KR20040072420A - display device using thermal sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디스플레이 장치의 온도제어에 관한 것으로, 특히 TFT LCD 내부의 액정 온도를 정확히 검출하고 적절한 온도로 제어하는 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to temperature control of a display device, and more particularly, to an apparatus for accurately detecting a liquid crystal temperature inside a TFT LCD and controlling the temperature to an appropriate temperature.
현재 디스플레이 장치는 고화질, 고밝기, 고해상도뿐만 아니라 대화면으로 개발되어가는 추세에 놓여져 있다. 특히, 대화면 디스플레이를 구현하는 디스플레이 방법들이 개발되고 있다.Currently, display devices are being developed in a large screen as well as high definition, high brightness and high resolution. In particular, display methods for implementing a large screen display have been developed.
최근 대화면 디스플레이 장치로 TFT LCD 패널을 이용한 디스플레이가 각광받고 있다.Recently, a display using a TFT LCD panel has been spotlighted as a large screen display device.
도 1 은 일반적인 TFT LCD의 단위 화소의 평면도를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a plan view of a unit pixel of a general TFT LCD.
도 1과 같이, 화소전극(ITO)(1)에 전압을 걸어주거나 차단하는 스위치인 TFT(2)와, 빛을 투과시키는 영역인 액정층(3)에 신호전압을 걸어주는 화소전극(ITO)(1)과, 데이터 버스선인 신호선(4)과, 주사선인 게이트선(5)과, 액정층(3)에 전압을 걸어주는 공통전극(storage capacitor)(6)과, 액정배열을 제어할 수 없는 부분의 빛을 차단하는 BM(Black Matrix)(7)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the TFT 2, which is a switch for applying or blocking a voltage to the pixel electrode ITO 1, and the pixel electrode ITO, which applies a signal voltage to the liquid crystal layer 3, which is a region through which light passes. (1), a signal line 4 as a data bus line, a gate line 5 as a scan line, a storage capacitor 6 which applies a voltage to the liquid crystal layer 3, and a liquid crystal array can be controlled. It consists of BM (Black Matrix) (7) which blocks the light of missing part.
도 2 는 도 1의 TFT LCD 단면도로서, TFT 드레인(8)과, a-SiN 패시베이션층(9)과, TFT 소스(10)와, TFT 게이트(11)와, ITO 픽셀 적극(12)과, 축전 커패시터(13)와, 데이터 버스선(14)으로 구성된다.FIG. 2 is a cross-sectional view of the TFT LCD of FIG. 1, which includes a TFT drain 8, an a-SiN passivation layer 9, a TFT source 10, a TFT gate 11, an ITO pixel active 12, The electrical storage capacitor 13 and the data bus line 14 are comprised.
이러한 TFT LCD는 동작온도에 따라 반응시간, 밝기, 계조(contrast)비가 크게 좌우되므로, TFT LCD의 글라스(glass)면의 온도측정을 열전대 및 기타 비접촉식 온도계측기를 사용하여 측정하고 이를 TFT LCD의 동작온도로 설정하여 사용한다.Since the TFT LCD has a large response time, brightness, and contrast ratio depending on the operating temperature, the temperature measurement of the glass surface of the TFT LCD is measured using a thermocouple and other non-contact thermometers, and the operation of the TFT LCD is performed. Set the temperature to use.
이러한 방법의 문제점은 TFT LCD의 글라스가 열전도 계수가 낮고, 복사 열전달 영향으로 실제 액정온도와 차이가 발생함으로써, 그 결과가 그다지 정확하지 못하여 팬(fan)에 의한 과냉각 또는 TFT LCD의 수명단축, 밝기 및 계조비 저하를 유발하게 된다.The problem with this method is that the glass of TFT LCD has low coefficient of thermal conductivity and a difference in actual liquid crystal temperature due to radiant heat transfer effect, and the result is not so accurate. And lowering of the gray scale ratio.
즉, 글라스의 온도가 TFT LCD의 온도보다 큰 경우는 팬(fan) 풍량의 증가로 인한 냉각효율과 소음이 문제시되며, 글라스 온도가 TFT LCD의 온도보다 작은 경우는 수명단축, 밝기 및 계조비 저하가 초래되게 된다.That is, when the temperature of the glass is greater than the temperature of the TFT LCD, the cooling efficiency and noise due to the increase of the fan air flow are a problem, and when the glass temperature is smaller than the temperature of the TFT LCD, the lifespan, brightness and gradation ratio decrease. Will result.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 정확한 액정온도 측정을 통해 디스플레이 소자의 정확한 온도를 측정하기 위한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus for measuring an accurate temperature of a display device through accurate liquid crystal temperature measurement.
본 발명의 다른 목적은 열 스위치를 사용하여 TFT LCD의 한계 온도를 설정하여 액정 내부의 온도 상승으로 인해 발생되는 열 충격을 줄이는데 있다.Another object of the present invention is to reduce the thermal shock caused by the temperature rise inside the liquid crystal by setting the limit temperature of the TFT LCD using the thermal switch.
도 1 은 일반적인 TFT LCD의 단위 화소의 평면도를 나타낸 도면1 is a plan view showing a unit pixel of a typical TFT LCD.
도 2 는 도 1의 TFT LCD 단면도2 is a cross-sectional view of the TFT LCD of FIG.
도 3 은 본 발명에 따른 마이크로 온도센서를 증착한 TFT LCD를 구조적으로 나타낸 도면3 is a structural diagram showing a TFT LCD on which a micro temperature sensor is deposited according to the present invention;
도 4 는 도 3의 TFT LCD 단면도4 is a cross-sectional view of the TFT LCD of FIG.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 화소전극(ITO) 20 : TFT10: pixel electrode ITO 20: TFT
21, 22, 23 : 센싱부 30 : 액정층21, 22, 23: sensing unit 30: liquid crystal layer
40 : 신호선 50 : 게이트선40: signal line 50: gate line
60 : 공통전극 70 : BM60: common electrode 70: BM
80 : TFT 드레인 90 : a-SiN 패시베이션층80 TFT drain 90 a-SiN passivation layer
100 : TFT 소스 110 : TFT 게이트100: TFT source 110: TFT gate
120 : ITO 픽셀 전극 130 : 축전 커패시터120: ITO pixel electrode 130: power storage capacitor
140 : 데이터 버스선140: data bus line
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 온도제어 장치의 특징은 빛이 통과하는 액정층과, 상기 액정층에 신호전압을 걸어주는 화소전극(ITO)과, 상기 화소전극(ITO)에 전압을 걸어주거나 차단하는 스위치인 TFT와, 데이터 버스선인 신호선과, 주사선인 게이트선과, 상기 액정층에 전압을 걸어주는 공통전극(storage capacitor)과, 액정 배열을 제어할 수 없는 부분의 빛을 차단하는 BM(Black Matrix)과, 상기 TFT 상부면 또는 인접되는 영역에 부착되어 액정의 온도를 검출하는 센싱부를 포함하여 구성되는데 있다.Features of the temperature control device of the display device according to the present invention for achieving the above object is a liquid crystal layer through which light passes, a pixel electrode (ITO) for applying a signal voltage to the liquid crystal layer, and the pixel electrode (ITO) TFT, which is a switch that applies or cuts off the voltage, a signal line which is a data bus line, a gate line which is a scanning line, a storage capacitor which applies a voltage to the liquid crystal layer, and light in a portion where the liquid crystal array cannot be controlled. And a sensing unit attached to the TFT upper surface or an adjacent region to detect the temperature and detecting the temperature of the liquid crystal.
이때, 상기 센싱부는 마이크로 온도센서, 열 스위치 중 어느 하나로 구성되는 것이 바람직하다.In this case, the sensing unit is preferably composed of any one of a micro temperature sensor, a thermal switch.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명에 따른 디스플레이 장치의 온도제어 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of the temperature control device and method of the display device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3 은 본 발명에 따른 마이크로 온도센서를 증착한 TFT LCD를 구조적으로 나타낸 도면이다.3 is a structural diagram illustrating a TFT LCD on which a micro temperature sensor according to the present invention is deposited.
도 3과 같이, 빛이 통과하는 액정층(30)과, 상기 액정층(30)에 신호전압을 걸어주는 화소전극(ITO)(10)과, 화소전극(ITO)(10)에 전압을 걸어주거나 차단하는 스위치인 TFT(20)와, 데이터 버스선인 신호선(40)과, 주사선인 게이트선(50)과, 상기 액정층(30)에 전압을 걸어주는 공통전극(storage capacitor)(60)과, 액정 배열을 제어할 수 없는 부분의 빛을 차단하는 BM(Black Matrix)(70)과, 상기 TFT(20) 상부면에 부착되어 액정의 온도를 검출하는 센싱부(21)로 구성된다.As shown in FIG. 3, voltage is applied to the liquid crystal layer 30 through which light passes, the pixel electrode ITO 10 that applies a signal voltage to the liquid crystal layer 30, and the pixel electrode ITO 10. A TFT 20 as a switch to give or block, a signal line 40 as a data bus line, a gate line 50 as a scan line, and a storage capacitor 60 to apply voltage to the liquid crystal layer 30; And a BM (Black Matrix) 70 for blocking light of a portion where the liquid crystal array cannot be controlled, and a sensing unit 21 attached to an upper surface of the TFT 20 to detect a temperature of the liquid crystal.
도 4 는 도 3의 TFT LCD 단면도로서, TFT 드레인(80)과, a-SiN 패시베이션층(90)과, TFT 소스(100)와, TFT 게이트(110)와, ITO 픽셀 적극(120)과, 축전 커패시터(130)와, 데이터 버스선(140)과, TFT(20) 상부면에 증착되거나 또는 TFT LCD 상부면 여분의 공간에 부착된 센싱부(21)로 구성된다.4 is a cross-sectional view of the TFT LCD of FIG. 3, wherein the TFT drain 80, the a-SiN passivation layer 90, the TFT source 100, the TFT gate 110, the ITO pixel active 120, The storage capacitor 130, the data bus line 140, and the sensing unit 21 deposited on the TFT 20 upper surface or attached to the extra space on the TFT LCD upper surface.
이때, 상기 센싱부(21)는 마이크로 온도센서 또는 열 스위치 중 어느 하나로사용하는 것이 바람직하다.At this time, the sensing unit 21 is preferably used as any one of a micro temperature sensor or a thermal switch.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 온도제어 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The temperature control method of the display device according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 상기 센싱부(21)로 마이크로 온도센서를 사용하는 경우를 실시예로 설명한다.First, a case of using a micro temperature sensor as the sensing unit 21 will be described as an embodiment.
TFT 상부면에 증착된 마이크로 온도센서(22) 또는 TFT LCD 상부면 여분의 공간에 부착된 마이크로 온도센서(23)가 액정의 온도를 검출한다.The micro temperature sensor 22 deposited on the TFT upper surface or the micro temperature sensor 23 attached to the extra space on the TFT LCD upper surface detects the temperature of the liquid crystal.
즉, 액정층(30) 내부에서 발생된 열은 열전도 현상에 의해 TFT(20)측으로 이동하게 되는데, 상기 TFT(20)는 열전도 특성이 우수한 실리콘으로 구성되어 액정 온도측정에 유리하다.That is, the heat generated inside the liquid crystal layer 30 is moved to the TFT 20 side by the heat conduction phenomenon. The TFT 20 is composed of silicon having excellent thermal conductivity, which is advantageous for measuring liquid crystal temperature.
이와 같이, 상기 마이크로 온도센서(23)에서 측정된 값을 신호 처리부(미도시)에서 처리하여 이를 TFT LCD의 동작온도로 설정하여 사용한다.As such, the signal measured by the micro temperature sensor 23 is processed by a signal processor (not shown) and used as the operating temperature of the TFT LCD.
다음으로 상기 센싱부(21)를 상기 마이크로 온도센서(21) 대신에 열 스위치를 사용하는 경우를 다른 실시예로 설명한다.Next, a case of using the thermal switch in place of the micro temperature sensor 21 in the sensing unit 21 will be described in another embodiment.
상기 열 스위치(21)는 TFT LCD의 한계 온도를 설정하여 열 충격(thermal shock)으로부터 장치를 보호할 수 있는 기능을 갖는다.The thermal switch 21 has a function of protecting the device from thermal shock by setting a limit temperature of the TFT LCD.
좀더 자세히 설명하면, 상기 열 스위치(21)는 열 팽창계수(TEC)가 서로 다른 물질을 이용하여 전원을 차단하는 Bi-금속과 유사한 원리로 동작한다.In more detail, the thermal switch 21 operates on a principle similar to that of the Bi-metal, which cuts off power by using materials having different thermal expansion coefficients (TEC).
따라서, TFT LCD 액정이 열 스위치(21)에 기 설정된 한계 온도가 되었을 때 서로 다른 열팽창으로 인해 열팽창 계수가 작은 물질쪽으로 밴딩(bending)이 발생하여 상대 전극에 계조가 발생하게 되고, 이로 인해 TFT LCD의 구동을 정지시키게 된다.Therefore, when the TFT LCD liquid crystal reaches a predetermined limit temperature in the thermal switch 21, bending occurs toward a material having a small coefficient of thermal expansion due to different thermal expansion, thereby causing gradation at the counter electrode. Will stop driving.
이와 같은 상기 마이크로 온도센서 및 열 스위치는 기존 TFT LCD의 구조변화 없이 TFT 상부면 또는 TFT LCD의 기타 부분에 증착하기 때문에 제조방법이 매우 용이하다.Such a micro temperature sensor and a thermal switch is very easy to manufacture because it is deposited on the TFT top surface or other parts of the TFT LCD without changing the structure of the existing TFT LCD.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 온도제어 장치는 다음과 같은 효과가 있다.The temperature control device of the display device according to the present invention as described above has the following effects.
첫째, 정확한 액정의 온도계측을 통해 팬 냉각효율 증대, 팬(fan) 소음 저감, 디스플레이 장치의 밝기 및 계조비 증가, TFT LCD 수명확보 등의 장점을 가진다.First, it has the advantages of increasing the cooling efficiency of the fan, reducing fan noise, increasing the brightness and gradation ratio of the display device, and securing the life of the TFT LCD through the thermometer side of the accurate liquid crystal.
둘째, 마이크로 온도센서 대신에 열 스위치를 사용할 경우 TFT LCD의 한계 온도를 설정하여 액정 내부의 온도 상승으로 인해 발생되는 열 충격(thermal shock)을 줄일 수 있다.Second, when a thermal switch is used instead of a micro temperature sensor, a thermal shock caused by an increase in temperature inside the liquid crystal can be reduced by setting a limit temperature of the TFT LCD.
셋째, 마이크로 온도센서와 열 스위치는 기존의 TFT LCD의 제조방법에 몇 가지 추가 공정으로 이루어지므로 제조가 용이한 장점을 가진다.Third, the micro temperature sensor and the thermal switch are made of several additional processes to the existing manufacturing method of the TFT LCD has the advantage of easy manufacturing.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.
Claims (2)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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2003
- 2003-02-12 KR KR1020030008894A patent/KR20040072420A/en not_active Application Discontinuation
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