서 및 이를 구비하는 디스플레이 드라이버 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 온도에 따라 선형적으로 넓은 범위로 가변되는 센싱 신호를 출력할 수 있는 디스플레이 드라이버 장치의 온도 센서 및 이를 구비하는 디스플레이 드라이버 장치를 공개한다. 본 발명의 디스플레이 드라이버 장치의 온도 센서는 온도에 비례하는 제1 비례 전압과 온도에 반비례하는 제2 비례 전압을 생성하는 비례 전압 발생부, 및 제1 비례 전압과 제2 비례 전압 사이의 전압차를 증폭하여 센싱 신호를 출력하는 센싱 신호 출력부를 구비한다. 따라서 온도의 변화에 따라 넓은 전압 범위에서 선형적으로 가변되는 센싱 신호를 출력할 수 있다.

Description

온도에 따라 선형적으로 넓은 범위로 가변되는 센싱 신호를 출력할 수 있는 디스플레이 드라이버 장치의 온도 센서 및 이를 구비하는 디스플레이 드라이버 장치{Temperature sensor for display driver device capable of outputting wide ＆ linear sensing signal according to temperature and display driver device}
본 발명은 온도 센서 및 이를 구비하는 디스플레이 드라이버 장치에 관한 것으로서, 특히 온도에 따라 선형적으로 넓은 범위로 가변되는 센싱 신호를 출력할 수 있는 온도 센서 및 이를 구비하는 디스플레이 드라이버 장치에 관한 것이다.
대부분의 전자 장치는 온도에 의해 영향을 받는다. 즉 전자 장치는 너무 높거나 너무 낮은 온도에서는 정상적인 동작을 수행하지 못하므로, 적정한 온도에서 동작을 수행하기 위해 현재 온도를 감지하고, 감지된 온도에 대응하여 동작을 수행할 필요가 있다. 따라서 전자 장치들은 대부분 온도를 감지하기 위하여 온도 센서를 구비한다.
특히 디스플레이 드라이버 장치는 영상을 출력하는 패널을 구동하기 위해 고전압을 인가하기 때문에 높은 온도에서 동작하게 되며, 온도가 높아질수록 전류 소모가 증가하여 디스플레이 드라이버 장치의 온도는 더욱 높아지게 된다. 또한 디 스플레이 장치의 크기가 점차로 커짐에 따라 디스플레이 드라이버 장치의 부하(load)가 커지게 되어 소비 전류가 증가하게 되고, 결과적으로 온도가 높아지게 된다. 그리고 이러한 온도의 상승은 디스플레이 드라이버 장치에 오동작을 유발할 수 있다.
본 발명의 목적은 온도에 따라 선형적으로 넓은 범위로 가변되는 센싱 신호를 출력할 수 있는 온도 센서를 구비하는 디스플레이 드라이버 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 목적을 달성하기 위한 디스플레이 드라이버 장치의 온도 센서를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디스플레이 드라이버 장치는 게이트 드라이버 제어 신호에 응답하여 패널의 복수개의 게이트 라인을 구동하는 게이트 드라이버, 디지털 데이터를 수신하고, 클럭 신호에 동기하여 상기 패널의 복수개의 데이터 라인을 구동하는 소스 드라이버, 및 이미지 데이터와 명령에 응답하여 상기 게이트 드라이버 제어 신호와 상기 디지털 데이터를 출력하고, 센싱 신호에 응답하여 상기 클럭 신호를 출력하는 제어부를 구비하고, 상기 소스 드라이버는 온도에 비례하는 제1 비례 전압과 온도에 반비례하는 제2 비례 전압을 생성하고, 상기 제1 및 제2 비례 전압 사이의 전압차를 증폭하여 온도에 비례하는 전압 레벨을 갖는 상기 센싱 신호를 출력하는 온도 센서를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 온도 센서는 상기 제1 및 제2 비례 전압을 생성하여 출력하는 비례 전압 발생부, 및 상기 제1 및 제2 비례 전압 사이의 전압 차를 감지 증폭하여 상기 센싱 신호를 출력하는 센싱 신호 출력부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비례 전압 발생부는 제1 전원 전압과 제2 전원 전압 사이에 연결되고, 제1 및 제2 노드에 온도의 변화에 관계없이 일정한 전압 레벨을 갖는 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생부, 상기 기준 전압 발생부와 병렬로 상기 제1 전원 전압과 상기 제2 전원 전압 사이에 연결되고, 상기 제2 노드로 흐르는 전류를 미러하여 제1 출력 노드로 인가하여 상기 제1 비례 전압을 출력하는 제1 비례 전압 출력부, 및 상기 기준 전압 발생부 및 상기 제1 비례 전압 출력부와 병렬로 상기 제1 전원 전압과 상기 제2 전원 전압 사이에 연결되고, 상기 제2 노드로 흐르는 전류를 미러하여 제2 출력 노드로 인가하여 상기 제2 비례 전압을 출력하는 제2 비례 전압 출력부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 비례 전압 출력부는 상기 제1 전원 전압과 상기 제1 출력 노드 사이에 연결되고, 게이트가 상기 제2 노드에 연결되는 제1 트랜지스터, 및 상기 제1 출력 노드와 상기 제2 전원 전압 사이에 연결되는 조절 저항을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 비례 전압 출력부는 상기 제1 전원 전압과 상기 제2 출력 노드 사이에 연결되고, 게이트가 상기 제2 노드에 연결되는 제2 트랜지스터, 및 상기 제2 출력 노드에 이미터 단자가, 상기 제2 전원 전압에 베이스 및 컬렉터 단자가 연결되는 적어도 하나의 제3 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센싱 신호 출력부는 상기 제1 출력 노 드와 제1 입력 노드 사이에 연결되는 제1 증폭 저항, 상기 제1 입력 노드와 상기 제2 전원 전압 사이에 연결되는 제2 증폭 저항, 상기 제2 출력 노드와 제2 입력 노드 사이에 연결되는 제3 증폭 저항, 상기 제2 입력 노드와 센싱 신호 출력 노드 사이에 연결되는 제4 저항, 및 상기 제1 입력 노드 및 상기 제2 입력 노드에 인가되는 전압 차를 감지 증폭하여 상기 센싱 신호 출력 노드로 상기 센싱 신호를 출력하는 증폭기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제어부는 상기 센싱 신호에 응답하여 상기 클럭 신호의 펄스 폭을 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디스플레이 드라이버 장치의 온도 센서는 온도에 비례하는 제1 비례 전압과 온도에 반비례하는 제2 비례 전압을 생성하고, 상기 제1 및 제2 비례 전압 사이의 전압차를 증폭하여 온도에 비례하는 전압 레벨을 갖는 센싱 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디스플레이 드라이버 장치의 온도 센서는 상기 제1 및 제2 비례 전압을 생성하여 출력하는 비례 전압 발생부, 및 상기 제1 및 제2 비례 전압 사이의 전압 차를 감지 증폭하여 상기 센싱 신호를 출력하는 센싱 신호 출력부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비례 전압 발생부는 제1 전원 전압과 제2 전원 전압 사이에 연결되고, 제1 및 제2 노드에 온도의 변화에 관계없이 일정한 전압 레벨을 갖는 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생부, 상기 기준 전압 발생부와 병렬로 상기 제1 전원 전압과 상기 제2 전원 전압 사이에 연결되고, 제1 출력 노드로 상기 제2 노드로 흐르는 전류를 미러하여 인가하여 상기 제1 비례 전압을 출력하는 제1 비례 전압 출력부, 및 상기 기준 전압 발생부 및 상기 제1 비례 전압 출력부와 병렬로 상기 제1 전원 전압과 상기 제2 전원 전압 사이에 연결되고, 제2 출력 노드로 상기 제2 노드로 흐르는 전류를 미러하여 인가하여 상기 제2 비례 전압을 출력하는 제2 비례 전압 출력부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 디스플레이 드라이버 장치의 온도 센서 및 이를 구비하는 디스플레이 드라이버 장치는 온도 센서가 온도에 비례하는 제1 기준 신호와 온도에 반비례하는 제2 기준 신호를 발생하고, 제1 기준 신호와 제2 기준 신호 사이의 전압 차를 감지 증폭하여 센싱 신호를 출력하므로, 센싱 신호가 선형적으로 넓은 범위로 가변된다. 따라서 디스플레이 드라이버 장치의 제어부가 정확한 온도를 감지할 수 있으므로, 온도에 따른 디스플레이 드라이버 장치의 동작을 제어하기 용이하다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 온도에 따라 선형적으로 넓은 범위로 가변되는 센싱 신호를 출력할 수 있는 디스플레이 드라이버 장치의 온도 센서 및 이를 구비하는 디스플레이 드라이버 장치를 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 디스플레이 드라이버 장치의 온도 센서의 일예를 나타내는 도면이다.
도 1 의 온도 센서는 비례 전압 발생부(100) 및 센싱 신호 출력부(200)를 구 비한다. 비례 전압 발생부(100)는 온도를 감지하고, 온도의 증가에 비례하여 증가하는 제1 비례 전압(Vptat)과 온도의 증가에 반비례하여 감소하는 제2 비례 전압(Vctat)을 출력한다. 그리고 센싱 신호 출력부(200)는 제1 비례 전압(Vptat)과 제2 비례 전압(Vctat)을 인가받고 두 전압 사이의 전압차를 증폭하여 센싱 신호(Vsen)를 출력한다.
도 2 는 도 1 의 비례 전압 발생부의 일예를 나타내는 도면이다.
도 2 를 참조하면, 비례 전압 발생부(100)는 제1 전원 전압(Vdd)과 제2 전원 전압(Vss) 사이에 병렬로 연결되는 기준 전압 발생부(110), 제1 비례 전압 출력부(120) 및 제2 비례 전압 출력부(130)를 구비한다. 기준 전압 발생부(110)는 밴드 갭 레퍼런스(bandgap reference) 회로와 동일한 구성을 가지며, 제1 전원 전압(Vdd)과 제2 전원 전압(Vss) 사이에 연결되는 전류 미러부(111)와 레벨 제어부(112)를 구비한다.
전류 미러부(111)는 2개의 전류 미러 회로로 구성되어, 제1 및 제3 노드(Nd1, Nd3)와 제2 및 제4 노드(Nd2, Nd4)에 동일한 전류가 흐르도록 한다. 레벨 제어부(112)는 제1 내지 제4 노드(Nd1 ~ Nd4)에 흐르는 전류의 양을 조절하여 제1 내지 제4 노드(Nd1 ~ Nd4)의 전압 레벨을 조절한다. 전류 미러부(111)는 제1 전원 전압(Vdd)과 제3 노드(Nd3) 사이에 직렬로 연결되는 제1 및 제3 트랜지스터(MP1, MN1) 및 제1 전원 전압(Vdd)과 제4 노드(Nd4) 사이에 직렬로 연결되는 제2 및 제4 트랜지스터(MP2, MN2)를 구비한다.
전류 미러부(111)는 제1 및 제2 트랜지스터(MP1, MP2)로 구성되는 제1 전류 미러 회로와 제3 및 제4 트랜지스터(MN1, MN2)로 구성되는 제2 전류 미러 회로로 구분할 수 있다. 제1 전류 미러 회로의 제1 및 제2 트랜지스터(MP1, MP2)의 게이트는 제2 트랜지스터(MP2)의 드레인이 연결되는 제4 노드(Nd4)에 공통으로 연결된다. 따라서 제1 및 제2 트랜지스터(MP1, MP2)는 제2 노드(Nd2)를 흐르는 제2 전류(I2)를 미러하여 제2 노드(Nd2)를 흐르는 전류에 비례하는 제1 전류(I1)가 제1 트랜지스터(MP1)의 드레인이 연결되는 제1 노드(Nd1)로 흐르게 한다. 그리고 제2 전류 미러 회로의 제3 및 제4 트랜지스터(MN1, MN2)의 게이트는 제3 트랜지스터의 드레인이 연결되는 제1 노드(Nd1)를 흐르는 제1 전류(I1)를 미러하여 제3 노드(Nd3)에 흐르는 전류에 비례하는 제2 전류(I2)가 제4 노드(Nd4)에 흐르게 한다. 따라서 제1 및 제3 노드(Nd1, Nd3)에 비례하는 전류가 제2 및 제4 노드(Nd2, Nd4)를 통해 흐른다. 그리고 이 때 제2 및 제4 노드(Nd2, Nd4)를 통해 흐르는 제2 전류(I2)는 제1 및 제3 트랜지스터(MP1, MN1)의 채널 폭(channel width : W)과 채널 길이(channel length : L) 각각에 대한 제2 및 제4 트랜지스터(MP2, MN2)의 채널 폭(W)과 채널 길이(L)의 비로서 결정된다. 즉 제1 및 제3 트랜지스터(MP1, MN1)의 "채널 폭(W)/채널 길이(L)"각각에 대해 제2 및 제4 트랜지스터(MP2, MN2)의 "채널 폭(W)/채널 길이(L)"각각이 K(K는 양의 실수) 배이면, 제2 전류(I2)는 제1 전류(I1)의 K배로 흐르게 된다.
만일 제1 트랜지스터(MP1)와 제2 트랜지스터(MP2)의 "채널 폭(W)/채널 길이(L)"이 동일한 값을 가지고 제3 트랜지스터(MN1)와 제4 트랜지스터(MN2)의 "채널 폭(W)/채널 길이(L)"이 동일한 값을 가지면, 제1 전류(I1)와 제2 전류(I2)의 전류 량은 동일하게 된다. 이하 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 제1 전류(I1)와 제2 전류(I2)의 전류량은 동일한 것으로 가정하여 설명한다. 그러나 상기한 바와 같이 제1 내지 제4 트랜지스터(MP1, MP2, MN1, MN2) 각각의 "채널 폭(W)/채널 길이(L)"로 제2 전류(I2)를 제1 전류(I1)의 K배로 조절 할 수도 있다. 그리고 상기에서는 제1 및 제2 트랜지스터(MP1, MP2)가 각각 PMOS 트랜지스터이고, 제3 및 제4 트랜지스터(MN1, MN2)가 각각 NMOS 트랜지스터인 것으로 도시하였으나, 다른 타입의 트랜지스터를 사용할 수도 있다. 다만 제1 및 제2 트랜지스터(MP1, MP2)가 서로 동일한 타입의 트랜지스터이고, 제3 및 제4 트랜지스터(MN1, MN2)가 서로 동일한 타입의 트랜지스터로 구성되어야 한다.
그리고 전류 미러부(111)는 초기 구동 시에 제1 및 제2 전류(I1, I2)가 모두 0 A인 경우에 동작을 하지 않을 수 있다. 따라서 전류 미러부(111)는 초기 구동을 위한 스타트 회로를 추가로 더 구비할 수 있다. 스타트 회로는 다양한 방법으로 구성될 수 있으며, 공지된 기술이므로 별도로 설명하지 않는다.
한편 레벨 조절부(112)는 제3 노드(Nd3)와 제2 전원 전압(Vss) 사이에 연결되는 제5 트랜지스터(BT1) 및 제4 노드(Nd4)와 제2 전원 전압(Vss) 사이에 직렬로 연결되는 레벨 조절 저항(RR1) 및 제6 트랜지스터(BT2)를 구비한다. 레벨 조절부(112)는 온도에 무관하게 제3 및 제4 노드(Nd3, Nd4)를 흐르는 제1 및 제2 전류(I1, I2)의 전류량을 결정하고, 제3 및 제4 노드(Nd3, Nd4)가 동일한 전압 레벨을 갖도록 조절한다. 레벨 조절 저항(RR1)은 제4 노드(Nd4)를 흐르는 전류량 및 제4 노드(Nd4)의 전압 레벨을 결정하기 위하여 사용되고, 제5 및 제6 트랜지스 터(BT1, BT2)는 제3 및 제4 노드(Nd3, Nd4)의 전압 레벨이 온도에 무관하게 동일하도록 조절하기 위해 사용된다. 즉 제5 및 제6 트랜지스터(BT1, BT2)는 저항값이 온도에 반비례하는 특성을 가지므로 온도에 비례하는 저항값을 갖는 레벨 조절 저항(RR1)에 대응하여 제3 및 제4 노드(Nd3, Nd4)의 전압 레벨이 온도에 무관하게 동일한 레벨로 유지되도록 조절한다. 그리고 제5 트랜지스터(BT1)로 흐르는 전류가 제6 트랜지스터(BT2)의 M배로 흐를 때, 제6 트랜지스터(BT2)는 제5 트랜지스터(BT1)의 M배의 전류가 흐를 수 있도록 제6 트랜지스터(BT2)의"채널 폭(W)/채널 길이(L)"이 제5 트랜지스터(BT1)의"채널 폭(W)/채널 길이(L)"의 M배가 되도록 구현될 수 있다. 또는 M이 양의 정수인 경우에 제6 트랜지스터(BT2)는 제5 트랜지스터(BT1)와 동일한 M개의 트랜지스터가 병렬로 연결되는 구현될 수 있다.
결과적으로 기준 전압 발생부(110)는 온도에 무관하게 제1 및 제2 노드(Nd1, Nd2)가 동일하게 기준 전압(Vref) 레벨을 갖도록 조절한다.
한편 제1 비례 전압 출력부(120)는 제1 전원 전압(Vdd)과 제2 전원 전압(Vss) 사이에 직렬로 연결되는 제7 트랜지스터(MP3)와 조절 저항(RR2)을 구비한다. 제7 트랜지스터(MP3)는 제1 전원 전압(Vdd)과 온도에 비례하는 제1 비례 전압(Vptat)을 출력하는 제1 출력 노드(Ndo1) 사이에 연결되고, 게이트가 제1 및 제2 트랜지스터(MP1, MP2)와 마찬가지로 제2 노드(Nd2)에 연결된다. 따라서 제7 트랜지스터(MP3)의 게이트로는 제2 트랜지스터(MP2)의 게이트와 동일하게 기준 전압(Vref)이 인가되어 제7 트랜지스터(MP3)와 제2 트랜지스터(MP2)는 전류 미러를 형성하고, 제7 트랜지스터(MP3)의 "채널 폭(W)/채널 길이(L)"이 제2 트랜지스 터(MP2)의 "채널 폭(W)/채널 길이(L)"과 동일한 값을 갖는 경우에는 제1 출력 노드(Ndo1)에 제4 노드(Nd4)로 흐르는 전류와 동일한 전류가 흐르도록 한다.
그리고 제1 출력 노드(Ndo1)와 제2 전원 전압(Vss) 사이에 연결되는 조절 저항(RR2)의 저항값은 온도에 비례한다. 또한 따라서 제1 출력 노드(Ndo1)로 출력되는 제1 비례 전압(Vptat)의 전압 레벨은 온도에 비례하여 가변된다. 여기서 온도의 변화에 대해 제1 비례 전압(Vptat)의 전압 레벨은 레벨 조절 저항(RR1)에 대한 조절 저항(RR2)의 비로서 가변된다. 즉 레벨 조절 저항(RR1)과 조절 저항(RR2)의 저항값을 조절하여 온도의 변화에 따른 제1 비례 전압(Vptat)의 변화율을 조절할 수 있다.
또한 제2 비례 전압 출력부(130)는 제1 전원 전압(Vdd)과 제2 전원 전압(Vss) 사이에 직렬로 연결되는 제8 트랜지스터(MP4)와 제9 트랜지스터(BT3)를 구비한다. 제8 트랜지스터(MP4)는 제1 전원 전압(Vdd)과 온도에 반비례하는 제2 비례 전압(Vctat)을 출력하는 제2 출력 노드(Ndo2) 사이에 연결되고, 제7 트랜지스터(MP3)와 마찬가지로 게이트가 제2 노드(Nd2)에 연결된다. 따라서 제8 트랜지스터(MP4)의 게이트로는 제2 트랜지스터(MP2)의 게이트와 동일한 전압이 인가되어 제8 트랜지스터(MP4)와 제2 트랜지스터(MP2)는 전류 미러를 형성하고, 제2 노드(Nd2)로 흐르는 전류를 미러하여 제2 출력 노드(Ndo2)에 동일한 전류가 흐르도록 한다.
그리고 제9 트랜지스터(BT3)는 저항값이 온도에 반비례하는 특성을 갖는다. 따라서 제2 출력 노드(Ndo2)로 출력되는 제2 비례 전압(Vctat)의 전압 레벨은 온도에 반비례하게 된다. 그리고 이때 제2 비례 전압(Vctat)의 온도에 대한 변화율은 제6 트랜지스터(BT2)를 흐르는 전류에 대한 제9 트랜지스터(BT3)를 흐르는 전류의 비로서 결정된다. 따라서 제6 트랜지스터(BT2)의 "채널 폭(W)/채널 길이(L)"에 대한 제9 트랜지스터(BT3)의 "채널 폭(W)/채널 길이(L)"로서 제2 비례 전압(Vctat)의 온도에 대한 변화율을 조절할 수 있다. 그리고 제6 트랜지스터(BT2)와 제9 트랜지스터(BT3)가 각각 동일한 적어도 하나의 트랜지스터로 구현되는 경우에, 제6 트랜지스터(BT2)의 개수에 대한 제9 트랜지스터(BT3)의 개수로서 제2 비례 전압(Vctat)의 온도에 대한 변화율을 조절할 수도 있다. 특히 온도의 변화에 반비례하여 변화하는 제2 비례 전압(Vctat) 또한 제6 트랜지스터(BT2)를 흐르는 전류에 대한 제9 트랜지스터(BT3)를 흐르는 전류의 비로서 결정되므로, 선형적으로 가변되는 특성을 갖는다.
상기한 바와 같이, 도 2 의 비례 전압 발생부(100)는 레벨 조절 저항(RR1) 및 조절 저항(RR2)의 저항값을 조절하여 온도에 대한 제1 비례 전압(Vptat)의 변화율을 조절할 수 있으며, 제6 트랜지스터(BT2)와 제9 트랜지스터(BT3)를 조절하여 제2 비례 전압(Vctat)의 변화율을 조절할 수 있다.
상기에서는 제7 트랜지스터(MP3) 및 제8 트랜지스터(MP4)가 제1 및 제2 트랜지스터(MP1, MP2)와 동일한 "채널 폭(W)/채널 길이(L)"를 갖는 트랜지스터인 것으로 가정하였으나, 제7 트랜지스터(MP3) 및 제8 트랜지스터(MP4)는 각각 제1 및 제2 트랜지스터(MP1, MP2)와 다른 "채널 폭(W)/채널 길이(L)"을 가질수 있다.
도 3 은 도 1 의 센싱 신호 출력부의 일예를 나타내는 도면이다.
센싱 신호 출력부(200)는 제1 비례 전압(Vptat)과 제2 비례 전압(Vctat) 사 이의 전압차를 증폭하여 센싱 신호(Vsen)를 출력하기 위한 증폭기(AMP)와 센싱 신호(Vsen)의 증폭율을 조절하기 위한 제1 내지 제4 증폭 저항(R1 ~ R4)을 구비한다. 제1 증폭 저항(R1)은 비례 전압 발생부(100)의 제1 출력 노드(Ndo1)와 증폭기(AMP)의 입력단 중 하나에 연결되는 제1 입력 노드(NC1) 사이에 연결되고, 제2 증폭 저항(R2)은 제1 입력 노드(NC1)와 제2 전원 전압(Vss) 사이에 연결된다. 그리고 제3 증폭 저항(R3)은 비례 전압 발생부(100)의 제2 출력 노드(Ndo2)와 증폭기(AMP)의 다른 입력단에 연결되는 제2 입력 노드(NC2) 사이에 연결되고, 제4 증폭 저항(R4)은 제2 입력 노드(NC2)와 증폭기(AMP)의 센싱 신호 출력 노드(Nout) 사이에 연결된다. 상기한 센싱 신호 출력부(200)의 구성은 일반적인 감산기의 구성이다.
그리고 비례 전압 발생부(100)의 제1 출력 노드(Ndo1)와 제2 출력 노드(Ndo1)는 각각 제1 비례 전압(Vptat) 및 제2 비례 전압(Vctat)을 출력한다.
따라서, 제1 및 제3 증폭 저항(R1, R3)과 제2 및 제4 증폭 저항(R2, R4)이 각각 동일한 저항값을 갖는 경우에 센싱 신호 출력부(200)에서 출력되는 센싱 신호(Vsen)의 전압 레벨은 수학식 1과 같이 표현된다.
Figure 112009046345364-PAT00001
즉 센싱 신호(Vsen)의 전압 레벨은 제1 비례 전압(Vptat)과 제2 비례 전압(Vctat)의 전압차에 제1 및 제2 증폭 저항(R1, R2)의 저항값의 비로서 나타난다.
도 4 는 온도의 변화에 따른 제1 및 제2 비례 전압의 변화를 나타내는 도면 이다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 도 2 의 비례 전압 발생부(100)에서 출력되는 제1 비례 전압(Vptat)은 온도에 비례하여 변화하고, 제2 비례 전압(Vctat)은 온도에 반비례하여 변화한다. 또한 제1 비례 전압(Vptat)은 레벨 조절 저항(RR1) 및 조절 저항(RR1, RR2)의 저항값을 조절하여 온도에 대한 변화율을 조절할 수 있으며, 제2 비례 전압(Vctat)은 제6 트랜지스터(BT2)와 제9 트랜지스터(BT3)를 조절하여 온도에 대한 변화율을 조절할 수 있다. 뿐만 아니라, 제1 및 제2 비례 전압(Vptat, Vctat)이 모두 온도의 변화에 대해 선형적으로 변화하는 특성을 갖는다.
상기에서는 설명의 편의를 위해 제1 및 제3 증폭 저항(R1, R3)과 제2 및 제4 증폭 저항(R2, R4)이 각각 동일한 저항값을 갖는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 제1 내지 제4 저항(R1 ~ R4)이 각각 다른 저항값을 가질 수도 있다.
도 5 는 온도의 변화에 따른 센싱 신호의 변화를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4 를 참조하면, 센싱 신호(Vsen)의 전압 레벨은 제1 비례 전압(Vptat)과 제2 비례 전압(Vctat)의 전압차에 제1 및 제2 증폭 저항(R1, R2)의 저항값의 비를 곱하여 결정된다. 그리고 도 4 에 도시된 바와 같이 제1 비례 전압(Vptat)은 온도의 상승에 비례하여 선형적으로 전압 레벨이 상승하고, 제2 비례 전압(Vctat)은 온도의 상승에 반비례하여 선형적으로 전압 레벨이 감소하므로, 온도가 상승하면 제1 및 제2 비례 전압(Vptat, Vctat) 사이의 전압 차는 선형적으로 증가한다. 따라서 도 1 의 온도 센서는 온도의 변화에 비례하는 전압만을 사용하는 온도 센서 또는 온도의 변화에 반비례하는 전압만을 사용하여 온도를 측정하는 온도 센서보다 센싱 신호(Vsen)의 전압 레벨이 온도의 변화에 대해 큰 전압 변화를 가질 수 있다. 또한 센싱 신호(Vsen)가 온도의 변화에 대해 선형적으로 가변된다.
그리고 제1 및 제2 증폭 저항(R1, R2)의 저항값을 조절하여 지정된 온도 범위 내에서 센싱 신호(Vsen)가 가질 수 있는 최대 및 최소 전압 레벨을 결정 할 수 있게 된다. 즉 온도의 변화에 따른 센싱 신호(Vsen)의 변화율을 제1 및 제2 증폭 저항(R1, R2)의 저항값으로 조절할 수 있다.
도 6 은 본 발명에 따른 온도 센서를 구비하는 디스플레이 드라이버 장치의 일예를 나타내는 도면이다.
도 6 의 디스플레이 드라이버 장치는 패널(10), 게이트 드라이버(20), 소스 드라이버(30) 및 제어부(40)를 구비한다.
패널(10)은 행 방향으로 배치되는 복수개의 게이트 라인과 열 방향으로 배치되는 복수개의 데이터 라인 및 복수개의 게이트 라인과 복수개의 데이터 라인 사이에 각각 배치되는 복수개의 픽셀 전극을 구비한다.
게이트 드라이버(20)는 제어부(40)에서 인가되는 게이트 드라이버 제어 신호(GC)에 응답하여 패널(10)의 게이트 라인들로 게이트 온 전압(G1 ~ Gn)을 인가한다.
소스 드라이버(30)는 제어부(40)로부터 인가되는 디지털 데이터(Data)와 함께 클럭 신호(CLK)를 수신하고, 디지털 데이터(Data)에 대응하는 디스플레이 데이터 전압(Y1 ~ Ym)을 생성한다. 그리고 클럭 신호(CLK)에 동기하여 패널(40)의 데이터 라인들로 각각 생성된 디스플레이 데이터 전압(Y1 ~ Ym)을 출력한다. 또한 소스 드라이버(30)의 온도 센서(31)는 현재 소스 드라이버(30)의 동작 온도를 감지하여 센싱 신호(Vsen)를 제어부(40)로 출력한다.
제어부(40)는 외부에서 인가되는 이미지 데이터(G-data)와 명령(com) 및 소스 드라이버(30)의 온도 센서(31)에서 인가되는 센싱 신호(Vsen)에 응답하여 게이트 드라이버(20)로 게이트 드라이버 제어 신호(GC)를 출력하고, 소스 드라이버로 디지털 데이터(Data)와 클럭 신호(CLK)를 출력한다. 여기서 제어부(40)는 소스 드라이버(30)의 온도 센서(31)에서 인가되는 센싱 신호(Vsen)의 전압 레벨을 감지하여 소스 드라이버(30)의 동작 온도를 감지하고, 소스 드라이버(30)의 동작 온도가 지정된 온도보다 낮거나 높으면, 클럭 신호(CLK)의 펄스폭을 조절하여 출력한다.
소스 드라이버(30)는 디스플레이 데이터 전압(Y1 ~ Ym)을 생성하고, 디스플레이 데이터 전압(Y1 ~ Ym)은 일 예로 0 ~ 15V의 큰 전압 범위를 가진다. 그리고 소스 드라이버(30)는 패널(40)의 데이터 라인을 디스플레이 데이터 전압(Y1 ~ Ym)으로 구동하므로 많은 열이 발생하게 된다. 일반적으로 소스 드라이버(30)는 75℃ ~ 125℃ 이상의 온도에서 동작한다. 따라서 넓은 동작 온도 범위를 정확히 지시하기 위해서는 온도 센서(31)에서 출력되는 센싱 신호(Vsen)의 전압 레벨이 온도의 변화에 대해 선형적으로, 넓은 전압 범위에서 가변되어야 한다. 그리고 제어부(40)는 센싱 신호(Vsen)에 응답하여 클럭 신호(CLK)의 펄스폭을 조절하여 소스 드라이버(30)의 동작 속도를 조절하거나, 디스플레이 데이터 전압(Y1 ~ Ym)의 전압 레벨을 조절하여 소스 드라이버(30)의 동작 온도를 낮추고, 디스플레이 데이터 전압(Y1 ~ Ym)의 전압 레벨이 지정된 범위 내에 위치하도록 한다.
그러나 소스 드라이버(30)의 동작 온도가 높고 또한 동작 온도의 범위가 매우 넓은데 비하여 제어부(40)는 통상적으로 3V 이내의 저전압에서 동작한다. 따라서 제어부(40)는 0 ~ 3V 이내의 범위에서 가변되는 전압을 감지하기는 용이하나, 범위 이외의 전압을 감지하기는 어렵다. 또한 범위 이내의 전압에서도 일정 수준의 마진(margin)은 필요하다. 따라서 온도 센서(31)에서 출력되는 센싱 신호(Vsen)는 75℃ ~ 125℃의 온도 범위에 대해 1 ~ 2V 의 전압 레벨을 갖도록 설정하면, 제어부(40)가 높은 해상도로 온도의 변화를 감지할 수 있으며, 마진이 있으므로 노이즈에도 대응할 수 있게 된다.
결과적으로 본 발명의 디스플레이 드라이버 장치는 온도에 비례하는 제1 비례 전압과 온도에 반비례하는 제2 비례 전압을 생성하고, 제1 비례 전압과 제2 비례 전압 사이의 전압 차를 증폭하여 온도에 대하여 선형적이고 넓은 전압 범위에서 가변되는 센싱 신호(Vsen)를 출력할 수 있는 온도 센서를 구비한다. 따라서 정확한 온도를 감지할 수 있으므로, 오동작을 줄일 수 있다.
상기에서는 소스 드라이버(30)가 75℃ ~ 125℃ 의 온도 범위에서 동작하고, 제어부(40)가 3V 의 전압에서 동작하며, 센싱 신호(Vsen)는 0 ~ 3V 의 전압 범위로 출력되는 것으로 설명하였으나, 이는 일예로서 다양하게 변경될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 디스플레이 드라이버 장치의 온도 센서의 일예를 나타내는 도면이다.
도 2 는 도 1 의 비례 전압 발생부의 일예를 나타내는 도면이다.
도 3 은 도 1 의 센싱 신호 출력부의 일예를 나타내는 도면이다.
도 4 는 온도의 변화에 따른 제1 및 제2 비례 전압의 변화를 나타내는 도면이다.
도 5 는 온도의 변화에 따른 센싱 신호의 변화를 나타내는 도면이다.
도 6 은 본 발명에 따른 온도 센서를 구비하는 디스플레이 드라이버 장치의 일예를 나타내는 도면이다.

Claims (10)

  1. 게이트 드라이버 제어 신호에 응답하여 패널의 복수개의 게이트 라인을 구동하는 게이트 드라이버;
    디지털 데이터를 수신하고, 클럭 신호에 동기하여 상기 패널의 복수개의 데이터 라인을 구동하는 소스 드라이버; 및
    이미지 데이터와 명령에 응답하여 상기 게이트 드라이버 제어 신호와 상기 디지털 데이터를 출력하고, 센싱 신호에 응답하여 상기 클럭 신호를 출력하는 제어부를 구비하고,
    상기 소스 드라이버는 온도에 비례하는 제1 비례 전압과 온도에 반비례하는 제2 비례 전압을 생성하고, 상기 제1 및 제2 비례 전압 사이의 전압차를 증폭하여 온도에 비례하는 전압 레벨을 갖는 상기 센싱 신호를 출력하는 온도 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 드라이버 회로.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 온도 센서는
    상기 제1 및 제2 비례 전압을 생성하여 출력하는 비례 전압 발생부; 및
    상기 제1 및 제2 비례 전압 사이의 전압 차를 감지 증폭하여 상기 센싱 신호를 출력하는 센싱 신호 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 드라이버 회로.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 비례 전압 발생부는
    제1 전원 전압과 제2 전원 전압 사이에 연결되고, 제1 및 제2 노드에 온도의 변화에 관계없이 일정한 전압 레벨을 갖는 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생부;
    상기 기준 전압 발생부와 병렬로 상기 제1 전원 전압과 상기 제2 전원 전압 사이에 연결되고, 상기 제2 노드로 흐르는 전류를 미러하여 제1 출력 노드로 인가하여 상기 제1 비례 전압을 출력하는 제1 비례 전압 출력부; 및
    상기 기준 전압 발생부 및 상기 제1 비례 전압 출력부와 병렬로 상기 제1 전원 전압과 상기 제2 전원 전압 사이에 연결되고, 상기 제2 노드로 흐르는 전류를 미러하여 제2 출력 노드로 인가하여 상기 제2 비례 전압을 출력하는 제2 비례 전압 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 드라이버 회로.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 제1 비례 전압 출력부는
    상기 제1 전원 전압과 상기 제1 출력 노드 사이에 연결되고, 게이트가 상기 제2 노드에 연결되는 제1 트랜지스터; 및
    상기 제1 출력 노드와 상기 제2 전원 전압 사이에 연결되는 조절 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 드라이버 회로.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 제2 비례 전압 출력부는
    상기 제1 전원 전압과 상기 제2 출력 노드 사이에 연결되고, 게이트가 상기 제2 노드에 연결되는 제2 트랜지스터; 및
    상기 제2 출력 노드에 이미터 단자가, 상기 제2 전원 전압에 베이스 및 컬렉터 단자가 연결되는 적어도 하나의 제3 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 드라이버 회로.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 센싱 신호 출력부는
    상기 제1 출력 노드와 제1 입력 노드 사이에 연결되는 제1 증폭 저항;
    상기 제1 입력 노드와 상기 제2 전원 전압 사이에 연결되는 제2 증폭 저항;
    상기 제2 출력 노드와 제2 입력 노드 사이에 연결되는 제3 증폭 저항;
    상기 제2 입력 노드와 센싱 신호 출력 노드 사이에 연결되는 제4 저항; 및
    상기 제1 입력 노드 및 상기 제2 입력 노드에 인가되는 전압 차를 감지 증폭하여 상기 센싱 신호 출력 노드로 상기 센싱 신호를 출력하는 증폭기를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 드라이버 회로.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 센싱 신호에 응답하여 상기 클럭 신호의 펄스 폭을 조절하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 드라이버 회로.
  8. 온도에 비례하는 제1 비례 전압과 온도에 반비례하는 제2 비례 전압을 생성하고, 상기 제1 및 제2 비례 전압 사이의 전압차를 증폭하여 온도에 비례하는 전압 레벨을 갖는 센싱 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 드라이버 장치의 온도 센서.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 디스플레이 드라이버 장치의 온도 센서는
    상기 제1 및 제2 비례 전압을 생성하여 출력하는 비례 전압 발생부; 및
    상기 제1 및 제2 비례 전압 사이의 전압 차를 감지 증폭하여 상기 센싱 신호를 출력하는 센싱 신호 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 드라이버 장치의 온도 센서.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 비례 전압 발생부는
    제1 전원 전압과 제2 전원 전압 사이에 연결되고, 제1 및 제2 노드에 온도의 변화에 관계없이 일정한 전압 레벨을 갖는 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생부;
    상기 기준 전압 발생부와 병렬로 상기 제1 전원 전압과 상기 제2 전원 전압 사이에 연결되고, 제1 출력 노드로 상기 제2 노드로 흐르는 전류를 미러하여 인가하여 상기 제1 비례 전압을 출력하는 제1 비례 전압 출력부; 및
    상기 기준 전압 발생부 및 상기 제1 비례 전압 출력부와 병렬로 상기 제1 전원 전압과 상기 제2 전원 전압 사이에 연결되고, 제2 출력 노드로 상기 제2 노드로 흐르는 전류를 미러하여 인가하여 상기 제2 비례 전압을 출력하는 제2 비례 전압 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 드라이버 회로의 온도 센서.
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