光測定回路と光測定回路を含む液晶表示装置およびその駆動方法
【課題】 外部光の強さをリアルタイムで正確に測定できる光測定回路とこれを含む液晶表示装置およびその駆動方法が提供される。
【解決手段】 光測定回路は、第1基準光に対応する第1基準電流を出力する第1光センサ、第2基準光に対応する第2基準電流を出力する第2光センサ、外部光に対応する外部光電流を出力する第3光センサ、第1基準電流を感知して再生する第1電流メモリ、第2基準電流と第1基準電流との差電流を感知して再生する第2電流メモリおよび第2基準電流と第1基準電流の差電流が第1時間の間に流入されて充電され、外部光電流と第1基準電流の差電流が第2時間の間に流出して放電されるストレージキャパシタを含むリードアウト回路と、第1および第2基準光の強度と第1および第2時間とを利用して、外部光の強度を算出する決定部とを含む。
【解決手段】 光測定回路は、第1基準光に対応する第1基準電流を出力する第1光センサ、第2基準光に対応する第2基準電流を出力する第2光センサ、外部光に対応する外部光電流を出力する第3光センサ、第1基準電流を感知して再生する第1電流メモリ、第2基準電流と第1基準電流との差電流を感知して再生する第2電流メモリおよび第2基準電流と第1基準電流の差電流が第1時間の間に流入されて充電され、外部光電流と第1基準電流の差電流が第2時間の間に流出して放電されるストレージキャパシタを含むリードアウト回路と、第1および第2基準光の強度と第1および第2時間とを利用して、外部光の強度を算出する決定部とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光測定回路と光測定回路を含む液晶表示装置およびその駆動方法に関する。より詳細には、外部光の強さをリアルタイムで正確に測定することができる光測定回路と光測定回路を含む液晶表示装置およびその駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置は、画素電極が具備される第1表示板、共通電極が具備される第2表示板、および第1表示板と第2表示板の間に注入された誘電体異方性(dielectric anisotropy)を有する液晶層を有する液晶パネルを含む。
【0003】
画素電極と共通電極の間に電界を形成し、この電界の強さを調節して、液晶パネルを透過する光の量を制御することによって望む映像を表示する。ここで、液晶表示装置は、自己発光型表示装置ではないため、光源として動作するバックライトユニットを液晶パネルの背面に設置する。
【0004】
ところで、液晶表示装置の消費電力において、バックライトユニットの消費電力が占める比重は大きい。例えば、モバイルTFT−LCDの場合、消費電力の80%程度がバックライトユニットで消耗される。このようなバックライトユニットの消費電力を減らすために、外部照度に応じてバックライトユニットの輝度を調節する方法が開発されている。
【0005】
このような方法において、外部照度を測定するための光センサとして、例えば、ポリシリコンTFT工程を利用してLCDパネル内にピンダイオードを内蔵することができる。ところで、ピンダイオードのような光センサは、その光特性が各パネルに応じて異なって示される。各パネルごとに他の光センサの光特性を反映するために、パネルごとに光センサの光特性を事前に測定すると、液晶表示装置の生産費が増え生産性が低下する。そして、もし各パネルごとに他の光センサの光特性を反映しないと、外部光を正確に測定できなくなり、光センサの分解能(resolution)が低下する。
【0006】
従来の液晶表示装置は、表示部と、基準光の照度を測定する第1センサと、外部照度を測定する第2センサと、前記第1および第2センサの測定値を比較して、外部照度を基準光の照度に対して相対的に求める比較手段を具備している。このような従来技術によれば、外部照度に基づいて、液晶表示装置の表示輝度を調節することができる。しかし、このような従来技術は、第1および第2センサの測定値を保存する別途の手段と、第1および第2センサの測定値を比較して外部照度を基準光の照度に対して相対的に求める手段を必要とする。そして、これをデジタル方式で具現するならば、その設計が複雑である。
【特許文献1】特開2007−065004号公報(第3−15ページ、第1図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明が解決しようとする課題は、外部光をリアルタイムで正確に測定できる光測定回路を提供しようとするものである。
【0008】
本発明が解決しようとする他の課題は、外部光をリアルタイムで正確に測定できる光測定回路を含む液晶表示装置を提供しようとするものである。
【0009】
また、本発明が解決しようとする他の課題は、外部光をリアルタイムで正確に測定できる液晶表示装置の駆動方法を提供しようとするものである。
【0010】
本発明が解決しようとする課題は、以上で言及した課題に制限されない。また他の課題は次の記載から当業者に明確に理解できるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記課題を達成するために、発明1は、下記の構成要件を有する光測定回路を提供する。
・第1基準光に対応する第1基準電流を出力する第1光センサと、
第2基準光に対応する第2基準電流を出力する第2光センサと、
外部光に対応する外部光電流を出力する第3光センサと、
前記第1基準電流を感知して再生する第1電流メモリと、
前記第2基準電流と前記第1基準電流との差電流を感知して再生する第2電流メモリと、
前記第2基準電流と前記第1基準電流との差電流が第1時間の間に流入されて充電され、前記外部光電流と前記第1基準電流との差電流が第2時間の間に流出されて放電されるストレージキャパシタと、
を含むリードアウト回路、
・前記第1基準光および第2基準光の強度と前記第1時間および第2時間とを利用して、前記外部光の強度を算出する決定部。
発明2は、前記発明1において、第1区間の第1部分の間、前記第1光センサは前記第1基準電流を出力し、前記第1電流メモリは前記第1基準電流を感知し、第1区間の第2部分の間、前記第1電流メモリは前記感知された第1基準電流を再生し、第2区間の第1部分の間、前記第2光センサは前記第2基準電流を出力し、前記第2電流メモリは前記第1基準電流と第2基準電流との差電流を感知し、第2区間の第2部分の間、前記第2電流メモリは前記感知された第1基準電流と第2基準電流との差電流を再生し、第3区間であって前記第1時間の間、前記再生された第1基準電流と第2基準電流との差電流が流入されて前記ストレージキャパシタは充電され、第4区間あって前記第2時間の間、前記外部光電流と前記第1基準電流との差電流が流出され前記ストレージキャパシタは放電される光測定回路を提供する。
発明3は、前記発明2において、前記ストレージキャパシタは、前記第3区間より前にリセット電圧が印加されてリセットされ、前記第2時間の間放電されることによって前記ストレージキャパシタの電圧は前記リセット電圧になる、光測定回路を提供する。
発明4は、前記発明1において、前記第1光センサ、第2光センサ、または第3光センサにバイアス電圧を印加するバッファードダイレクトインジェクション(Buffered direct injection)回路をさらに有する、光測定回路を提供する。
発明5は、前記発明1において、前記第1電流メモリおよび第2電流メモリは、各々MOSトランジスタと、前記MOSトランジスタのゲートに接続されたメモリキャパシタと、前記MOSトランジスタのゲートとドレーン間にカップリングされたスイッチとを備える、光測定回路を提供する。
発明6は、前記発明1において、前記決定部は、前記リセット電圧と前記ストレージキャパシタの電圧とを比較して、前記ストレージキャパシタの電圧が前記リセット電圧になればディセーブル(disable)信号を提供する比較器と、前記放電が始まる時にイネーブル(enable)され、前記ディセーブル信号が提供される時までの前記第2時間を測定するカウンタと、前記第1基準光および第2基準光の強度の差に前記第1時間を乗じ、乗じた値を前記第2時間で割り、外部光の強度を算出する演算部と、を含む光測定回路を提供する。
発明7は、前記発明6において、前記演算部は、事前に設定された(preset)前記第1基準光および第2基準光の強度と、前記第1時間と、測定された前記第2時間とを利用して外部光の強度を算出する、光測定回路を提供する。
発明8は、以下の構成要件を有する液晶表示装置を提供する。
・外部光の強度を測定する光測定回路であって、第1基準光に対応する第1基準電流を出力する第1光センサと、
第2基準光に対応する第2基準電流を出力する第2光センサと、
前記外部光に対応する外部光電流を出力する第3光センサと、
前記第1基準電流を感知して再生する第1電流メモリと、
前記第2基準電流と前記第1基準電流との差電流を感知して再生する第2電流メモリと、
前記第2基準電流と前記第1基準電流との差電流が第1時間の間に流入されて充電され、前記外部光電流と前記第1基準電流との差電流が第2時間の間に流出して放電されるストレージキャパシタと、
を備えるリードアウト回路と、
前記第1時間および第2時間の強度と前記第1時間および第2時間とを利用して前記外部光の強度を算出する決定部と、
を含む光測定回路、
・映像を表示する液晶パネルと、
・前記液晶パネルにバックライトを提供するバックライトユニットであって、前記バックライトの輝度は前記外部光の強度により制御されるバックライトユニット。
発明9は、前記発明8において、前記第1光センサは、前記外部光および前記バックライトより遮断されていて、前記第2光センサには、前記バックライトが提供され、前記第3光センサには、前記外部光が提供されている、液晶表示装置を提供する。
発明10は、前記発明8において、前記液晶パネルは表示領域と非表示領域とに区分されていて、前記非表示領域は、前記バックライトを遮断する第1遮光領域と、前記外部光を遮断する第2遮光領域とを含み、前記第1遮光領域は、前記第1光センサと前記第2光センサとを前記外部光から遮断し、前記第2遮光領域は前記第1光センサと第3光センサとを前記バックライトから遮断する、液晶表示装置を提供する。
発明11は、前記発明10において、前記第1遮光領域は、前記液晶パネルと前記バックライトユニットとを接着するバックライトユニットテープで形成されている、液晶表示装置を提供する。
発明12は、前記発明10において、前記第2遮光領域はブラックマトリックスで形成されている、液晶表示装置を提供する。
発明13は、前記発明10において、前記第1ないし第3光センサはピンフォトダイオードである、液晶表示装置を提供する。
発明14は、前記発明8において、前記第1ないし第3光センサは、前記液晶パネルに互いに隣接して内蔵されている、液晶表示装置を提供する。
発明15は、前記発明8において、前記リードアウト回路では、第1区間の第1部分の間、前記第1光センサは前記第1基準電流を出力して前記第1電流メモリは前記第1基準電流を感知し、第1区間の第2部分の間、前記第1電流メモリは前記第1基準電流を再生し、第2区間の第1部分の間、前記第2光センサは前記第2基準電流を出力して前記第2電流メモリは前記第1基準電流と第2基準電流との差電流を感知し、第2区間の第2部分の間、前記第2電流メモリは前記第1基準電流と第2基準電流との差電流を再生し、第3区間であって前記第1時間の間、前記第1基準電流と第2基準電流との差電流が流入されて前記ストレージキャパシタは充電され、第4区間であって前記第2時間の間、前記外部光電流と前記第1基準電流の差電流が流出され前記ストレージキャパシタは放電される、液晶表示装置を提供する。
発明16は、前記発明15において、前記ストレージキャパシタは、前記第3区間より前にリセット電圧が印加されてリセットされ、前記第2時間の間放電されることによって前記ストレージキャパシタの電圧は前記リセット電圧となる、液晶表示装置を提供する。
発明17は、前記発明8において、前記光測定回路は、前記第1ないし第3光センサにバイアス電圧を印加するバッファードダイレクトインジェクション回路をさらに有する、液晶表示装置を提供する。
発明18は、前記発明8において、前記決定部は、前記リセット電圧と前記ストレージキャパシタの電圧とを比較して、前記ストレージキャパシタの電圧が前記リセット電圧になればディセーブル信号を提供する比較器と、前記放電が始まる時にイネーブルされ、前記ディセーブル信号が提供されている時までの前記第2時間を測定するカウンタと、前記第1および第2基準光の強度の差電流に前記第1時間を乗じ、乗じた値を前記第2時間で割り、外部光の強度を算出する演算部と、を備える、液晶表示装置を提供する。
発明19は、
第1区間の第1部分の間、第1基準光に対応する第1基準電流を出力して前記第1基準電流を感知し、
第1区間の第2部分の間、前記感知された第1基準電流を再生し、
第2区間の第1部分の間、前記第2基準電流を出力して前記第1基準電流と第2基準電流との差電流を感知し、
第2区間の第2部分の間、前記感知された第1基準電流と第2基準電流との差電流を再生し、
第3区間であって前記第1時間の間、前記再生した第1基準電流と第2基準電流との差電流の入力を受けて充電し、
第4区間あって前記第2時間の間、外部光に対応する外部光電流と前記第1基準電流の差電流を出力して放電し、
前記第1基準光および第2基準光の強度と前記第1時間および第2時間とを利用して前記外部光の強度を算出し、
前記算出された外部光の強度によりバックライトの輝度を制御して、
前記制御されたバックライトの提供を受けて映像を表示する、
液晶表示装置の駆動方法を提供する。
発明20は、前記発明19において、前記外部光の強度の算出では、前記第2時間を測定し、前記第1基準光第2基準光の強度との差に前記第1時間を乗じ、乗じた値を前記第2時間で割る、液晶表示装置の駆動方法を提供する。
その他実施形態の具体的な事項は詳細な説明および図に含まれている。
【発明の効果】
【0012】
本発明による光測定回路と、光測定回路を含む液晶表示装置、およびその駆動方法によれば、外部光の強さをリアルタイムで正確に測定することができる。したがって、各パネルごとに相異した光センサの光特性を事前に測定して、その情報を保存しなくても、外部光の強さをリアルタイムで測定することができる。よって事前に光特性を測定する費用と時間を節減することができ、液晶表示装置の生産費を節減し生産性を向上することができる。また光センサの光特性に影響を及ぼす変化の要素がリアルタイムで反映されるため、外部光の強さを正確に測定して、光センサの分解能が低下することを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明の利点および特徴そしてそれらを達成する方法は、添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるだろう。しかし本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく互いに異なる多様な形態で具現され得るものであり、単に本実施形態は本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範囲によってのみ定義される。明細書全体にわたり、同一参照符号は同一構成要素を指称する。また「および/または」という言及されたアイテムの各々および一つ以上のすべての組合せを含み、また「カップリングされた(coupled to)」と指称されるのは、他の素子と電気的に連結されることを意味する。
【0014】
第1、第2等が多様な素子、構成要素および/またはセクションを叙述するために使用され得る。また、これら素子、構成要素および/またはセクションはこれら用語によって制限されないことはもちろんである。これら用語は単に一つの素子、構成要素またはセクションを他の素子、構成要素またはセクションと区別するために使用するものである。したがって、以下で言及される第1素子、第1構成要素または第1セクションは、本発明の技術的思想内で第2素子、第2構成要素または第2セクションでもあり得る。
【0015】
本明細書で使用された用語は実施形態を説明するためのものあり、本発明を制限するものではない。本明細書で、単数形は特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使用される「含む(comprises)」および/または「含む(comprising)」は、言及された構成要素、段階、動作および/または素子は一つ以上の他の構成要素、段階、動作および/または素子の存在または追加を排除しない。
他の定義がない場合、本明細書で使用されるすべての用語(技術および科学的用語を含む)は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に共通に理解し得る意味として使用され得るものである。また一般的に使用される事前に定義されている用語は、明白に特別に定義されていない限り理想的にまたは過度に解釈され得ない。
【0016】
図1Aおよび図1Bを参照し、本発明の実施形態による光測定回路を含む液晶表示装置を概括的に説明する。図1Aは、本発明の実施形態による液晶表示装置を概括的に示す図である。図1Bは、図1Aで示した光測定回路を概括的に示す図である。
【0017】
液晶表示装置は、液晶パネル100、光測定回路95、およびバックライトユニット200を含む。液晶パネル100は、映像を表示するが自主発光型表示装置ではないので、バックライトを必要とする。光測定回路95は、外部光の強さを測定して、バックライトユニット200に伝達する。光測定回路95は、外部光を受けてリードアウト信号を出力するリードアウト回路80と、リードアウト信号の入力を受け外部光の強さを計算する決定部90を含む。バックライトユニット200は、液晶パネル100の背面に設置され、液晶パネル100にバックライトを供給するが、バックライトの輝度は、光測定回路95が算出した外部光の強さによって制御される。
【0018】
本発明の実施形態による光測定回路95を含む液晶表示装置では、光測定回路95は外部光の強さをリアルタイムで正確に測定することができるため、これにしたがってバックライトの輝度を適切に制御することができる。
【0019】
図2ないし図4Hを参照し、本発明の一実施形態による光測定回路が含むリードアウト回路80を説明する。図2は、本発明の一実施形態によるリードアウト回路80の回路図である。図3は、本発明の一実施形態によるリードアウト回路80を駆動するタイミングダイヤグラムとそれにともなうストレージキャパシタの電圧を示す図である。図4Aないし図4Hは、図2によるタイミングダイヤグラムによって駆動されたリードアウト回路80の動作過程を説明するための回路図である。
【0020】
図2を参照すれば、本発明の一実施形態による光測定回路が含むリードアウト回路80は、第1光センサ1、第2光センサ2、第3光センサ3、第1電流メモリ60、第2電流メモリ70およびストレージキャパシタ(Cstg)を含む。
【0021】
第1光センサ1は第1基準光に対応する第1基準電流(I1)を出力し、第2光センサ2は第2基準光に対応する第2基準電流(I2)を出力して、第3光センサ3は外部光に対応する外部光電流(I3)を出力する。ここで、第1および第2基準光の強さは前もって決定(preset)できる。例えば、第1基準光は暗室での光であり、第2基準光はバックライトとすれば、第1および第2基準光の強さはあらかじめ決定し得る。一方、外部光は光測定回路がその強さを測定する。
【0022】
第1および第2電流メモリ60、70は、各々MOSトランジスタ62、72と、MOSトランジスタ62、72のゲートに接続されたメモリキャパシタ64、74と、MOSトランジスタ62、72のゲート電極とドレーン電極の間にカップリングされたスイッチとを含み得る。
【0023】
第1および第2電流メモリ60、70は、入力された電流を感知して、前記感知した電流を再生して出力する回路である。第1電流メモリ60は第1光センサ1が出力した第1基準電流(I1)を感知してこれを再生し、第2電流メモリ70は第2光センサ2が出力した第2基準電流(I2)と第1光センサ1が出力した第1基準電流(I1)の差電流を感知してこれを再生する。第1および第2電流メモリ60、70の具体的な動作については後述する。
【0024】
ストレージキャパシタ(Cstg)では、第1時間の間に、第2電流メモリ70が再生した第2基準電流(I2)と第1基準電流(I1)との差電流が流入されて充電される。またストレージキャパシタでは、第2時間の間、第3光センサ3が出力した外部光電流(I3)と第1電流メモリ60が再生した第1基準電流(I1)との差電流が流出されて放電される。
【0025】
このようなリードアウト回路80は、第1、第2、または第3光センサ1、2、3にバイアス電圧(Vd)を印加する回路であって、バッファードダイレクトインジェクション(Buffered direct injection)回路50をさらに含み得る。
【0026】
バッファードダイレクトインジェクション回路50は、演算増幅器52とMOSトランジスタ54とを含み得る。演算増幅器52の非反転入力端子には、バイアス電圧(Vd)が印加される。演算増幅器52の反転入力端子には、第1、第2、または第3光センサ1、2、3およびMOSトランジスタ54のソースが接続される。そして演算増幅器52の出力端は、MOSトランジスタ54のゲートに接続される。
【0027】
バッファードダイレクトインジェクション回路50は、リードアウト回路において第1、第2、または第3光センサ1、2、3にバイアス電圧(Vd)を印加する。ここで、演算増幅器52とMOSトランジスタ54とがネガティブフィードバックに連結されているため、バイアス電圧(Vd)を第1、第2、または第3光センサ1、2、3に安定的に印加することができる。
また、リードアウト回路80はリセット電圧(Vrst)を印加するリセット電圧入力端(65)をさらに含み得る。リセット電圧(Vrst)を印加する理由についてはリードアウト回路80の動作を説明する部分で後述する。
【0028】
図3ないし図4Hを参照し、リードアウト回路80の動作を説明する。リードアウト回路80は、図3に図示されたタイミングダイヤグラムにより駆動される。
【0029】
まず、図3および図4Aを参照すれば、第1区間の第1部分で、第1基準電流(I1)が感知される。具体的に説明すれば、SW1が閉じられ、第1光センサ1は第1基準光に対応する第1基準電流1を出力する。そして第1電流メモリ60は、第1光センサ1が出力した第1基準電流(I1)を感知する。第1電流メモリ60の動作を説明すれば、MOSトランジスタ62のドレーンに流れる電流が変化し、これにともないMOSトランジスタ62のゲートの電圧が変化して、変化したゲート電圧がメモリキャパシタ64に印加される。
【0030】
次に、図3および図4Bを参照すれば、第1区間の第2部分で、第1基準電流(I1)が再生される。具体的に説明すれば、SW1があらためて開かれ、第1電流メモリ60は第1区間の第1部分の間に感知された第1基準電流(I1)を再生する。第1電流メモリ60の動作を説明すれば、第1電流メモリ60のスイッチが開かれると、メモリキャパシタ64にかかる電圧は維持され、この電圧は第1区間の第1部分の間にMOSトランジスタ62が感知した電流、すなわち第1基準電流(I1)に対応する電圧であるため、この電圧がゲートに印加されるMOSトランジスタ62のドレーンには、第1区間の第1部分の間に感知された第1基準電流(I1)が再生される。
【0031】
次に、図3および図4Cを参照すれば、第2区間の第1部分で第1および第2基準電流(I2−I1)の差異である差電流が感知される。具体的に説明すれば、SW2、SW4、SW5が閉じられ、第2光センサ2は第2基準光に対応する第2基準電流(I2)を出力する。そして、第1電流メモリ60は第1基準電流(I1)を再生しているため、キルヒホッフの電流法則により、第2電流メモリ70は第2光センサ2が出力した第2基準電流(I2)と、第1電流メモリ60が再生した第1基準電流(I1)との差電流を感知する。第2電流メモリ70の動作は第1電流メモリ60の動作原理と同一に動作するため、これに対する説明は省略する。
【0032】
次に、図3および図4Dを参照すれば、第2区間の第2部分で第1基準電流と第2基準電流との差電流(I2−I1)が再生する。具体的に説明すれば、SW2が開かれ、SW4とSW5だけが閉じられるが、第2電流メモリ70は第2区間の第1部分のあいだ感知された第1および第2基準電流の差電流(I2−I1)を再生する。第2電流メモリ70の動作は第1電流メモリ60の動作原理と同一に動作するため、これに対する説明は省略する。
【0033】
次に、図3および図4Eを参照すれば、第3区間でストレージキャパシタ(Cstg)がリセットされる。具体的に説明すれば、SW3、SW4、SW5、SWrstが閉じられ、ストレージキャパシタ(Cstg)にはリセット電圧(Vrst)が印加される。ストレージキャパシタ(Cstg)は以前の過程でストレージキャパシタ(Cstg)に電流が流入し、任意の電圧で充電され得る。この時ストレージキャパシタに蓄積された電荷はSW3が閉じられ形成されたクローズループを通して流出され、ストレージキャパシタ(Cstg)はリセット電圧(Vrst)でリセットされ得る。
【0034】
次に、図3および図4Fを参照すれば、第4区間でストレージキャパシタ(Cstg)の電圧がVxになる時まで充電される。具体的に説明すれば、SW3、SW4、SWrstが閉じられ、ストレージキャパシタ(Cstg)には第2電流メモリ70が再生した第1基準電流と第2基準電流との差電流(I2−I1)が流入する。ストレージキャパシタ(Cstg)は第1時間(T1)あいだ充電され、その電圧がVxとなる。
【0035】
次に、図3および図4Gを参照すれば、第5区間でストレージキャパシタ(Cstg)の電圧がVxで維持される。具体的に説明すれば、SW3だけが閉じられ、ストレージキャパシタ(Cstg)は開放されている。ストレージキャパシタ(Cstg)に流出入される電流がないため、ストレージキャパシタ(Cstg)の電圧はVxで維持される。
【0036】
次に、図3および図4Hを参照すれば、第6区間のあいだストレージキャパシタ(Cstg)がVrstで放電される。具体的に説明すれば、SW3、SW5が閉じられ、ストレージキャパシタ(Cstg)に充電されていた電荷はSW3、SW5が閉じられ形成されたクローズループに沿って流出する。ストレージキャパシタ(Cstg)から第3光センサ3が出力した外部光電流(I3)と第1電流メモリ60が再生した第1基準電流との差電流(I3−I1)が流出され、ストレージキャパシタ(Cstg)が放電される。ストレージキャパシタ(Cstg)は第2時間(T2)間放電され、その電圧はリセット電圧(Vrst)になる。
【0037】
以下、前記リードアウト回路80を利用して、外部光の強さを測定する過程を数学的に説明する。
外部光の強さ(X)による外部光電流(Ipd(X))は、一般的に式1のように表すことができる。
(式1)
Ipd(X)=mX+n
ここで傾き(m)とオフセット(n)は各パネルごとに異なる値を有する。
式1で第1および第2基準光の強さを各々A、Bとし、第1および第2基準光に対応する第1および第2基準電流を各々Ipd(A)、Ipd(B)とすれば、m、nは次の通り求めることができる。
(式2)
m=(Ipd(B)−Ipd(A))/(B−A)
(式3)
n=Ipd(A)
【0038】
ここで、第1基準電流は暗電流であり、第1基準光の強さは0として仮定される。
【0039】
リードアウト回路を駆動するタイミングダイヤグラムにともなうストレージキャパシタ電圧(Vout)を表す図3より次のような式が誘導され得る。
【0040】
ストレージキャパシタ(Cstg)が第1時間(T1)間にリセット電圧(Vrst)からVxまで充電されて、第2時間(T2)間にVxでリセット電圧(Vrst)として放電されるため、第1および第2時間(T1、T2)の間の電圧変化量は同じである。従って、ストレージキャパシタ(Cstg)に第1時間(T1)間にI2−I1が流入し、充電される電荷量と、第2時間(T2)あいだI3−I1が流出して、放電される電荷量は同じである。
【0041】
ここから、下記式4が導き出される。
(式4)
[Ipd(B)−Ipd(A)]・T1=[Ipd(X)−Ipd(A)]・T2
【0042】
前記式4に前記式1ないし式3を代入すれば、下記式5が導き出される。
(式5)
T2=T1*(B−A)/X
【0043】
式5においてA、B、T1は前もって決定し得る値である。従って、T2を測定すれば、外部光の強さXを算出することができる。式5を利用して、外部光の強さXを計算すれば、各パネルごとに異なる値を有する各パネルの特性分の傾き(m)とオフセット(n)が自動で反映される。
【0044】
本発明の実施形態による外部光測定回路が含むリードアウト回路80はアナログ方式であるため、設計が簡単でパネル上に具現するのが容易である。またリアルタイムで外部光の強さを測定するため、光センサを補正するためのデータを別途に保存する必要がない。
【0045】
以下、図5を参照して、上記で説明したリードアウト回路80を含む光測定回路を説明する。図5は、本発明の一実施形態による光測定回路を示すブロック図である。図5において、MCLはメインクロック信号(main clock signal)を意味する。
【0046】
本発明の一実施形態による光測定回路は、リードアウト回路80と決定部(90)とを含む。
【0047】
リードアウト回路80は、タイミングコントローラ(T−con)からリードアウト回路80の動作を制御する信号(Φ1、Φ2、Φ3、Φ4、Φ5、Φrst)の入力を受け、ストレージキャパシタ電圧(Vout)を出力する。
決定部(90)は、比較器84とカウンタ86と演算部88とを含み、第1および第2基準光の強さと第1および第2時間(T2)を利用して、外部光の強さ(X)を計算する。
【0048】
比較器84は、リセット電圧(Vrst)をリードアウト回路80から出力されたストレージキャパシタ電圧(Vout)と比較して、ストレージキャパシタの電圧(Vout)がリセット電圧(Vrst)と同じになれば、ディセーブル信号(DEN)を提供する。
【0049】
カウンタ86は、ストレージキャパシタ(Vout)が放電を始める時にイネーブルされ、比較器84からディセーブル信号(DEN)の提供を受ける時までの第2時間(T2)を測定する。
【0050】
演算部88は、カウンタ86から第2時間(T2)値を受け、前もって決定されている第1および第2基準光の強さ(A、B)の差に前もって決定されている第1時間(T1)を乗じて、乗じた値を測定された第2時間(T2)で割って、外部光の強さ(X)を算出する。
【0051】
算出された外部光の強さ(X)は、バックライト輝度制御装置(未図示)に提供され、バックライト輝度制御装置は外部光の強さ(X)によってバックライトの輝度を制御する。
【0052】
以下、図6および図7を参照し、本発明の実施形態による液晶表示装置を説明する。図6は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図である。図7は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を図6の切断線V−V’に沿って切断した断面図である。
【0053】
図6および図7を参照すれば、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、液晶パネル100、光測定回路(未図示)、バックライトユニット200、および駆動回路部300を含む。
【0054】
液晶パネル100は、複数の画素電極112が配列された第1基板110と、共通電極122が具備される第2基板120と、第1基板110と第2基板120の間に注入された液晶層130とを含む。
【0055】
第1基板110は、バックライトを遮断する第1遮光領域40を含み得る。第1遮光領域40は、例えばバックライトユニットテープ114で形成され得る。バックライトユニットテープ114は、液晶パネル100とバックライトユニット200とを接着させ、液晶パネル100をバックライトから遮断することができる。
【0056】
第2基板120は、外部光を遮断する第2遮光領域30を含み得る。第2遮光領域30は例えば、ブラックマトリックス124で形成され得る。ブラックマトリックス124は、画素と画素の間に光が透過することを遮断し、明暗コントラスト比を向上させる役割をする。図面には表さなかったが、第2遮光領域30はシール(seal)材116で形成され得る。シール材116は、第1基板110と第2基板120を互いに付着する役割をする。
【0057】
一方、液晶パネル100は表示領域10と非表示領域20とに区分される。表示領域10は、画素電極112が具備され映像が表示される領域である。表示領域10は垂直方向に配列された複数のゲート線(未図示)と、水平方向に配列された複数のデータ線(未図示)と、複数のゲート線と複数のデータ線が交差する領域に形成された複数の画素(未図示)とで構成される。
【0058】
非表示領域20は、表示領域10を囲んでいる領域であって、映像が表示されない領域である。非表示領域20は、第1および2遮光幕領域40、30を含み得る。第1遮光領域40は、例えば液晶パネル100とバックライトユニット200の間にバックライトユニットテープ114を付着して形成される領域であり得る。第2遮光領域30は、例えばブラックマトリックス124やシール材116で形成される領域であり得る。第1遮光領域40ではバックライトが遮断され、第2遮光領域30では外部光が遮断され、第1および2遮光幕領域40、30が重畳される領域ではバックライトおよび外部光が遮断される。
【0059】
光測定回路(未図示)の第1ないし第3光センサ(1、2、3)は非表示領域20に内蔵される。第1光センサ1は第1および2遮光領域40、30が重畳される領域に、第2光センサ2は第2遮光領域30に内蔵すれば、第1および第2光センサ(1、2)は光の強さに対する相対的な表現として各々暗い光と明るい光を受ける。この暗い光と明るい光を各々第1基準光と第2基準光とすることができる。そして第3光センサ3を第1遮光領域40に内蔵すれば、バックライトが遮断されたまま外部光に対して露出して、外部光電流を出力する。
【0060】
図面では表さなかったが、第2光センサ2はバックライトユニット200の光源でない別途の他の光源から明るい光を受けることもできる。別途の他の光源を使用すれば、バックライトでない任意の光を第2基準光とすることができる。この場合、第1光センサ1および第3光センサ3が別途の他の光源から遮断されるべきであることはもちろんである。
【0061】
本発明の実施形態による液晶表示装置で、第1ないし第3光センサ(1、2、3)はピンフォトダイオードであり得る。ピンフォトダイオードはポリシリコンTFT工程を利用して内蔵することができるが、これを使用すれば、リードアウト回路を簡単に具現することができる。
【0062】
また、第1ないし第3光センサ(1、2、3)は、液晶パネル100の第1基板110上に互いに隣接するように内蔵される。第1ないし第3光センサ(1、2、3)が隣接するように内蔵されれば、各光センサの光特性に影響を及ぼす変数が類似するようになるため、この変数による誤差が改善される。変化の要素の例として液晶パネル100自体の一定でない光特性、バックライトの発熱による温度変化、バックライトユニット200の明るさ偏差などを挙げることができる。
【0063】
バックライトユニット200は、液晶パネル100にバックライトを提供し、光源202、導光板204および光学シート206を含む。
【0064】
光源202は、複数の発光ダイオードであり得、導光板204内に光を出射する。導光板204は入射面に光源202が出射した光を受け入れ、他の面は前記光を反射させて四方に散るようにし、最終的に光学シート206に出射する。
【0065】
光学シート206は、拡散シート(sheet)、プリズムシート(prism sheet)等を含み、導光板204からの光を拡散し、液晶パネル100の下面に出射する。
【0066】
本発明の実施形態による液晶表示装置において、バックライトの輝度は光測定回路(未図示)が算出した外部光の強さによって制御される。光測定回路は外部光の強さをリアルタイムで正確に測定することができるため、これに応じてバックライトの輝度を適切に制御することができる。
駆動回路部300には液晶パネル100を駆動するための回路が実装される。駆動回路部300はテープキャリアパッケージ(Tape Carrier Package: TCP)の形態や、チップオンフィルム(Chip On Film : COF)の形態で液晶パネル100と結合され得る。
【0067】
以上添付された図面を参照して、本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形態で実施されるということを理解するはずである。そのため、以上で記述した実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的ではないものと理解しなければならない。
【産業上の利用可能性】
【0068】
本発明の光測定回路は外部光の強さを測定しようとするすべての表示装置に適用され得る。特に、本発明の光測定回路は自己発光型表示装置でない液晶表示装置にさらに有用であるだろう。ただし、前記で言及した光測定回路が適用される装置は例示的なものに過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【0069】
【図1A】本発明の実施形態による液晶表示装置を概括的に示す図である。
【図1B】図1Aで示した光測定回路を概括的に示す図である。
【図2】本発明の一実施形態によるリードアウト回路の回路図である。
【図3】本発明の一実施形態によるリードアウト回路を駆動するタイミングダイヤグラムとそれにともなうストレージキャパシタの電圧を示す図である。
【図4A】図3によるタイミングダイヤグラムにより駆動されたリードアウト回路の動作過程を説明するための回路図である。
【図4B】図3によるタイミングダイヤグラムにより駆動されたリードアウト回路の動作過程を説明するための回路図である。
【図4C】図3によるタイミングダイヤグラムにより駆動されたリードアウト回路の動作過程を説明するための回路図である。
【図4D】図3によるタイミングダイヤグラムにより駆動されたリードアウト回路の動作過程を説明するための回路図である。
【図4E】図3によるタイミングダイヤグラムにより駆動されたリードアウト回路の動作過程を説明するための回路図である。
【図4F】図3によるタイミングダイヤグラムにより駆動されたリードアウト回路の動作過程を説明するための回路図である。
【図4G】図3によるタイミングダイヤグラムにより駆動されたリードアウト回路の動作過程を説明するための回路図である。
【図4H】図3によるタイミングダイヤグラムにより駆動されたリードアウト回路の動作過程を説明するための回路図である。
【図5】本発明の一実施形態による光測定回路を示すブロック図である。
【図6】本発明の一実施形態による液晶表示装置を示す平面図である。
【図7】本発明の一実施形態による液晶表示装置を図6の切断線V−V’に沿って切断した断面図である。
【符号の説明】
【0070】
1 第1光センサ
2 第2光センサ
3 第3光センサ
50 バッファードダイレクトインジェクション
60 第1電流メモリ
70 第2電流メモリ
80 リードアウト回路
90 決定部
100 液晶パネル
114 第1遮光領域
124 第2遮光領域
200 バックライトユニット
【技術分野】
【0001】
本発明は、光測定回路と光測定回路を含む液晶表示装置およびその駆動方法に関する。より詳細には、外部光の強さをリアルタイムで正確に測定することができる光測定回路と光測定回路を含む液晶表示装置およびその駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置は、画素電極が具備される第1表示板、共通電極が具備される第2表示板、および第1表示板と第2表示板の間に注入された誘電体異方性(dielectric anisotropy)を有する液晶層を有する液晶パネルを含む。
【0003】
画素電極と共通電極の間に電界を形成し、この電界の強さを調節して、液晶パネルを透過する光の量を制御することによって望む映像を表示する。ここで、液晶表示装置は、自己発光型表示装置ではないため、光源として動作するバックライトユニットを液晶パネルの背面に設置する。
【0004】
ところで、液晶表示装置の消費電力において、バックライトユニットの消費電力が占める比重は大きい。例えば、モバイルTFT−LCDの場合、消費電力の80%程度がバックライトユニットで消耗される。このようなバックライトユニットの消費電力を減らすために、外部照度に応じてバックライトユニットの輝度を調節する方法が開発されている。
【0005】
このような方法において、外部照度を測定するための光センサとして、例えば、ポリシリコンTFT工程を利用してLCDパネル内にピンダイオードを内蔵することができる。ところで、ピンダイオードのような光センサは、その光特性が各パネルに応じて異なって示される。各パネルごとに他の光センサの光特性を反映するために、パネルごとに光センサの光特性を事前に測定すると、液晶表示装置の生産費が増え生産性が低下する。そして、もし各パネルごとに他の光センサの光特性を反映しないと、外部光を正確に測定できなくなり、光センサの分解能(resolution)が低下する。
【0006】
従来の液晶表示装置は、表示部と、基準光の照度を測定する第1センサと、外部照度を測定する第2センサと、前記第1および第2センサの測定値を比較して、外部照度を基準光の照度に対して相対的に求める比較手段を具備している。このような従来技術によれば、外部照度に基づいて、液晶表示装置の表示輝度を調節することができる。しかし、このような従来技術は、第1および第2センサの測定値を保存する別途の手段と、第1および第2センサの測定値を比較して外部照度を基準光の照度に対して相対的に求める手段を必要とする。そして、これをデジタル方式で具現するならば、その設計が複雑である。
【特許文献1】特開2007−065004号公報(第3−15ページ、第1図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明が解決しようとする課題は、外部光をリアルタイムで正確に測定できる光測定回路を提供しようとするものである。
【0008】
本発明が解決しようとする他の課題は、外部光をリアルタイムで正確に測定できる光測定回路を含む液晶表示装置を提供しようとするものである。
【0009】
また、本発明が解決しようとする他の課題は、外部光をリアルタイムで正確に測定できる液晶表示装置の駆動方法を提供しようとするものである。
【0010】
本発明が解決しようとする課題は、以上で言及した課題に制限されない。また他の課題は次の記載から当業者に明確に理解できるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記課題を達成するために、発明1は、下記の構成要件を有する光測定回路を提供する。
・第1基準光に対応する第1基準電流を出力する第1光センサと、
第2基準光に対応する第2基準電流を出力する第2光センサと、
外部光に対応する外部光電流を出力する第3光センサと、
前記第1基準電流を感知して再生する第1電流メモリと、
前記第2基準電流と前記第1基準電流との差電流を感知して再生する第2電流メモリと、
前記第2基準電流と前記第1基準電流との差電流が第1時間の間に流入されて充電され、前記外部光電流と前記第1基準電流との差電流が第2時間の間に流出されて放電されるストレージキャパシタと、
を含むリードアウト回路、
・前記第1基準光および第2基準光の強度と前記第1時間および第2時間とを利用して、前記外部光の強度を算出する決定部。
発明2は、前記発明1において、第1区間の第1部分の間、前記第1光センサは前記第1基準電流を出力し、前記第1電流メモリは前記第1基準電流を感知し、第1区間の第2部分の間、前記第1電流メモリは前記感知された第1基準電流を再生し、第2区間の第1部分の間、前記第2光センサは前記第2基準電流を出力し、前記第2電流メモリは前記第1基準電流と第2基準電流との差電流を感知し、第2区間の第2部分の間、前記第2電流メモリは前記感知された第1基準電流と第2基準電流との差電流を再生し、第3区間であって前記第1時間の間、前記再生された第1基準電流と第2基準電流との差電流が流入されて前記ストレージキャパシタは充電され、第4区間あって前記第2時間の間、前記外部光電流と前記第1基準電流との差電流が流出され前記ストレージキャパシタは放電される光測定回路を提供する。
発明3は、前記発明2において、前記ストレージキャパシタは、前記第3区間より前にリセット電圧が印加されてリセットされ、前記第2時間の間放電されることによって前記ストレージキャパシタの電圧は前記リセット電圧になる、光測定回路を提供する。
発明4は、前記発明1において、前記第1光センサ、第2光センサ、または第3光センサにバイアス電圧を印加するバッファードダイレクトインジェクション(Buffered direct injection)回路をさらに有する、光測定回路を提供する。
発明5は、前記発明1において、前記第1電流メモリおよび第2電流メモリは、各々MOSトランジスタと、前記MOSトランジスタのゲートに接続されたメモリキャパシタと、前記MOSトランジスタのゲートとドレーン間にカップリングされたスイッチとを備える、光測定回路を提供する。
発明6は、前記発明1において、前記決定部は、前記リセット電圧と前記ストレージキャパシタの電圧とを比較して、前記ストレージキャパシタの電圧が前記リセット電圧になればディセーブル(disable)信号を提供する比較器と、前記放電が始まる時にイネーブル(enable)され、前記ディセーブル信号が提供される時までの前記第2時間を測定するカウンタと、前記第1基準光および第2基準光の強度の差に前記第1時間を乗じ、乗じた値を前記第2時間で割り、外部光の強度を算出する演算部と、を含む光測定回路を提供する。
発明7は、前記発明6において、前記演算部は、事前に設定された(preset)前記第1基準光および第2基準光の強度と、前記第1時間と、測定された前記第2時間とを利用して外部光の強度を算出する、光測定回路を提供する。
発明8は、以下の構成要件を有する液晶表示装置を提供する。
・外部光の強度を測定する光測定回路であって、第1基準光に対応する第1基準電流を出力する第1光センサと、
第2基準光に対応する第2基準電流を出力する第2光センサと、
前記外部光に対応する外部光電流を出力する第3光センサと、
前記第1基準電流を感知して再生する第1電流メモリと、
前記第2基準電流と前記第1基準電流との差電流を感知して再生する第2電流メモリと、
前記第2基準電流と前記第1基準電流との差電流が第1時間の間に流入されて充電され、前記外部光電流と前記第1基準電流との差電流が第2時間の間に流出して放電されるストレージキャパシタと、
を備えるリードアウト回路と、
前記第1時間および第2時間の強度と前記第1時間および第2時間とを利用して前記外部光の強度を算出する決定部と、
を含む光測定回路、
・映像を表示する液晶パネルと、
・前記液晶パネルにバックライトを提供するバックライトユニットであって、前記バックライトの輝度は前記外部光の強度により制御されるバックライトユニット。
発明9は、前記発明8において、前記第1光センサは、前記外部光および前記バックライトより遮断されていて、前記第2光センサには、前記バックライトが提供され、前記第3光センサには、前記外部光が提供されている、液晶表示装置を提供する。
発明10は、前記発明8において、前記液晶パネルは表示領域と非表示領域とに区分されていて、前記非表示領域は、前記バックライトを遮断する第1遮光領域と、前記外部光を遮断する第2遮光領域とを含み、前記第1遮光領域は、前記第1光センサと前記第2光センサとを前記外部光から遮断し、前記第2遮光領域は前記第1光センサと第3光センサとを前記バックライトから遮断する、液晶表示装置を提供する。
発明11は、前記発明10において、前記第1遮光領域は、前記液晶パネルと前記バックライトユニットとを接着するバックライトユニットテープで形成されている、液晶表示装置を提供する。
発明12は、前記発明10において、前記第2遮光領域はブラックマトリックスで形成されている、液晶表示装置を提供する。
発明13は、前記発明10において、前記第1ないし第3光センサはピンフォトダイオードである、液晶表示装置を提供する。
発明14は、前記発明8において、前記第1ないし第3光センサは、前記液晶パネルに互いに隣接して内蔵されている、液晶表示装置を提供する。
発明15は、前記発明8において、前記リードアウト回路では、第1区間の第1部分の間、前記第1光センサは前記第1基準電流を出力して前記第1電流メモリは前記第1基準電流を感知し、第1区間の第2部分の間、前記第1電流メモリは前記第1基準電流を再生し、第2区間の第1部分の間、前記第2光センサは前記第2基準電流を出力して前記第2電流メモリは前記第1基準電流と第2基準電流との差電流を感知し、第2区間の第2部分の間、前記第2電流メモリは前記第1基準電流と第2基準電流との差電流を再生し、第3区間であって前記第1時間の間、前記第1基準電流と第2基準電流との差電流が流入されて前記ストレージキャパシタは充電され、第4区間であって前記第2時間の間、前記外部光電流と前記第1基準電流の差電流が流出され前記ストレージキャパシタは放電される、液晶表示装置を提供する。
発明16は、前記発明15において、前記ストレージキャパシタは、前記第3区間より前にリセット電圧が印加されてリセットされ、前記第2時間の間放電されることによって前記ストレージキャパシタの電圧は前記リセット電圧となる、液晶表示装置を提供する。
発明17は、前記発明8において、前記光測定回路は、前記第1ないし第3光センサにバイアス電圧を印加するバッファードダイレクトインジェクション回路をさらに有する、液晶表示装置を提供する。
発明18は、前記発明8において、前記決定部は、前記リセット電圧と前記ストレージキャパシタの電圧とを比較して、前記ストレージキャパシタの電圧が前記リセット電圧になればディセーブル信号を提供する比較器と、前記放電が始まる時にイネーブルされ、前記ディセーブル信号が提供されている時までの前記第2時間を測定するカウンタと、前記第1および第2基準光の強度の差電流に前記第1時間を乗じ、乗じた値を前記第2時間で割り、外部光の強度を算出する演算部と、を備える、液晶表示装置を提供する。
発明19は、
第1区間の第1部分の間、第1基準光に対応する第1基準電流を出力して前記第1基準電流を感知し、
第1区間の第2部分の間、前記感知された第1基準電流を再生し、
第2区間の第1部分の間、前記第2基準電流を出力して前記第1基準電流と第2基準電流との差電流を感知し、
第2区間の第2部分の間、前記感知された第1基準電流と第2基準電流との差電流を再生し、
第3区間であって前記第1時間の間、前記再生した第1基準電流と第2基準電流との差電流の入力を受けて充電し、
第4区間あって前記第2時間の間、外部光に対応する外部光電流と前記第1基準電流の差電流を出力して放電し、
前記第1基準光および第2基準光の強度と前記第1時間および第2時間とを利用して前記外部光の強度を算出し、
前記算出された外部光の強度によりバックライトの輝度を制御して、
前記制御されたバックライトの提供を受けて映像を表示する、
液晶表示装置の駆動方法を提供する。
発明20は、前記発明19において、前記外部光の強度の算出では、前記第2時間を測定し、前記第1基準光第2基準光の強度との差に前記第1時間を乗じ、乗じた値を前記第2時間で割る、液晶表示装置の駆動方法を提供する。
その他実施形態の具体的な事項は詳細な説明および図に含まれている。
【発明の効果】
【0012】
本発明による光測定回路と、光測定回路を含む液晶表示装置、およびその駆動方法によれば、外部光の強さをリアルタイムで正確に測定することができる。したがって、各パネルごとに相異した光センサの光特性を事前に測定して、その情報を保存しなくても、外部光の強さをリアルタイムで測定することができる。よって事前に光特性を測定する費用と時間を節減することができ、液晶表示装置の生産費を節減し生産性を向上することができる。また光センサの光特性に影響を及ぼす変化の要素がリアルタイムで反映されるため、外部光の強さを正確に測定して、光センサの分解能が低下することを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明の利点および特徴そしてそれらを達成する方法は、添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるだろう。しかし本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく互いに異なる多様な形態で具現され得るものであり、単に本実施形態は本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範囲によってのみ定義される。明細書全体にわたり、同一参照符号は同一構成要素を指称する。また「および/または」という言及されたアイテムの各々および一つ以上のすべての組合せを含み、また「カップリングされた(coupled to)」と指称されるのは、他の素子と電気的に連結されることを意味する。
【0014】
第1、第2等が多様な素子、構成要素および/またはセクションを叙述するために使用され得る。また、これら素子、構成要素および/またはセクションはこれら用語によって制限されないことはもちろんである。これら用語は単に一つの素子、構成要素またはセクションを他の素子、構成要素またはセクションと区別するために使用するものである。したがって、以下で言及される第1素子、第1構成要素または第1セクションは、本発明の技術的思想内で第2素子、第2構成要素または第2セクションでもあり得る。
【0015】
本明細書で使用された用語は実施形態を説明するためのものあり、本発明を制限するものではない。本明細書で、単数形は特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使用される「含む(comprises)」および/または「含む(comprising)」は、言及された構成要素、段階、動作および/または素子は一つ以上の他の構成要素、段階、動作および/または素子の存在または追加を排除しない。
他の定義がない場合、本明細書で使用されるすべての用語(技術および科学的用語を含む)は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に共通に理解し得る意味として使用され得るものである。また一般的に使用される事前に定義されている用語は、明白に特別に定義されていない限り理想的にまたは過度に解釈され得ない。
【0016】
図1Aおよび図1Bを参照し、本発明の実施形態による光測定回路を含む液晶表示装置を概括的に説明する。図1Aは、本発明の実施形態による液晶表示装置を概括的に示す図である。図1Bは、図1Aで示した光測定回路を概括的に示す図である。
【0017】
液晶表示装置は、液晶パネル100、光測定回路95、およびバックライトユニット200を含む。液晶パネル100は、映像を表示するが自主発光型表示装置ではないので、バックライトを必要とする。光測定回路95は、外部光の強さを測定して、バックライトユニット200に伝達する。光測定回路95は、外部光を受けてリードアウト信号を出力するリードアウト回路80と、リードアウト信号の入力を受け外部光の強さを計算する決定部90を含む。バックライトユニット200は、液晶パネル100の背面に設置され、液晶パネル100にバックライトを供給するが、バックライトの輝度は、光測定回路95が算出した外部光の強さによって制御される。
【0018】
本発明の実施形態による光測定回路95を含む液晶表示装置では、光測定回路95は外部光の強さをリアルタイムで正確に測定することができるため、これにしたがってバックライトの輝度を適切に制御することができる。
【0019】
図2ないし図4Hを参照し、本発明の一実施形態による光測定回路が含むリードアウト回路80を説明する。図2は、本発明の一実施形態によるリードアウト回路80の回路図である。図3は、本発明の一実施形態によるリードアウト回路80を駆動するタイミングダイヤグラムとそれにともなうストレージキャパシタの電圧を示す図である。図4Aないし図4Hは、図2によるタイミングダイヤグラムによって駆動されたリードアウト回路80の動作過程を説明するための回路図である。
【0020】
図2を参照すれば、本発明の一実施形態による光測定回路が含むリードアウト回路80は、第1光センサ1、第2光センサ2、第3光センサ3、第1電流メモリ60、第2電流メモリ70およびストレージキャパシタ(Cstg)を含む。
【0021】
第1光センサ1は第1基準光に対応する第1基準電流(I1)を出力し、第2光センサ2は第2基準光に対応する第2基準電流(I2)を出力して、第3光センサ3は外部光に対応する外部光電流(I3)を出力する。ここで、第1および第2基準光の強さは前もって決定(preset)できる。例えば、第1基準光は暗室での光であり、第2基準光はバックライトとすれば、第1および第2基準光の強さはあらかじめ決定し得る。一方、外部光は光測定回路がその強さを測定する。
【0022】
第1および第2電流メモリ60、70は、各々MOSトランジスタ62、72と、MOSトランジスタ62、72のゲートに接続されたメモリキャパシタ64、74と、MOSトランジスタ62、72のゲート電極とドレーン電極の間にカップリングされたスイッチとを含み得る。
【0023】
第1および第2電流メモリ60、70は、入力された電流を感知して、前記感知した電流を再生して出力する回路である。第1電流メモリ60は第1光センサ1が出力した第1基準電流(I1)を感知してこれを再生し、第2電流メモリ70は第2光センサ2が出力した第2基準電流(I2)と第1光センサ1が出力した第1基準電流(I1)の差電流を感知してこれを再生する。第1および第2電流メモリ60、70の具体的な動作については後述する。
【0024】
ストレージキャパシタ(Cstg)では、第1時間の間に、第2電流メモリ70が再生した第2基準電流(I2)と第1基準電流(I1)との差電流が流入されて充電される。またストレージキャパシタでは、第2時間の間、第3光センサ3が出力した外部光電流(I3)と第1電流メモリ60が再生した第1基準電流(I1)との差電流が流出されて放電される。
【0025】
このようなリードアウト回路80は、第1、第2、または第3光センサ1、2、3にバイアス電圧(Vd)を印加する回路であって、バッファードダイレクトインジェクション(Buffered direct injection)回路50をさらに含み得る。
【0026】
バッファードダイレクトインジェクション回路50は、演算増幅器52とMOSトランジスタ54とを含み得る。演算増幅器52の非反転入力端子には、バイアス電圧(Vd)が印加される。演算増幅器52の反転入力端子には、第1、第2、または第3光センサ1、2、3およびMOSトランジスタ54のソースが接続される。そして演算増幅器52の出力端は、MOSトランジスタ54のゲートに接続される。
【0027】
バッファードダイレクトインジェクション回路50は、リードアウト回路において第1、第2、または第3光センサ1、2、3にバイアス電圧(Vd)を印加する。ここで、演算増幅器52とMOSトランジスタ54とがネガティブフィードバックに連結されているため、バイアス電圧(Vd)を第1、第2、または第3光センサ1、2、3に安定的に印加することができる。
また、リードアウト回路80はリセット電圧(Vrst)を印加するリセット電圧入力端(65)をさらに含み得る。リセット電圧(Vrst)を印加する理由についてはリードアウト回路80の動作を説明する部分で後述する。
【0028】
図3ないし図4Hを参照し、リードアウト回路80の動作を説明する。リードアウト回路80は、図3に図示されたタイミングダイヤグラムにより駆動される。
【0029】
まず、図3および図4Aを参照すれば、第1区間の第1部分で、第1基準電流(I1)が感知される。具体的に説明すれば、SW1が閉じられ、第1光センサ1は第1基準光に対応する第1基準電流1を出力する。そして第1電流メモリ60は、第1光センサ1が出力した第1基準電流(I1)を感知する。第1電流メモリ60の動作を説明すれば、MOSトランジスタ62のドレーンに流れる電流が変化し、これにともないMOSトランジスタ62のゲートの電圧が変化して、変化したゲート電圧がメモリキャパシタ64に印加される。
【0030】
次に、図3および図4Bを参照すれば、第1区間の第2部分で、第1基準電流(I1)が再生される。具体的に説明すれば、SW1があらためて開かれ、第1電流メモリ60は第1区間の第1部分の間に感知された第1基準電流(I1)を再生する。第1電流メモリ60の動作を説明すれば、第1電流メモリ60のスイッチが開かれると、メモリキャパシタ64にかかる電圧は維持され、この電圧は第1区間の第1部分の間にMOSトランジスタ62が感知した電流、すなわち第1基準電流(I1)に対応する電圧であるため、この電圧がゲートに印加されるMOSトランジスタ62のドレーンには、第1区間の第1部分の間に感知された第1基準電流(I1)が再生される。
【0031】
次に、図3および図4Cを参照すれば、第2区間の第1部分で第1および第2基準電流(I2−I1)の差異である差電流が感知される。具体的に説明すれば、SW2、SW4、SW5が閉じられ、第2光センサ2は第2基準光に対応する第2基準電流(I2)を出力する。そして、第1電流メモリ60は第1基準電流(I1)を再生しているため、キルヒホッフの電流法則により、第2電流メモリ70は第2光センサ2が出力した第2基準電流(I2)と、第1電流メモリ60が再生した第1基準電流(I1)との差電流を感知する。第2電流メモリ70の動作は第1電流メモリ60の動作原理と同一に動作するため、これに対する説明は省略する。
【0032】
次に、図3および図4Dを参照すれば、第2区間の第2部分で第1基準電流と第2基準電流との差電流(I2−I1)が再生する。具体的に説明すれば、SW2が開かれ、SW4とSW5だけが閉じられるが、第2電流メモリ70は第2区間の第1部分のあいだ感知された第1および第2基準電流の差電流(I2−I1)を再生する。第2電流メモリ70の動作は第1電流メモリ60の動作原理と同一に動作するため、これに対する説明は省略する。
【0033】
次に、図3および図4Eを参照すれば、第3区間でストレージキャパシタ(Cstg)がリセットされる。具体的に説明すれば、SW3、SW4、SW5、SWrstが閉じられ、ストレージキャパシタ(Cstg)にはリセット電圧(Vrst)が印加される。ストレージキャパシタ(Cstg)は以前の過程でストレージキャパシタ(Cstg)に電流が流入し、任意の電圧で充電され得る。この時ストレージキャパシタに蓄積された電荷はSW3が閉じられ形成されたクローズループを通して流出され、ストレージキャパシタ(Cstg)はリセット電圧(Vrst)でリセットされ得る。
【0034】
次に、図3および図4Fを参照すれば、第4区間でストレージキャパシタ(Cstg)の電圧がVxになる時まで充電される。具体的に説明すれば、SW3、SW4、SWrstが閉じられ、ストレージキャパシタ(Cstg)には第2電流メモリ70が再生した第1基準電流と第2基準電流との差電流(I2−I1)が流入する。ストレージキャパシタ(Cstg)は第1時間(T1)あいだ充電され、その電圧がVxとなる。
【0035】
次に、図3および図4Gを参照すれば、第5区間でストレージキャパシタ(Cstg)の電圧がVxで維持される。具体的に説明すれば、SW3だけが閉じられ、ストレージキャパシタ(Cstg)は開放されている。ストレージキャパシタ(Cstg)に流出入される電流がないため、ストレージキャパシタ(Cstg)の電圧はVxで維持される。
【0036】
次に、図3および図4Hを参照すれば、第6区間のあいだストレージキャパシタ(Cstg)がVrstで放電される。具体的に説明すれば、SW3、SW5が閉じられ、ストレージキャパシタ(Cstg)に充電されていた電荷はSW3、SW5が閉じられ形成されたクローズループに沿って流出する。ストレージキャパシタ(Cstg)から第3光センサ3が出力した外部光電流(I3)と第1電流メモリ60が再生した第1基準電流との差電流(I3−I1)が流出され、ストレージキャパシタ(Cstg)が放電される。ストレージキャパシタ(Cstg)は第2時間(T2)間放電され、その電圧はリセット電圧(Vrst)になる。
【0037】
以下、前記リードアウト回路80を利用して、外部光の強さを測定する過程を数学的に説明する。
外部光の強さ(X)による外部光電流(Ipd(X))は、一般的に式1のように表すことができる。
(式1)
Ipd(X)=mX+n
ここで傾き(m)とオフセット(n)は各パネルごとに異なる値を有する。
式1で第1および第2基準光の強さを各々A、Bとし、第1および第2基準光に対応する第1および第2基準電流を各々Ipd(A)、Ipd(B)とすれば、m、nは次の通り求めることができる。
(式2)
m=(Ipd(B)−Ipd(A))/(B−A)
(式3)
n=Ipd(A)
【0038】
ここで、第1基準電流は暗電流であり、第1基準光の強さは0として仮定される。
【0039】
リードアウト回路を駆動するタイミングダイヤグラムにともなうストレージキャパシタ電圧(Vout)を表す図3より次のような式が誘導され得る。
【0040】
ストレージキャパシタ(Cstg)が第1時間(T1)間にリセット電圧(Vrst)からVxまで充電されて、第2時間(T2)間にVxでリセット電圧(Vrst)として放電されるため、第1および第2時間(T1、T2)の間の電圧変化量は同じである。従って、ストレージキャパシタ(Cstg)に第1時間(T1)間にI2−I1が流入し、充電される電荷量と、第2時間(T2)あいだI3−I1が流出して、放電される電荷量は同じである。
【0041】
ここから、下記式4が導き出される。
(式4)
[Ipd(B)−Ipd(A)]・T1=[Ipd(X)−Ipd(A)]・T2
【0042】
前記式4に前記式1ないし式3を代入すれば、下記式5が導き出される。
(式5)
T2=T1*(B−A)/X
【0043】
式5においてA、B、T1は前もって決定し得る値である。従って、T2を測定すれば、外部光の強さXを算出することができる。式5を利用して、外部光の強さXを計算すれば、各パネルごとに異なる値を有する各パネルの特性分の傾き(m)とオフセット(n)が自動で反映される。
【0044】
本発明の実施形態による外部光測定回路が含むリードアウト回路80はアナログ方式であるため、設計が簡単でパネル上に具現するのが容易である。またリアルタイムで外部光の強さを測定するため、光センサを補正するためのデータを別途に保存する必要がない。
【0045】
以下、図5を参照して、上記で説明したリードアウト回路80を含む光測定回路を説明する。図5は、本発明の一実施形態による光測定回路を示すブロック図である。図5において、MCLはメインクロック信号(main clock signal)を意味する。
【0046】
本発明の一実施形態による光測定回路は、リードアウト回路80と決定部(90)とを含む。
【0047】
リードアウト回路80は、タイミングコントローラ(T−con)からリードアウト回路80の動作を制御する信号(Φ1、Φ2、Φ3、Φ4、Φ5、Φrst)の入力を受け、ストレージキャパシタ電圧(Vout)を出力する。
決定部(90)は、比較器84とカウンタ86と演算部88とを含み、第1および第2基準光の強さと第1および第2時間(T2)を利用して、外部光の強さ(X)を計算する。
【0048】
比較器84は、リセット電圧(Vrst)をリードアウト回路80から出力されたストレージキャパシタ電圧(Vout)と比較して、ストレージキャパシタの電圧(Vout)がリセット電圧(Vrst)と同じになれば、ディセーブル信号(DEN)を提供する。
【0049】
カウンタ86は、ストレージキャパシタ(Vout)が放電を始める時にイネーブルされ、比較器84からディセーブル信号(DEN)の提供を受ける時までの第2時間(T2)を測定する。
【0050】
演算部88は、カウンタ86から第2時間(T2)値を受け、前もって決定されている第1および第2基準光の強さ(A、B)の差に前もって決定されている第1時間(T1)を乗じて、乗じた値を測定された第2時間(T2)で割って、外部光の強さ(X)を算出する。
【0051】
算出された外部光の強さ(X)は、バックライト輝度制御装置(未図示)に提供され、バックライト輝度制御装置は外部光の強さ(X)によってバックライトの輝度を制御する。
【0052】
以下、図6および図7を参照し、本発明の実施形態による液晶表示装置を説明する。図6は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図である。図7は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を図6の切断線V−V’に沿って切断した断面図である。
【0053】
図6および図7を参照すれば、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、液晶パネル100、光測定回路(未図示)、バックライトユニット200、および駆動回路部300を含む。
【0054】
液晶パネル100は、複数の画素電極112が配列された第1基板110と、共通電極122が具備される第2基板120と、第1基板110と第2基板120の間に注入された液晶層130とを含む。
【0055】
第1基板110は、バックライトを遮断する第1遮光領域40を含み得る。第1遮光領域40は、例えばバックライトユニットテープ114で形成され得る。バックライトユニットテープ114は、液晶パネル100とバックライトユニット200とを接着させ、液晶パネル100をバックライトから遮断することができる。
【0056】
第2基板120は、外部光を遮断する第2遮光領域30を含み得る。第2遮光領域30は例えば、ブラックマトリックス124で形成され得る。ブラックマトリックス124は、画素と画素の間に光が透過することを遮断し、明暗コントラスト比を向上させる役割をする。図面には表さなかったが、第2遮光領域30はシール(seal)材116で形成され得る。シール材116は、第1基板110と第2基板120を互いに付着する役割をする。
【0057】
一方、液晶パネル100は表示領域10と非表示領域20とに区分される。表示領域10は、画素電極112が具備され映像が表示される領域である。表示領域10は垂直方向に配列された複数のゲート線(未図示)と、水平方向に配列された複数のデータ線(未図示)と、複数のゲート線と複数のデータ線が交差する領域に形成された複数の画素(未図示)とで構成される。
【0058】
非表示領域20は、表示領域10を囲んでいる領域であって、映像が表示されない領域である。非表示領域20は、第1および2遮光幕領域40、30を含み得る。第1遮光領域40は、例えば液晶パネル100とバックライトユニット200の間にバックライトユニットテープ114を付着して形成される領域であり得る。第2遮光領域30は、例えばブラックマトリックス124やシール材116で形成される領域であり得る。第1遮光領域40ではバックライトが遮断され、第2遮光領域30では外部光が遮断され、第1および2遮光幕領域40、30が重畳される領域ではバックライトおよび外部光が遮断される。
【0059】
光測定回路(未図示)の第1ないし第3光センサ(1、2、3)は非表示領域20に内蔵される。第1光センサ1は第1および2遮光領域40、30が重畳される領域に、第2光センサ2は第2遮光領域30に内蔵すれば、第1および第2光センサ(1、2)は光の強さに対する相対的な表現として各々暗い光と明るい光を受ける。この暗い光と明るい光を各々第1基準光と第2基準光とすることができる。そして第3光センサ3を第1遮光領域40に内蔵すれば、バックライトが遮断されたまま外部光に対して露出して、外部光電流を出力する。
【0060】
図面では表さなかったが、第2光センサ2はバックライトユニット200の光源でない別途の他の光源から明るい光を受けることもできる。別途の他の光源を使用すれば、バックライトでない任意の光を第2基準光とすることができる。この場合、第1光センサ1および第3光センサ3が別途の他の光源から遮断されるべきであることはもちろんである。
【0061】
本発明の実施形態による液晶表示装置で、第1ないし第3光センサ(1、2、3)はピンフォトダイオードであり得る。ピンフォトダイオードはポリシリコンTFT工程を利用して内蔵することができるが、これを使用すれば、リードアウト回路を簡単に具現することができる。
【0062】
また、第1ないし第3光センサ(1、2、3)は、液晶パネル100の第1基板110上に互いに隣接するように内蔵される。第1ないし第3光センサ(1、2、3)が隣接するように内蔵されれば、各光センサの光特性に影響を及ぼす変数が類似するようになるため、この変数による誤差が改善される。変化の要素の例として液晶パネル100自体の一定でない光特性、バックライトの発熱による温度変化、バックライトユニット200の明るさ偏差などを挙げることができる。
【0063】
バックライトユニット200は、液晶パネル100にバックライトを提供し、光源202、導光板204および光学シート206を含む。
【0064】
光源202は、複数の発光ダイオードであり得、導光板204内に光を出射する。導光板204は入射面に光源202が出射した光を受け入れ、他の面は前記光を反射させて四方に散るようにし、最終的に光学シート206に出射する。
【0065】
光学シート206は、拡散シート(sheet)、プリズムシート(prism sheet)等を含み、導光板204からの光を拡散し、液晶パネル100の下面に出射する。
【0066】
本発明の実施形態による液晶表示装置において、バックライトの輝度は光測定回路(未図示)が算出した外部光の強さによって制御される。光測定回路は外部光の強さをリアルタイムで正確に測定することができるため、これに応じてバックライトの輝度を適切に制御することができる。
駆動回路部300には液晶パネル100を駆動するための回路が実装される。駆動回路部300はテープキャリアパッケージ(Tape Carrier Package: TCP)の形態や、チップオンフィルム(Chip On Film : COF)の形態で液晶パネル100と結合され得る。
【0067】
以上添付された図面を参照して、本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形態で実施されるということを理解するはずである。そのため、以上で記述した実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的ではないものと理解しなければならない。
【産業上の利用可能性】
【0068】
本発明の光測定回路は外部光の強さを測定しようとするすべての表示装置に適用され得る。特に、本発明の光測定回路は自己発光型表示装置でない液晶表示装置にさらに有用であるだろう。ただし、前記で言及した光測定回路が適用される装置は例示的なものに過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【0069】
【図1A】本発明の実施形態による液晶表示装置を概括的に示す図である。
【図1B】図1Aで示した光測定回路を概括的に示す図である。
【図2】本発明の一実施形態によるリードアウト回路の回路図である。
【図3】本発明の一実施形態によるリードアウト回路を駆動するタイミングダイヤグラムとそれにともなうストレージキャパシタの電圧を示す図である。
【図4A】図3によるタイミングダイヤグラムにより駆動されたリードアウト回路の動作過程を説明するための回路図である。
【図4B】図3によるタイミングダイヤグラムにより駆動されたリードアウト回路の動作過程を説明するための回路図である。
【図4C】図3によるタイミングダイヤグラムにより駆動されたリードアウト回路の動作過程を説明するための回路図である。
【図4D】図3によるタイミングダイヤグラムにより駆動されたリードアウト回路の動作過程を説明するための回路図である。
【図4E】図3によるタイミングダイヤグラムにより駆動されたリードアウト回路の動作過程を説明するための回路図である。
【図4F】図3によるタイミングダイヤグラムにより駆動されたリードアウト回路の動作過程を説明するための回路図である。
【図4G】図3によるタイミングダイヤグラムにより駆動されたリードアウト回路の動作過程を説明するための回路図である。
【図4H】図3によるタイミングダイヤグラムにより駆動されたリードアウト回路の動作過程を説明するための回路図である。
【図5】本発明の一実施形態による光測定回路を示すブロック図である。
【図6】本発明の一実施形態による液晶表示装置を示す平面図である。
【図7】本発明の一実施形態による液晶表示装置を図6の切断線V−V’に沿って切断した断面図である。
【符号の説明】
【0070】
1 第1光センサ
2 第2光センサ
3 第3光センサ
50 バッファードダイレクトインジェクション
60 第1電流メモリ
70 第2電流メモリ
80 リードアウト回路
90 決定部
100 液晶パネル
114 第1遮光領域
124 第2遮光領域
200 バックライトユニット
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1基準光に対応する第1基準電流を出力する第1光センサと、
第2基準光に対応する第2基準電流を出力する第2光センサと、
外部光に対応する外部光電流を出力する第3光センサと、
前記第1基準電流を感知して再生する第1電流メモリと、
前記第2基準電流と前記第1基準電流との差電流を感知して再生する第2電流メモリと、
前記第2基準電流と前記第1基準電流との差電流が第1時間の間に流入されて充電され、前記外部光電流と前記第1基準電流との差電流が第2時間の間に流出されて放電されるストレージキャパシタと、
を含むリードアウト回路と、
前記第1基準光および第2基準光の強度と前記第1時間および第2時間とを利用して、前記外部光の強度を算出する決定部と、
を有する光測定回路。
【請求項2】
第1区間の第1部分の間、前記第1光センサは前記第1基準電流を出力し、前記第1電流メモリは前記第1基準電流を感知し、
第1区間の第2部分の間、前記第1電流メモリは前記感知された第1基準電流を再生し、
第2区間の第1部分の間、前記第2光センサは前記第2基準電流を出力し、前記第2電流メモリは前記第1基準電流と第2基準電流との差電流を感知し、
第2区間の第2部分の間、前記第2電流メモリは前記感知された第1基準電流と第2基準電流との差電流を再生し、
第3区間であって前記第1時間の間、前記再生された第1基準電流と第2基準電流との差電流が流入されて前記ストレージキャパシタは充電され、
第4区間あって前記第2時間の間、前記外部光電流と前記第1基準電流との差電流が流出され前記ストレージキャパシタは放電される、請求項1に記載の光測定回路。
【請求項3】
前記ストレージキャパシタは、前記第3区間より前にリセット電圧が印加されてリセットされ、前記第2時間の間放電されることによって前記ストレージキャパシタの電圧は前記リセット電圧になる、請求項2に記載の光測定回路。
【請求項4】
前記第1光センサ、第2光センサ、または第3光センサにバイアス電圧を印加するバッファードダイレクトインジェクション(Buffered direct injection)回路をさらに有する、請求項1に記載の光測定回路。
【請求項5】
前記第1電流メモリおよび第2電流メモリは、各々MOSトランジスタと、前記MOSトランジスタのゲートに接続されたメモリキャパシタと、前記MOSトランジスタのゲートとドレーン間にカップリングされたスイッチとを備える、請求項1に記載の光測定回路。
【請求項6】
前記決定部は、前記リセット電圧と前記ストレージキャパシタの電圧とを比較して、前記ストレージキャパシタの電圧が前記リセット電圧になればディセーブル(disable)信号を提供する比較器と、
前記放電が始まる時にイネーブル(enable)され、前記ディセーブル信号が提供される時までの前記第2時間を測定するカウンタと、
前記第1基準光および第2基準光の強度の差に前記第1時間を乗じ、乗じた値を前記第2時間で割り、外部光の強度を算出する演算部と、
を含む請求項1に記載の光測定回路。
【請求項7】
前記演算部は、事前に設定された(preset)前記第1基準光および第2基準光の強度と、前記第1時間と、測定された前記第2時間とを利用して外部光の強度を算出する、請求項6に記載の光測定回路。
【請求項8】
外部光の強度を測定する光測定回路であって、第1基準光に対応する第1基準電流を出力する第1光センサと、
第2基準光に対応する第2基準電流を出力する第2光センサと、
前記外部光に対応する外部光電流を出力する第3光センサと、
前記第1基準電流を感知して再生する第1電流メモリと、
前記第2基準電流と前記第1基準電流との差電流を感知して再生する第2電流メモリと、
前記第2基準電流と前記第1基準電流との差電流が第1時間の間に流入されて充電され、前記外部光電流と前記第1基準電流との差電流が第2時間の間に流出して放電されるストレージキャパシタと、
を備えるリードアウト回路と、
前記第1時間および第2時間の強度と前記第1時間および第2時間とを利用して前記外部光の強度を算出する決定部と、
を含む光測定回路と、
映像を表示する液晶パネルと、
前記液晶パネルにバックライトを提供するバックライトユニットであって、前記バックライトの輝度は前記外部光の強度により制御されるバックライトユニットと、
を有する液晶表示装置。
【請求項9】
前記第1光センサは、前記外部光および前記バックライトより遮断されていて、
前記第2光センサには、前記バックライトが提供され、
前記第3光センサには、前記外部光が提供されている、請求項8に記載の液晶表示装置。
【請求項10】
前記液晶パネルは表示領域と非表示領域とに区分されていて、
前記非表示領域は、前記バックライトを遮断する第1遮光領域と、前記外部光を遮断する第2遮光領域とを含み、
前記第1遮光領域は、前記第1光センサと前記第2光センサとを前記外部光から遮断し、前記第2遮光領域は前記第1光センサと第3光センサとを前記バックライトから遮断する、請求項8に記載の液晶表示装置。
【請求項11】
前記第1遮光領域は、前記液晶パネルと前記バックライトユニットとを接着するバックライトユニットテープで形成されている、請求項10に記載の液晶表示装置。
【請求項12】
前記第2遮光領域はブラックマトリックスで形成されている、請求項10に記載の液晶表示装置。
【請求項13】
前記第1ないし第3光センサはピンフォトダイオードである、請求項10に記載の液晶表示装置。
【請求項14】
前記第1ないし第3光センサは、前記液晶パネルに互いに隣接して内蔵されている、請求項8に記載の液晶表示装置。
【請求項15】
前記リードアウト回路では、第1区間の第1部分の間、前記第1光センサは前記第1基準電流を出力して前記第1電流メモリは前記第1基準電流を感知し、
第1区間の第2部分の間、前記第1電流メモリは前記第1基準電流を再生し、
第2区間の第1部分の間、前記第2光センサは前記第2基準電流を出力して前記第2電流メモリは前記第1基準電流と第2基準電流との差電流を感知し、
第2区間の第2部分の間、前記第2電流メモリは前記第1基準電流と第2基準電流との差電流を再生し、
第3区間であって前記第1時間の間、前記第1基準電流と第2基準電流との差電流が流入されて前記ストレージキャパシタは充電され、
第4区間であって前記第2時間の間、前記外部光電流と前記第1基準電流の差電流が流出され前記ストレージキャパシタは放電される、請求項8に記載の液晶表示装置。
【請求項16】
前記ストレージキャパシタは、前記第3区間より前にリセット電圧が印加されてリセットされ、前記第2時間の間放電されることによって前記ストレージキャパシタの電圧は前記リセット電圧となる、請求項15に記載の液晶表示装置。
【請求項17】
前記光測定回路は、前記第1ないし第3光センサにバイアス電圧を印加するバッファードダイレクトインジェクション回路をさらに有する、請求項8に記載の液晶表示装置。
【請求項18】
前記決定部は、
前記リセット電圧と前記ストレージキャパシタの電圧とを比較して、前記ストレージキャパシタの電圧が前記リセット電圧になればディセーブル信号を提供する比較器と、
前記放電が始まる時にイネーブルされ、前記ディセーブル信号が提供されている時までの前記第2時間を測定するカウンタと、
前記第1および第2基準光の強度の差電流に前記第1時間を乗じ、乗じた値を前記第2時間で割り、外部光の強度を算出する演算部と、
を備える、請求項8に記載の液晶表示装置。
【請求項19】
第1区間の第1部分の間、第1基準光に対応する第1基準電流を出力して前記第1基準電流を感知し、
第1区間の第2部分の間、前記感知された第1基準電流を再生し、
第2区間の第1部分の間、前記第2基準電流を出力して前記第1基準電流と第2基準電流との差電流を感知し、
第2区間の第2部分の間、前記感知された第1基準電流と第2基準電流との差電流を再生し、
第3区間であって前記第1時間の間、前記再生した第1基準電流と第2基準電流との差電流の入力を受けて充電し、
第4区間あって前記第2時間の間、外部光に対応する外部光電流と前記第1基準電流の差電流を出力して放電し、
前記第1基準光および第2基準光の強度と前記第1時間および第2時間とを利用して前記外部光の強度を算出し、
前記算出された外部光の強度によりバックライトの輝度を制御して、
前記制御されたバックライトの提供を受けて映像を表示する、
液晶表示装置の駆動方法。
【請求項20】
前記外部光の強度の算出では、
前記第2時間を測定し、前記第1基準光第2基準光の強度との差に前記第1時間を乗じ、乗じた値を前記第2時間で割る、請求項19に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項1】
第1基準光に対応する第1基準電流を出力する第1光センサと、
第2基準光に対応する第2基準電流を出力する第2光センサと、
外部光に対応する外部光電流を出力する第3光センサと、
前記第1基準電流を感知して再生する第1電流メモリと、
前記第2基準電流と前記第1基準電流との差電流を感知して再生する第2電流メモリと、
前記第2基準電流と前記第1基準電流との差電流が第1時間の間に流入されて充電され、前記外部光電流と前記第1基準電流との差電流が第2時間の間に流出されて放電されるストレージキャパシタと、
を含むリードアウト回路と、
前記第1基準光および第2基準光の強度と前記第1時間および第2時間とを利用して、前記外部光の強度を算出する決定部と、
を有する光測定回路。
【請求項2】
第1区間の第1部分の間、前記第1光センサは前記第1基準電流を出力し、前記第1電流メモリは前記第1基準電流を感知し、
第1区間の第2部分の間、前記第1電流メモリは前記感知された第1基準電流を再生し、
第2区間の第1部分の間、前記第2光センサは前記第2基準電流を出力し、前記第2電流メモリは前記第1基準電流と第2基準電流との差電流を感知し、
第2区間の第2部分の間、前記第2電流メモリは前記感知された第1基準電流と第2基準電流との差電流を再生し、
第3区間であって前記第1時間の間、前記再生された第1基準電流と第2基準電流との差電流が流入されて前記ストレージキャパシタは充電され、
第4区間あって前記第2時間の間、前記外部光電流と前記第1基準電流との差電流が流出され前記ストレージキャパシタは放電される、請求項1に記載の光測定回路。
【請求項3】
前記ストレージキャパシタは、前記第3区間より前にリセット電圧が印加されてリセットされ、前記第2時間の間放電されることによって前記ストレージキャパシタの電圧は前記リセット電圧になる、請求項2に記載の光測定回路。
【請求項4】
前記第1光センサ、第2光センサ、または第3光センサにバイアス電圧を印加するバッファードダイレクトインジェクション(Buffered direct injection)回路をさらに有する、請求項1に記載の光測定回路。
【請求項5】
前記第1電流メモリおよび第2電流メモリは、各々MOSトランジスタと、前記MOSトランジスタのゲートに接続されたメモリキャパシタと、前記MOSトランジスタのゲートとドレーン間にカップリングされたスイッチとを備える、請求項1に記載の光測定回路。
【請求項6】
前記決定部は、前記リセット電圧と前記ストレージキャパシタの電圧とを比較して、前記ストレージキャパシタの電圧が前記リセット電圧になればディセーブル(disable)信号を提供する比較器と、
前記放電が始まる時にイネーブル(enable)され、前記ディセーブル信号が提供される時までの前記第2時間を測定するカウンタと、
前記第1基準光および第2基準光の強度の差に前記第1時間を乗じ、乗じた値を前記第2時間で割り、外部光の強度を算出する演算部と、
を含む請求項1に記載の光測定回路。
【請求項7】
前記演算部は、事前に設定された(preset)前記第1基準光および第2基準光の強度と、前記第1時間と、測定された前記第2時間とを利用して外部光の強度を算出する、請求項6に記載の光測定回路。
【請求項8】
外部光の強度を測定する光測定回路であって、第1基準光に対応する第1基準電流を出力する第1光センサと、
第2基準光に対応する第2基準電流を出力する第2光センサと、
前記外部光に対応する外部光電流を出力する第3光センサと、
前記第1基準電流を感知して再生する第1電流メモリと、
前記第2基準電流と前記第1基準電流との差電流を感知して再生する第2電流メモリと、
前記第2基準電流と前記第1基準電流との差電流が第1時間の間に流入されて充電され、前記外部光電流と前記第1基準電流との差電流が第2時間の間に流出して放電されるストレージキャパシタと、
を備えるリードアウト回路と、
前記第1時間および第2時間の強度と前記第1時間および第2時間とを利用して前記外部光の強度を算出する決定部と、
を含む光測定回路と、
映像を表示する液晶パネルと、
前記液晶パネルにバックライトを提供するバックライトユニットであって、前記バックライトの輝度は前記外部光の強度により制御されるバックライトユニットと、
を有する液晶表示装置。
【請求項9】
前記第1光センサは、前記外部光および前記バックライトより遮断されていて、
前記第2光センサには、前記バックライトが提供され、
前記第3光センサには、前記外部光が提供されている、請求項8に記載の液晶表示装置。
【請求項10】
前記液晶パネルは表示領域と非表示領域とに区分されていて、
前記非表示領域は、前記バックライトを遮断する第1遮光領域と、前記外部光を遮断する第2遮光領域とを含み、
前記第1遮光領域は、前記第1光センサと前記第2光センサとを前記外部光から遮断し、前記第2遮光領域は前記第1光センサと第3光センサとを前記バックライトから遮断する、請求項8に記載の液晶表示装置。
【請求項11】
前記第1遮光領域は、前記液晶パネルと前記バックライトユニットとを接着するバックライトユニットテープで形成されている、請求項10に記載の液晶表示装置。
【請求項12】
前記第2遮光領域はブラックマトリックスで形成されている、請求項10に記載の液晶表示装置。
【請求項13】
前記第1ないし第3光センサはピンフォトダイオードである、請求項10に記載の液晶表示装置。
【請求項14】
前記第1ないし第3光センサは、前記液晶パネルに互いに隣接して内蔵されている、請求項8に記載の液晶表示装置。
【請求項15】
前記リードアウト回路では、第1区間の第1部分の間、前記第1光センサは前記第1基準電流を出力して前記第1電流メモリは前記第1基準電流を感知し、
第1区間の第2部分の間、前記第1電流メモリは前記第1基準電流を再生し、
第2区間の第1部分の間、前記第2光センサは前記第2基準電流を出力して前記第2電流メモリは前記第1基準電流と第2基準電流との差電流を感知し、
第2区間の第2部分の間、前記第2電流メモリは前記第1基準電流と第2基準電流との差電流を再生し、
第3区間であって前記第1時間の間、前記第1基準電流と第2基準電流との差電流が流入されて前記ストレージキャパシタは充電され、
第4区間であって前記第2時間の間、前記外部光電流と前記第1基準電流の差電流が流出され前記ストレージキャパシタは放電される、請求項8に記載の液晶表示装置。
【請求項16】
前記ストレージキャパシタは、前記第3区間より前にリセット電圧が印加されてリセットされ、前記第2時間の間放電されることによって前記ストレージキャパシタの電圧は前記リセット電圧となる、請求項15に記載の液晶表示装置。
【請求項17】
前記光測定回路は、前記第1ないし第3光センサにバイアス電圧を印加するバッファードダイレクトインジェクション回路をさらに有する、請求項8に記載の液晶表示装置。
【請求項18】
前記決定部は、
前記リセット電圧と前記ストレージキャパシタの電圧とを比較して、前記ストレージキャパシタの電圧が前記リセット電圧になればディセーブル信号を提供する比較器と、
前記放電が始まる時にイネーブルされ、前記ディセーブル信号が提供されている時までの前記第2時間を測定するカウンタと、
前記第1および第2基準光の強度の差電流に前記第1時間を乗じ、乗じた値を前記第2時間で割り、外部光の強度を算出する演算部と、
を備える、請求項8に記載の液晶表示装置。
【請求項19】
第1区間の第1部分の間、第1基準光に対応する第1基準電流を出力して前記第1基準電流を感知し、
第1区間の第2部分の間、前記感知された第1基準電流を再生し、
第2区間の第1部分の間、前記第2基準電流を出力して前記第1基準電流と第2基準電流との差電流を感知し、
第2区間の第2部分の間、前記感知された第1基準電流と第2基準電流との差電流を再生し、
第3区間であって前記第1時間の間、前記再生した第1基準電流と第2基準電流との差電流の入力を受けて充電し、
第4区間あって前記第2時間の間、外部光に対応する外部光電流と前記第1基準電流の差電流を出力して放電し、
前記第1基準光および第2基準光の強度と前記第1時間および第2時間とを利用して前記外部光の強度を算出し、
前記算出された外部光の強度によりバックライトの輝度を制御して、
前記制御されたバックライトの提供を受けて映像を表示する、
液晶表示装置の駆動方法。
【請求項20】
前記外部光の強度の算出では、
前記第2時間を測定し、前記第1基準光第2基準光の強度との差に前記第1時間を乗じ、乗じた値を前記第2時間で割る、請求項19に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図4G】
【図4H】
【図5】
【図6】
【図7】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図4G】
【図4H】
【図5】
【図6】
【図7】
【公開番号】特開2009−63988(P2009−63988A)
【公開日】平成21年3月26日(2009.3.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−25132(P2008−25132)
【出願日】平成20年2月5日(2008.2.5)
【出願人】(390019839)三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】SAMSUNG ELECTRONICS CO.,LTD.
【住所又は居所原語表記】416,Maetan−dong,Yeongtong−gu,Suwon−si,Gyeonggi−do 442−742(KR)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年3月26日(2009.3.26)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年2月5日(2008.2.5)
【出願人】(390019839)三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】SAMSUNG ELECTRONICS CO.,LTD.
【住所又は居所原語表記】416,Maetan−dong,Yeongtong−gu,Suwon−si,Gyeonggi−do 442−742(KR)
【Fターム(参考)】
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