KR20060063399A - Liquid crystal display and controller for light source of back light - Google Patents

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KR20060063399A
KR20060063399A KR1020040102565A KR20040102565A KR20060063399A KR 20060063399 A KR20060063399 A KR 20060063399A KR 1020040102565 A KR1020040102565 A KR 1020040102565A KR 20040102565 A KR20040102565 A KR 20040102565A KR 20060063399 A KR20060063399 A KR 20060063399A
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operational amplifier
inverting input
liquid crystal
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input terminal
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KR1020040102565A
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이기찬
박윤재
고현석
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삼성전자주식회사
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Abstract

광 감지부에서 광원에 의해 조사되는 광량에 기초하여 생성된 감지 신호 및 기준신호 생성부에서 기준 광량에 대응하여 생성되는 기준신호를 비교하여 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부와 제어신호에 따라 광원의 조도를 제어하는 백라이트 제어부를 포함하는 광원의 조도 제어장치 및 이를 포함하는 액정 표시 장치가 개시된다. 제어신호 생성부는, 기준신호와 감지신호와의 차이를 소정 증폭률로 증폭하여 차등신호를 생성하는 증폭 회로와 차동신호와 기준신호에 근거하여 상기 제어신호를 생성하는 아날로그 가산기를 포함한다. 따라서, 액정 표시판 조립체에 조사되는 광의 조도 감지 오차를 최소화 하고, 감지 결과에 따른 광원의 조도제어를 신속하고 정밀하게 제어할 수 있고, 제품의 제조 원가를 절감할 수 있다. The control signal generator and the reference signal generated based on the amount of light irradiated by the light source from the light detector and the reference signal generated by the reference signal generator to generate a control signal, and a light source according to the control signal. Disclosed are an illuminance control apparatus of a light source including a backlight controller for controlling illuminance of a light source, and a liquid crystal display including the same. The control signal generation unit includes an amplifier circuit for amplifying a difference between the reference signal and the detection signal at a predetermined amplification rate and generating a differential signal, and an analog adder for generating the control signal based on the differential signal and the reference signal. Therefore, it is possible to minimize the illuminance detection error of the light irradiated onto the liquid crystal panel assembly, to control the illuminance control of the light source according to the detection result quickly and precisely, and to reduce the manufacturing cost of the product.

액정 표시 장치, 백라이트, 휘도 제어, 조도 측정, 광 감지Liquid crystal display, backlight, brightness control, illuminance measurement, light sensing

Description

액정 표시 장치 및 백라이트 광원의 조도 제어장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND CONTROLLER FOR LIGHT SOURCE OF BACK LIGHT}Illumination control device for liquid crystal display and backlight light source {LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND CONTROLLER FOR LIGHT SOURCE OF BACK LIGHT}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.2 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 백라이트 광원의 조도 제어장치의 한 화소에 대한 블럭도이다.3 is a block diagram of one pixel of the illumination control device of the backlight light source according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 백라이트 광원의 조도 제어장치의 제어신호 생성부의 세부 회로도이다.4 is a detailed circuit diagram of a control signal generator of an illuminance control device of a backlight light source according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 광 감지부의 블록도이다.5 is a block diagram of a light detector of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6는 도 4에 도시한 광 감지부의 배치도이다.6 is a layout view of the light detector illustrated in FIG. 4.

도 7은 도 5에 도시한 광 감지부를 VI-VI' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view of the light detector illustrated in FIG. 5 taken along the line VI-VI '.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 광 감지부를 구동하는 타이밍도이다.8 is a timing diagram of driving a light detector of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 광 감지부를 구동하는 타이밍도이다. 9 is a timing diagram of driving a light detector of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.                 

도 10은 입사광 에너지 변화에 따른 감지 신호를 도시한 파형도이다.10 is a waveform diagram illustrating a sensing signal according to a change in incident light energy.

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 백라이트 광원의 조도 제어장치를 구비한 액정 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device having an illuminance control device for a backlight light source.

표시 장치에는 스스로 발광하는 음극선관(cathode ray tube), 유기 발광 표시 장치(organic electro-luminescence display) 및 플라스마 표시 장치(plasma display; PDP) 등의 발광형 표시장치와 액정 표시 장치(liquid crystal display) 등, 스스로 광을 만들어 내지 못하고 별도의 광원을 필요로 하는 수광형 표시장치가 있다.The display device includes a light emitting display device such as a cathode ray tube emitting light by itself, an organic electro-luminescence display, and a plasma display (PDP) and a liquid crystal display (liquid crystal display). There is a light receiving type display device that does not generate light by itself and requires a separate light source.

일반적인 액정 표시 장치는 전계 생성 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 전압을 변화시켜 이 전기장의 세기를 조절하고 이렇게 함으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절하여 원하는 화상을 얻는다. 이때의 빛은 별도로 구비된 인공 광원일 수도 있고 자연광일 수도 있다.A general liquid crystal display device includes two display panels provided with a field generating electrode and a liquid crystal layer having dielectric anisotropy interposed therebetween. A voltage is applied to the field generating electrode to generate an electric field in the liquid crystal layer, and the voltage is changed to adjust the intensity of the electric field, thereby adjusting the transmittance of light passing through the liquid crystal layer to obtain a desired image. In this case, the light may be a separate artificial light source or natural light.

액정 표시 장치용 광원으로는 통상 여러 개의 램프(lamp)를 사용하는데, 액정 패널의 후면에서 액정 패널 전체에 고르게 빛을 전달하는 광원으로 외부전극형 형광램프(external electrode fluorescent lamp; EEFL) 및 냉음극관 형광램프(cold cathode fluorescent lamp; CCFL)과 같은 형광 램프 또는 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 등을 사용한다.As a light source for a liquid crystal display device, a plurality of lamps are generally used. An external electrode fluorescent lamp (EEFL) and a cold cathode tube are light sources that transmit light evenly from the rear of the liquid crystal panel to the entire liquid crystal panel. Fluorescent lamps such as cold cathode fluorescent lamps (CCFL) or light emitting diodes (LEDs) and the like are used.

수광형 소자인 액정 표시장치는 백라이트로부터 조사되는 광을 이용하여 화면을표시하기 때문에 백라이트의 휘도에 따라 표시화면의 품질이 결정되는데, 백라이트 광원은 외부의 온도, 표시장치 내부의 발열 및 광원 특성의 불균일성 등의 요인으로 인해 휘도 편차를 보이게 되는 문제가 있다. 이러한 휘도 편차 현상은 모든 광원에 공통된 현상으로, 액정표시장치의 화질 저하를 가져오는 문제이다. Since the liquid crystal display device, which is a light receiving type, displays the screen by using light emitted from the backlight, the quality of the display screen is determined according to the brightness of the backlight. The backlight light source is characterized by external temperature, heat generation inside the display device, and light source characteristics. There is a problem that the luminance deviation is shown due to factors such as nonuniformity. Such a luminance deviation phenomenon is a phenomenon common to all light sources and causes a deterioration in image quality of the liquid crystal display device.

특히, 현재 활발하게 연구 개발이 진행되고 있는 액정 표시 장치용 발광다이오드 백라이트의 가장 큰 장점은 적색, 녹색, 청색 발광다이오드에서 각각 조사된 빛을 혼합하여 액정 표시 장치에 공급함으로써 사용자가 원하는 최적의 색감을 제공하는 데 있다. 그러나 백라이트 광원으로 사용되는 이러한 발광다이오드는 열에 의해 광 효율이 급격히 변한다. 이는 액정 표시 장치의 외부 환경이나 내부의 열 발생원으로부터 민감하게 반응하여 색의 균형이 무너지는 결과를 초래한다. In particular, the biggest advantage of the LED backlight for the liquid crystal display device, which is currently being actively researched and developed, is to mix the light irradiated from the red, green, and blue light emitting diodes to supply the liquid crystal display device with the optimal color sense desired by the user. To provide. However, such a light emitting diode used as a backlight light source is drastically changed in light efficiency by heat. This results in a sensitive reaction from an external environment or an internal heat generation source of the liquid crystal display device, resulting in a loss of color balance.

이와 같은 백라이트 광원의 휘도 편차로 인한 화질 불량을 방지하기 위해서는 액정 표시 장치의 패널에 조사된 빛의 색 좌표와 휘도가 설정치와 일치하는지 비교하고 그 차를 보상해주는 광 피드백 제어에 의한 구동이 필수적으로 요구된다.In order to prevent poor image quality due to the luminance deviation of the backlight light source, driving by optical feedback control that compares the color coordinates of the light irradiated on the panel of the liquid crystal display with the set value and compensates the difference is essential. Required.

종래 백라이트 광원의 피드백 제어시스템은 마이크로 컴퓨터를 활용하여 단속적으로 이루어지는 방식(discrete type)이 일반적이라 할 수 있는데, 이러한 시스템은 센서신호처리 및 제어신호(Vcon) 발생과정이 알고리즘에 의한 연산을 통해 이루어지므로 노이즈에 둔감하며 유지, 보수 및 초기 설정과정에서 사용자의 편의성을 확보할 수 있는 장점이 있다.Conventionally, the feedback control system of a backlight light source is a discreet type (discrete type) using a microcomputer. In such a system, a sensor signal processing and a control signal (Vcon) generation process are performed by algorithm calculation. It is insensitive to noise and has the advantage of ensuring user convenience during maintenance, repair and initial setup.

그러나 디지털 제어가 갖는 본연의 단점인 양자화 오류와 저속동작특성을 피할 수 없다는 점에서, 백라이트 광원 휘도의 세밀하고 신속한 조절이라는 백라이트 광원 피드백 제어의 목적을 달성하는데 부적합한 단점이 있었다.However, since the inherent disadvantages of digital control, such as quantization error and low-speed operation characteristics, are inevitable, there is an inadequate disadvantage in achieving the purpose of backlight light source feedback control, which is precise and rapid adjustment of backlight light source brightness.

또한 디지털 제어방식의 경우 내부 연산을 위한 아날로그-디지털 컨버터, 중앙처리장치(CPU), 메모리 등을 구동하기 위해, 아날로그 연산회로와 대비하여 상대적으로 큰 전력이 소모되며 회로 구성 원가가 증가되는 문제가 있다.In addition, the digital control method consumes relatively large power and increases circuit cost compared to analog operation circuits to drive analog-to-digital converters, central processing units (CPUs), and memory for internal operations. have.

본 발명은 종래 기술의 이와 같은 문제를 해결하여 백라이트 광 조도의 측정 오차를 줄이고 측정결과에 따른 즉각적이고 연속적인 백라이트의 휘도 제어가 가능하며 생산 원가 절감 효과가 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems of the prior art to reduce the measurement error of the backlight light intensity, and to provide a liquid crystal display device that can control the brightness of the backlight immediately and continuously according to the measurement result and reduce the production cost effect do.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 액정 표시판 조립체, 상기 액정 표시판 조립체에 광을 조사하는 광원 포함하는 백라이트부, 상기 광원에 의해 액정 표시판 조립체로 조사되는 광량에 기초한 감지 신호를 생성하는 광 감지부, 상기 액정 표시판 조립체에 조사되는 기준 광량에 대응하는 소정의 기준신호를 생성하는 기준신호 생성부, 상기 감지신호를 상기 기준신호와 비교하여 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부 및 상기 제어신호에 따라 상기 광원의 조도를 제어하는 백라이트 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including a liquid crystal panel assembly, a backlight unit including a light source for irradiating light to the liquid crystal panel assembly, and an amount of light irradiated to the liquid crystal panel assembly by the light source. An optical sensor for generating a sensing signal based on the sensor; a reference signal generator for generating a predetermined reference signal corresponding to a reference light quantity irradiated to the liquid crystal panel assembly; and a control for generating a control signal by comparing the detected signal with the reference signal. And a backlight controller configured to control the illuminance of the light source according to the signal generator and the control signal.

또한 본 발명에 따른 상기 제어신호 생성회로는, 상기 기준신호와 상기 감지 신호와의 차이를 소정 증폭률로 증폭하여 차등신호를 생성하는 증폭 회로와 상기 차등신호와 상기 기준신호에 근거하여 상기 제어신호를 생성하는 아날로그 가산기를 포함한다.In addition, the control signal generation circuit according to the present invention, the amplification circuit for generating a differential signal by amplifying the difference between the reference signal and the detection signal at a predetermined amplification rate and the control signal based on the differential signal and the reference signal It includes an analog adder to generate.

상기 광 감지부와 상기 기준신호 생성부는 공통 접지를 가질 수 있다.The photo detector and the reference signal generator may have a common ground.

상기 증폭 회로는 상기 감지신호를 비반전 입력단자로 입력 받는 제1연산증폭기와, 상기 기준신호를 비반전 입력단자로 입력 받는 제2연산증폭기 및, 상기 제1연산증폭기의 출력단자와 전기적으로 연결된 반전 입력단자 및 상기 제2연산증폭기의 출력단자와 신호를 전기적으로 연결된 비반전 입력단자를 가지는 제3연산증폭기를 포함할 수 있다.The amplifying circuit is electrically connected to a first operational amplifier for receiving the detection signal as a non-inverting input terminal, a second operational amplifier for receiving the reference signal as a non-inverting input terminal, and an output terminal of the first operational amplifier. And a third operational amplifier having an inverting input terminal and a non-inverting input terminal electrically connected to an output terminal of the second operational amplifier and a signal.

상기 증폭 회로는, 상기 제1 및 제2연산증폭기의 반전 입력단자 사이에 연결되는 공통 버퍼저항, 상기 제1연산증폭기의 반전 입력단자와 출력단자 사이에 연결되는 제1저항, 상기 제2연산증폭기의 반전 입력단자와 출력단자 사이에 연결되는 제2저항, 상기 제1연산증폭기의 출력단자와 상기 제3연산증폭기의 반전 입력단자 사이에 연결되는 제3저항, 상기 제2연산증폭기의 출력단자와 상기 제3연산증폭기의 비반전 입력단자 사이에 연결되는 제4저항, 상기 제3연산증폭기의 비반전 입력단자와 접지 사이에 연결되는 제5저항 및 상기 제3연산증폭기의 반전 입력단자와 출력단자 사이에 연결되는 제6저항을 더 포함할 수 있다.The amplifier circuit includes a common buffer resistor connected between the inverting input terminals of the first and second operational amplifiers, a first resistor connected between the inverting input terminal and the output terminal of the first operational amplifier, and the second operational amplifier. A second resistor connected between an inverting input terminal and an output terminal of the second resistor, a third resistor connected between an output terminal of the first operational amplifier and an inverting input terminal of the third operational amplifier, and an output terminal of the second operational amplifier A fourth resistor connected between the non-inverting input terminal of the third operational amplifier, a fifth resistor connected between the non-inverting input terminal of the third operational amplifier and ground, and an inverting input terminal and an output terminal of the third operational amplifier It may further include a sixth resistor connected between.

상기 제1 내지 제6저항은 모두 동일한 저항값을 가지며, 상기 버퍼저항의 저항값은 상기 제1 내지 제6저항의 저항값의 2배가 될 수 있다.The first to sixth resistors all have the same resistance value, and the resistance value of the buffer resistor may be twice the resistance value of the first to sixth resistors.

또한 상기 아날로그 가산기는 접지된 비반전 입력단자와, 상기 증폭 회로의 상기 제3연산증폭기의 출력단자 및 상기 제2연산증폭기의 비반전 입력단자와 각각 제7저항 및 제8저항을 통하여 연결되는 반전 입력단자 및 상기 반전 입력단자와 출력단자 사이에 연결되는 제9저항을 포함할 수 있다.The analog adder is inverted connected to a grounded non-inverting input terminal, an output terminal of the third operational amplifier of the amplifying circuit and a non-inverting input terminal of the second operational amplifier through a seventh resistor and an eighth resistor, respectively. And a ninth resistor connected between the input terminal and the inverting input terminal and the output terminal.

상기 제8 및 제9저항은 동일한 저항값을 가지며 상기 제7저항의 저항값은 상기 제8 및 제9저항의 저항값의 2배가 될 수 있다.The eighth and ninth resistors have the same resistance value, and the resistance value of the seventh resistor may be twice the resistance value of the eighth and ninth resistors.

또한, 본 발명에 따른 상기 감지부는 상기 액정 표시판 조립체 상에 집적될 수 있다.In addition, the sensing unit may be integrated on the liquid crystal panel assembly.

상기 감지부는 액정 표시판 조립체 상의 적어도 2개의 서로 다른 영역에 집적될 수 있다.The sensing unit may be integrated in at least two different areas on the liquid crystal panel assembly.

또한, 본 발명에 따른 상기 광원은 복수의 발광 다이오드일 수 있다.In addition, the light source according to the present invention may be a plurality of light emitting diodes.

상기 복수의 발광 다이오드는 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드를 각각 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.The plurality of light emitting diodes may include at least one red, green, and blue light emitting diodes, respectively.

또한 상기 광 감지부, 기준신호 생성부, 제어신호 생성부, 백라이트 제어부는 적색광, 녹색광 및 청색광에 대해 각각 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.The light detector, the reference signal generator, the control signal generator, and the backlight controller may each include at least one of red light, green light, and blue light.

이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.1 is an exploded perspective view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 표시부(330)와 백라이트부(900)를 포함하는 액정 모듈(350)과 액정 모듈(350)을 수납 하는 상부 및 하부 섀시(361, 362) 그리고 몰드 프레임(363)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the liquid crystal display according to the exemplary embodiment may include a liquid crystal module 350 including a display unit 330 and a backlight unit 900, and an upper portion and a lower portion to accommodate the liquid crystal module 350. Chassis 361 and 362 and mold frame 363.

표시부(330)는 액정 표시판 조립체(300)와 이에 부착된 복수의 게이트 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package; TCP)(410) 및 데이터 테이프 캐리어 패키지(TCP)(510), 데이터 테이프 캐리어 패키지(TCP)(510)에 부착되어 있는 인쇄 회로 기판(PCB, printed circuit board)(550)을 포함한다.The display unit 330 includes a liquid crystal panel assembly 300 and a plurality of gate tape carrier packages (TCP) 410 and a data tape carrier package (TCP) 510 and a data tape carrier package (TCP) attached thereto. A printed circuit board (PCB) 550 attached to 510 is included.

액정 표시판 조립체(300)는 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(미도시)과 표시 영역(P2)을 정의하는 차광막(220)을 포함한다.The liquid crystal panel assembly 300 includes a lower panel 100 and an upper panel 200, and a light blocking layer 220 defining a liquid crystal layer (not shown) and a display region P2 interposed therebetween.

하부 표시판(100)은 복수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)을 포함하고, 하부 및 상부 표시판(100, 200)은 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결되어 있으며 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다. 화소와 표시 신호선(G1-Gn, D1-D m)의 대부분은 표시 영역(P2) 내에 위치한다.The lower panel 100 includes a plurality of display signal lines G 1 -G n , D 1 -D m , and the lower and upper panel 100, 200 includes display signal lines G 1 -G n , D 1 -D m ) and includes a plurality of pixels arranged in a matrix form. Most of the pixels and the display signal lines G 1 -G n and D 1 -D m are located in the display area P2.

표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호(주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D1-Dm )을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D1 -Dm)은 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.The display signal lines G 1 -G n and D 1 -D m are a plurality of gate lines G 1 -G n transmitting gate signals (also called scan signals) and data lines D 1 transferring data signals. -D m ) The gate lines G 1 -G n extend in the row direction and are substantially parallel to each other and the data lines D 1 -D m extend in the column direction and are substantially parallel to each other.

각 화소는 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 커패시터(liquid crystal capacitor)(CLC) 및 유지 커패시터(storage capacitor)(CST)를 포함한다. 유지 커패시터(CST)는 필요에 따라 생략할 수 있다. Each pixel includes a switching element Q connected to a display signal line G 1 -G n , D 1 -D m , a liquid crystal capacitor C LC , and a storage capacitor C ST connected thereto. It includes. The holding capacitor C ST may be omitted as necessary.

박막 트랜지스터 등 스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 커패시터(CLC) 및 유지 커패시터(C ST)에 연결되어 있다.The switching element Q, such as a thin film transistor, is provided in the lower panel 100, and the control terminal and the input terminal are three-terminal elements, respectively, with gate lines G 1 -G n and data lines D 1 -D m . The output terminal is connected to the liquid crystal capacitor C LC and the sustain capacitor C ST .

액정 커패시터(CLC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(미도시)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(미도시)을 두 단자로 하며, 두 전극 사이의 액정층은 유전체로서 기능한다. 화소 전극은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 3에서와는 달리 공통 전극이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.The liquid crystal capacitor C LC has a pixel electrode (not shown) of the lower panel 100 and a common electrode (not shown) of the upper panel 200 as two terminals, and the liquid crystal layer between the two electrodes functions as a dielectric. The pixel electrode is connected to the switching element Q, and the common electrode is formed on the front surface of the upper panel 200 and receives a common voltage V com . Unlike in FIG. 3, the common electrode may be provided in the lower panel 100, and at least one of the two electrodes may be formed in a linear or bar shape.

액정 커패시터(CLC)의 보조적인 역할을 하는 유지 커패시터(CST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 커패시터(CST)는 화소 전극이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.The storage capacitor C ST , which serves as an auxiliary part of the liquid crystal capacitor C LC , is formed by overlapping a separate signal line (not shown) and a pixel electrode of the lower panel 100 with an insulator interposed therebetween. A predetermined voltage such as the common voltage V com is applied to the signal line of. However, the storage capacitor C ST may be formed such that the pixel electrode overlaps the front gate line directly above the insulator.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 삼원색 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소가 시간에 따라 번갈아 삼원색을 표시하게(시간 분 할) 하여 이들 삼원색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. On the other hand, in order to implement color display, each pixel uniquely displays one of the three primary colors (spatial division) or each pixel alternately displays the three primary colors according to time (time division) so that the desired color can be spatially and temporally combined with the three primary colors. To be recognized.

액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.A polarizer (not shown) for polarizing light is attached to an outer surface of at least one of the two display panels 100 and 200 of the liquid crystal panel assembly 300.

도 1에 도시한 것처럼, 게이트 테이프 캐리어 패키지(TCP)(410)는 액정 표시판 조립체(300)의 하부 표시판(100)의 가장자리에 부착되어 있고, 그 위에는 게이트 구동부(400)를 이루는 게이트 구동 집적 회로가 칩의 형태로 장착되어 있다. As shown in FIG. 1, a gate tape carrier package (TCP) 410 is attached to an edge of the lower panel 100 of the liquid crystal panel assembly 300, and a gate driving integrated circuit constituting the gate driver 400 thereon. Is mounted in the form of a chip.

데이터 테이프 캐리어 패키지(TCP)(510)는 액정 표시판 조립체(300)의 하부 표시판(100)의 다른 가장자리에 부착되어 있고, 그 위에는 데이터 구동부(500)를 이루는 데이터 구동 집적 회로가 칩의 형태로 장착되어 있다. 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)는 테이프 캐리어 패키지(TCP)(410, 510)에 형성되어 있는 신호선(도시하지 않음)을 통하여 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-Dm)에 각각 전기적으로 연결되어 있다.The data tape carrier package (TCP) 510 is attached to the other edge of the lower panel 100 of the liquid crystal panel assembly 300, on which a data driving integrated circuit constituting the data driver 500 is mounted in the form of a chip. It is. The gate driver 400 and the data driver 500 are gate lines G 1 -G n of the liquid crystal panel assembly 300 through signal lines (not shown) formed on the tape carrier packages (TCP) 410 and 510. ) And data lines D 1 -D m , respectively.

게이트 구동부(400)는 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가하며, 데이터 구동부(500)는 데이터 전압을 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. The gate driver 400 applies a gate signal formed of a combination of the gate on voltage V on and the gate off voltage V off to the gate lines G 1 -G n , and the data driver 500 applies the data voltage. It is applied to the data lines D 1 -D m .

도시된 실시예와는 달리, 테이프 캐리어 패키지(TCP)를 사용하지 않고 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)를 이루는 구동 집적 회로 칩을 표시판 위에 집적 부착할 수도 있으며(chip on glass, COG 실장 방식), 게이트 구동부(400) 또 는 데이터 구동부(500)를 스위칭 소자(Q) 및 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm )과 함께 액정 표시판 조립체(300)에 직접 형성할 수도 있다.Unlike the illustrated embodiment, a driver integrated circuit chip constituting the gate driver 400 and the data driver 500 may be integrally attached onto the display panel without using a tape carrier package (TCP), and the chip on glass (COG) mounting may be performed. Method), the gate driver 400 or the data driver 500 may be directly formed on the liquid crystal panel assembly 300 together with the switching element Q and the display signal lines G 1 -G n and D 1 -D m . have.

계조 전압 생성부(800)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성하여 데이터 전압으로서 데이터 구동부(500)에 제공한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.The gray voltage generator 800 generates two sets of gray voltages related to the transmittance of the pixel and provides them to the data driver 500 as data voltages. One of the two sets has a positive value for the common voltage (V com ) and the other set has a negative value.

도 1 및 도 2에 도시한 것처럼, 백라이트부(900)는 몰드 프레임(363)에 고정되며, 액정 표시판 조립체(300)의 하부에 장착되어 있는 광원 조립체(960), 그리고 조립체(300)와 광원 조립체(960) 사이에 위치하며 광원 조립체(960)으로부터의 빛을 처리하는 복수의 광학 기구(910)를 포함한다.1 and 2, the backlight unit 900 is fixed to the mold frame 363, and is mounted to the light source assembly 960 mounted below the liquid crystal panel assembly 300, and the assembly 300 and the light source. Located between the assemblies 960 and includes a plurality of optical instruments 910 for processing light from the light source assembly 960.

액정 표시 장치용 광원은 광원 조립체(960)에 수용되며, 광원으로서 통상 여러 개의 램프(lamp)를 사용하는데, 액정 패널의 후면에서 액정 패널 전체에 고르게 빛을 전달하는 광원으로는 외부전극형 형광램프(external electrode fluorescent lamp; EEFL), 냉음극관 형광램프(cold cathode fluorescent lamp; CCFL) 및 면광원(flat fluorescent lamp; FFL)과 같은 형광 램프 또는 점광원으로는 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 등을 사용한다.The light source for the liquid crystal display device is accommodated in the light source assembly 960, and typically uses a plurality of lamps as a light source. An external electrode fluorescent lamp is a light source that transmits light evenly to the entire liquid crystal panel from the rear of the liquid crystal panel. Fluorescent lamps such as external electrode fluorescent lamps (EEFL), cold cathode fluorescent lamps (CCFL) and flat fluorescent lamps (FFL), or point light sources are light emitting diodes (LEDs); Use

한편, 광원 조립체(960)의 하부에는 이 광원 조립체(960)으로부터 조사되는 광을 다시 액정 표시판 조립체(300)측으로 반사시켜 광의 효율을 향상시키는 반사판(도시하지 않음)이 배치될 수 있다.Meanwhile, a reflector (not shown) may be disposed under the light source assembly 960 to reflect the light emitted from the light source assembly 960 back to the liquid crystal panel assembly 300 to improve the efficiency of the light.

광 감지부(720)는 액정 표시판 조립체(300)의 가장자리 영역(P1)에 형성되어 있으며, 액정 표시판 조립체(300)를 통과한 백라이트 광을 받아 외부로부터의 입력 신호(Vin, Vsen, Vrst)에 따라 백라이트 광량에 대응하는 감지 신호(Vsen )를 생성하여 출력한다. 여기서 광 감지부(720)는 발광 다이오드(965)로부터의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 성분의 빛을 선택적으로 감지하여 이에 대응하는 각각의 감지 신호(Vsen)를 생성한다.The light detector 720 is formed at the edge region P1 of the liquid crystal panel assembly 300 and receives the backlight light passing through the liquid crystal panel assembly 300 to receive input signals V in , V sen , and V from the outside. rst ) generates and outputs a sensing signal V sen corresponding to the amount of backlight light. The light detector 720 selectively detects the light of the red (R), green (G), and blue (B) components from the light emitting diode 965 and generates respective sensing signals V sen corresponding thereto. do.

본 발명에 따른 액정표시장치의 구동에 관하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the driving of the liquid crystal display according to the present invention in more detail as follows.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK) 및 데이터 인에이블 신호(DE)를 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)는 데이터 구동부(500)로 내보낸다.The signal controller 600 may control the input image signals R, G, and B and their display from an external graphic controller (not shown), for example, a vertical sync signal V sync and a horizontal sync signal. H sync , a main clock MCLK, and a data enable signal DE are provided. The signal controller 600 properly processes the image signals R, G, and B according to the operating conditions of the liquid crystal panel assembly 300 based on the input image signals R, G, and B and the input control signal, and controls the gate control signal. After generating the CONT1 and the data control signal CONT2, the gate control signal CONT1 is sent to the gate driver 400, and the data control signal CONT2 and the processed image signal DAT are transmitted to the data driver 500. Export to

게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 전압(Von)의 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력을 제어하는 적어도 하나의 클록 신호 등을 포함한다. The gate control signal (CONT1) includes at least one clock signal and the like to control the output of the scan start instruction to start the scanning of the gate-on voltage (V on) signal (STV) and the gate-on voltage (V on).

데이터 제어 신호(CONT2)는 한 화소행의 데이터 전송을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 줄여 데이터 전압의 극성이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.The data control signal CONT2 is a horizontal synchronization start signal STH for transmitting data of one pixel row, a load signal LOAD for applying a corresponding data voltage to the data lines D 1 -D m , and a common voltage V com. Inverting signal (RVS), data clock signal (HCLK) and the like for inverting the polarity of the data voltage (hereinafter referred to as the polarity of the data voltage by reducing the polarity of the data voltage for the common voltage).

데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대한 영상 데이터(DAT)를 입력받고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 영상 데이터(DAT)를 해당 데이터 전압으로 변환한 후 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.The data driver 500 receives the image data DAT for one row of pixels according to the data control signal CONT2 from the signal controller 600, and displays each image among the gray voltages from the gray voltage generator 800. By selecting the gray scale voltage corresponding to the data DAT, the image data DAT is converted into the corresponding data voltage and then applied to the data lines D 1 -D m .

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시키며, 이에 따라 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소에 인가된다.The gate driver 400 applies the gate-on voltage V on to the gate lines G1 -Gn according to the gate control signal CONT1 from the signal controller 600, and applies the gate lines G 1 -G n to the gate lines G 1 -G n . The connected switching element Q is turned on, and thus a data voltage applied to the data lines D 1 -D m is applied to the corresponding pixel through the turned on switching element Q.

화소에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 커패시터(CLC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리한다.The difference between the data voltage applied to the pixel and the common voltage V com is represented as the charging voltage of the liquid crystal capacitor C LC , that is, the pixel voltage. The liquid crystal molecules vary in arrangement depending on the magnitude of the pixel voltage.

1 수평 주기(또는 1H")[수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기]가 지나면 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 다음 행의 화소에 대하여 동일한 동작을 반복한다. 이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나(보기: 행반전, 점반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열반전, 점반전).After one horizontal period (or 1H ″) (one period of the horizontal sync signal H sync , the data enable signal DE, and the gate clock CPV), the data driver 500 and the gate driver 400 may move to the next row. In this manner, the gate-on voltages V on are sequentially applied to all the gate lines G 1 -G n during one frame to apply the data voltages to all the pixels. When one frame ends, the state of the inversion signal RVS applied to the data driver 500 is controlled so that the next frame starts and the polarity of the data voltage applied to each pixel is opposite to that of the previous frame. Frame inversion "", where the polarity of the data voltage flowing through one data line is changed according to the characteristics of the inversion signal (RVS) (e.g., row inversion, point inversion), or data voltage applied to one pixel row. Polar book (Eg: nirvana, point inversion).

백라이트 휘도 제어장치는 백라이트 광원으로부터 액정 표시판 조립체로 조사되는 광의 조도를 감지하여 조도 변화에 따라 광원의 휘도를 제어한다.The backlight brightness controller detects an illuminance of light irradiated from the backlight light source to the liquid crystal panel assembly and controls the brightness of the light source according to the illuminance change.

도3을 참조하여 본 발명에 의한 백라이트 휘도 제어장치를 보다 상세하게 설명한다.Referring to Figure 3 will be described in more detail the backlight brightness control apparatus according to the present invention.

백라이트 유닛의 광원으로부터 조사된 광은 광 감지부(720)에 의해 감지되며, 광 감지부(720)는 감지된 광량, 즉 조도에 대응하는 감지신호를 생성하고, 준신호 생성부(710)는 기준신호를 생성한다. 기준신호는 감지신호와 비교되어 광원의 조도를 조절하는데 사용되는 신호로서, 외부의 조정이 없는 한 일정한 값을 가지게 된다.The light irradiated from the light source of the backlight unit is detected by the light detector 720, the light detector 720 generates a detection signal corresponding to the detected light amount, that is, illuminance, and the quasi-signal generator 710 Generate a reference signal. The reference signal is a signal used to adjust the illuminance of the light source compared to the detection signal, and has a constant value unless there is an external adjustment.

제어신호 생성부(730)는 광 감지부(720)로부터 감지되는 감지신호와 기준신 호 생성부(710)에서 생성되는 기준신호의 차이에 해당하는 차동신호(ΔV)를 생성하는 증폭 회로(731)와 이 차동신호(ΔV)에 근거하여 아날로그 제어신호(Vcon)를 생성하는 아날로그 가산기(732)를 포함한다.The control signal generator 730 is an amplifying circuit 731 for generating a differential signal ΔV corresponding to the difference between the detection signal detected by the light detector 720 and the reference signal generated by the reference signal generator 710. And an analog adder 732 for generating an analog control signal Vcon based on this differential signal [Delta] V.

상기한 증폭 회로(731)는 감지신호와 기준신호와의 차이를 일정 증폭률로 증폭시킨 차동신호(ΔV)를 생성하는 바, 본 발명의 한 실시예에 따르면 증폭률을 2로 할 수 있으며, 아날로그 가산기(732)는 차동신호(ΔV) 및 기준신호에 근거하여 제어신호(Vcon)를 생성하는 데, 본 발명의 한 실시예로서 제어신호(Vcon)를 기준신호에 기준신호와 감지신호의 차이를 합한 신호로 할 수 있다.The amplifying circuit 731 generates a differential signal ΔV obtained by amplifying the difference between the sensed signal and the reference signal at a constant amplification rate. According to an embodiment of the present invention, the amplification rate may be 2, and an analog adder Reference numeral 732 generates a control signal Vcon based on the differential signal ΔV and the reference signal. As an embodiment of the present invention, the control signal Vcon is obtained by adding the difference between the reference signal and the detection signal to the reference signal. Can be a signal.

백라이트 제어부(740)는 상기한 제어신호(Vcon)에 근거하여 광원의 조도를 제어하게 되는데, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 백라이트 제어부(740)는 제어신호(Vcon)를 펄스폭 변조(pulse width modulation; PWM)하여 펄스폭 변조(PWM) 신호로 생성하고, 이를 백라이트 구동부(750)로 보내고, 백라이트 구동부(750)는 백라이트 제어부(740)에서 생성된 펄스폭 변조(PWM)신호에 따라 광원에 공급되는 전력을 생성하게 된다.The backlight control unit 740 controls the illuminance of the light source based on the control signal Vcon. According to an embodiment of the present invention, the backlight control unit 740 pulse-modulates the control signal Vcon. width modulation (PWM) to generate a pulse width modulation (PWM) signal, which is sent to the backlight driver 750, and the backlight driver 750 generates a light source according to the pulse width modulation (PWM) signal generated by the backlight controller 740. It generates the power supplied to.

본 발명의 한 실시예로서,제어신호 생성부(730)는 증폭 회로(731)와 아날로그 가산기(732)를 포함하고 있으며, 증폭 회로(731)의입력단은 제어신호 생성부(730)의 입력단과 일치하고 아날로그 가산기(732)의 출력단은 제어신호 생성부(730)의 출력단과 일치한다.In one embodiment of the present invention, the control signal generator 730 includes an amplifier circuit 731 and an analog adder 732, the input terminal of the amplifier circuit 731 is the input terminal of the control signal generator 730 and The output terminal of the analog adder 732 coincides with the output terminal of the control signal generator 730.

증폭 회로(731)는 3개의 연산증폭기로 구성되는데, 제1연산증폭기(810)는 비반전 입력단자가 광 감지부(720)와 연결되어 감지신호를 입력 받고, 제2연산증폭기 (820)는 비반전 입력단자가 기준신호 생성부(710)와 연결되어 기준신호를 입력 받으며 각각의 연산증폭기는 감지신호와 기준신호의 선형결합 신호를 생성하여 제3연산증폭기(830)의 입력단자로 전달한다. 제3연산증폭기(830)는 제1 및 제2연산증폭기(820)로부터 생성된 신호를 입력 받아 기준신호와 감지신호의 차이를 소정의 증폭률로 증폭한 신호를 생성한다.The amplifying circuit 731 is composed of three operational amplifiers. The first operational amplifier 810 has a non-inverting input terminal connected to the optical sensing unit 720 to receive a detection signal, and the second operational amplifier 820 The non-inverting input terminal is connected to the reference signal generator 710 to receive a reference signal, and each operational amplifier generates a linear combined signal of the sensed signal and the reference signal and delivers it to the input terminal of the third operational amplifier 830. . The third operational amplifier 830 receives signals generated from the first and second operational amplifiers 820 and generates a signal obtained by amplifying a difference between the reference signal and the sensed signal at a predetermined amplification factor.

상기한 증폭 회로(731)의 한 실시예를 도4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the above-described amplifier circuit 731 is described with reference to FIG.

제1 및 제2연산증폭기(820)의 반전 입력단자는 공통 버퍼저항(Rc)과 연결된다. 두 연산증폭기의 반전단자간에 공통 버퍼저항(Rc)을 설치하면 두 연산증폭기의 반전 입력단자간 전압차에 의해 발생하는 노이즈를 감소하는 효과가 있다.Inverting input terminals of the first and second operational amplifiers 820 are connected to the common buffer resistor R c . If a common buffer resistor (R c ) is provided between the inverting terminals of the two operational amplifiers, the noise generated by the voltage difference between the inverting input terminals of the two operational amplifiers can be reduced.

제1연산증폭기(810)의 반전 입력단자는 동 연산증폭기의 출력단자와 제1저항(R1)을 통해 연결되고, 제2연산증폭기(820)의 반전 입력단자는 동 연산증폭기의 출력단자와 제2저항(R2)을 통해 연결된다.The inverting input terminal of the first operational amplifier 810 is connected to the output terminal of the operational amplifier and the first resistor R 1 , and the inverting input terminal of the second operational amplifier 820 is connected to the output terminal of the operational amplifier. It is connected through the second resistor (R 2 ).

제1연산증폭기(810)의 출력단자와 제3연산증폭기(830)의 반전 입력단자는 제3저항(R3)을 통해 연결되고, 제2연산증폭기(820)의 출력단자와 제3연산증폭기(830)의 비반전 입력단자는 제4저항(R4)을 통해 연결되며, 제3연산증폭기(830)의 반전 입력단자와 동 연산증폭기의 출력단자는 제6저항(R6)을 통해 연결되고, 제3연산증폭기(830)의 비반전 입력단자에는 일단이 접지된 제5저항(R5)이 연결된다. The output terminal of the first operational amplifier 810 and the inverting input terminal of the third operational amplifier 830 are connected through a third resistor R 3 , and the output terminal of the second operational amplifier 820 and the third operational amplifier 820. The non-inverting input terminal of 830 is connected through a fourth resistor R 4 , the inverting input terminal of the third operational amplifier 830 and the output terminal of the same operational amplifier are connected through a sixth resistor R 6 . The fifth resistor R 5 having one end grounded is connected to the non-inverting input terminal of the third operational amplifier 830.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 증폭 회로(731)에서 생성되는 신호에 대해 설명하면 다음과 같다.The signal generated by the amplifying circuit 731 according to the embodiment of the present invention as described above is as follows.

제1연산증폭기(810)와 제2연산증폭기(820)의 반전 입력단자 사이에 공통 버퍼저항(Rc)이 삽입되어 있으므로, 두 연산증폭기의 출력단자로부터 출력되는 신호는 두 연산증폭기의 비반전 입력단자로 각각 입력되는 감지신호 및 기준신호의 선형결합 형태가 된다.Since the common buffer resistor R c is inserted between the inverting input terminals of the first operational amplifier 810 and the second operational amplifier 820, the signals output from the output terminals of the two operational amplifiers are not inverted by the two operational amplifiers. It becomes a linear combination form of the sensing signal and the reference signal respectively input to the input terminal.

구체적으로 상기한 실시예의 경우, 제1연산증폭기(810) 및 제2연산증폭기(820)의 출력신호는 각각,Specifically, in the above-described embodiment, the output signal of the first operational amplifier 810 and the second operational amplifier 820, respectively,

Vo1=(Rc+R1)Vsen/Rc-R1Vset/Rc Vo1 = (R c + R 1 ) V sen / R c -R 1 V set / R c

Vo2=(Rc+R2)Vset/Rc-R2Vset/Rc Vo2 = (R c + R 2 ) V set / R c -R 2 V set / R c

이 된다.Becomes

R1= R2= R3= R4= R5= R6=R인 경우, If R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = R 5 = R 6 = R,

Vo1=(Rc+R)Vsen/Rc-RVset/RcVo1 = (R c + R) V sen / Rc-RV set / Rc

Vo2=(Rc+R)Vset/Rc-RVset/RcVo2 = (R c + R) V set / Rc-RV set / Rc

가 되며, 이 경우, 증폭 회로(731)의 최종 출력신호, 즉 제3연산증폭기(830)의 출력단자에서 생성되는 차동신호(ΔV)는,In this case, the final output signal of the amplifier circuit 731, that is, the differential signal ΔV generated at the output terminal of the third operational amplifier 830,

ΔV=(1+2R/Rc)(Vset- Vsen)ΔV = (1 + 2R / R c ) (V set -V sen )

이 된다.Becomes

여기서 Vset- Vsen 은 설정된 기준신호와 감지신호와의 차이를 나타내며, 1+2R/Rc 는 기준신호와 감지신호의 차의 증폭률이 된다.Here, V set -V sen represents the difference between the set reference signal and the detection signal, and 1 + 2R / R c is the amplification factor of the difference between the reference signal and the detection signal.

즉, 본 발명의 상기 실시예에서 증폭 회로(731)의 증폭률은 제1연산증폭기(810)와 제2연산증폭기(820)의 반전 입력단자에 연결되는 공통 버퍼저항(Rc)의 함수가 되며, 이 공통 버퍼저항(Rc)의 저항값을 적절히 조절함으로써 희망하는 증폭률을 얻을 수 있다.That is, in this embodiment of the present invention, the amplification factor of the amplifier circuit 731 becomes a function of the common buffer resistance R c connected to the inverting input terminals of the first operational amplifier 810 and the second operational amplifier 820. By appropriately adjusting the resistance value of the common buffer resistor R c , a desired amplification factor can be obtained.

계속해서 본 발명의 상기 실시예에 따른 가산기의 구성을 설명하면 다음과 같다.The configuration of the adder according to the above embodiment of the present invention is as follows.

가산기의 반전 입력단자와 증폭 회로(731)의 출력단자(제3연산증폭기(830)의 출력단자) 사이에는 제7저항(R7)이 연결되고, 가산기 반전 입력단자와 가산기의 출력단자 사이에는 제9저항(R9)이 연결된다. 또한 가산기의 반전 입력단자는 기준전압 생성부 및 증폭 회로(731)의 제2연산증폭기(820)의 비반전 입력단자와 제8저항 (R8)을 사이에 두고 연결되며, 가산기의 비반전 입력단자는 접지되어 있다.A seventh resistor R 7 is connected between the inverting input terminal of the adder and the output terminal of the amplifying circuit 731 (the output terminal of the third operational amplifier 830), and between the adder inverting input terminal and the output terminal of the adder. The ninth resistor R9 is connected. In addition, the inverting input terminal of the adder is connected with the non-inverting input terminal of the second operational amplifier 820 of the reference voltage generator and the amplifier circuit 731 interposed between the eighth resistor R 8 and the non-inverting input of the adder. The terminal is grounded.

이와 같은 가산기의 출력단자로 출력되는 제어신호(Vcon)는,The control signal Vcon output to the output terminal of such an adder is

Vcon=R9(ΔV/R7+Vset/R8)Vcon = R 9 (ΔV / R 7 + V set / R 8 )

이 되며, Will be

Rc=2RR c = 2R

이고, ego,

R7=2R8=2R9 R 7 = 2R 8 = 2R 9

인 경우,If is

Vcon=2Vset- Vsen =Vset+(Vset- Vsen)Vcon = 2V set -V sen = V set + (V set -V sen )

이 된다.Becomes

즉, 본 발명의 상기와 같은 실시예에 따르면 아날로그 가산기(732)를 통해 출력되는 신호는 설정치인 기준신호의 값에 기준신호와 감지신호와의 차이를 합한 값이 된다.That is, according to the above embodiment of the present invention, the signal output through the analog adder 732 is a value obtained by adding the difference between the reference signal and the detection signal to the value of the reference signal which is a set value.

결국, 광 감지부(720)에 의해 감지된 감지신호에 기초하여 설정값인 기준신 호가 피드 포워드(feed-forward)되어, 감지신호와의 차이만큼 보상된 출력이 제어신호 생성부(730)를 통해 제공되는 것이다.
As a result, the reference signal, which is a set value, is feed-forwarded based on the detection signal detected by the light detection unit 720, and the output compensated by the difference from the detection signal is controlled by the control signal generator 730. Is provided through.

제어신호(Vcon)는 백라이트 제어부(740)에 제공되어 백라이트 광원을 제어하는데 사용된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 백라이트 제어부(740)는 펄스폭 변조(PWM)기를 포함하며, 상기 제어신호(Vcon) 발생부에서 생성된 제어신호(Vcon)를 펄스폭 변조(PWM)하여 백라이트 구동회로에 공급한다. 백라이트 구동회로는 펄스폭 변조(PWM)방식의 인버터로 구성되며, 백라이트 제어부(740)로부터 발생된 펄스폭 변조(PWM) 신호에 따라 백라이트 광원에 공급되는 전력을 제어한다.The control signal Vcon is provided to the backlight controller 740 and used to control the backlight light source. According to an embodiment of the present invention, the backlight controller 740 includes a pulse width modulator (PWM), and backlights by pulse width modulating (PWM) the control signal Vcon generated by the control signal Vcon generator. Supply to the drive circuit. The backlight driving circuit includes a pulse width modulation (PWM) type inverter and controls the power supplied to the backlight light source according to the pulse width modulation (PWM) signal generated from the backlight controller 740.

도5는 제어신호 생성부(730)에서 생성된 제어신호(Vcon)에 따라 백라이트 제어부(740)에서 펄스폭 변조(PWM)변조한 신호를 도시하고 있는데, 제어신호(Vcon)가 클수록, 즉 기준신호와의 차이가 클수록 인버터 등 구동부에 인가되는 펄스폭 변조(PWM)파형의 폭이 넓어짐을 볼 수 있다.FIG. 5 illustrates a signal obtained by modulating the pulse width modulation PWM by the backlight controller 740 according to the control signal Vcon generated by the control signal generator 730. The larger the control signal Vcon, that is, the reference signal. It can be seen that the greater the difference with the signal, the wider the width of the pulse width modulation (PWM) waveform applied to the driver such as an inverter.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 백라이트의 광원은 복수의 발광 다이오드(LED:light emitting diode)(965)를 포함할 수 있으며, 이러한 복수의 발광 다이오드(965)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 등의 삼원색으로 이루어져, 광원 조립체(960)에 매트릭스(matrix) 형태로 규칙적으로 퍼져서 배열될 수 있다. 이러한 삼원색 발광 다이오드를 광원으로 사용하는 경우, 광학 기구(910)는 조립체(300)와 광원 조립체(960) 사이에 위치하며 각 발광 다이오드(965)로부터의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 빛을 혼합하여(color mixing) 조립체(300)로 유도하는 도광판(902) 및 조립체(300)로 향하는 빛의 휘도를 균일하게 하는 복수의 광학 시트(901)를 포함한다. 도광판(902)은 빛을 고르게 분산하는 확산판으로 대체할 수도 있으며, 이 둘을 함께 사용할 수도 있다.According to another embodiment of the present invention, the light source of the backlight may include a plurality of light emitting diodes (LEDs) 965, and the plurality of light emitting diodes 965 may be red (R) or green (G). ) And three primary colors such as blue (B), and the light source assembly 960 may be regularly spread and arranged in a matrix form. When using these three primary color light emitting diodes as the light source, the optical instrument 910 is located between the assembly 300 and the light source assembly 960 and the red (R), green (G) and blue colors from each light emitting diode 965. A light guide plate 902 for mixing light of (B) to lead to the assembly 300 and a plurality of optical sheets 901 for uniforming the brightness of the light directed to the assembly 300. The light guide plate 902 may be replaced with a diffuser plate that evenly distributes light, and the light guide plate 902 may be used together.

삼원색 발광다이오드를 광원으로 사용하는 실시예에 있어서는 적, 녹, 청색의 발광다이오드의 온도의존성이 각각 다르므로 이들 광원을 색에 따라 독립적으로 제어할 필요가 있다. 따라서 본 발명은 삼원색 발광 다이오드를 광원으로 사용하는 실시예에 있어서는 적, 녹, 청색의 광원이 내는 빛의 파장에 대응하는 광 감지부(720)를 독립적으로 구비하고, 각각의 광 감지부(720) 별로 제어신호 생성부(730) 및 백라이트 제어부(740)를 독립적으로 구비하도록 구성될 수 있다.In the embodiment using the three primary color light emitting diodes as the light source, since the temperature dependence of the red, green, and blue light emitting diodes is different, it is necessary to control these light sources independently according to the color. Therefore, in the embodiment in which the tri-color light emitting diode is used as a light source, the light sensing unit 720 corresponding to the wavelength of light emitted by the red, green, and blue light sources is independently provided, and each light sensing unit 720 is provided. Each control signal generator 730 and the backlight controller 740 may be independently provided.

또한, 광원의 색에 따라 기준신호가 상이할 수 있으므로, 기준신호를 생성하는 기준신호 생성부(710) 역시 광원의 색상 별로 독립적으로 구비할 수 있다.In addition, since the reference signal may be different according to the color of the light source, the reference signal generator 710 for generating the reference signal may also be independently provided for each color of the light source.

이와 같은 실시예를 통해 적색, 녹색, 청색의 발광 다이오드의 조도를 독립적으로 제어하여 광원의 색상별 온도 의존성 차이에 따른 색좌표 편차를 보정하고 백라이트로부터 액정 표시 조립체에 조사되는 광의 휘도를 일정하게 유지할 수 있다.Through this embodiment, the illumination intensity of the red, green, and blue light emitting diodes can be independently controlled to correct color coordinate deviation according to the temperature dependence of each color of the light source, and to maintain a constant brightness of light emitted from the backlight to the liquid crystal display assembly. have.

본 발명에 따른 광 감지부(720)는 액정표시판 조립체에 집적될 수 있다.The light detector 720 according to the present invention may be integrated in the liquid crystal panel assembly.

도 6는 본 발명의 한 실시예에 따라 액정 표시판 조립체에 집적된 광 감지부(720)의 블록도이고, 도 7는 도 6에 도시한 광 감지부(720)의 배치도이며, 도 8은 도 7에 도시한 광 감지부(720)를 VI-VI' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 광 감지부(720)를 구동하는 타이 밍도이고, 도 10은 입사광 에너지 변화에 따른 감지 신호를 도시한 파형도이다.6 is a block diagram of the light detector 720 integrated in the liquid crystal panel assembly according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 7 is a layout view of the light detector 720 illustrated in FIG. 6, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the light detector 720 shown in FIG. 7 taken along the line VI-VI '. 9 is a timing diagram for driving the light detector 720 of the liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a waveform diagram illustrating a detection signal according to a change in incident light energy.

광 감지부(720)의 구조는 거의 유사하므로 하나의 광 감지부(720)에 대하여 설명한다.Since the structure of the light detector 720 is almost similar, one light detector 720 will be described.

도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 광 감지부(720)는 광센서(Rp), 두 개의 스위칭 소자(Qs, Qr) 및 감지 커패시터(Cp)를 포함한다.As shown in FIG. 5, the light detector 720 includes an optical sensor R p , two switching elements Q s and Q r and a sensing capacitor C p .

광센서(Rp)는 입력 단자(na)가 입력 전압(Vin)에 연결되어 있고, 출력 단자(nb)는 스위칭 소자(Qs)에 연결되어 있으며, 외부로부터의 광 에너지(Ep)에 따른 전류를 출력 단자(nb)를 통하여 출력한다. 광센서(Rp)는 광 에너지(Ep)를 받으면 그 저항값이 변하는 광저항(photo resistor)으로 이루어져 있다.The optical sensor R p has an input terminal na connected to an input voltage V in , an output terminal nb connected to a switching element Q s , and light energy E p from the outside. Outputs a current according to the output terminal (nb). The optical sensor R p is composed of a photo resistor whose resistance value changes when the optical energy E p is received.

스위칭 소자(Qs)는 입력 단자가 광센서(Rp)에 연결되어 있고, 제어 단자가 스위칭 신호(Vsen)에 연결되어 있으며, 출력 단자가 감지 커패시터(Cp)에 연결되어 있다. 스위칭 소자(Qs)는 제어 단자에 입력되는 스위칭 신호(Vsen)에 따라 턴 온/오프되며, 광센서(Rp)로부터의 전류를 출력 단자를 통하여 출력한다.In the switching element Q s , an input terminal is connected to the optical sensor R p , a control terminal is connected to the switching signal V sen , and an output terminal is connected to the sensing capacitor C p . The switching element Q s is turned on / off according to the switching signal V sen input to the control terminal, and outputs a current from the optical sensor R p through the output terminal.

감지 커패시터(Cp)는 일단이 스위칭 소자(Qs)에 연결되어 있으며 타단이 접지되어 있다. 감지 커패시터(Cp)는 스위칭 소자(Qs)를 통하여 전달된 광센서(Rp )로부터의 전류를 충전한 전압을 감지 신호(Vsen)로서 출력한다. One end of the sense capacitor C p is connected to the switching element Q s and the other end is grounded. The sensing capacitor C p outputs a voltage charged with a current from the photo sensor R p transmitted through the switching element Q s as a sensing signal V sen .

스위칭 소자(Qr)는 제어 단자가 리셋 신호(Vrst)에 연결되어 있으며, 입력 단자와 출력 단자가 감지 커패시터(Cp)의 양단에 연결되어 있다. 스위칭 소자(Qr)는 리셋 신호(Vrst)에 따라 턴 온/오프되며, 감지 커패시터(Cp)에 충전된 전압을 방전한다.In the switching element Q r , a control terminal is connected to the reset signal V rst , and an input terminal and an output terminal are connected to both ends of the sensing capacitor C p . The switching element Q r is turned on / off according to the reset signal V rst and discharges the voltage charged in the sensing capacitor C p .

그러면 이러한 광센서(Rp)의 구조에 대하여 도 7 및 도 8을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Next, the structure of the optical sensor R p will be described in detail with reference to FIGS. 7 and 8.

도 7 및 도 8에 보이는 것처럼, 광센서(Rp)가 형성되는 액정 표시판 조립체(300)의 하부 표시판(100)에는 절연 기판(110) 위에 질화 규소(SiNx) 따위로 이루어진 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.As shown in FIGS. 7 and 8, a gate insulating layer made of silicon nitride (SiNx) on the insulating substrate 110 is disposed on the lower panel 100 of the liquid crystal panel assembly 300 on which the photosensor R p is formed. 140 is formed.

절연막(140) 상부에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 등으로 이루어진 반도체(150)가 사각형 모양으로 형성되어 있다.A semiconductor 150 made of hydrogenated amorphous silicon (amorphous silicon is abbreviated a-Si) or the like is formed on the insulating layer 140 in a rectangular shape.

반도체(150)의 상부에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(160)가 형성되어 있다. 반도체(150)와 저항성 접촉 부재(160)의 측면은 경사져 있으며 경사각은 30-80°이다.An ohmic contact 160 made of a material such as n + hydrogenated amorphous silicon doped with a high concentration of silicide or n-type impurities is formed on the semiconductor 150. Side surfaces of the semiconductor 150 and the ohmic contact 160 are inclined with an inclination angle of 30-80 °.

저항성 접촉 부재(160) 위에는 입력 전압(Vin)이 인가되는 제1 전극(170) 및 입사되는 광 에너지(Ep)에 따라 출력 전류를 내보내는 제2 전극(175)이 형성되어 있 다. 제1 전극(170) 및 제2 전극(175)은 각각 빗살 모양으로 엇갈려 배치되어 있으며 서로 분리되어 있다. 각 전극(170, 175)의 끝은 외부와의 접촉을 용이하게 하기 위하여 넓은 면적(na, nb)으로 형성되어 있다.On the ohmic contact 160, a first electrode 170 to which an input voltage V in is applied and a second electrode 175 to output an output current according to incident light energy E p are formed. The first electrode 170 and the second electrode 175 are alternately arranged in a comb-tooth shape and separated from each other. The ends of each of the electrodes 170 and 175 are formed to have a large area (na, nb) to facilitate contact with the outside.

제1 및 제2 전극(170, 175), 절연막(140) 및 노출된 반도체(150) 부분의 위에는 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질 또는 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition; PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질 등으로 이루어진 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다.On the first and second electrodes 170 and 175, the insulating layer 140, and the exposed portion of the semiconductor 150, an organic material or plasma enhanced chemical vapor deposition having excellent planarization characteristics and photosensitivity A passivation layer 180 made of a low dielectric constant insulating material such as a-Si: C: O, a-Si: O: F, or the like formed by PECVD.

한편, 필요에 따라 제1 및 제2 전극(170, 175)을 반도체(150) 아래에 형성할 수도 있으며, 반도체(150) 위와 아래에 함께 형성할 수도 있다.Meanwhile, if necessary, the first and second electrodes 170 and 175 may be formed under the semiconductor 150, or may be formed together above and below the semiconductor 150.

한편, 하부 표시판(100)과 대향하는 상부 표시판(200) 위에는 광센서(Rp) 상부를 덮어 외부로부터의 광을 차단하는 차광막(220)이 형성되어 있다.On the other hand, a light shielding film 220 is formed on the upper panel 200 facing the lower panel 100 to cover the upper portion of the optical sensor R p to block light from the outside.

이와 같이 광센서(Rp)를 액정 표시판 조립체(300)에 직접 형성하면 그 하부로부터의 백라이트 광을 오차 없이 받아들일 수 있으며, 수광 면적을 용이하게 증대시킬 수 있다.As such, when the optical sensor R p is directly formed on the liquid crystal panel assembly 300, the backlight light from the lower portion thereof can be received without error, and the light receiving area can be easily increased.

입사광의 에너지(Ep)에 따른 광센서(Rp)의 저항(R)은 반도체(150)의 두께(D)와 전극간 폭(W) 및 길이(L)에 의해 결정된다.The resistance R of the optical sensor R p according to the energy E p of the incident light is determined by the thickness D of the semiconductor 150, the width W and the length L between the electrodes.

[수학식 11]에서 정의된 빛 에너지(Ep)가 액정 표시판 조립체(300)의 후면에 조사될 때 생성되는 전자와 정공의 수(n)는 [수학식 2]로 정의할 수 있다. 여기서 빛의 반사율(r)은 절연 기판(110)과 절연막(140)의 물성 및 표면 상태에 의해 결정되며 이들에 의하여 흡수된 빛 에너지량은 고려하지 않았다.The number n of electrons and holes generated when the light energy E p defined in Equation 11 is irradiated to the rear surface of the liquid crystal panel assembly 300 may be defined by Equation 2. Herein, the reflectance r of light is determined by the physical properties and the surface state of the insulating substrate 110 and the insulating layer 140, and the amount of light energy absorbed by them is not considered.

Ep = (E / Eλ)2 E p = (E / E λ ) 2

여기서, Ep는 입사광의 상대 에너지(relative energy of incident light)이고, E는 입사광의 에너지(energy of incident light)이고, Eλ는 입사광의 광자 에너지(photon energy of incident light)로 정의된다.Here, E p is the relative energy of incident light, E is the energy of incident light, and E λ is defined as the photon energy of incident light.

n = {(1-r)Ep}2 n = {(1-r) E p } 2

이를 토대로 전자와 정공의 이동도(μn, μp)와 전극의 구조 및 반도체(150)의 두께(D)를 고려하면 광센서(Rp)의 도전율(σ)은 [수학식 13]으로 유도된다. 여기서 도전율(σ)은 빛 에너지(Ep)의 크기에 정 비례함을 알 수 있다.Based on this, considering the mobility of electrons and holes (μ n , μ p ), the electrode structure, and the thickness D of the semiconductor 150, the conductivity (σ) of the optical sensor R p is expressed by Equation 13 below. Induced. It can be seen that the conductivity σ is proportional to the magnitude of the light energy E p .

σ = [{ q (μn+ μp)(1-r) Ep } / WDL]2 σ = [{q (μ n + μ p ) (1-r) E p } / WDL] 2

다시 [수학식 13]을 통해 광센서(Rp)의 저항(R)을 유도하면 [수학식 4]를 얻을 수 있으며, 이 식을 통해 광 에너지에 대한 광센서(Rp)의 저항(R)의 변화량을 계 산할 수 있다. 결국 [수학식 14]를 활용하면 광센서(Rp)의 전극간 폭(W)과 길이(L), 그리고 반도체(150)의 두께(D)를 조절함으로써 광센서(Rp)의 감도를 정량적으로 계산 할 수 있다.Inducing the resistance (R) of the optical sensor (R p ) through [Equation 13] again gives [Equation 4], through which the resistance (R p ) of the optical sensor (R p ) to light energy is obtained Can be calculated. Finally, by using Equation 14, the sensitivity of the optical sensor R p is adjusted by adjusting the width W and the length L between the electrodes of the optical sensor R p and the thickness D of the semiconductor 150. It can be calculated quantitatively.

R = (L / {WD σ} = L2 / {q (μn+ μp)(1-r) Ep })2 R = (L / {WD σ} = L 2 / {q (μ n + μ p ) (1-r) E p }) 2

한편 스위칭 소자(Qs, Qr) 및 감지 커패시터(Cp)도 광센서(Rp)와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 직접 형성한다. 이에 따라 액정 표시판 조립체(300) 외부에서 감지 신호를 처리할 때 반드시 감소시켜야 하는 노이즈를 일정 부분 차단할 수 있다.Meanwhile, the switching elements Q s and Q r and the sensing capacitor C p are also directly formed in the liquid crystal panel assembly 300 together with the photosensor R p . Accordingly, when the sensing signal is processed outside the liquid crystal panel assembly 300, noise that must be reduced may be partially blocked.

그러면 도 6과 도 9 및 도 10을 참고로 하여 이러한 광 감지부(720)의 감지 동작을 상세하게 설명한다.6, 9, and 10, the sensing operation of the light detector 720 will be described in detail.

입력 전압(Vin)은 광 감지부(720)가 감지 동작을 하는 동안 하이 레벨을 유지한다.The input voltage V in is maintained at a high level while the light detector 720 performs a sensing operation.

시간(Trst)에서 리셋 신호(Vrst)가 하이 레벨이 되어 스위칭 소자(Qr)가 턴 온되면, 감지 커패시터(Cp)에 충전되어 있던 감지 신호(Vsen)는 방전된다.When the reset signal V rst becomes high at time T rst and the switching element Q r is turned on, the sensing signal V sen charged in the sensing capacitor C p is discharged.

시간(Ton)에서 리셋 신호(Vrst)가 로우 레벨이 되어 스위칭 소자(Qr)가 턴 오프되고, 스위칭 신호(Vsen)가 하이 레벨이 되어 스위칭 소자(Qs)가 턴 온되면, 광센 서(Rp)는 입사 광량에 반비례하는 저항값에 기초한 전류를 출력하고, 감지 커패시터(Cp)는 이 전류를 충전하여 감지 신호(Vsen)를 생성한다. 감지 신호(Vsen)는 도 8에 보이는 것처럼 광 에너지(Ep)가 Ep1, Ep2, Ep3의 순서로 증가함에 따라 그 크기가 증가한다.When the reset signal V rst is turned low at the time T on and the switching device Q r is turned off, and the switching signal V sen is turned high and the switching device Q s is turned on, The photo sensor R p outputs a current based on a resistance value inversely proportional to the amount of incident light, and the sensing capacitor C p charges this current to generate a sensing signal V sen . The sensing signal V sen increases in magnitude as the light energy E p increases in the order of E p1 , E p2 , and E p3 as shown in FIG. 8.

소정 시간 경과 후 시간(Toff)에서 스위칭 신호(Vsen)가 로우 레벨이 되어 스위칭 소자(Qs)가 턴 오프되면 광센서(Rp)는 광 에너지(Ep)에 따른 전류를 더 이상 출력하지 못하고, 이에 따라 감지 커패시터(Cp)도 충전되어 있는 감지 신호(Vsen)를 유지한다. 그러고 감지 신호(Vsen)를 판독하여 백라이트의 광량을 알아 수 있다.When the switching signal V sen becomes low at a time T off after a predetermined time elapses and the switching element Q s is turned off, the optical sensor R p no longer receives a current corresponding to the light energy E p . As a result, the sensing capacitor C p also maintains the sensing signal V sen charged. Then, the amount of light in the backlight can be known by reading the sensing signal V sen .

이러한 동작을 소정 주기로 반복함으로써 백라이트의 광량을 정밀하게 측정할 수 있다.By repeating such an operation at predetermined cycles, it is possible to accurately measure the amount of light in the backlight.

여기서 입력 전압(Vin), 스위칭 신호(Vsen) 및 리셋 신호(Vrst)는 외부에서 공급할 수도 있고, 액정 표시 장치 구동용 전압 및 게이트 신호를 활용하여 도출할 수도 있다.The input voltage V in , the switching signal V sen , and the reset signal V rst may be supplied from the outside, or may be derived by using a voltage and a gate signal for driving the liquid crystal display.

광센서(Rp)에 빛이 조사되어 이에 따른 전류가 광센서(Rp)에 지속적으로 흐르면 여기된 운반체(carrier)뿐만 아니라 반도체(150)의 댕글링 본드(dangling bond)도 더불어 증가하게 되고 일정시간이 지나면 재결합이 발생하여 도전성이 감소하게 되는데, 본 발명의 실시예에 따른 부 광 감지부(720)에 의하면 소정 시간 동안만 광센서(Rp)에 전류가 흐르므로 이와 같은 도전성 감소를 방지할 수 있다.A light sensor (R p) to be the increase, with the dangling bonds (dangling bond), a semiconductor 150 as well as the irradiation of light thereto current is continuously flows to the light sensor (R p) of this carrier (carrier) in accordance with After a predetermined time, recombination occurs to decrease conductivity. According to the sub-light sensing unit 720 according to the embodiment of the present invention, since the current flows through the optical sensor R p only for a predetermined time, such a decrease in conductivity is achieved. You can prevent it.

한편 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 복수의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 광 감지부(720)를 포함할 수 있으며, 각 광 감지부(720)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 성분의 빛을 각각 감지하여 이에 대응하는 감지 신호(Vsen)를 생성한다. 각각의 광 감지부(720)는 액정 표시판 조립체(300)의 가장자리 영역(P1) 중 서로 다른 가장자리에 배치될 수 있다. 이에 따라 액정 표시판 조립체(300)의 상하 좌우의 백라이트 광량을 측정할 수 있어서 각 위치에서의 측정 오차를 줄일 수 있으며, 측정된 광량에 기초하여 좀 더 세밀하게 백라이트 제어를 할 수 있다.Meanwhile, the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention may include a plurality of red (R), green (G), and blue (B) light detectors 720, and each light detector 720 is red. The light of the (R), green (G), and blue (B) components is respectively sensed to generate a detection signal V sen corresponding thereto. Each of the light detectors 720 may be disposed at different edges of the edge regions P1 of the liquid crystal panel assembly 300. Accordingly, the amount of backlight light on the top, bottom, left, and right sides of the liquid crystal panel assembly 300 may be measured to reduce measurement errors at each position, and more precise backlight control may be performed based on the measured light amount.

이상의 실시예에서는 액정 표시 장치에 관하여 본 발명을 상세히 설명하였으나, 액정 표시 장치 이외의 백라이트를 구비하는 수광형 표시 장치에서도 적용될 수 있다.In the above embodiment, the present invention has been described in detail with respect to the liquid crystal display, but the present invention may also be applied to a light receiving display device having a backlight other than the liquid crystal display.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 광 감지부 및 기준신호 생성부를 기초로 증폭된 차동신호를 생성하고, 아날로그 가산기를 사용하여 제어신호를 생성하여 백라이트 광원의 조도를 제어함으로써, 액정 표시판 조립체이 조사되는 광의 조도변화에 민감하고 신속하게 반응하여 광원의 조도를 세밀하게 제어할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, by generating an amplified differential signal based on the light sensing unit and the reference signal generating unit, and generating a control signal using an analog adder to control the illuminance of the backlight light source, Sensitive and quick response to changes in illuminance enables fine control of illuminance of the light source.

또한, 광 감지부와 기준신호 생성부의 공통접지 및 증폭 회로의 제1 및 제2연산증폭기 사이의 공통 버퍼저항을 통해 외부 노이즈의 영향을 최소화할 수 있다. In addition, the influence of external noise may be minimized through a common buffer resistance between the common ground and the first and second operational amplifiers of the optical sensing unit and the reference signal generator.                     

또한, 광 감지부를 액정 표시판 조립체에 형성함으로써 액정 표시 장치에 별도의 광센서를 부착하지 않고 광원에서 방출된 빛을 각각 정밀하게 측정할 수 있으며, 측정 오차를 줄일 수 있다.In addition, by forming the light sensing unit in the liquid crystal panel assembly, it is possible to precisely measure the light emitted from the light source without attaching a separate optical sensor to the liquid crystal display, and reduce the measurement error.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. Belongs to the scope of rights.

Claims (26)

광원에 의해 조사되는 광량에 기초한 감지 신호를 생성하는 광 감지부;A light detecting unit generating a detection signal based on the amount of light irradiated by the light source; 기준 광량에 대응하는 소정의 기준신호를 생성하는 기준신호 생성부;A reference signal generator for generating a predetermined reference signal corresponding to the reference light quantity; 상기 감지신호를 상기 기준신호와 비교하여 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부;A control signal generator configured to generate a control signal by comparing the detected signal with the reference signal; 상기 제어신호에 따라 상기 광원의 조도를 제어하는 백라이트 제어부; 및A backlight controller which controls illuminance of the light source according to the control signal; And 상기 백라이트 제어부의 제어에 따라 상기 광원에 전원을 공급하는 백라이트 구동부를 포함하며,A backlight driver configured to supply power to the light source under the control of the backlight controller, 상기 제어신호 생성부는, 상기 기준신호와 상기 감지신호와의 차이를 소정 증폭률로 증폭하여 차등신호를 생성하는 증폭 회로와 상기 차등신호와 상기 기준신호에 근거하여 상기 제어신호를 생성하는 아날로그 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원의 조도 제어장치.The control signal generator includes an amplifier circuit for generating a differential signal by amplifying a difference between the reference signal and the detection signal at a predetermined amplification factor and an analog adder for generating the control signal based on the differential signal and the reference signal. Illumination control device of the light source, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 광 감지부와 상기 기준신호 생성부는 공통 접지를 가지는 것을 특징으로 하는 광원의 조도 제어장치.The illumination control device of claim 1, wherein the light detector and the reference signal generator have a common ground. 제1항에 있어서, 상기 증폭 회로의 증폭률은 2인 것을 특징으로 하는 광원의 조도 제어장치.The illuminance control device of a light source according to claim 1, wherein an amplification factor of said amplification circuit is two. 제1항에 있어서, 상기 제어신호(Vcon)는 상기 기준신호에 상기 기준신호와 상기 감지신호의 차이를 합한 값인 것을 특징으로 하는 광원의 조도 제어장치.The illumination control device of claim 1, wherein the control signal Vcon is a sum of a difference between the reference signal and the detection signal. 제1항에 있어서, 상기 백라이트 제어부는 상기 제어신호(Vcon)에 기초하여 펄스폭 변조 신호를 발생하는 펄스폭 변조 발진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원의 조도 제어장치.The illuminance control device of claim 1, wherein the backlight controller comprises a pulse width modulated oscillator for generating a pulse width modulated signal based on the control signal Vcon. 제1항에 있어서, 상기 증폭 회로는 상기 감지신호를 비반전 입력단자로 입력 받는 제1연산증폭기와, 상기 기준신호를 비반전 입력단자로 입력 받는 제2연산증폭기 및, 상기 제1연산증폭기의 출력단자와 전기적으로 연결된 반전 입력단자 및 상기 제2연산증폭기의 출력단자와 신호를 전기적으로 연결된 비반전 입력단자를 가지는 제3연산증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원의 조도 제어장치.The amplifier of claim 1, wherein the amplifying circuit comprises: a first operational amplifier configured to receive the sensing signal through a non-inverting input terminal, a second operational amplifier configured to receive the reference signal through a non-inverting input terminal, and a first operational amplifier. And an inverting input terminal electrically connected to an output terminal, and a third operational amplifier having a non-inverting input terminal electrically connected to an output terminal of the second operational amplifier and a signal. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 제1 및 제2연산증폭기의 반전 입력단자 사이에 연결되는 공통 버퍼저항; A common buffer resistor connected between the inverting input terminals of the first and second operational amplifiers; 상기 제1연산증폭기의 반전 입력단자와 출력단자 사이에 연결되는 제1저항;A first resistor connected between the inverting input terminal and the output terminal of the first operational amplifier; 상기 제2연산증폭기의 반전 입력단자와 출력단자 사이에 연결되는 제2저항;A second resistor connected between the inverting input terminal and the output terminal of the second operational amplifier; 상기 제1연산증폭기의 출력단자와 상기 제3연산증폭기의 반전 입력단자 사이에 연결되는 제3저항;A third resistor connected between the output terminal of the first operational amplifier and the inverting input terminal of the third operational amplifier; 상기 제2연산증폭기의 출력단자와 상기 제3연산증폭기의 비반전 입력단자 사이에 연결되는 제4저항;A fourth resistor connected between the output terminal of the second operational amplifier and the non-inverting input terminal of the third operational amplifier; 상기 제3연산증폭기의 비반전 입력단자와 접지 사이에 연결되는 제5저항; 및A fifth resistor connected between the non-inverting input terminal of the third operational amplifier and ground; And 상기 제3연산증폭기의 반전 입력단자와 출력단자 사이에 연결되는 제6저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원의 조도 제어장치.And a sixth resistor connected between the inverting input terminal and the output terminal of the third operational amplifier. 제7항에 있어서, 상기 제1 내지 제6저항은 모두 동일한 저항값을 가지며, 상기 버퍼저항의 저항값은 상기 제1 내지 제6저항의 저항값의 2배인 것을 특징으로 하는 광원의 조도 제어장치.The illuminance control device of claim 7, wherein all of the first to sixth resistors have the same resistance value, and the resistance of the buffer resistor is twice the resistance of the first to sixth resistors. . 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 아날로그 가산기는 접지된 비반전 입력단자;The analog adder is a grounded non-inverting input terminal; 상기 증폭 회로의 상기 제3연산증폭기의 출력단자 및 상기 제2연산증폭기의 비반전 입력단자와 각각 제7저항 및 제8저항을 통하여 연결되는 반전 입력단자; 및An inverting input terminal connected to an output terminal of the third operational amplifier and a non-inverting input terminal of the second operational amplifier of the amplifying circuit through a seventh resistor and an eighth resistor, respectively; And 상기 반전 입력단자와 출력단자 사이에 연결되는 제9저항을 가지는 것을 특징으로 하는 광원의 조도 제어장치.And a ninth resistor connected between the inverting input terminal and the output terminal. 제9항에 있어서 상기 제8 및 제9저항은 동일한 저항값을 가지며 상기 제7저항의 저항값은 상기 제8 및 제9저항의 저항값의 2배인 것을 특징으로 하는 광원의 조도 제어장치.10. The illuminance control apparatus of claim 9, wherein the eighth and ninth resistors have the same resistance value, and the resistance value of the seventh resistor is twice the resistance value of the eighth and ninth resistors. 제10항에 있어서, 상기 제1 내지 제6저항은 모두 동일한 저항값을 가지며, 상기 버퍼저항의 저항값은 상기 제1 내지 제6저항의 저항값의 2배인 것을 특징으로 하는 광원의 조도 제어장치.The illuminance control device of claim 10, wherein all of the first to sixth resistors have the same resistance value, and the resistance value of the buffer resistor is twice the resistance value of the first to sixth resistors. . 액정 표시판 조립체;A liquid crystal panel assembly; 상기 액정 표시판 조립체에 광을 조사하는 광원을 포함하는 백라이트부;A backlight unit including a light source for irradiating light to the liquid crystal panel assembly; 상기 광원에 의해 액정 표시판 조립체로 조사되는 광량에 기초한 감지 신호를 생성하는 광 감지부;A light sensing unit generating a sensing signal based on the amount of light irradiated to the liquid crystal panel assembly by the light source; 상기 액정 표시판 조립체에 조사되는 기준 광량에 대응하는 소정의 기준신호를 생성하는 기준신호 생성부;A reference signal generator configured to generate a predetermined reference signal corresponding to a reference light amount irradiated to the liquid crystal panel assembly; 상기 감지신호를 상기 기준신호와 비교하여 제어신호(Vcon)를 생성하는 제어신호 생성부;A control signal generator configured to generate a control signal Vcon by comparing the detected signal with the reference signal; 상기 제어신호(Vcon)에 따라 상기 광원의 조도를 제어하는 백라이트 제어부; 및A backlight controller which controls illuminance of the light source according to the control signal Vcon; And 상기 백라이트 제어부의 제어에 따라 상기 광원에 전원을 공급하는 백라이트 구동부를 포함하며,A backlight driver configured to supply power to the light source according to the control of the backlight controller, 상기 제어신호(Vcon) 생성부는, 상기 기준신호와 상기 감지신호와의 차이를 소정 증폭률로 증폭하여 차등신호를 생성하는 증폭 회로와 상기 차등신호와 상기 기준신호에 근거하여 상기 제어신호(Vcon)를 생성하는 아날로그 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The control signal Vcon generation unit may include an amplifier circuit for generating a differential signal by amplifying a difference between the reference signal and the detection signal at a predetermined amplification rate, and generating the differential signal and the control signal Vcon based on the differential signal and the reference signal. A liquid crystal display comprising an analog adder to generate. 제12항에 있어서, 상기 광 감지부와 상기 기준신호 생성부는 공통 접지를 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The liquid crystal display of claim 12, wherein the light detector and the reference signal generator have a common ground. 제12항에 있어서, 상기 증폭 회로의 증폭률은 2인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The liquid crystal display of claim 12, wherein an amplification factor of the amplifying circuit is two. 제12항에 있어서, 상기 제어신호(Vcon)는 상기 기준신호에 상기 기준신호와 상기 감지신호의 차이를 합한 값인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The liquid crystal display of claim 12, wherein the control signal (Vcon) is a value obtained by adding a difference between the reference signal and the detection signal to the reference signal. 제12항에 있어서, 상기 백라이트 제어부는 상기 제어신호(Vcon)에 기초하여 펄스폭 변조 신호를 발생하는 펄스폭 변조 발진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The liquid crystal display of claim 12, wherein the backlight controller comprises a pulse width modulated oscillator for generating a pulse width modulated signal based on the control signal Vcon. 제12항에 있어서, 상기 증폭 회로는 상기 감지신호를 비반전 입력단자로 입력 받는 제1연산증폭기와, 상기 기준신호를 비반전 입력단자로 입력 받는 제2연산증폭기 및, 상기 제1연산증폭기의 출력단자와 전기적으로 연결된 반전 입력단자 및 상기 제2연산증폭기의 출력단자와 신호를 전기적으로 연결된 비반전 입력단자를 가지는 제3연산증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The amplifier of claim 12, wherein the amplifying circuit comprises: a first operational amplifier configured to receive the sensing signal through a non-inverting input terminal; a second operational amplifier configured to receive the reference signal through a non-inverting input terminal; And a third operational amplifier having an inverting input terminal electrically connected to an output terminal and a non-inverting input terminal electrically connected to an output terminal of the second operational amplifier and a signal. 제17항에 있어서, The method of claim 17, 상기 제1 및 제2연산증폭기의 반전 입력단자 사이에 연결되는 공통 버퍼저항;A common buffer resistor connected between the inverting input terminals of the first and second operational amplifiers; 상기 제1연산증폭기의 반전 입력단자와 출력단자 사이에 연결되는 제1저항;A first resistor connected between the inverting input terminal and the output terminal of the first operational amplifier; 상기 제2연산증폭기의 반전 입력단자와 출력단자 사이에 연결되는 제2저항;A second resistor connected between the inverting input terminal and the output terminal of the second operational amplifier; 상기 제1연산증폭기의 출력단자와 상기 제3연산증폭기의 반전 입력단자 사이에 연결되는 제3저항;A third resistor connected between the output terminal of the first operational amplifier and the inverting input terminal of the third operational amplifier; 상기 제2연산증폭기의 출력단자와 상기 제3연산증폭기의 비반전 입력단자 사이에 연결되는 제4저항;A fourth resistor connected between the output terminal of the second operational amplifier and the non-inverting input terminal of the third operational amplifier; 상기 제3연산증폭기의 비반전 입력단자와 접지 사이에 연결되는 제5저항; 및A fifth resistor connected between the non-inverting input terminal of the third operational amplifier and ground; And 상기 제3연산증폭기의 반전 입력단자와 출력단자 사이에 연결되는 제6저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치And a sixth resistor connected between the inverting input terminal and the output terminal of the third operational amplifier. 제18항에 있어서, 상기 제1 내지 제6저항은 모두 동일한 저항값을 가지며, 상기 버퍼저항의 저항값은 상기 제1 내지 제6저항의 저항값의 2배인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.19. The liquid crystal display device according to claim 18, wherein all of the first to sixth resistors have the same resistance value, and the resistance of the buffer resistor is twice the resistance of the first to sixth resistors. 제18항에 있어서, The method of claim 18, 상기 아날로그 가산기는 접지된 비반전 입력단자와;The analog adder is a grounded non-inverting input terminal; 상기 증폭 회로의 상기 제3연산증폭기의 출력단자 및 상기 제2연산증폭기 비반전 입력단자와 각각 제7저항 및 제8저항을 통하여 연결되는 반전 입력단자; 및An inverting input terminal connected to an output terminal of the third operational amplifier and the second operational amplifier non-inverting input terminal of the amplifying circuit through a seventh resistor and an eighth resistor, respectively; And 상기 반전 입력단자와 출력단자 사이에 연결되는 제9저항을 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And a ninth resistor connected between the inverting input terminal and the output terminal. 제20항에 있어서 상기 제8 및 제9저항은 동일한 저항값을 가지며 상기 제7저항의 저항값은 상기 제8 및 제9저항의 저항값의 2배인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The liquid crystal display of claim 20, wherein the eighth and ninth resistors have the same resistance value, and the resistance of the seventh resistor is twice the resistance of the eighth and ninth resistors. 제12항에 있어서, 상기 감지부는 상기 액정 표시판 조립체 상에 집적되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The liquid crystal display of claim 12, wherein the sensing unit is integrated on the liquid crystal panel assembly. 제22항에 있어서, 상기 감지부는 액정 표시판 조립체 상의 적어도 2개의 서로 다른 영역에 집적되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The liquid crystal display of claim 22, wherein the sensing unit is integrated in at least two different areas on the liquid crystal panel assembly. 제12항에 있어서, 상기 광원은 복수의 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The liquid crystal display of claim 12, wherein the light source is a plurality of light emitting diodes. 제24항에 있어서, 상기 복수의 발광 다이오드는 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드를 각각 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.25. The liquid crystal display of claim 24, wherein each of the plurality of light emitting diodes comprises at least one of red, green, and blue light emitting diodes. 제25항에 있어서, 상기 광 감지부, 기준신호 생성부, 제어신호 생성부, 백라이트 제어부는 적색광, 녹색광 및 청색광에 대해 각각 적어도 하나 이상으로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The liquid crystal display of claim 25, wherein the light detector, the reference signal generator, the control signal generator, and the backlight controller include at least one of red light, green light, and blue light.
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