KR20090128255A - 아날로그-디지털 컨버터와 이를 포함하는 표시 장치 및 그구동 방법 - Google Patents

아날로그-디지털 컨버터와 이를 포함하는 표시 장치 및 그구동 방법 Download PDF

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Abstract

간단하게 구현할 수 있고, 입력 동적 범위가 넓어질 수 있는 아날로그-디지털 컨버터와 이를 포함하는 표시 장치 및 그 구동 방법이 제공된다. 아날로그-디지털 컨버터는 광전류를 적분하여 피드백 커패시터에 전압의 형태로 저장하는 광전류 적분기와, 광전류 적분기의 출력 전압을 지수 함수 형태로 감쇠시키는 방전기를 포함한다.
광전류 적분기, 방전기, 로그값, 입력 동적 범위

Description

아날로그-디지털 컨버터와 이를 포함하는 표시 장치 및 그 구동 방법{Analog-digital converter, display device including the same and driving method of the display device}
본 발명은 아날로그-디지털 컨버터와 이를 포함하는 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단하게 구현할 수 있고, 입력 동적 범위가 넓어질 수 있는 아날로그-디지털 컨버터와 이를 포함하는 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 화소 전극이 구비된 제1 표시판, 공통 전극이 구비된 제2 표시판, 제1 표시판과 제2 표시판 사이에 주입된 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 갖는 액정 패널을 포함한다.
화소 전극과 공통 전극 사이에 전계를 형성하고, 이 전계의 세기를 조절하여, 액정 패널을 투과하는 빛의 양을 제어함으로써, 원하는 영상을 표시한다. 액정 표시 장치는 자체 발광형 표시 장치가 아니므로, 액정 패널에 백라이트를 제공하는 백라이트 유닛을 액정 패널의 배면에 설치한다.
최근 백라이트 유닛의 소비 전력을 줄이기 위하여 외부로부터 제공되는 주변 광에 따라서 백라이트의 휘도를 조절하는 방법이 개발되고 있다. 한편, 이와 별개로 표시 품질을 향상시키기 위하여 액정 패널에 표시되는 영상에 따라서 백라이트의 휘도를 조절하는 방법이 개발되고 있다. 이러한 액정 표시 장치들은 주변광이나 백라이트의 휘도를 측정하는 광센서를 포함할 수 있다. 그리고, 광센서의 출력을 아날로그-디지털 변환하는 아날로그-디지털 컨버터를 필요로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 간단하게 구현할 수 있고, 입력 동적 범위가 넓어질 수 있는 아날로그-디지털 컨버터를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 간단하게 구현할 수 있고, 입력 동적 범위가 넓어질 수 있는 아날로그-디지털 컨버터를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 간단하게 구현할 수 있고, 입력 동적 범위가 넓어질 수 있는 아날로그-디지털 컨버터를 포함하는 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 아날로그-디지털 컨버터의 일 태양(aspect)은, 광전류를 적분하여 피드백 커패시터에 전압의 형태로 저장하는 광전류 적분기와, 광전류 적분기의 출력 전압을 지수 함수 형태로 감쇠시키는 방전기를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 표시 장치의 일 태양은, 광전류를 적분하여 피드백 커패시터에 전압의 형태로 저장하는 광전류 적분기와, 광전류 적분기의 출력 전압을 지수 함수 형태로 감쇠시키는 방전기와, 방전기에 의해서 감쇠되는 전압을 기준 전압과 비교하는 비교기를 포함하는 아날로그-디지털 컨버터, 상기 감쇠되는 전압이 기준 전압에 이르는 시간의 길이에 대응하여, 백라이트의 휘도가 조절되어 제공되는 백라이트 유닛, 및 백라이트를 제공받아 영상을 표시하는 표시 패널을 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 표시 장치의 구동 방법의 일 태양은, 광전류를 적분하여 광전류 적분기에 전압의 형태로 저장하고, 광전류 적분기의 출력 전압을 지수 함수 형태로 감쇠시키고, 상기 감쇠되는 전압이 기준 전압에 이르는 시간의 길이에 대응하여, 백라이트의 휘도를 조절하여 제공하는 것을 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링 된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 및 그 구동 방법을 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10) 및 그 구동 방법을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 도 1의 표시 패널(300)이 포함하는 한 화소(PX)의 등가 회로도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(10)는 영상이 표시되는 표시부(DA)와 광 측정부(900)가 실장된 비표시부(PA)를 포함하는 표시 패널(300), 영상 신호 제어부(600_1)와 광데이터 신호 제어부(600_2)를 포함하는 신호 제어부(700), 게이트 드라이버(400), 데이터 드라이버(500), 백라이트 드라이버(800) 및 백라이트 드라이버(800)에 연결된 발광 블록(LB)을 포함한다. 여기서, 광데이터 신호 제어부(600_2)와 백라이트 드라이버(800) 및 발광 블록(LB)은 백라이트 유닛(600_2, 800, LB)을 구성한다.
표시 패널(300)은 다수의 게이트 라인(G1~Gk)과 다수의 데이터 라인(D1~Dj) 및 다수의 화소(PX)를 포함하고, 백라이트를 제공받아 영상을 표시한다. 각 게이트 라인(G1~Gk)과 각 데이터 라인(D1~Dj)이 교차하는 영역에 각 화소(PX)가 정의된다. 도시하지는 아니하였으나, 다수의 화소(PX)는 레드 부화소, 그린 부화소, 및 블루 부화소로 구분될 수 있다.
도 2에 한 화소에 대한 등가 회로가 도시되어 있다. 화소(PX), 예를 들면 f번째(f=1~k) 게이트 라인(Gf)과 g번째(g=1~j) 데이터 라인(Dg)에 연결된 화소(PX) 는, 게이트 라인(Gf) 및 데이터 라인(Dg)에 연결된 스위칭 소자(Qp)와, 이에 연결된 액정 커패시터(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 커패시터(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 액정 커패시터(Clc)는 두 전극 예를 들어, 도시한 바와 같이 제1 표시판(100)의 화소 전극(PE)과, 제2 표시판(200)의 공통 전극(CE) 및 상기 두 전극 사이에 개재된 액정 분자들(150)로 이루어질 수 있다. 공통 전극(CE)의 일부에는 색필터(CF)가 형성되어 있다.
다시 도 1을 참조하면, 표시 패널(300)은 영상이 표시되는 표시부(DA)와 영상이 표시되지 않는 비표시부(PA)로 구분될 수 있다.
표시부(DA)는 전술한 다수의 화소(PX)들을 포함하고, 각 화소(PX)는 데이터 드라이버(500)가 제공하는 영상 데이터 전압에 응답하여서 영상을 표시한다.
비표시부(PA)는 제1 표시판(도 2의 100 참조)이 제2 표시판(도 2의 200 참조)보다 더 넓게 형성되어 영상이 표시되지 않는 부분을 의미한다. 비표시부(PA)에는 광 측정부(900)가 실장될 수 있다. 광 측정부(900)는 외부로부터 제공되는 주변 광의 휘도 또는 발광 블록(LB)이 제공하는 백라이트의 휘도에 따른 백라이트의 휘도 레벨(IL)를 산출하여서 신호 제어부(700)에 제공할 수 있다. 광 측정부(900)에 대해서는 도 6 내지 도 9를 참조하여 후술한다.
신호 제어부(700)는 제1 영상 신호(R, G, B), 제1 영상 신호(R, G, B)의 표시를 제어하는 외부 제어 신호들(Vsync, Hsync, Mclk, DE), 및 백라이트의 휘도 레벨(IL)을 입력받아, 제2 영상 신호(IDAT), 데이터 제어 신호(CONT1), 게이트 제어 신호(CONT2) 및 광데이터 신호(LDAT)을 출력한다.
구체적으로, 신호 제어부(700)는 제1 영상 신호(R, G, B)를, 제2 영상 신호(IDAT)로 변환하여 출력할 수 있다. 신호 제어부(700)는 또한, 광 측정부(900)가 제공하는 백라이트의 휘도 레벨(IL)를 입력받아서, 백라이트의 휘도 레벨(IL)에 따라서 보상된 광데이터 신호(LDAT)를 백라이트 드라이버(800)에 제공할 수 있다.
신호 제어부(700)는 기능적으로 영상 신호 제어부(600_1)와 광데이터 신호 제어부(600_2)로 구분될 수 있다. 영상 신호 제어부(600_1)는 표시 패널(300)에 표시되는 영상을 제어하고, 광데이터 신호 제어부(600_2)는 백라이트 드라이버(800)를 제어할 수 있다. 또한, 영상 신호 제어부(600_1)와 광데이터 신호 제어부(600_2)는 물리적으로 분리될 수도 있다.
구체적으로 영상 신호 제어부(600_1)는 제1 영상 신호(R, G, B)를 입력받아 이에 대응하는 제2 영상 신호(IDAT)를 출력할 수 있다. 영상 신호 제어부(600_1)는 또한, 외부로부터 외부 제어 신호들(Vsync, Hsync, Mclk, DE)을 입력받아 데이터 제어 신호 (CONT1) 및 게이트 제어 신호(CONT2)를 생성할 수 있다. 외부 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클럭 신호(Mclk), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다. 데이터 제어 신호(CONT1)는 데이터 드라이버(500)의 동작을 제어하기 위한 신호이고, 게이트 제어 신호(CONT2)는 게이트 드라이버(400)의 동작을 제어하기 위한 신호이다.
영상 신호 제어부(600_1)는 또한, 제1 영상 신호(R, G, B)를 입력 받아서 이에 대응하는 대표 영상 신호(R_DB)를 출력하여서, 광데이터 신호 제어부(600_2)에 제공할 수 있다. 영상 신호 제어부(600_1)에 대해서는 도 3을 참조하여 더 상세히 설명한다.
광데이터 신호 제어부(600_2)는 대표 영상 신호(R_DB)와 백라이트의 휘도 레벨(IL)를 입력받아 광데이터 신호(LDAT)를 백라이트 드라이버(800)에 제공할 수 있다. 광데이터 신호 제어부(600_2)에 대해서는 도 4를 참조하여 더 상세히 설명한다.
게이트 드라이버(400)는 영상 신호 제어부(600_1)로부터 게이트 제어 신호(CONT2)를 제공받아 게이트 신호를 게이트 라인(G1~Gk)에 인가한다. 여기서 게이트 신호는 게이트 온/오프 전압 발생부(미도시)로부터 제공된 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어질 수 있다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 드라이버(400)의 동작을 제어하기 위한 신호로써, 게이트 드라이버(500)의 동작을 개시하는 수직 시작 신호, 게이트 온 전압의 출력 시기를 결정하는 게이트 클럭 신호 및 게이트 온 전압의 펄스 폭을 결정하는 출력 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다. 이러한 게이트 드라이버(400)는 도시하지는 아니하였으나, 다수의 게이트 구동칩의 형태로 구현될 수 있다.
데이터 드라이버(500)는 영상 신호 제어부(600_1)로부터 데이터 제어 신호(CONT1)를 제공받아 제2 영상 신호(IDAT)에 대응하는 전압을 데이터 라인(D1~Dj)에 인가한다. 제2 영상 신호(IDAT)에 대응하는 전압은 계조 전압 발생부(미도시)로부터 제공된 전압일 수 있다. 곧, 제2 영상 신호(IDAT)가 가지는 계조에 따라서 계조 전압 발생부의 구동 전압을 분배한 전압일 수 있다. 데이터 제어 신호(CONT1)는 데이터 드라이버(500)의 동작을 제어하는 신호를 포함한다. 데이터 드라이버(500) 의 동작을 제어하는 신호는 데이터 드라이버(500)의 동작을 개시하는 수평 개시 신호 및 영상 데이터 전압의 출력을 지시하는 출력 지시 신호 등을 포함할 수 있다. 이러한 데이터 드라이버(500)는 도시하지는 아니하였으나, 다수의 데이터 구동칩의 형태로 구현될 수 있다.
백라이트 드라이버(800)는 광데이터 신호(LDAT)에 응답하여 발광 블록(LB)이 제공하는 백라이트의 휘도를 조절한다. 발광 블록(LB)의 휘도는 광데이터 신호(LDAT)가 가지는 듀티비에 따라서 달라질 수 있다. 백라이트 드라이버(800)의 내부 구조와 동작에 대해서는 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
발광 블록(LB)은 적어도 하나 이상의 광원을 포함하여서, 표시 패널(300)에 광을 제공할 수 있다. 예를 들어, 발광 블록(LB)은 도시한 바와 같이 점광원의 하나인 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 이와 달리, 광원은 선광원이나 면광원일 수도 있다. 발광 블록(LB)의 휘도는 발광 블록(LB)에 연결된 백라이트 드라이버(800)에 의해서 제어될 수 있다.
도 3은 도 1의 영상 신호 제어부(600_1)를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 영상 신호 제어부(600_1)는 제어 신호 생성부(610)와 영상 신호 처리부(620)와 대표값 결정부(630)를 포함할 수 있다.
제어 신호 생성부(610)는 외부 제어 신호들(Vsync, Hsync, Mclk, DE)을 입력받아 데이터 제어 신호(CONT1) 및 게이트 제어 신호(CONT2)를 출력한다. 예컨데, 제어 신호 생성부(610)는 도 1의 게이트 드라이버(400)의 동작을 개시하는 수직 시작 신호(STV), 게이트 온 전압의 출력 시기를 결정하는 게이트 클럭 신호(CPV) 및 게이트 온 전압의 펄스 폭을 결정하는 출력 인에이블 신호(OE), 도 1의 데이터 드라이버(400)의 동작을 개시하는 수평 개시 신호(STH) 및 영상 데이터 전압의 출력을 지시하는 출력 지시 신호(TP)를 출력할 수 있다.
영상 신호 처리부(620)는 제1 영상 신호(R, G, B)를 제2 영상 신호(IDAT)로 변환하여 출력할 수 있다. 제2 영상 신호(IDAT)는 표시 품질을 향상시키기 위해서 제1 영상 신호(R, G, B)를 변환한 신호일 수 있다. 제2 영상 신호(IDAT)는 예를 들어, 오버 드라이빙(overdriving) 구동을 위해서 제1 영상 신호(R, G, B)를 변환한 신호일 수 있다. 오버 드라이빙 구동에 대한 상세한 설명은 생략한다.
대표값 결정부(630)는 표시 패널(300)이 표시하는 영상의 대표 영상 신호(R_DB)를 결정한다. 예를 들어, 대표값 결정부(630)는 제1 영상 신호(R, G, B)를 입력받아 이들을 평균하여서 대표 영상 신호(R_DB)를 결정할 수 있다. 따라서 대표 영상 신호(R_DB)는 표시 패널(300)이 표시하는 영상의 평균 휘도를 의미할 수 있다.
도 4는 도 1의 광데이터 신호 제어부(600_2)를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 광데이터 신호 제어부(600_2)는 휘도 결정부(640), 휘도 보상부(650), 및 광데이터 신호 출력부(650)를 포함할 수 있다.
휘도 결정부(640)는 대표 영상 신호(R_DB)를 입력받아 대표 영상 신호(R_DB)에 대응하는 백라이트의 원시 휘도(R_LB)를 결정하고, 백라이트의 원시 휘도(R_LB)를 휘도 보상부(650)로 출력한다. 휘도 결정부(640)는 예를 들어, 룩업 테이블(미도시)를 이용하여 대표 영상 신호(R_DB)에 대응하는 백라이트의 원시 휘도(R_LB)를 결정할 수 있다.
휘도 보상부(650)는 백라이트의 원시 휘도(R_LB)와 백라이트의 휘도 레벨(IL)를 제공 받는다. 휘도 보상부(650)는 백라이트의 휘도 레벨(IL)을 사용하여서 백라이트의 원시 휘도(R_LB)를 보상한 보상된 휘도(R'_LB)를 광데이터 신호 출력부(660)에 제공할 수 있다.
휘도 보상부(650)는 주변 광의 휘도에 따라서 보상된 휘도(R'_LB)를 광데이터 신호 출력부(660)에 제공할 수 있다. 이 경우, 백라이트의 휘도 레벨(IL)은 광측정부(900)가 외부로부터 제공되는 주변 광의 휘도를 측정하여 산출한 값일 수 있다. 구체적으로, 주변 광의 휘도가 작으면, 백라이트의 휘도 레벨(IL)은 작은 값을 가지고, 주변 광의 휘도가 크면, 백라이트의 휘도 레벨(IL)이 큰 값을 가질 수 있다.
이와 같이 주변 광의 휘도에 따라서 달라지는 백라이트의 휘도 레벨(IL)을 사용하여 백라이트의 원시 휘도(R_LB)를 보상하면, 주변 광의 휘도에 따라서 백라이트의 휘도를 조절할 수 있다. 즉, 주변 광이 어두우면, 백라이트의 휘도를 낮추고, 주변 광이 밝으면 백라이트의 휘도를 높여서 표시 품질을 향상시키고, 소비 전력을 줄일 수 있다.
이와 달리, 휘도 보상부(650)는 측정된 백라이트의 휘도에 따라서 보상된 휘도(R'_LB)를 광데이터 신호 출력부(660)에 제공할 수 있다. 이 경우, 백라이트의 휘도 레벨(IL)은 광측정부(900)가 백라이트의 휘도를 측정하여 산출한 값일 수 있다. 구체적으로, 측정된 백라이트의 휘도가 원하는 값보다 작으면 백라이트의 휘도 레벨(IL)은 큰 값을 가지고, 측정된 백라이트의 휘도가 원하는 값보다 크면 백라이트의 휘도 레벨(IL)은 작은 값을 가질 수 있다.
예를 들어, 발광 블록(BL)이 포함하는 발광 소자가 열화되면, 발광 블록(LB)이 제공하는 백라이트의 휘도는 원하는 휘도값보다 작은 휘도값을 가질 수 있다. 이런 경우, 백라이트의 휘도 레벨(IL)을 높이고, 이 값으로 백라이트의 원시 휘도(R_LB)를 보상하면, 발광 블록(LB)이 제공하는 백라이트의 휘도를 원하는 값이 되도록 보상할 수 있다.
이와 같이 측정된 백라이트의 휘도를 원하는 값과 비교한 결과에 따라서 조절된 백라이트의 휘도 레벨(IL)를 사용하여, 백라이트의 원시 휘도(R_LB)를 보상하면, 백라이트의 휘도를 원하는 값이 되도록 제어하여서, 표시 품질을 향상시키고, 소비 전력을 줄일 수 있다.
광데이터 신호 출력부(650)는 휘도 보상부(650)가 제공하는 보상된 휘도(R'_LB)에 따라서 광데이터 신호(LDAT)을 출력한다. 이와 같이, 보상된 휘도(R'_LB)에 대응하는 광데이터 신호(LDAT)를 백라이트 드라이버(800)에 제공함으로써, 발광 블록(LB)이 제공하는 백라이트의 휘도를 조절할 수 있다.
도 5는 도 1의 백라이트 드라이버(800)와 발광 블록(LB)의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 5을 참조하면, 백라이트 드라이버(800)는 스위칭 소자(BLQ)를 포함하여, 광데이터 신호(LDAT)에 응답하여 발광 블록(LB)의 휘도를 제어한다.
동작을 설명하면, 광데이터 신호(LDAT)가 하이 레벨이 되면, 백라이트 드라 이버(800)의 스위칭 소자(BLQ)가 턴-온되고, 전원 전압(Vin)이 발광 블록(LB)에게 제공되므로, 전류가 발광 블록(LB) 및 인덕터(L)를 통해 흐르게 된다. 이때 인덕터(L)에는 전류에 의한 에너지가 저장된다. 광데이터 신호(LDAT)가 로우 레벨이 되면 스위칭 소자(BLQ)가 턴오프되고, 발광 블록(LB), 인덕터(L) 및 다이오드(D)가 폐회로를 이루어 전류가 흐르게 된다. 이때, 인덕터(L)에 저장된 에너지가 방전되면서 전류가 감소된다. 광데이터 신호(LDAT)의 듀티비에 따라 스위칭 소자(BLQ)가 턴온되는 시간이 조절되므로, 광데이터 신호(LDAT)의 듀티비에 따라서 발광 블록(LB)의 휘도가 제어된다.
도 6 내지 도 9를 참조하여, 도 1의 광 측정부(900)를 보다 상세하게 설명한다. 도 6은 도 1의 광 측정부(900)가 포함하는 A/D 컨버터(910)의 회로도이고, 도 7은 도 6의 회로를 구동하는 신호들의 타이밍도이다. 도 8은 도 6의 광전류(Iph)의 크기에 따른 도 7의 t1의 길이의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 9는 도 1의 광 측정부(900)를 설명하기 위한 블록도이다. 간명한 설명을 위하여 도 6에서 광전 변환 소자(PD)를 함께 도시하였다.
도 6을 참조하면, 도 1의 광 측정부(900)가 포함하는 A/D 컨버터(910)는, 광전류 적분기(920)와, 방전기(930)와, 비교기(cpr), 및 리셋 스위치를 포함할 수 있다. 도 6에서 제1 선택 스위치(SEL1)이 닫혀서, 제1 커패시터(C1)가 피드백 커패시터가 된다.
광전류 적분기(920)는 광전류(Iph)를 적분하여 피드백 커패시터에 전압의 형태로 저장한다. 광전류 적분기(920)는 광전류(Iph)가 흐르는 광전 변환 소자(PD)가 연결된 제1 입력 노드와, 바이어스 전압(Vbias)이 인가되는 제2 입력 노드를 포함하는 연산 증폭기(amp)와, 제1 입력 노드와 연산 증폭기(amp)의 출력 노드 사이에 연결된 피드백 커패시터를 포함할 수 있다. 광전 변환 소자(PD)는 예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같은 포토 다이오드일 수 있다.
방전기(930)의 일 노드에는 광전류 적분기(920)의 출력 전압(Vph)이 인가되고, 방전기(930)는 광전류 적분기(920)의 출력 전압(Vph)을 지수 함수 형태로 감쇠시킨다. 방전기(930)는 도시한 바와 같이, 저항(RL)과 커패시터(CL)로 구성된 RC 1차 회로일 수 있다. 한편, 방전기(930)의 다른 노드에는 바이어스 전압(Vbias)이 인가된다.
비교기(cpr)는 방전기(930)에 의해서 감쇠되는 전압과 기준 전압(Vref)을 입력 받아서, 이들을 비교한 값을 출력한다. 비교기(cpr)는 예를 들어, 방전기(930)에 의해서 감쇠되는 전압(Vph)이 기준 전압(Vref)에 이르는 시간 동안 하이 레벨을 출력할 수 있다. 곧, 비교기(cpr)가 출력하는 출력 전압(Vout)은 하이 레벨과 로우 레벨로 구성된 디지털 신호일 수 있다.
리셋 스위치는 제1 입력 노드와 연산 증폭기(amp)의 출력 노드 사이에 연결된다. 리셋 스위치는 리셋 신호(Φrst)에 따라 턴온되어서 광전류 적분기(920)의 출력 전압(Vph)을 바이어스 전압(Vbias)로 리셋시킨다.
도 6 및 도 7을 참조하여, 도 6에 도시된 A/D 컨버터(910)의 동작을 설명한다.
우선, 리셋 구간에서 리셋 신호(Φrst)와 Φ2신호가 하이 레벨이 되면, 광전 류 적분기(920)의 출력 전압(Vph)이 출력되는 노드가 연산 증폭기(amp)의 출력 단자와 연결되고, 광전류 적분기(920)의 출력 전압(Vph)이 연산 증폭기(amp)의 OP-amp출력과 연결된다. 그리고, 광전류 적분기(920)의 출력 전압(Vph)이 출력되는 노드가 연산 증폭기(amp)의 제1 입력 노드와 단락된다. 그런데, 제1 입력 노드의 전압은 바이어스 전압(Vbias)이 인가되는 제2 입력 노드의 전압과 동일하다. 따라서, 광전류 적분기(920)의 출력 전압(Vph)이 바이어스 전압(Vbias) 값으로 리셋된다.
이어서, 적분 구간에서, φ1신호와 Φ2신호가 하이 레벨이 되면, 이 시간(tspl) 동안 피드백 커패시터 즉, 제1 커패시터(C1)가 광전류(Iph)로 충전된다. 광전류 적분기(920)의 출력 전압(Vph)은 일정한 기울기로 상승하게 된다. φ1신호와 Φ2신호가 로우 레벨이 되는 순간 광전류 적분기(920)의 출력 전압(Vph)가 Vph0값에 도달한다면, Vph0는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
(Vph0 -Vbias) * C1 = Iph * tspl
　이어서, 감쇠 구간에서, φ1신호와 Φ2신호가 로우 레벨을 유지하면, 광전류 적분기(920)의 출력 전압(Vph)은 방전기의 시간 상수(time constant: τ)에 따라서 감쇠된다. 즉, 광전류 적분기(920)의 출력 전압(Vph)은 τ = RL * CL인 시간 상수에 따라서 지수 함수의 형태로 감쇠된다.
광전류 적분기(920)의 출력 전압(Vph)이 Vph0값에 도달한 순간을 t=0인 시점이라고 하면, 임의의 시간 t에서 Vph(t)는 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
{Vph(t) - Vbias} = (Vph0 - Vbias) * exp(-t / τ)
광전류 적분기(920)의 출력 전압(Vph)이 감소하다가 기준 전압(Vref)에 도달할 때까지의 시간이 t1이라고 하면, 수학식 5에서 다음의 식이 성립한다.
( Vref - Vbias) = (Vph0 - Vbias) * exp(-t1 /τ)
수학식 1로부터,　(Vph0 - Vbias) = (Iph * tspl) / C1 을 수학식 3에 대입하면, 수학식 4가 성립한다.
(Vref - Vbias) = (Iph * tspl) / C1 * exp(-t1 / τ)
수학식 4의 양변에 자연 로그를 취하고, t1에 관해서 정리하면,
t1 = τ[ln(Iph) - ln{(Vref - Vbias) * C1 / tspl}]
수학식 5의 우변에서 자연 로그를 밑이 10인 log로 변환하면,
t1 = (τ / loge) * [log(Iph) - log{(Vref - Vbias) * C1 / tspl}]
수학식 6에서 τ, Vref, Vbias, C1, tspl은 모두 상수이므로, 다음의 수학식 7과 같이 표현할 수 있다.
t1 = A * log(Iph) + B
여기서, A = τ / loge, B = -τ * ln{(Vref - Vbias) * Cf / tspl}
곧, 방전기(930)에 의해서 감쇠되는 전압이 기준 전압(Vref)에 이르는 시간 t1은 광전류(Iph)의 로그값에 선형적으로 비례한다.
도 8은 도 6의 회로를 실제로 시뮬레이션한 결과값들로부터 얻어진 그래프이다. 도 8에서, 1nA와 100nA 사이의 값을 가지는 광전류(Iph)들에 대한 t1을 측정하여서, t1과 log(Iph)의 관계를 도시하고 있다. 도 8을 참조하면, t1과 log(Iph)가 선형의 관계를 가짐을 확인할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, t1과 log(Iph)가 선형의 관계를 가지는 A/D 컨버터(910)를 간단하게 구현할 수 있다.
도 9를 참조하면, 도 1의 광 측정부(900)는 광전 변환 소자(PD)와 A/D 컨버터(910), 카운터(940) 및 휘도 레벨 출력부(950)를 포함할 수 있다.
A/D 컨버터(910)는 도 6 내지 도 8를 참조하여 설명한 바와 같이, 광전 변환 소자(PD)가 출력하는 광전류(Iph)를 입력 받아 출력 전압(Vout)을 출력한다.
카운터(940)는 A/D 컨버터(910)으로부터 출력 전압(Vout)을 입력 받고, 도 7의 출력 전압(Vout)에서 하이 레벨인 시간 t1을 출력할 수 있다. 이 때, 카운터(940)는 예를 들어, 도 1에 도시된 메인 클럭 신호(Mclk)를 사용하여서, 시간 t1의 길이를 디지털 값으로 출력할 수 있다.
휘도 레벨 출력부(950)는 카운터(940)로부터 시간 t1의 길이를 입력 받아 이에 대응하는 백라이트의 휘도 레벨(IL)을 출력할 수 있다. 여기서, 그리고 시간 t1과 백라이트의 휘도 레벨(IL)의 대응 관계는 룩업 테이블(LUT)의 형태로 저장될 수 있고, 휘도 레벨 출력부(950)는 이 룩업 테이블(LUT)를 사용하여서, 시간 t1의 길 이에 대응하는 백라이트의 휘도 레벨(IL)을 출력할 수 있다.
도 4를 참조하여 전술한 바와 같이, 도 9에서의 광전류(Iph)는 외부로부터 제공되는 주변 광에 의해서 발생된 것일 수 있다. 이 경우, 시간 t1의 길이가 길면, 주변 광의 휘도가 작다는 것이고, 시간 t1의 길이가 짧으면, 주변 광의 휘도가 크다는 것이다. 휘도 레벨 출력부(950)는 시간 t1의 길이가 길면, 작은 값을 가지는 백라이트 휘도 레벨(IL)을 출력하고, 시간 t1의 길이가 짧으면, 큰 값을 가지는 백라이트 휘도 레벨(IL)을 출력할 수 있다. 이와 같이 주변 광의 휘도에 따라서 달라지는 백라이트의 휘도 레벨(IL)을 사용하면, 주변 광의 휘도에 따라서 백라이트의 휘도를 조절할 수 있다. 즉, 주변 광이 어두우면, 백라이트의 휘도를 낮추고, 주변 광이 밝으면 백라이트의 휘도를 높일 수 있다.
이와 달리, 도 4를 참조하여 전술한 바와 같이, 도 9에서의 광전류(Iph)는 백라이트에 의해서 발생된 것일 수 있다. 이 경우, 시간 t1의 길이로부터 백라이트의 실제 휘도에 따른 광전류(Iph)의 크기를 측정할 수 있다. 휘도 레벨 출력부(950)는 이 광전류(Iph)의 크기를 원하는 백라이트의 휘도에 따른 기준 전류의 크기와 비교할 수 있다. 그 결과, 측정된 백라이트의 휘도가 원하는 값보다 작으면 큰 값을 가지는 백라이트 휘도 레벨(IL)을 출력하고, 측정된 백라이트의 휘도가 원하는 값보다 크면 작은 값을 가지는 백라이트 휘도 레벨(IL)을 출력할 수 있다. 이와 같이 측정된 백라이트의 휘도를 원하는 값과 비교하여서, 백라이트의 휘도가 원하는 값이 되도록 제어할 수 있다.
한편, 광 측정부(900)의 A/D 컨버터(910), 카운터(940) 또는 휘도 레벨 출력 부(950)는 도 1을 참조하여 전술한 바와 같이, 표시 패널(300) 상에 실장될 수 있다. 이와 달리, 도 1을 참조하여 설명한 게이트 구동칩 또는 데이터 구동칩에 실장될 수도 있다.
도 10 및 도 11을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치와 그 구동 방법을 설명한다. 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에서, 도 1의 광 측정부(900)가 포함하는 A/D 컨버터(911)의 회로도이다. 도 11은 도 10의 회로에서 제1 내지 제3 피드백 커패시터(C1, C2, C3) 중 어느 하나를 선택하는 조건을 설명하기 위한 그래프이다. 본 발명의 일 실시예에서와 실질적으로 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고, 실질적으로 중복되는 설명은 편의상 생략한다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에서는, 도 1의 광 측정부(900)가 포함하는 A/D 컨버터(911)에 있어서, 광전류(Iph)의 크기에 따라서, 피드백 커패시터의 크기를 변경할 수 있다.
구조를 설명하면, A/D 컨버터(911)가 포함하는 광전류 적분기(921)는 제1 커패시터(C1)와, 제1 커패시터(C1)보다 작은 커패시턴스를 가지는 제2 커패시터(C2)와, 제1 커패시터(C1)보다 큰 커패시턴스를 가지는 제3 커패시터(C3)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 커패시터(C2)의 커패시턴스는 제1 커패시터(C1)의 커패시턴스의 (1/10)n배의 크기를 가질 수 있고, 제3 커패시터(C3)의 커패시턴스는 제1 커패시터(C1)의 커패시턴스의 10n배의 크기를 가질 수 있다.
또한, 광전류 적분기(921)는 제1 커패시터(C1)에의 전류 흐름을 단속하는 제1 선택 스위치(SEL1)와, 제2 커패시터(C2)에의 전류 흐름을 단속하는 제2 선택 스위치(SEL2)와, 제3 커패시터(C3)에의 전류 흐름을 단속하는 제3 선택 스위치(SEL3)를 포함할 수 있다.
동작을 설명하면, 광전류(Iph)의 크기에 따라서, 제1 커패시터(C1), 제2 커패시터(C2), 또는 제3 커패시터(C3) 중 어느 하나가 피드백 커패시터가 될 수 있다.
구체적으로, 제1 선택 스위치(SEL1)가 닫혀서, 제1 커패시터(C1)가 피드백 커패시터인 경우, t1이 감쇠되는 전압이 기준 전압에 이르는 시간이 기설정된 시간보다 짧으면, 제1 선택 스위치(SEL1)는 열리고, 제2 선택 스위치(SEL2)가 닫혀서, 제2 커패시터(C2)가 피드백 커패시터가 될 수 있다.
이와 달리, 제1 선택 스위치(SEL1)가 닫혀서, 제1 커패시터(C1)가 피드백 커패시터인 경우, 광전류(Iph)가 연산 증폭기(amp)가 포화되는 값보다 큰 값을 가지면, 제1 선택 스위치(SEL1)는 열리고, 제3 스위치(SEL3)가 닫혀서, 제3 커패시터(C3)가 피드백 커패시터가 될 수 있다.
도 11을 참조하여 도 10의 회로에서 제1 내지 제3 피드백 커패시터(C1, C2, C3) 중 어느 하나를 선택하는 조건을 설명한다. 예를 들어, 제2 커패시터(C2)의 커패시턴스는 제1 커패시터(C1)의 커패시턴스의 1/10배의 크기를 가지고, 제3 커패시터(C3)의 커패시턴스는 제1 커패시터(C1)의 커패시턴스의 10배의 크기를 가지는 경우를 상정한다.
도 11을 참조하면, 광전류(Iph)가 너무 작아서 Vph0가 기준 전압(Vref)보다 작게 되면 t1은 항상 0이 된다. 반대로 광전류(Iph)가 너무 크면, 연산 증폭기(amp)의 출력 전압이 포화 전압(Vsat)으로 포화되어 버린다. 이 경우 t1은 Vph0가 포화 전압(Vsat)에서 감쇠할 때의 값으로 고정된다. 이러한 경우 t1의 길이 정보가 광전류(Iph)값의 정보를 의미 있게 반영하지 못한다. 이 같은 상황이 발생하지 않는 광전류(Iph) 값의 범위(A1 영역)를 입력 동적 범위(input dynamic range)라 할 수 있으며, 일반적으로 20 * log(Imax/Imin) dB로 표현한다.
도 10 및 도 11에서 광전류(Iph)가 Imin보다 작은 Iph1이라면(A2 영역), 제1 선택 스위치(SEL1)을 열고, 제2 선택 스위치(SEL2)를 닫아 피드백 커패시터 값을 1/10배로 줄인다. 그러면, 수학식 1에서 (Vph0 - Vbias) 값이 10배가 되므로, Iph1보다 10배 작은 광전류(Iph)까지 검출이 가능하게 되어 입력 동적 범위를 증가시킬 수 있다. 수학식 7을 참조하면, 이 때 10배 증가된 (Vph0 - Vbias) 값으로부터 얻어지는 t1은 실제 값보다 A만큼 증가하게 되므로, t1에서 A를 빼면 실제 t1을 구할 수 있다. 마찬가지로, 피드백 커패시터를 1/10, 1/100배로 줄여나가면, 입력 동적 범위를 계속 증가시킬 수 있다.
반대로 그 도 10 및 도 11에서 광전류(Iph)가 Imax보다 큰 Iph2라면(A3 영역), 제1 선택 스위치(SEL1)을 열고, 제3 선택 스위치(SEL3)를 닫아 피드백 커패시터 값을 10배로 키운다. 그러면, 수학식 1에서 (Vph0 - Vbias) 값이 1/10배가 되므로, Iph1보다 10배 큰 광전류(Iph)까지 검출이 가능하게 되어 입력 동적 범위를 증가시킬 수 있다. 수학식 7을 참조하면, 이 때 1/10배 감소된 (Vph0 - Vbias) 값으 로부터 얻어지는 t1은 실제 값보다 A만큼 감소하게 되므로, t1에서 A를 더하면 실제 t1을 구할 수 있다. 마찬가지로, 피드백 커패시터를 10, 100배로 줄여나가면, 입력 동적 범위를 계속 증가시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 및 그 구동 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1의 표시 패널이 포함하는 한 화소(PX)의 등가 회로도이다.
도 3은 도 1의 영상 신호 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 도 1의 광데이터 신호 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 도 1의 백라이트 드라이버와 발광 블록의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 6은 도 1의 광 측정부가 포함하는 A/D 컨버터의 회로도이다.
도 7은 도 6의 회로를 구동하는 신호들의 타이밍도이다.
도 8은 도 6의 광전류의 크기에 따른 도 7의 t1의 길이의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9는 도 1의 광 측정부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에서, 도 1의 광 측정부가 포함하는 A/D 컨버터의 회로도이다.
도 11은 도 10의 회로에서 제1 내지 제3 피드백 커패시터 중 어느 하나를 선택하는 조건을 설명하기 위한 그래프이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
10: 표시 장치 100: 제1 표시판
150: 액정 분자층 200: 제2 표시판
300: 표시 패널 400: 게이트 드라이버
500: 데이터 드라이버 600_1: 영상 신호 제어부
600_2: 광데이터 신호 제어부 610: 제어 신호 생성부
620: 영상 신호 처리부 630: 대표값 결정부
640: 휘도 결정부 650: 휘도 보상부
660: 광데이터 신호 출력부 700: 신호 제어부
800: 백라이트 드라이버 900: 광 측정부
910: 아날로그-디지털 컨버터 940: 카운터
950: 휘도 레벨 출력부

Claims (19)

  1. 광전류를 적분하여 피드백 커패시터에 전압의 형태로 저장하는 광전류 적분기; 및
    상기 출력 전압을 지수 함수 형태로 감쇠시키는 방전기를 포함하는 아날로그-디지털 컨버터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 방전기에 의해서 감쇠되는 전압을 기준 전압과 비교하는 비교기를 더 포함하고,
    상기 감쇠되는 전압이 상기 기준 전압에 이르는 시간은 상기 광전류의 로그값에 선형적으로 비례하는 아날로그-디지털 컨버터.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 방전기에 의해서 감쇠되는 전압과 기준 전압을 비교하여서, 상기 감쇠되는 전압이 상기 비교 전압에 이르는 시간 동안 하이 레벨을 출력하는 비교기를 더 포함하는 아날로그-디지털 컨버터.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 광전류 적분기는,
    상기 광전류가 흐르는 광전 변환 소자가 연결된 제1 입력 노드와, 바이어스 전압이 인가되는 제2 입력 노드를 포함하는 연산 증폭기와,
    상기 제1 입력 노드와 상기 연산 증폭기의 출력 노드 사이에 연결된 상기 피드백 커패시터를 포함하는 아날로그-디지털 컨버터.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 방전기는 RC 1차 회로인 아날로그-디지털 컨버터.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 광전류 적분기는,
    상기 광전류가 흐르는 광전 변환 소자가 연결된 제1 입력 노드와, 바이어스 전압이 인가되는 제2 입력 노드를 포함하는 연산 증폭기와,
    상기 제1 입력 노드와 상기 연산 증폭기의 출력 노드 사이에 연결되고, 상기 광전류 적분기의 출력 전압을 상기 바이어스 전압으로 리셋시키는 리셋 스위치를 포함하는 아날로그-디지털 컨버터.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 광전류 적분기는 제1 커패시터와, 상기 제1 커패시터보다 작은 커패시턴스를 가지는 제2 커패시터와, 상기 제1 커패시터보다 큰 커패시턴스를 가지는 제3 커패시터를 포함하고,
    상기 광전류의 크기에 따라서, 상기 제1, 제2, 및 제3 커패시터 중 어느 하나가 상기 피드백 커패시터가 되는 아날로그-디지털 컨버터.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 광전류 적분기는 제1 커패시터와, 상기 제1 커패시터보다 작은 커패시턴스를 가지는 제2 커패시터와, 상기 제1 커패시터에의 전류 흐름을 단속하는 제1 선택 스위치와, 상기 제2 커패시터에의 전류 흐름을 단속하는 제2 선택 스위치를 포함하고,
    상기 방전기에 의해서 감쇠되는 전압을 기준 전압과 비교하는 비교기를 더 포함하고, 상기 감쇠되는 전압이 상기 기준 전압에 이르는 시간이 기설정된 시간보다 짧으면, 상기 제1 선택 스위치는 열리고, 상기 제2 선택 스위치가 닫혀서, 상기 제2 커패시터가 상기 피드백 커패시터가 되는 아날로그-디지털 컨버터.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 커패시터의 커패시턴스는 상기 제1 커패시터의 커패시턴스의 (1/10)n배의 크기를 가지는 아날로그-디지털 컨버터.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 광전류 적분기는 제1 커패시터와, 상기 제1 커패시터보다 큰 커패시턴스를 가지는 제3 커패시터와, 상기 제1 커패시터에의 전류 흐름을 단속하는 제1 선택 스위치와, 상기 제3 커패시터에의 전류 흐름을 단속하는 제3 선택 스위치와, 상 기 피드백 커패시터의 일단과 연결된 제1 입력 노드와, 바이어스 전압이 인가되는 제2 입력 노드를 포함하는 연산 증폭기를 포함하고,
    상기 광전류가 상기 연산 증폭기가 포화되는 값보다 큰 값을 가지면, 상기 제1 선택 스위치는 열리고, 상기 제3 스위치가 닫혀서, 상기 제3 커패시터가 상기 피드백 커패시터가 되는 아날로그-디지털 컨버터.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제3 커패시터의 커패시턴스는 상기 제1 커패시터의 커패시턴스의 10n배의 크기를 가지는 아날로그-디지털 컨버터.
  12. 광전류를 적분하여 피드백 커패시터에 전압의 형태로 저장하는 광전류 적분기와, 상기 광전류 적분기의 출력 전압을 지수 함수 형태로 감쇠시키는 방전기, 및 상기 방전기에 의해서 감쇠되는 전압을 기준 전압과 비교하는 비교기를 포함하는 아날로그-디지털 컨버터;
    상기 감쇠되는 전압이 상기 기준 전압에 이르는 시간의 길이에 대응하여, 백라이트의 휘도가 조절되어 제공되는 백라이트 유닛; 및
    상기 백라이트를 제공받아 영상을 표시하는 표시 패널을 포함하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 광전류는 외부로부터 제공되는 주변 광에 의해서 발생되고,
    상기 기준 시간에 이르는 시간이 길면, 상기 백라이트의 휘도를 낮추고, 상기 기준 시간에 이르는 시간이 짧으면, 상기 백라이트의 휘도를 높이는 표시 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 광전류는 상기 백라이트에 의해서 발생되고, 상기 백라이트 유닛은 광데이터 신호에 응답하여 상기 백라이트를 제공하며,
    상기 광데이터 신호는 상기 광전류를 상기 백라이트의 휘도에 따른 기준 전류와 비교한 결과에 따라서 조절되는 표시 장치.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 아날로그-디지털 컨버터는 상기 표시 패널, 또는 상기 표시 패널에 게이트 신호 또는 데이터 신호를 인가하는 게이트 구동칩 또는 데이터 구동칩에 실장된 표시 장치.
  16. 광전류를 적분하여 광전류 적분기에 전압의 형태로 저장하고,
    상기 광전류 적분기의 출력 전압을 지수 함수 형태로 감쇠시키고,
    상기 감쇠되는 전압이 기준 전압에 이르는 시간의 길이에 대응하여, 백라이트의 휘도를 조절하여 제공하는 것을 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 감쇠되는 전압이 상기 기준 전압에 이르는 시간은 상기 광전류의 로그값에 선형적으로 비례하는 표시 장치의 구동 방법.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 광전류를 적분하여 전압의 형태로 적분하기 전에,
    상기 광전류 적분기의 출력 전압을 리셋시키는 것을 더 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 광전류 적분기는 상기 광전류를 적분하여 피드백 커패시터에 전압의 형태로 저장하고,
    상기 광전류를 적분하여 저장하는 것은, 상기 광전류의 크기에 따라서, 상기 피드백 커패시터의 크기를 변경하여 저장하는 것을 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9501974B2 (en) 2015-01-12 2016-11-22 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting display apparatus
KR20180078700A (ko) * 2016-12-30 2018-07-10 주식회사 디비하이텍 문턱 전압 센싱 회로 및 이를 포함하는 표시 장치
KR101999350B1 (ko) 2018-07-19 2019-07-11 한화시스템 주식회사 신호 처리 장치
KR102005899B1 (ko) 2019-07-05 2019-07-31 한화시스템 주식회사 신호 처리 장치
KR102005898B1 (ko) 2019-07-05 2019-07-31 한화시스템 주식회사 신호 처리 장치
KR102041193B1 (ko) 2018-07-19 2019-11-06 한화시스템 주식회사 신호 처리 방법
KR20200081081A (ko) * 2018-12-27 2020-07-07 엘지디스플레이 주식회사 센싱장치 및 이를 포함한 유기발광 표시장치
KR20210137366A (ko) * 2020-05-08 2021-11-17 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 BioFET 시스템
US11670228B2 (en) 2021-11-03 2023-06-06 Samsung Display Co., Ltd. Display device and method of driving the same

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6080380B2 (ja) * 2011-06-29 2017-02-15 キヤノン株式会社 バックライト装置、その制御方法、及び画像表示装置
CN102832940B (zh) * 2012-09-17 2015-05-06 江苏国石半导体有限公司 一种用于电流输入adc的前端电路
US9262968B2 (en) * 2012-10-10 2016-02-16 Canon Kabushiki Kaisha Image display apparatus and control method thereof
CN102931995A (zh) * 2012-11-26 2013-02-13 昆山北极光电子科技有限公司 一种低成本的数字模拟的快速转换方法
CN103151009B (zh) * 2013-02-26 2015-08-26 深圳市华星光电技术有限公司 一种背光调光电路及其调光方法、液晶显示器
TWI595471B (zh) * 2013-03-26 2017-08-11 精工愛普生股份有限公司 放大電路、源極驅動器、光電裝置及電子機器
CN104181759A (zh) * 2014-07-29 2014-12-03 苏州佳世达光电有限公司 光感测***及应用其的投影仪
TWI590591B (zh) * 2016-02-25 2017-07-01 昇佳電子股份有限公司 類比數位轉換裝置
CN105959012B (zh) * 2016-04-21 2019-05-07 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 电压型模数转换电路及应用其的光电传感器
KR20180054026A (ko) * 2016-11-14 2018-05-24 삼성전자주식회사 3d 디스플레이 장치용 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법
EP3435046B1 (en) 2017-07-26 2019-12-25 ams International AG Optical sensor arrangement and method for light sensing
CN107749273B (zh) * 2017-11-07 2019-10-15 京东方科技集团股份有限公司 电信号检测模组、驱动方法、像素电路和显示装置
CN108680587B (zh) 2018-05-09 2020-12-15 京东方科技集团股份有限公司 一种检测电路、信号处理方法和平板探测器
CN112968703B (zh) * 2021-05-18 2021-10-12 北京思凌科半导体技术有限公司 模数转换器的控制电路及电子设备

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5825648A (en) * 1996-03-26 1998-10-20 Casio Phonemate, Inc. Backup system for a time of day clock in an electronic device
US6396217B1 (en) * 2000-12-22 2002-05-28 Visteon Global Technologies, Inc. Brightness offset error reduction system and method for a display device
US20030007206A1 (en) * 2001-06-01 2003-01-09 Lightchip, Inc. Device and method for monitoring optical signals with increased dynamic range
US7843422B1 (en) * 2005-11-29 2010-11-30 National Semiconductor Corporation Apparatus and method for ambient light compensation for backlight control in small format displays
US8059085B2 (en) * 2006-10-20 2011-11-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of controlling luminance of backlight assembly, circuit for controlling luminance of backlight assembly and display device having the same
GB2448869A (en) * 2007-04-20 2008-11-05 Sharp Kk Stray light compensation in ambient light sensor
GB2458095A (en) * 2007-06-15 2009-09-09 Sharp Kk Solid state illumination system with elements employed as both light source and light sensor

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9501974B2 (en) 2015-01-12 2016-11-22 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting display apparatus
KR20180078700A (ko) * 2016-12-30 2018-07-10 주식회사 디비하이텍 문턱 전압 센싱 회로 및 이를 포함하는 표시 장치
KR101999350B1 (ko) 2018-07-19 2019-07-11 한화시스템 주식회사 신호 처리 장치
KR102041193B1 (ko) 2018-07-19 2019-11-06 한화시스템 주식회사 신호 처리 방법
KR20200081081A (ko) * 2018-12-27 2020-07-07 엘지디스플레이 주식회사 센싱장치 및 이를 포함한 유기발광 표시장치
KR102005899B1 (ko) 2019-07-05 2019-07-31 한화시스템 주식회사 신호 처리 장치
KR102005898B1 (ko) 2019-07-05 2019-07-31 한화시스템 주식회사 신호 처리 장치
KR20210137366A (ko) * 2020-05-08 2021-11-17 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 BioFET 시스템
US11614421B2 (en) 2020-05-08 2023-03-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. BioFET system
US11892427B2 (en) 2020-05-08 2024-02-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. BioFET system
US11670228B2 (en) 2021-11-03 2023-06-06 Samsung Display Co., Ltd. Display device and method of driving the same

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