KR20070068792A - 액정표시장치 - Google Patents

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KR20070068792A
KR20070068792A KR1020050130788A KR20050130788A KR20070068792A KR 20070068792 A KR20070068792 A KR 20070068792A KR 1020050130788 A KR1020050130788 A KR 1020050130788A KR 20050130788 A KR20050130788 A KR 20050130788A KR 20070068792 A KR20070068792 A KR 20070068792A
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김태우
김기빈
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 액정표시패널의 주변 온도를 자동으로 조절함으로써 액정표시패널이 고온이나 저온 환경에 놓였을 때 액정 상전이 및 응답속도가 저하되는 현상을 미연에 방지할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것으로, 액정표시패널의 주변 온도를 감지하기 위한 온도센서; 상기 온도센서에 의해 감지된 온도에 따라 전류 공급을 제어하기 위한 발열 조절부; 상기 발열 조절부의 제어에 따라 전류를 공급하기 위한 전원부; 및 상기 전원부로부터 전류를 인가받아 열을 발생하기 위한 발열 부재를 포함한다.
액정표시장치, 온도, 액정, 고열전도 베이스층

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display}
도 1은 일반적인 액정표시장치에 형성된 픽셀의 등가 회로도이다.
도 2는 종래의 액정표시장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구성도이다.
도 4는 도 3에서의 발열 부재의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 직하형 백라이트 유닛의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 적용되는 에지형 백라이트 유닛의 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110: 액정표시패널 120: 데이터 구동부
130: 게이트 구동부 140: 감마기준전압 발생부
150: 백라이트 어셈블리 160: 인버터
170: 공통전압 발생부 180: 게이트구동전압 발생부
190: 타이밍 컨트롤러 210: 온도센서
220: 발열 조절부 230: 전원부
240: 발열 부재 241: 발열판
242: 열선
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 액정표시패널의 주변 온도를 자동으로 조절할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하며, 그리고 액정셀마다 스위칭소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정표시장치는 스위칭소자의 능동적인 제어가 가능하기 때문에 동영상 구현에 유리하다. 이러한 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치에 사용되는 스위칭소자로는 도 1과 같이 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)가 이용되고 있다.
도 1을 참조하면, 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는, 디지털 입력 데이터를 감마기준전압을 기준으로 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 데이터라인(DL)에 공급함과 동시에 스캔펄스를 게이트라인(GL)에 공급하여 액정셀(Clc)을 충전시킨다.
TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL)에 접속되고, 소스전극은 데이터라인(DL)에 접속되며, 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)의 일측 전극에 접속된다.
액정셀(Clc)의 공통전극에는 공통전압(Vcom)이 공급된다.
스토리지 캐패시터(Cst)는 TFT가 턴-온될 때 데이터라인(DL)으로부터 인가되는 데이터전압을 충전하여 액정셀(Clc)의 전압을 일정하게 유지하는 역할을 한다.
스캔펄스가 게이트라인(GL)에 인가되면 TFT는 턴-온(Turn-on)되어 소스전극과 드레인전극 사이의 채널을 형성하여 데이터라인(DL) 상의 전압을 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급한다. 이 때 액정셀(Clc)의 액정분자들은 화소전극과 공통전극 사이의 전계에 의하여 배열이 바뀌면서 입사광을 변조하게 된다.
이와 같은 구조를 갖는 픽셀들을 구비하는 종래의 액정표시장치의 구성을 대하여 살펴보면 도 2에 도시된 바와 같다.
도 2는 종래의 액정표시장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 종래의 액정표시장치(100)는, 데이터라인(DL1 내지 DLm)과 게이트라인(GL1 내지 GLn)이 교차되며 그 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)가 형성된 액정표시패널(110)과, 액정표시패널(110)의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부(120)와, 액정표시패널(110)의 게이트라인(GL1 내지 GLn)에 스캔펄스를 공급하기 위한 게이트 구동부(130)와, 감마기준전압을 발생하여 데이터 구동부(120)에 공급하기 위한 감마기준전압 발생부(140)와, 액정표시패널(110)에 광을 조사하기 위한 백라이트 어셈블리(150)와, 백라이트 어셈블리(150)에 교류 전압 및 전류를 인가하기 위한 인버터(160)와, 공통전압(Vcom)을 발생하여 액정표시패널(110)의 액정셀(Clc)의 공통전극에 공급하기 위한 공통전압 발생부(170)와, 게이트 하이전압 (VGH)과 게이트 로우전압(VGL)을 발생하여 게이트 구동부(130)에 공급하기 위한 게이트구동전압 발생부(180)와, 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(190)를 구비한다.
액정표시패널(110)은 두 장의 유리기판 사이에 액정이 주입된다. 액정표시패널(110)의 하부 유리기판 상에는 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 게이트라인들(GL1 내지 GLn)이 직교된다. 데이터라인들(DL1 내지 DLm)과 게이트라인들(GL1 내지 GLn)의 교차부에는 TFT가 형성된다. TFT는 스캔펄스에 응답하여 데이터라인들(DL1 내지 DLm) 상의 데이터를 액정셀(Clc)에 공급하게 된다. TFT의 게이트전극은 게이트라인(GL1 내지 GLn)에 접속되며, TFT의 소스전극은 데이터라인(DL1 내지 DLm)에 접속된다. 그리고 TFT의 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극과 스토리지 캐패시터(Cst)에 접속된다.
TFT는 게이트라인(GL1 내지 GLn)을 경유하여 게이트단자에 공급되는 스캔펄스에 응답하여 턴-온된다. TFT의 턴-온시 데이터라인(DL1 내지 DLm) 상의 비디오 데이터는 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급된다.
데이터 구동부(120)는 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 데이터구동 제어신호(DDC)에 응답하여 데이터를 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급하며, 그리고 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링하여 래치한 다음 감마기준전압 발생부(140)로부터 공급되는 감마기준전압을 기준으로 액정표시패널(110)의 액정셀(Clc)에서 계조를 표현할 수 있는 아날로그 데이터 전압으로 변환시켜 데이터라인들(DL1 내지 DLm)들에 공급한다.
게이트 구동부(130)는 타이밍 컨트롤러(190)로부터 공급되는 게이트구동 제어신호(GDC)와 게이트쉬프트클럭(GSC)에 응답하여 스캔펄스 즉, 게이트펄스를 순차적으로 발생하여 게이트라인(GL1 내지 GLn)들에 공급한다. 이때, 게이트 구동부(130)는 게이트구동전압 발생부(180)로부터 공급되는 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)에 따라 각각 스캔펄스의 하이레벨전압과 로우레벨전압을 결정한다.
감마기준전압 발생부(140)는 액정표시패널(110)로 공급되는 전원전압 중에 가장 높은 고전위 전원전압(VDD)을 공급받아 정극성 감마기준전압과 부극성 감마기준전압을 발생하여 데이터 구동부(120)로 출력한다.
백라이트 어셈블리(150)는 액정표시패널(110)의 후면에 배치되며, 인버터(160)로부터 공급되는 교류 전압과 전류에 의해 발광되어 광을 액정표시패널(110)의 각 픽셀로 조사한다.
인버터(160)는 내부에 발생되는 구형파신호를 삼각파신호로 변화시킨 후 삼각파신호와 상기 시스템으로부터 공급되는 직류 전원전압(VCC)을 비교하여 비교결과에 비례하는 버스트디밍(Burst Dimming)신호를 발생한다. 이렇게 내부의 구형파신호에 따라 결정되는 버스트디밍신호가 발생되면, 인버터(160) 내에서 교류 전압과 전류의 발생을 제어하는 구동 IC(미도시)는 버스트디밍신호에 따라 백라이트 어셈블리(150)에 공급되는 교류 전압과 전류의 발생을 제어한다.
공통전압 발생부(170)는 고전위 전원전압(VDD)을 공급받아 공통전압(Vcom)을 발생하여 액정표시패널(110)의 각 픽셀에 구비된 액정셀(Clc)들의 공통전극에 공급 한다.
게이트구동전압 발생부(180)는 고전위 전원전압(VDD)을 공급받아 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)을 발생시켜 게이트 구동부(130)에 공급한다. 여기서, 게이트구동전압 발생부(180)는 액정표시패널(110)의 각 픽셀에 구비된 TFT의 문턱전압 이상이 되는 게이트 하이전압(VGH)을 발생하고 TFT의 문턱전압 미만이 되는 게이트 로우전압(VGL)을 발생한다. 이렇게 발생된 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL)은 각각 게이트 구동부(130)에 의해 발생되는 스캔펄스의 하이레벨전압과 로우레벨전압을 결정하는데 이용된다.
타이밍 컨트롤러(190)는 디지털 비디오 카드(미도시)로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 데이터 구동부(120)에 공급하고, 또한 클럭신호(CLK)에 따라 수평/수직 동기신호(H,V)를 이용하여 데이터 구동 제어신호(DDC)와 게이트 구동 제어신호(GDC)를 발생하여 각각 데이터 구동부(120)와 게이트 구동부(130)에 공급한다. 여기서, 데이터 구동 제어신호(DDC)는 소스쉬프트클럭(SSC), 소스스타트펄스(SSP), 극성제어신호(POL) 및 소스출력인에이블신호(SOE) 등을 포함하고, 게이트구동 제어신호(GDC)는 게이트스타트펄스(GSP) 및 게이트출력인에이블(GOE) 등을 포함한다.
상기한 바와 같은 종래의 액정표시장치의 경우, 고온 및 저온 상태에 놓이면 액정의 응답속도 저하 및 상전이를 일으킬 뿐만 아니라 각종 광학 부품들에도 변형을 초래하여 디스플레이 품위가 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 액정표시패널의 주변 온도를 자동으로 조절할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 액정표시패널의 주변 온도를 자동으로 조절함으로써, 액정표시패널이 고온이나 저온 환경에서 원활히 작동될 수 있는 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 액정표시패널이 저온 환경에서 저온에 의한 액정의 응답특성이 저하되어 디스플레이 특성이 나빠지는 것을 방지할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 액정표시패널이 고온 환경에서 고열전도 베이스층에 의해 내부의 열을 외부로 방열시킴으로써 광학 부품들의 변형을 억제하여 신뢰성을 높일 수 있는 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 액정표시패널의 주변 온도를 감지하기 위한 온도센서; 상기 온도센서에 의해 감지된 온도에 따라 전류 공급을 제어하기 위한 발열 조절부; 상기 발열 조절부의 제어에 따라 전류를 공급하기 위한 전원부; 및 상기 전원부로부터 전류를 인가받아 열을 발생하기 위한 발열 부재를 포함한다.
상기 발열 조절부는 상기 감지온도가 소정의 기준온도보다 낮으면 상기 발열 부재에 전류를 공급하도록 전원부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 소정의 기준온도는 패널 고온부의 온도 45도를 기준(단, 제품의 모델마다 기준온도는 변화됨)으로 하여 기준온도보다 낮을 경우는 기준온도에 근접하도록 전원부를 제어하여 기준온도에 근접하도록 하고 기준온도보다 높을 경우에는 고열전도 베이스층에 의해 방열이 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 발열 부재는, 일정한 넓이와 두께를 갖는 발열판; 및 상기 발열판 상에 배치되며, 상기 전원부로부터 전류를 인가받아 열을 발생하기 위한 열선을 포함한다.
상기 발열판은 사면체형으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 발열판은 흑연, 알루미늄 시트, 구리 시트 등의 고열전도 물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 액정표시장치(200)는, 도 1에서와 마찬가지로, 액정표시패널(110), 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(130), 감마기준전압 발생부(140), 백라이트 어셈블리(150), 인버터(160), 공통전압 발생부(170), 게이트구동전압 발생부(180) 및 타이밍 컨트롤러(190)를 구비한다.
그리고, 본 발명의 액정표시장치(200)는, 액정표시패널(110) 주변 온도를 감 지하기 위한 온도센서(210)와, 온도센서(210)에 의해 감지된 온도에 따라 전류 공급을 제어하기 위한 발열 조절부(220)와, 발열 조절부(220)의 제어에 따라 전류를 공급하기 위한 전원부(230)와, 전원부(230)로부터 전류를 인가받아 열을 발생하기 위한 발열부재(240)를 구비한다.
온도센서(210)는 액정표시패널(110) 근방에 배치되어 주변 온도를 감지하여 온도 조절부(220)로 공급하는 기능을 수행하며, 특히 그 내부에는 다수의 온도값들과 전압값들이 대응되어 설정된 룩업테이블이 다음 [표 1]에와 같이 설정된다. 단, [표 1]은 설명의 이해를 돕기 위해 예로서 나타낸 것일 뿐 본 발명의 기술을 한정하는 것이 아니다.
온 도 전 압
n도 nV
n-1도 n-1V
. . . . . .
1도 1V
0도 0V
-1도 -1V
. . . . . .
-n도 -nV
이러한 온도센서(210)는 출력되는 저항 값 혹은 주파수 값을 발열 조절부(220)에 전송하여 기준 온도에 근접하도록 발열부의 발열량을 조절한다.
먼저, 온도센서(210)가 감지 온도에 대응되는 신호를 발열 조절부(220)로 전달하면, 발열 조절부(220)는 입력된 감지 온도와 소정의 기준 온도를 비교하여 비교 결과에 따라 전원부(230)의 전류 공급을 제어한다. 여기서, 온도 조절부(220)는 전원부에 신호를 전류 혹은 전압값으로 전달하고 있기 때문에, 소정의 기준 온도 역시 전류 혹은 전압값으로 설정되며, 특히 소정의 기준 온도는 45도로 설정됨이 바람직하고, 이에 따라 소정의 기준 온도 45도에 대응되는 전압값이 기준 온도 값으로 설정된다. 따라서 상기 [표 1]에서와 같이 소정의 기준 온도 값으로 전압 0V가 설정됨이 바람직하다.
이렇게 소정의 기준 온도 값으로 전압 0V가 설정되는 경우, 발열 조절부(220)는 감지온도 값이 소정의 기준온도 값 0V보다 크거나 같으면 전원부(230)의 전류 공급을 차단하고, 반대로 감지온도 값이 소정의 기준온도 값 0V보다 작으면 발열 부재(240)에 전류를 공급하도록 전원부(230)를 제어한다. 여기서, 음(-)의 전압 값이 0V보다 작은 것으로 기재하고 있으나 이는 설명의 이해를 돕기 위해 가정한 것일 뿐 음의 전압이 0V보다 작다는 의미는 아니다.
전원부(230)는 발열 조절부(220)로부터 전류공급을 지시하는 제어신호가 입력되면 발열 부재(240)에 일정한 전류를 공급하고, 반대로 발열 조절부(220)로부터 전류공급의 차단을 지시하는 제어신호가 입력되면 발열 부재(240)로의 전류 공급을 중지한다.
발열 부재(240)는 전원부(230)로부터 공급되는 전류에 의해 열을 발생하는 것으로, 이에 대한 보다 상세한 구조에 대하여 살펴보면 도 4에 도시된 바와 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 발열 부재(240)는 일정한 넓이와 두께를 갖는 사면체형의 발열판(241)으로 이루어지며, 이러한 발열판(241) 상에는 일정한 길이를 갖는 열선(242)이 배치된다. 열선에 의해 발생된 열은 발열판에 의해 전면적으로 확산된다.
발열판(241)은 고열전도성을 갖는 흑연판이나 알루미늄 시트, 구리 시트등으로 구현될 수 있으며, 이러한 발열판(241)의 형상이 반드시 사면체형으로 한정되어 구현되는 것은 아니다.
열선(242)은 전원부(230)로부터 전류를 인가 받아 열을 발생한다.전술한 바와 같이, 본 발명은 액정표시패널(110)의 주변 온도가 기준 온도 미만으로 내려갈 경우 발열 부재(240)를 통해 열을 발생시킴으로써, 액정표시패널(110)의 주변 온도가 항상 기준온도로 유지되도록 하고, 이에 따라 저온에 의한 액정의 응답특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
그러면, 발열 부재(240)의 배치 위치에 대하여 도 5 및 도 6을 참조하여
설명한다.
도 5는 본 발명에 적용되는 직하형 백라이트 유닛의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 직하형 백라이트 유닛(300)은, 액정표시패널(110)의 아래에 일정 간격 이격되어 배치되는 다수의 램프들(310)과, 램프들(310)의 아래에 배치되는 반사시트(320)와, 반사시트(320)의 하부에 배치되는 보텀커버(330)와, 보텀커버(330)의 상부에 부착되는 확산판(340)과, 확산판(340)과 액정표시패널(110) 사이에 배치되는 다수의 광학시트들(350)을 포함한다.
이와 같은 구조를 갖는 직하형 백라이트 유닛(300) 상에 발열 부재(240)를 부착시키되, 도면에서와 같이 발열 부재(240)는 반사시트(320)와 보텀커버(330) 사이에 배치될 수 있다.
도 6은 본 발명에 적용되는 에지형 백라이트 유닛의 단면도이다.
도 6를 참조하면, 에지형 백라이트 유닛(400)은, 백라이트 유닛(100)의 일측 및/또는 타측에 배치되는 램프(410)와, 램프(410)를 부분적으로 감싸는 램프 하우징(420)와, 램프(410)로부터의 빛을 면광원으로 변환하기 위한 도광판(430)과, 도광판(430)의 저면과 대향되게 배치되는 반사시트(440)와, 바사시트(440)의 하부에 배치되는 보텀커버(450)와, 도광판(430)과 액정표시패널(110) 사이에 배치되는 다수의 광학시트들(460)을 구비한다.
이와 같은 구조를 갖는 에지형 백라이트 유닛(400) 상에 발열 부재(240)를 부착시키되, 도면에서와 같이 발열 부재(240)는 반사시트(440)와 보텀커버(450) 사이에 배치될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 액정표시패널의 주변 온도를 자동으로 조절하여 액정표시패널이 고온 및 저온 환경에 놓였을 때 액정 상전이 및 응답속도 저하를 방지하고 광학 부품의 변형을 억제하여 액정표시장치의 디스플레이 품위를 향상시켜준다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여 야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 액정표시패널의 주변 온도를 감지하기 위한 온도센서;
    상기 온도센서에 의해 감지된 온도에 따라 전류 공급을 제어하기 위한 발열 조절부;
    상기 발열 조절부의 제어에 따라 전류를 공급하기 위한 전원부; 및
    상기 전원부로부터 전류를 인가받아 열을 발생하기 위한 발열 부재
    를 포함하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열 조절부는 상기 감지온도가 소정의 기준온도보다 낮으면 상기 발열 부재에 전류를 공급하도록 상기 전원부를 제어하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 소정의 기준온도는 45도인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열 부재는,
    일정한 넓이와 두께를 갖는 발열판; 및
    상기 발열판 상에 배치되며, 상기 전원부로부터 전류를 인가받아 열을 발생하기 위한 열선
    을 포함하는 액정표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 발열판은 사면체형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 발열판은 흑연, 알루미늄 시트 및 구리 시트 등의 고열전도 특성을 갖는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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