KR101990628B1 - 2d 열감 제공 장치 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 열전구동어셈블리 및 이를 포함하는 2D열감제공장치에 관한 것으로서, 본 출원의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나 이상의 열전소자를 포함하는 열전소자그룹이 일면에 열전영역별로 배치되는 제1 기판; 상기 열전영역별로 배치된 상기 열전소자그룹의 각각에 대응하여 제1 구동제어소자와 제2 구동제어소자가 상기 제1 기판의 일면과 마주보는 면에 배치되는 제2 기판; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 배치되며, 상기 열전소자그룹과 상기 제2 구동제어소자가 전기적으로 연결되도록 연장되는 구동와이어;를 포함하며, 2D열감제공장치가 제공된다.
Description
본 출원은 2D열감제공장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자에게 복수의 영역별로 열감을 제공하기 위하여 구동되는 2D열감제공장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
근래 들어 가상 현실(VR, Virtual Reality)이나 증강 현실(AR,Augmented Reality)에 대한 기술이 발달함에 따라 콘텐츠에 관한 사용자 몰입도를 증대시키기 위해 다양한 감각을 통한 피드백을 제공하려는 수요가 증대되고 있다.
특히, 2016년 세계가전전시회(CES: Consumer Electronics Show)에서는 미래 유망기술 중 하나로 가상 현실 기술을 들기도 했다. 이러한 추세와 맞물려, 현재 주로 시각과 청각에 국한된 사용자 경험(UX: User eXperience)에서 벗어나, 향후 후각이나 촉각을 비롯한 인간의 모든 감각에 대한 사용자 경험을 제공하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
열전 소자(TE: ThermoElement)는 펠티에 효과(Peltier effect)에 의해 전기 에너지를 인가받아 발열 반응이나 흡열 반응을 일으키는 소자로서 사용자에게 열적 피드백을 제공하는데 이용될 것으로 기대되어 왔으나, 주로 평판 기판을이용한 기존의 열전 소자는 사용자의 신체 부위에 밀착되기 어려워 그 응용이 제한되어 왔다.
그러나, 최근에 유연 유연 열전 소자(FTE: Flexible ThermoElement)의 개발이 성공 단계에 접어듦에 따라, 종래의 열전 소자의 문제점을 극복하고 사용자에게 효과적으로 열적 피드백을 전달할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
본 출원의 일 과제는, 사용자에게 복수의 영역별로 열감을 제공하기 위하여 구동되는 열감제공장치를 제공하는 것에 있다.
본 출원의 다른 과제는, 영역별로 배치된 열전소자그룹별로 접촉되는 전선들의 저항이 균일해지도록 열전소자그룹과 구동부 사이에 배치되는 베이스에 소정의 비아홀이 형성되는 열감제공장치를 제공하는 것에 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나 이상의 열전소자를 포함하는 열전소자그룹이 일면에 열전영역별로 배치되는 제1 기판; 상기 열전영역별로 배치된 상기 열전소자그룹의 각각에 대응하여 제1 구동제어소자와 제2 구동제어소자가 상기 제1 기판의 일면과 마주보는 면에 배치되는 제2 기판; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 배치되며, 상기 열전소자그룹과 상기 제2 구동제어소자가 전기적으로 연결되도록 연장되는 구동와이어;를 포함하며, 2D열감제공장치가 제공될 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 적어도 하나 이상의 열전소자를 포함하는 열전소자그룹이 일면에 열전영역별로 배치되는 제1 기판; 상기 열전영역별로 배치된 상기 열전소자그룹의 각각에 대응하여 제1 구동제어소자와 제2 구동제어소자가 상기 제1 기판의 일면과 마주보는 면에 배치되는 제2 기판; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되는 베이스;및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 배치되며, 상기 열전소자그룹과 상기 제2 구동제어소자가 전기적으로 연결되도록 연장되는 구동와이어;를 포함하며, 각 열전영역별로 배치된 열전소자그룹과 각각의 상기 제2 구동제어소자를 전기적으로 연결하는 각각의 구동와이어들의 길이가 서로 유사하게 연장되도록 하는, 상기 구동와이어가 연장되는 경로 상의 상기 베이스의 복수의 영역에 비아홀이 형성되며, 상기 구동와이어는 상기 비아홀을 통해 상기 베이스를 관통하는, 2D열감제공장치가 제공될 수 있다.
본 출원의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 출원에 의하면, 사용자에게 복수의 영역별로 열감을 제공하기 위하여 구동되는 열감제공장치가 제공될 수 있다.
본 출원에 의하면, 영역별로 배치된 열전소자그룹별로 접촉되는 전선들의 저항이 균일해지도록 열전소자그룹과 구동부 사이에 배치되는 베이스에 소정의 비아홀이 형성되는 열감제공장치가 제공될 수 있다.
본 출원의 효과가 상술한 효과로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 2D열감제공장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 2D열감제공장치의 구성을 나타내는 개략 사시도면이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 베이스의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 열전구동어셈블리에 포함된 구성요소의 블록도면이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 제2 기판의 일면에 배치되는 열전모듈을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동모듈의 개략 도면이다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 전원생성부의 블록도이다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 신호생성부를 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 신호생성부에서 출력되는 신호의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 10는 본 출원의 일 실시예에 따른 구동제어소자의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동제어소자의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 출원의 일 실시예에 따른 2D열감제공장치의 내부를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 출원의 일 실시예에 따른 복수의 영역을 포함하는 열감제공면과 이에 관련된 열전데이터를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 출원의 일 실시예에 따른 영역별로 서로 다른 열감의 크기를 갖는 열감제공면을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 출원의 일 실시예에 따른 영역별로 서로 다른 열감의 종류를 갖는 열감제공면을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 출원의 일 실시예에 따른 일 구동픽셀에서 출력되는 구동전원의 시간 또는 횟수가 제어되는 예를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 출원의 일 실시예에 따른 상기 구동전원의 출력을 제어하기 위하여, 데이터신호가 제어되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동픽셀별로 인가되는 전원(P)과 신호의 타이밍이 제어되는 것을 나타내는 개념도면이다.
도 19는 본 출원의 일 실시예에 다른 구동픽셀별로 출력되는 구동전원(I)의 횟수를 나타내는 도면이다.
도 20은 본 출원의 일 실시예에 따른 서브프레임 별로 인가되는 신호에 따라 선택되는 구동픽셀을 나타내는 도면이다.
도 21은 본 출원의 일 실시예에 다른 구동픽셀별로 출력되는 구동전원(I)의 극성을 나타내는 도면이다.
도 22는 본 출원의 일 실시예에 따른 출력되는 구동전원(I)의 극성의 제어를 위해, 서브프레임 별로 인가되는 신호를 나타내는 도면이다.
도 23은 본 출원의 일 실시예에 따른 일 구동픽셀의 구동제어소자를 나타내는 도면이다.
도 24는 본 출원의 일 실시예에 따른 구동제어소자를 나타내는 도면이다.
도 25는 본 출원의 일 실시예에 따른 구동픽셀별로 구동전원(I)의 크기가 제어되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 26은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동픽셀별로 인가되는 전원(P) 또는 신호를 제어하는 일예를 나타내는 도면이다.
도 27은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동픽셀별로 인가되는 전원(P) 또는 신호를 제어하는 일예를 나타내는 도면이다.
도 28은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동픽셀별로 구동전원(I)의 극성이 제어되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 29는 본 출원의 일 실시예에 따른 구동픽셀별로 인가되는 전원(P) 또는 신호를 제어하는 일예를 나타내는 도면이다.
도 30은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동픽셀별로 인가되는 전원(P) 또는 신호를 제어하는 일예를 나타내는 도면이다.
도 31은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동전원(I)의 극성이 변경되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 32는 본 출원의 일 실시예에 따른 구동전원(I)의 극성을 직접 제어하기 위한 구동제어소자를 나타내는 도면이다.
도 33은 본 출원의 일 실시예에 2D열감제공장치의 구동전원(I) 생성 방법에 대한 순서도이다.
도 34는 본 출원의 일 실시예에 따른 복수의 프레임(frame)을 두어 전원(P)과 신호의 인가를 제어하는 방법에 관한 도면이다.
도 35는 본 출원의 일 실시예에 따른 한 프레임(frame) 동안 인가되는 전원(P)과 신호를 제어하는 방법에 관한 도면이다.
도 36은 본 출원의 일 실시예에 따른 열전구동어셈블리를 나타내는 개략도이다.
도 37은 본 출원의 일 실시에예 따른 연결라인에 의해 전기적으로 연결되는 열전소자그룹을 나타내는 도면이다.
도 38은 본 출원의 일 실시예에 따른 일 열전동작을 나타내기 위한 도면이다.
도 39는 본 출원의 일 실시예에 따른 일 열전동작을 나타내기 위한 도면이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 2D열감제공장치의 구성을 나타내는 개략 사시도면이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 베이스의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 열전구동어셈블리에 포함된 구성요소의 블록도면이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 제2 기판의 일면에 배치되는 열전모듈을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동모듈의 개략 도면이다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 전원생성부의 블록도이다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 신호생성부를 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 신호생성부에서 출력되는 신호의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 10는 본 출원의 일 실시예에 따른 구동제어소자의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동제어소자의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 출원의 일 실시예에 따른 2D열감제공장치의 내부를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 출원의 일 실시예에 따른 복수의 영역을 포함하는 열감제공면과 이에 관련된 열전데이터를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 출원의 일 실시예에 따른 영역별로 서로 다른 열감의 크기를 갖는 열감제공면을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 출원의 일 실시예에 따른 영역별로 서로 다른 열감의 종류를 갖는 열감제공면을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 출원의 일 실시예에 따른 일 구동픽셀에서 출력되는 구동전원의 시간 또는 횟수가 제어되는 예를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 출원의 일 실시예에 따른 상기 구동전원의 출력을 제어하기 위하여, 데이터신호가 제어되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동픽셀별로 인가되는 전원(P)과 신호의 타이밍이 제어되는 것을 나타내는 개념도면이다.
도 19는 본 출원의 일 실시예에 다른 구동픽셀별로 출력되는 구동전원(I)의 횟수를 나타내는 도면이다.
도 20은 본 출원의 일 실시예에 따른 서브프레임 별로 인가되는 신호에 따라 선택되는 구동픽셀을 나타내는 도면이다.
도 21은 본 출원의 일 실시예에 다른 구동픽셀별로 출력되는 구동전원(I)의 극성을 나타내는 도면이다.
도 22는 본 출원의 일 실시예에 따른 출력되는 구동전원(I)의 극성의 제어를 위해, 서브프레임 별로 인가되는 신호를 나타내는 도면이다.
도 23은 본 출원의 일 실시예에 따른 일 구동픽셀의 구동제어소자를 나타내는 도면이다.
도 24는 본 출원의 일 실시예에 따른 구동제어소자를 나타내는 도면이다.
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도 28은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동픽셀별로 구동전원(I)의 극성이 제어되는 일 예를 나타내는 도면이다.
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도 30은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동픽셀별로 인가되는 전원(P) 또는 신호를 제어하는 일예를 나타내는 도면이다.
도 31은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동전원(I)의 극성이 변경되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 32는 본 출원의 일 실시예에 따른 구동전원(I)의 극성을 직접 제어하기 위한 구동제어소자를 나타내는 도면이다.
도 33은 본 출원의 일 실시예에 2D열감제공장치의 구동전원(I) 생성 방법에 대한 순서도이다.
도 34는 본 출원의 일 실시예에 따른 복수의 프레임(frame)을 두어 전원(P)과 신호의 인가를 제어하는 방법에 관한 도면이다.
도 35는 본 출원의 일 실시예에 따른 한 프레임(frame) 동안 인가되는 전원(P)과 신호를 제어하는 방법에 관한 도면이다.
도 36은 본 출원의 일 실시예에 따른 열전구동어셈블리를 나타내는 개략도이다.
도 37은 본 출원의 일 실시에예 따른 연결라인에 의해 전기적으로 연결되는 열전소자그룹을 나타내는 도면이다.
도 38은 본 출원의 일 실시예에 따른 일 열전동작을 나타내기 위한 도면이다.
도 39는 본 출원의 일 실시예에 따른 일 열전동작을 나타내기 위한 도면이다.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 출원의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 출원이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 출원의 범위는 본 출원의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 출원에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.
본 명세서에 첨부된 도면은 본 출원을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 출원의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 출원이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 본 출원에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나 이상의 열전소자를 포함하는 열전소자그룹이 일면에 열전영역별로 배치되는 제1 기판; 상기 열전영역별로 배치된 상기 열전소자그룹의 각각에 대응하여 제1 구동제어소자와 제2 구동제어소자가 상기 제1 기판의 일면과 마주보는 면에 배치되는 제2 기판; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 배치되며, 상기 열전소자그룹과 상기 제2 구동제어소자가 전기적으로 연결되도록 연장되는 구동와이어;를 포함하며, 2D열감제공장치가 제공될 수 있다.
또, 상기 구동와이어는 상기 열전소자그룹과 상기 제2 구동제어소자 간의 최단 거리에 대응되는 길이로 연장되는. 2D열감제공장치가 제공될 수 있다.
또, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 지지하기 위하여, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 배치되는 베이스;를 더 포함하는 2D열감제공장치가 제공될 수 있다.
또, 상기 구동와이어가 연장되는 경로 상의 상기 베이스의 영역에 상기 베이스를 관통하는 비아홀이 형성되며, 상기 구동와이어는 상기 비아홀을 통해 상기 베이스를 관통하는 것을 특징으로 하는, 2D열감제공장치가 제공될 수 있다.
또, 복수의 상기 열전영역 별로 대응되어 복수의 상기 비아홀이 상기 베이스에 형성되되, 상기 비아홀은 상기 열전영역 별로 배치된 열전소자그룹과 각각의 상기 제2 구동제어소자를 전기적으로 연결하는 각각의 구동와이어들의 길이가 서로 유사하게 연장되도록 하는 상기 베이스의 영역에 형성되는, 2D열감제공장치가 제공될 수 있다.
또, 상기 베이스는 상기 열전소자그룹에 발생된 열을 저감하기 위하여, 열확산성 높은 소재로 제공되는 2D열감제공장치가 제공될 수 있다.
또, 상기 베이스는 상기 제1 기판과 상기 제1 기판에 배치된 열전소자그룹의 상기 베이스방향으로의 높이에 대응되는 간격만큼 이격되는 것을 특징으로 하는 2D열감제공장치가 제공될 수 있다.
또, 상기 열전소자그룹의 열이 저감되도록, 상기 베이스는 상기 열전소자그룹과 접촉되는 것을 특징으로 하는 2D열감제공장치가 제공될 수 있다.
또, 상기 베이스의 상기 제1 기판에 대향하는 면에는 열확산성 높은 소재로 제공되는 부재가 배치되고, 상기 부재는 상기 열전소자그룹에 접촉되어 열전소자그룹으로부터 열을 인가 받는 것을 특징으로 하는 2D열감제공장치가 제공될 수 있다.
또, 상기 구동모듈의 열화가 방지되도록, 상기 제2 기판에 배치된 상기 구동모듈은 상기 제2 기판으로부터 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는, 2D열감제공장치가 제공될 수 있다.
또, 상기 베이스는 몸체, 및 상기 몸체로부터 연장되는 방열체;를 포함하고, 상기 몸체는 상기 제1 기판에 인접하도록 배치되고, 상기 방열체는 상기 제2 기판에 인접하도록 배치되는 2D열감제공장치가 제공될 수 있다.
또, 상기 베이스는 몸체, 및 상기 몸체로부터 연장되는 방열체;를 포함하고, 상기 몸체는 상기 제1 기판에 인접하도록 배치되고, 상기 방열체는 상기 제2 기판에 인접하도록 배치되는 2D열감제공장치가 제공될 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에 따르면, 적어도 하나 이상의 열전소자를 포함하는 열전소자그룹이 일면에 열전영역별로 배치되는 제1 기판; 상기 열전영역별로 배치된 상기 열전소자그룹의 각각에 대응하여 제1 구동제어소자와 제2 구동제어소자가 상기 제1 기판의 일면과 마주보는 면에 배치되는 제2 기판; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되는 베이스;및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 배치되며, 상기 열전소자그룹과 상기 제2 구동제어소자가 전기적으로 연결되도록 연장되는 구동와이어;를 포함하며, 각 열전영역별로 배치된 열전소자그룹과 각각의 상기 제2 구동제어소자를 전기적으로 연결하는 각각의 구동와이어들의 길이가 서로 유사하게 연장되도록 하는, 상기 구동와이어가 연장되는 경로 상의 상기 베이스의 복수의 영역에 비아홀이 형성되며, 상기 구동와이어는 상기 비아홀을 통해 상기 베이스를 관통하는, 2D열감제공장치가 제공될 수 있다.
이하에서는 2D열감제공장치 및 그 제어 방법에 대해서 설명한다.
먼저, 2D열감제공장치의 제1 실시예에 대해서 설명한다.
<제1 실시예>
1. 2D열감제공장치
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 2D열감제공장치(1)를 나타내는 도면이다.
본 출원의 일 실시예에 따른 2D열감제공장치(1)는 열재현대상에 관한 열적경험을 사용자에게 제공할 수 있다.
상기 열재현대상은 상기 2D열감제공장치(1)에 의해 열적으로 표현되는 대상물로 정의될 수 있다. 또는, 상기 열재현대상은 상기 2D열감제공장치(1)의 사용자가 열적 경험을 위해 선택하는 대상물로 정의될 수 있다.
상기 2D열감제공장치(1)는 열재현대상을 열적으로 표현하기 위하여, 열감제공스트림을 사용자에게 제공할 수 있다. 상기 열감제공스트림은 열재현대상의 열감을 연속적으로 사용자에게 제공하는 2D열감제공장치(1)의 접촉면으로 정의될 수 있다. 상기 열감제공스트림은 시간적으로 연속되는 복수의 열감제공면으로 구성될 수 있다. 상기 열감제공면은 상기 열감제공스트림을 구성하는 일 시점의 2D열감제공장치(1)의 접촉면일 수 있다. 즉, 상기 2D열감제공장치(1)는 시간에 따라 연속적으로 사용자에게 열감제공면을 제공함으로써, 열감제공스트림이 사용자에게 제공되며, 사용자는 열재현대상에 관한 열적인 경험을 할 수 있게 된다.
상기 2D열감제공장치(1)는 복수의 영역별로 온도를 가짐으로써, 사용자에게 열감제공스트림과 열감제공면을 제공할 수 있다. 즉, 2D열감제공장치(1)가 갖는 상기 온도에 따라 상기 사용자에게 열감이 제공된다.
상기 열감은 온감과 냉감을 포함할 수 있다. 상기 열감은 사용자의 체온을 기준으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 2D열감제공장치의 영역의 온도가 상기 사용자의 체온보다 상대적으로 높은 경우, 상기 사용자는 상기 영역에서 온감을 느끼고, 상기 기준 체온보다 낮은 경우 상기 사용자는 냉감을 느낄 수 있다. 한편, 상기 온감과 상기 냉감은 서로 다른 종류의 온감으로서, 이하에서는 이를 표현하기 위해 상기 온감과 상기 냉감은 서로 반대의 열감인 것으로 설명한다.
상기 2D열감제공장치(1)는 복수의 영역별로 배치된 열전소자그룹을 구동시키고, 영영별로 서로 다른 온도를 가짐으로써, 영역별로 서로 다른 열감을 사용자에게 제공할 수 있다.
상기 영역은 제1 영역(10) 및 제2 영역(20)을 포함할 수 있다. 상기 2D열감제공장치는 상기 제1 영역(10)에서 제1 온도를 갖도록 열전소자그룹을 구동하고 상기 제2 영역(20)에서 제2 온도를 갖도록 열전소자그룹을 구동하여, 상기 2D열감제공장치의 사용자가 상기 제1 영역(10)과 상기 제2 영역(20)에서 서로 다른 열감을 제공받을 수 있도록 할 수 있다(S1, S2). 구체적으로 상기 2D열감제공장치(1)는 영역별로 서로 다른 구동전원을 생성하여, 사용자에게 영역별로 서로 다른 열감을 제공하는 열감제공스트림 내지는 열감제공면을 제공할 수 있다.
위와 같이 상기 2D열감제공장치가 영역별로 서로 다른 온도를 갖고, 서로 다른 열감을 사용자에게 제공함으로써, 상기 사용자는 열재현대상에 관하여 생생한 열적경험을 할 수 있게 된다. 2D열감제공장치(1)가 영역별로 열감을 사용자에게 제공하지 못하고, 전영역에서 일정 온도만을 제공하는 경우가 있을 수 있다. 이 경우, 사용자는 상기 2D열감제공장치(1)를 통해 열재현대상에 관하여 한 가지의 열감만을 경험하게 된다. 이에 반하여, 영역별로 온도를 갖는 경우, 2D열감제공장치(1)는 열재현대상에 관한 열감을 영역별로 사용자에게 제공할 수 있게 된다. 이에 따라, 상기 사용자는 영역별로 다양한 열감을 제공받게 되며, 열재현대상에 관하여 생동감 있는 열적 경험을 할 수 있게 된다.
한편, 상기 2D열감제공장치(1)는 소정의 물리적 구조를 가지며, 상기 2D열감제공장치(1)가 사용자에게 열감을 제공할 수 있도록 구동되는 열전모듈(1100)과 구동모듈(1200)을 포함하는 열전구동어셈블리(1000)가 상기 물리적 구조에 배치될 수 있다.
이하에서는 상기 2D열감제공장치(1)의 각 구성에 대해서 구체적으로 설명한다.
먼저, 2D열감제공장치(1)의 물리적 구조에 대해서 설명한다.
1.1 2D열감제공장치의 물리적구조
이하에서는 상기 2D열감제공장치(1)의 물리적구조에 대해서 설명한다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 2D열감제공장치(1)의 구성을 나타내는 개략 사시도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 2D열감제공장치(1)는 제1 기판(110), 제2 기판(120), 베이스(130), 지지체(140), 및 구동와이어(150)를 포함하며, 상기 각 구성들은 하우징(160)에 수용될 수 있다. 그러나, 도 2 에 도시된 구성 요소에 국한하지 않고, 2D열감제공장치(1)는 이보다 더 많은 구성을 갖는 2D열감제공장치(1)로 구현될 수 있다.
상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)은 서로 대향하도록 배치될 수 있다. 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)에는 2D열감제공장치(1)의 동작을 위한 구성들이 배치될 수 있다.
상기 베이스(130)는 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120) 사이에 배치되어 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)을 지지할 수 있다.
상기 지지체(140)는 상기 제1 기판(110), 상기 제2 기판(120), 및 상기 베이스(130)의 위치적 관계가 고정되도록 지지할 수 있다.
상기 구동와이어(150)는 상기 2D열감제공장치(1)의 각 구성이 전기적으로 연결되도록 2D열감제공장치(1) 내에서 연장되어 배치될 수 있다.
즉, 본 출원의 일 실시예에 따른 2D열감제공장치(1)에는 제1 기판(110)과 제2 기판(120)이 서로 대향하며 배치되며, 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)의 사이에는 복수의 체결홀(135)과 복수의 비아홀(137)이 형성된 베이스(130)가 배치될 수 있다. 상기 베이스(130)의 체결홀(135)에 체결되어 배치되는 지지체(140)들은 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)을 지지하여 위치관계가 고정되도록 할 수 있다. 상기 와이어는 2D열감제공장치(1) 내에 배치되어 2D열감제공장치(1)의 각 구성들이 전기적으로 연결되도록 연장되어 각 구성들에 접촉될 수 있다. 전술한 2D열감제공장치(1)의 구성은 하우징(160) 내에 구현될 수 있다.
이하에서는, 도 2를 참조하여 2D열감제공장치(1)의 각 물리적 구성에 대해서 설명한다.
1.1.1 제1 기판과 제2 기판
본 출원의 일 실시예에 따른 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)에는 2D열감제공장치(1)의 각 구성이 배치 될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 기판(110)의 일면에는 열전구동어셈블리(1000)의 열전소자그룹(1110)이 배치되고, 상기 제2 기판(120)의 일면에는 열전구동어셈블리(1000)의 구동모듈(1200)이 배치될 수 있다. 이에 대해서는 구체적으로 후술하도록 한다.
상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)은 평판형상으로 제공될 수 있다. 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)은 도시된 바와 같이 사각판형상으로 제공될 수 있으나, 이에 국한되지 않고 원, 반원, 삼각형 등의 각종 다각형판형상 또는 상기 다각형이 조합된 판형상을 갖는 평판형상으로 제공될 수 있다.
상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)은 구현 목적에 따라 적절한 두께로 구현될 수 있다.
상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)은 구현 목적에 따라 적절한 소재로 구현될 수 있다. 구현 목적에 따라, 상기 소재로 절연성 있는 소재, 유연성 있는 소재, 외력에 강인한 소재 등이 선택될 수 있다. 상기 소재로는 세라믹, 각종 플라스틱, 유리 등이 있을 수 있다.
한편, 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)에는 지지체(140)가 체결되는 구조가 형성될 수 있다. 상기 지지체(140)가 체결되는 구조는 후술할 베이스(130)에 형성되는 체결홀(135)의 위치에 대응되어 형성될 수 있다.
또는, 2D열감제공장치(1)에 구비되는 지지체(140)와는 별도로 상기 제1 기판(110)과 제2 기판에는 베이스(130) 방향으로 연장되는 지지부재가 형성되어 베이스(130)를 지지할 수 있다. 상기 지지부재는 상기 베이스(130)의 일면과 접촉되며 상기 베이스(130)를 지지할 수 있다. 상기 제1 기판(110)에 형성된 지지체(140)에 의해 상기 제1 기판(110)과 상기 베이스(130)의 사이에 소정의 간격이 형성되며, 상기 간격 내에는 열전소자그룹(1110)들이 배치될 수 있게 된다. 상기 간격은 상기 지지부재의 길이에 대응하여 적절히 조절될 수 있는데, 상기 간격은 열전소자그룹(1110)이 상기 제1 기판(110)에 배치되었을 때 상기 베이스(130) 방향으로 연장된 높이에 대응되도록 형성되는 것이 적절할 수 있다. 이 경우, 상기 열전소자그룹(1110) 또한 상기 베이스(130)에 접촉되며, 상기 열전소자그룹(1110)의 열이 상기 베이스(130)에 의해 저감될 수 있다. 이에 따라, 상기 열전소자그룹(1110)에 축적된 열에 의한 열전소자그룹(1110)의 오동작이 방지되는 효과를 가질 수 있다.
1.1.2 베이스
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 베이스(130)의 일 예를 나타내는 도면이다.
본 출원의 일 실시에에 따른 베이스(130)는 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 베이스(130)는 상기 제1 기판(110)의 일면과 상기 제2 기판(120)의 상기 제1 기판(110)의 일 면에 마주보는 일면 사이에 배치될 수 있다. 이로써, 상기 베이스(130)는 상기 제1 기판(110)에 배치된 열전모듈(1100)과 상기 제2 기판(120)에 배치된 열전모듈(1100) 각각과 대향할 수 있다.
한편, 상기 베이스(130)의 상기 제1 기판(110)에 대향하는 면에는 열전소자그룹(1110)으로부터 발산되는 열을 원활히 인가 받을 수 있도록 하는 부재가 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 베이스(130)의 상기 제1 기판(110)에 대향하는 면에는 면방향으로의 열확산성이 높은 부재가 배치될 수 있다. 상기 부재는 필름형태로 제공되거나 도포되는 형태로 제공되어, 상기 베이스(130)의 제1 기판(110)에 대향하는 면을 덮을 수 있다.
상기 베이스(130)는 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)이 소정의 거리만큼 이격되도록 두께를 가질 수 있다.
상기 베이스(130)는 구현 목적에 따라 적절한 소재로 구현될 수 있다. 구현 목적에 따라, 상기 소재로 절연성 있는 소재, 유연성 있는 소재, 외력에 강인한 소재, 열 저감 능력이 탁월한 소재 등이 선택될 수 있다. 상기 소재로는 세라믹, 각종 플라스틱, 유리 등이 있을 수 있다.
이하에서는 도 3(a)를 참조하여 설명한다. 도 3(a)는 베이스(130)의 상기 제1 기판(110) 또는 제2 기판(132)과 대향하는 면의 일예를 도시하는 도면이다.
상기 베이스(130)에는 체결홀(137)이 형성될 수 있다. 상기 체결홀(137)에는 후술할 지지체(140)가 체결되어 고정될 수 있다. 상기 체결홀(137)은 상기 베이스(130)를 관통하는 관통홀 형태로 형성될 수 있으나, 상기 지지체(140)를 지지할 수 있는 형상이라면 이에 국한되지 않는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 체결홀(137)은 홈 형태로 구현되어, 상기 지지체(140)가 체결되어 고정될 수 있도록 할 수 있다.
한편, 상기 베이스(130)에는 제1 기판(110)과 제2 기판(120)에 접촉되어 지지하기 위한 소정의 지지부재가 형성될 수도 있다. 구체적으로, 상기 베이스(130)의 제1 기판(110)과 대향하는 면과 제2 기판(120)에 대향하는 면에 지지부재가 소정의 길이로 형성되어, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)에 접촉될 수 있다. 이 경우, 상기 체결홀(137)이 형성되고 지지체가 상기 체결홀(137)에 형성되어 베이스에 형성된 지지부재와 함께 구비될 수 있으나, 지지부재만이 구비될 수도 있다.
상기 베이스(130)에는 비아홀(135)이 형성될 수 있다. 도 3 (b)를 참조하면, 상기 비아홀(135)은 상기 베이스(130)를 일면과 타면을 관통하는 관통홀로 정의될 수 있다상기 비아홀(135)을 통해 구동와이어(150)가 연장될 수 있다. 상기 복수의 비아홀(135)은 후술할 구동와이어(150)가 연장되는 경로 상에 형성될 수 있다. 상기 비아홀(135)의 위치에 대해서는 구체적으로 후술한다.
상기 베이스(130)는 고온 오브젝트에 배치되어, 상기 고온 오브젝트의 열을 저감해줄 수 있다. 달리 말해, 상기 베이스(130)는 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)을 사이에 배치되어 두 기판을 지지할 뿐만 아니라, 고온 가열된 기판의 열을 저감해줄 수 있다. 이를 위해, 상기 베이스(130)는 방열부재로 제공될 수 있다.
상기 방열부재는 상기 방열부재가 배치된 대상체로부터 상기 몸체(131)로 열을 인가 받아, 상기 방열부재를 통해 발산시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 대상체의 열이 저감될 수 있다. 예를 들어, 상기 몸체(131)가 상기 제1 기판(110)에 가깝게 배치되는 경우, 고온의 제1 기판(110)으로부터 열을 인가받아 방열부재를 통해 발산시킴으로써, 상기 제1 기판(110)에 쌓인 열을 저감할 수 있다.
도 3 (a)를 참조하면, 상기 방열부재는 몸체(131)와 방열체(133)를 포함할 수 있다. 그러나, 상기 방열부재는 도 3 (a)에 국한되지 않고, 상기 구성보다 많은 구성을 포함하는 방열부재로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 방열부재에는 소정의 팬(fan)이 더 구현될 수 있다.
상기 몸체(131)는 상기 방열체(133)가 형성되는 베이스일 수 있다.
상기 방열체(133)는 상기 몸체(131)로부터 연장되어, 상기 방열부재의 열이 방사되도록 할 수 있다.
상기 몸체(131)와 상기 방열체(133)는 구현 목적에 따라 적절한 두께로 구현될 수 있다. 상기 몸체(131)와 상기 방열체(133)는 구현 목적에 따라 적절한 형상으로 제공될 수 있다. 상기 몸체(131)는 도시된 바와 같이 사각기둥형상으로 제공될 수 있으나, 이에 국한되지 않고 원, 반원, 삼각형 등의 각종 다각형기둥형상 또는 상기 다각형이 조합된 형상을 갖는 기둥형상으로 제공될 수 있다. 상기 방열체(133)는 도시된 바와 같이 사각판형상으로 상기 몸체(131)로부터 연장될 수 있으나, 이에 국한되지 않고 원기둥 형상 등의 다양한 형상으로 상기 몸체(131)로부터 연장될 수 있다.
상기 몸체(131)와 상기 방열체(133)는 구현 목적에 따라 적절한 소재로 구현될 수 있다. 상기 몸체(131)는 상기 몸체(131)에 인가된 열이 면방향으로 확산되도록, 면방향으로의 열확산성이 큰 소재로 구현될 수 있다. 상기 방열체(133)는 인가 받은 열이 발산되도록, 수직방향으로의 열확산성이 큰 소재로 구현될 수 있다.
1.1.3 지지체
상기 지지체(140)는 2D열감제공장치(1)의 각 구성의 위치적 관계를 지지할 수 있다. 예를 들어, 상기 지지체(140)는 제1 기판(110), 베이스(130), 제2 기판(120)의 배치관계가 유지되도록 각 구성을 지지할 수 있다.
상기 지지체(140)는 베이스(130)에 배치될 수 있다. 상기 지지체(140)는 상기 체결홀(135)에 체결될 수 있도록, 형상을 가질 수 있다. 상기 지지체(140)는 상기 체결홀(135)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 상기 지지체(140)는 상기 체결홀(135)을 관통하여 상기 제1 기판(110), 상기 제2 기판(120), 및 베이스(130)의 위치관계를 유지할 수 있다. 상기 체결홀(135)을 관통한 지지체(140)는 상기 제1 기판(110)의 일면과 상기 제2 기판(120)의 일면에 접촉되어, 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)을 지지할 수 있다. 따라서, 상기 지지체(140)는 상기 베이스(130)에 형성된 체결홀(135)의 수에 대응되는 수만큼 상기 2D열감제공장치(1)에 구비될 수 있다.
또는, 상기 베이스(130)에 체결홀(135)이 형성되지 않는 경우, 상기 지지체(140)는 베이스(130)에 견고하게 접착되는 형태로 상기 베이스(130)에 배치될 수 있다.
상기 지지체(140)가 구비됨으로써, 2D열감제공장치(1)의 물리적 구조가 견고해지는 효과를 가질 수 있다. 상기 지지체(140)가 구비되지 않는 경우, 2D열감제공장치(1)의 각 물리적 구성은 가해지는 외력에 의해 쉽게 흔들려, 서로 지지되지 못하고 구현 목적에 따른 각 구성간 배치관계를 유지하지 못할 수 있다. 이에 반해, 상기 지지체(140)가 상기 2D열감제공장치(1)에 구비됨으로써, 상기 물리적 구성간 배치관계가 유지될 수 있다. 상기 지지체(140)는 상기 베이스(130)에 형성된 체결홀(135)을 관통하여 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 지지함으로써, 외력이 인가되더라도 제1 기판(110), 제2 기판(120) 및 베이스(130)의 위치관계를 유지시킬 수 있다. 이에 따라, 2D열감제공장치(1)는 물리적 구조가 견고해지는 효과를 가질 수 있다.
한편, 전술하였듯이 제1 기판(110)과 제2 기판(120)에 지지부재가 형성되는 경우, 상기 지지체(140)는 상기 지지부재와는 별도로 구비되어 2D열감제공장치(1)의 각 구성을 지지할 수 있다. 또는, 2D열감제공장치(1) 내의 구조의 복잡성이 경감되도록, 상기 지지체(140)가 구비되지 않을 수도 있다.
1.1.4 구동와이어
본 출원의 일 실시예에 따른 와이어는 2D열감제공장치(1) 내의 전기적요소들을 연결할 수 있다. 상기 전기적요소는 전류, 전압 등의 전원(P)에 의해 구동되는 구성으로 정의될 수 있다.
상기 와이어 중 제1 기판(110)에 배치되는 열전모듈(1100)과 제2 기판(120)에 배치되는 구동모듈(1200)을 전기적으로 연결하는 와이어는 구동와이어(150)로 정의될 수 있다.
상기 구동와이어(150)는 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120) 사이에 배치되며, 일단과 타단이 상기 제1 기판(110)에 배치된 열전모듈(1100)과 상기 제2 기판(120)에 배치된 구동모듈(1200)에 접촉될 수 있다.
상기 구동와이어(150)는 전술한 베이스(130)의 비아홀(137)을 통해 연장되어, 상기 베이스(130)를 가로지를 수 있다. 달리 말해, 상기 구동와이어(150)는 제1 기판(110) 또는 제2 기판(120)으로부터 연장되어 상기 비아홀(137)을 통해 베이스(130)를 관통하여 다른 기판으로 연장될 수 있다.
1.1.5 하우징
본 출원의 일 실시예에 따른 하우징(160)은 2D열감제공장치(1)의 각 구성을 수용할 수 있다. 상기 하우징(160)인 2D열감제공장치(1)의 각 구성을 수용하여, 각 구성을 외부 환경으로부터 보호할 수 있다.
상기 하우징(160)은 2D열감제공장치(1)의 사용자에게 접촉될 수 있는 접촉면을 사용자에게 제공할 수 있다. 상기 접촉면은 상기 제1 기판(110)의 대응되는 하우징(160)의 면일 수 있다. 상기 접촉면을 통해 열전모듈(1100)의 열전동작에 따른 열감이 사용자에게 제공될 수 있다.
상기 하우징(160)은 전술한 2D열감제공장치(1)의 구성들을 수용할 수 있는 구조라면 다양한 소재, 및 형상으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 하우징(160)은 도시된 바와 같이 박스 형태로 제공될 수 있으나, 도시된 바에 국한되지 않고 피복 형태로 제공될 수 있다.
이 경우, 상기 2D열감제공장치(1)는 피복 형태로 제공되며, 사용자가 착용할 수 있고, 사용자가 착용한 부위의 접촉면을 통해 사용자에게 열재현대상에 관하여 생생한 열적경험을 하도록 할 수 있다.
이하에서는, 상기 2D열감제공장치(1)에 구현되는 열전구동어셈블리(1000)에 대해서 설명한다.
1.2 열전구동어셈블리
본 출원의 일 실시예에 따른 열전구동어셈블리(1000)는 구동되어, 발열하거나 흡열할 수 있다. 상기 열전구동어셈블리(1000)는 영역별로 구동됨으로써, 영역별로 발열하거나 흡열할 수 있다.
상기 열전구동어셈블리(1000)는 전술한 2D열감제공장치(1)의 제1 기판(110)과 제2 기판(120)에 배치되어 구현될 수 있다. 2D열감제공장치(1)에 배치된 열전모듈(1100)이 구동됨에 따라, 상기 2D열감제공장치(1)는 영역별로 열재현대상에 대한 열감을 사용자에게 제공할 수 있게 된다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 열전구동어셈블리(1000)에 포함된 구성요소의 블록도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 열전구동어셈블리(1000)는 구동모듈(1200)과 열전모듈(1100)을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 구성 요소에 국한하지 않고, 열전구동어셈블리(1000)는 이보다 더 많은 기타구성요소를 갖는 열전구동어셈블리(1000)로 구현될 수 있다. 상기 기타구성요소에 대해서는 구체적으로 후술하도록 한다.
상기 열전모듈(1100)은 열전동작을 수행할 수 잇다. 상기 열전동작은 발열동작과 흡열동작을 포함할 수 있다.
상기 구동모듈(1200)은 상기 열전모듈(1100)이 열전동작을 수행할 수 있도록 상기 열전모듈(1100)을 구동할 수 있다.
상기 열전구동어셈블리(1000)가 영역별로 구동됨으로써, 상기 2D열감제공장치(1)는 열재현대상에 관한 열감을 사용자에게 영역별로 달리하여 제공할 수 있게 된다.
이하에서는 상기 열전구동어셈블리(1000)의 구성인 열전모듈(1100)과 구동모듈(1200)을 구체적으로 설명한다.
먼저, 열전모듈(1100)에 대해서 설명한다.
1.2.1 열전모듈
본 출원의 일 실시예에 따른 열전모듈(1100)은 사용자에게 열감이 제공되도록, 열전동작을 수행할 수 있다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 제2 기판(120)의 일면에 배치되는 열전모듈(1100)을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 복수의 열전소자그룹(1110)들로 구성되며, 복수의 열전소자그룹(1110)들은 제1 기판(110)에 수직한 방향으로 관측하였을 때, 복수의 영역별로 배치된다. 상기 복수의 영역은 열전영역(111, 113)으로 정의될 수 있다. 다시 말해, 상기 열전소자그룹(1110)은 열전영역별(111, 113)로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 열전영역(111)에는 제1 열전소자그룹(1111)이 배치되고 제2 열전영역(113)에는 제2 열전소자그룹(1113)이 배치될 수 있다.
상기 열전영역(111, 113)은 상기 열전소자그룹(1110)이 배치되는 상기 제1 기판(110)의 일면에서 정의되는 분할된 가상의 영역들로 정의될 수 있다. 또는, 상기 열전영역(111, 113)은 각각의 열전소자그룹(1110)이 배치되는 제1 기판(110)의 각각의 물리적인 영역들로 정의될 수 있다.
열전소자그룹(1110)이 배치되는 제1 기판(110)의 면적당 상기 열전영역(111, 113)의 수가 증가될수록, 열재현대상을 열적으로 표현하기 위한 영역이 많아짐으로써, 사용자에게 보다 더 생생한 열재현대상에 관한 열적경험을 제공할 수 있게 된다.
한편, 상기 제1 기판(110)의 면적 대비 열전영역(111, 113)의 면적이 작아질 수록 열해상도는 증가될 수 있다. 이는, 열전영역(111, 113)의 면적이 작아지며, 이에 대응하여 열전영역(111, 113)의 수가 많아져 열전동작에 관여하는 단위 면적당 열전소자그룹(1110)의 수가 증가되는데 기인할 수 있다. 달리 말해, 상기 상기 열전영역(111, 113)의 면적에 반비례하여 상기 제1 기판(110)의 면적 당 배치되는 열전소자그룹(1110)이 많아 지기 때문이다.
이하에서는, 도 5를 참조하여 계속하여 상기 열전소자그룹(1110)에 대해서 구체적으로 설명한다.
1.2.1.1 열전소자그룹의 구조 및 배치
상기 열전소자그룹(1110)은 복수의 열전소자(1116)의 상기 인접한 열전소자(1116)를 전기적으로 연결하기 위하여 인접한 열전소자(1116)의 베이스(130)에 가까운 면에 배치되는 제1 도체부재(1115)와, 열전소자(1116)의 제1 기판(110)에 가까운면에 배치되는 제2 도체부재(1117)로 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 복수의 열전소자(1116)의 베이스(130)의 가까운 면에 복수의 제1 도체부재(1115)가 배치되되, 상기 제1 도체부재(1115)의 일단과 타단은 인접한 열전소자(1116)에 접촉된다. 이와 마찬가지로 제1 기판(110)의 가까운 면에 제2 도체부재(1117)가 배치될 수 있다.
상기 열전소자(1116)는 제1 반도체와 제2 반도체를 포함할 수 있다. 상기 제1 반도체와 상기 제2 반도체는 서로 다른 반도체일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 반도체는 n형 반도체이고, 상기 제2 반도체는 p형 반도체일 수 있다.
한편, 도시된 바와 같이 열전소자그룹(1110)이 구동와이어(150)에 접촉되도록 제1 도체부재(1115)가 소정의 거리만큼 연장되어 형성될 수 있으나, 또는 제2 도체부재(1117)가 소정의 거리만큼 연장되어 형성되며 구동와이어(150)가 상기 제2 도체부재(1117)에 접촉될 수도 있다.
한편, 상기 열전영역별(111, 113)로 배치되는 열전소자그룹(1110)의 구조는 같을 수 있다. 예를 들어, 열전영역별(111, 113)로 배치되는 열전소자그룹(1110)을 구성하는 열전소자(1116), 제1 도체부재(1115), 및 제2 도체부재(1117)의 배치관계는 같을 수 있다.
또는, 상기 열전영역별(111, 113)로 배치되는 열전소자그룹(1110)의 구조는 서로 다를 수 있다.
한편, 상기 제1 기판(110)에 형성된 열전영역(111, 113)들 사이에는 상기 열전영역(111, 113)들간 열전도를 방지하는 열전도방지 구조가 형성되거나, 열전도방지 부재들이 배치될 수 있다. 상기 열전영역(111, 113)은 각각의 열전소자그룹(1110)이 배치되는 제1 기판(110)의 각각의 물리적인 영역들로 정의될 수 있다. 예를 들어, 제1 열전영역(111)과 제2 열전영역(113)이 접촉되는 선에는 제1 열전영역(111)의 열과 상기 제2 열전영역(113)의 열이 서로 다른 영역으로 전도되는 것을 방지하는 열전도방지 구조 내지는 열전도방지 부재들이 형성될 수 있다. 이는 사용자에게 영역 별로 선명한 열감을 제공하기 위함이다. 상기 열전도방지 구조 내지는 부재들이 형성됨에 따라 열전영역별(111, 113)로 서로 다르게 부여된 온도에 따라, 서로 다른 영역으로의 열 전도가 방지될 수 있다. 이에 따라, 인접한 열전영역(111, 113)들 간의 온도가 서로 뭉개지는 현상이 줄어들어, 상기 열전영역(111, 113)들에 대응되는 영역으로부터 열감이 확실하게 사용자에게 제공될 수 있다.
또는, 상기 열전영역(111, 113) 사이에는 상기 열전도를 방지하는 구조 내지는 부재가 형성되지 않거나, 오히려 열전도를 향상시키는 부재가 배치될 수도 있다. 이 경우, 열전영역(111, 113)들 간에 열이 전도됨에 따라 이에 대응되는 영역 사이에 온도 구배가 형성될 수 있다. 달리 말해, 상기 영역 사이의 온도는 연속적으로 변경되어, 일종의 온도 그라데이션으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 영역을 통해 열감을 제공받는 사용자는 자연스러운, 연속적인 열감을 제공받을 수 있게 된다.
1.2.1.2 열전소자그룹의 열전동작
본 출원의 일 실시예에 따른 열전소자그룹(1110)은 열전동작을 수행할 수 있다. 상기 열전동작은 발열동작과 흡열동작을 포함할 수 있다.
상기 발열동작과 흡열동작은 상기 열전소자그룹(1110)에 인가되는 구동전원(I)의 극성에 따라 결정될 수 있다. 상기 구동전원(I)은 정전원(P)과 상기 정전원(P)과 반대 극성인 역전원(P)을 포함할 수 있다. 상기 정전원(P)은 정방향의 전류(정전류)를 인가하는 전원(P)으로 정의되며, 상기 역전원(P)은 역방향의 전류(역전류)를 인가하는 전원(P)으로 정의될 수 있다.
상기 열전소자그룹(1110)은 정방향 전류를 인가 받음에 따라, 제1 기판(110) 방향에 발열반응을 유도시키는 발열동작을 수행할 수 있다. 상기 발열동작에 따라 제1 기판(110)의 온도는 포화 온도까지 상승하게 되며, 이에 따라 사용자는 온감을 제공받게 된다.
상기 열전소자그룹(1110)은 상기 정방향 전류의 반대로 흐르는 역방향 전류를 인가받음에 따라, 제1 기판(110) 방향에 흡열동작을 수행할 수 있다. 상기 흡열동작에 따라 제1 기판(110)의 온도는 포화 온도까지 하강하게 되며, 이에 따라 사용자는 냉감을 제공받게 된다.
상기 열전동작은 열전영역별로 제어될 수 있다. 상기 열전동작의 제어는 상기 열재현대상에 관한 생생한 열감을 부여하기 위한 구동전원(I)의 생성을 제어하는 것을 의미할 수 있다. 구체적으로, 상기 열재현대상을 열적으로 표현하기 위한 온감과 냉감을 갖는 영역과 상기 온감과 냉감의 정도를 표현하기 위하여 열전소자그룹(1110)으로 인가되는 구동전원(I)의 출력이 제어될 수 있다. 이에 대해서는 구체적으로 후술하도록 한다.
1.2.2 구동모듈
본 출원의 일 실시예에 따른 구동모듈(1200)은 열전모듈(1100)을 구동하기 위한 구동전원(I)을 생산하여, 출력할 수 있다. 상기 구동전원(I)은 상기 구동모듈(1200)로부터 출력되어 상기 열전모듈(1100)에 인가되고, 열전모듈(1100)이 구동되도록 하는 전원으로 정의될 수 있다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동모듈(1200)의 개략 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 구동모듈(1200)은 전원생성부(1210) 및 신호생성부(1230)를 포함하며, 상기 전원생성부(1210)와 상기 신호생성부(1230)로부터 출력되는 복수의 출력라인(1250, 1270, 1290)들에 기초하여 복수의 구동픽셀(1201, 1203)이 형성되며, 상기 구동모듈(1200)에는 스위치(1300)가 배치되며, 상기 스위치(1300)를 통해 출력되는 구동전원(I)은 열전소자그룹(1110)에 인가될 수 있다.
상기 전원생성부(1210)는 상기 열전모듈(1100)의 구동을 위한 구동전원(I)에 이용되는 전원을 출력할 수 있다.
상기 신호생성부(1230)는 구동 전원(P)을 인가 받을 열전소자그룹(1110)을 선택하기 위한 신호를 출력할 수 있다.
상기 복수의 출력라인(1250, 1270, 1290)은 상기 전원생성부(1210)와 상기 신호생성부(1230)로부터 출력되는 전원 또는 신호를 인가 받아, 다른 구성으로 전달할 수 있다.
상기 스위치(1300)는 상기 전원과 상기 신호의 특성을 제어할 수 있다. 상기 특성은 전원과 신호의 크기, 전원과 신호의 파형, 및 전원과 신호의 주기를 포함할 수 있다.
상기 구동모듈(1200)은 전술한 전원생성부(1210)와 신호생성부(1230)의 동작에 기초하여, 구동픽셀별(1201, 1203)로 구동전원(I)을 출력할 수 있다.
상기 구동픽셀은 복수의 출력라인들(1250, 1270, 1290)에 의해 정의되는 영역일 수 있다. 상기 구동픽셀은 복수의 데이터라인(1250)들 중 일 데이터라인(1250), 복수의 게이트라인(1270)들 중 일 게이트라인(1270) 및 복수의 파워라인(1290)들 중 일 파워라인(1290)에 의해 정의되는 영역일 수 있다. 예를 들어, 도 4를 참조하면 제1 구동픽셀(1201)은 제1 게이트라인(1271), 제1 데이터라인(1251) 및 제1 파워라인(1291)에 의해 정의되는 영역이며, 상기 제2 구동픽셀(1203)은 제2 게이트라인(1273), 제2 데이터라인(1253) 및 제2 파워라인(1293)에 의해 정의되는 영역이다. 구체적으로, 상기 구동픽셀(1201, 1203)은 상기 각 출력라인으로부터 출력되는 전기적신호들이 동시에 인가될 수 있는 영역을 의미할 수 있다. 달리 말해, 제1 구동픽셀(1201)은 상기 제1 게이트라인(1271), 제1 데이터라인(1251), 및 제1 파워라인(1291)으로부터 출력되는 전기적 신호들이 동시에 인가될 수 있는 영역이며, 제2 구동픽셀(1203)은 제2 게이트라인(1273), 제2 데이터라인(1253) 및 제2 파워라인(1293)으로부터 출력되는 전기적 신호들이 동시에 인가될 수 있는 영역일 수 있다.
상기 구동픽셀은 상기 출력라인들에 의해 정의되는 물리적인 개념의 영역 내지는 상기 출력라인들에 의해 전기적으로 연결되는 구성들을 포함하는 전기적인 개념의 영역으로 해석될 수 있다.
예를 들어, 물리적으로 구동모듈(1200)이 제1 기판(110)의 일면에 배치되어 복수의 출력라인들이 배치되므로, 상기 제1 기판(110)의 일면에 구동픽셀이 형성된다고 할 수 있다. 상기 전기적인 개념의 상기 구동픽셀은 전원(P) 또는 신호를 인가 받는 구성뿐만 아니라, 상기 소정의 전원(P)과 신호가 전달되는 경로와 영역까지 포함하는 개념으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 상기 구동픽셀은 제1 데이터라인(1251), 제1 게이트라인(1271), 및 제1 출력라인으로부터 전원(P)과 신호를 인가 받는 구성뿐만 아니라, 상기 구성이 상기 인가 받은 전원(P) 또는 신호를 전달하기 위해 구비되는 각종 출력라인들까지 포함하는 개념일 수 있다.
한편, 상기 전기적인 개념의 구동픽셀과 상기 물리적인 개념의 구동픽셀은 서로 분리되는 개념이 아니다. 예를 들어, 구동모듈(1200)의 일 소자가 상기 전기적인 개념의 구동픽셀로 정의되는 경우, 상기 제1 기판(110)의 일면의 영역 중 상기 일 소자가 배치되는 영역 또한 구동픽셀로 정의될 수 있다.
한편, 상기 구동픽셀은 일반 광디스플레이에서의 픽셀에 대응되는 개념일 수 있다.
이하에서는 전술한 구동모듈(1200)의 구성요소에 대해서 구체적으로 설명한다.
먼저, 전원생성부(1210)에 대해서 설명한다.
1.2.2.1 전원생성부
본 출원의 일 실시예에 따른 전원생성부(1210)는 열전소자그룹(1110)의 구동을 위한 전원(P)을 생산할 수 있다. 상기 열전소자그룹(1110)은 상기 전원(P)에 기초하는 구동전원(I)에 의해 열전동작을 수행할 수 있다. 상기 전원생성부(1210)에서 생성되는 전원(P)의 전력은 상기 열전소자그룹(1110)을 구동시키기에 충분하다. 즉, 상기 열전소자그룹(1110)의 구동을 위한 전원생성부(1210)가 구동부에 별도로 구비됨으로써 상기 열전소자그룹(1110)이 안정적으로 구동되어, 본 출원의 2D열감제공장치(1)는 사용자에게 안정적인 열감제공스트림을 제공할 수 있게 된다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 전원생성부(1210)의 블록도이다.
도 7을 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 전원생성부(1210)는 전원생성유닛(1211), 전원조정유닛(1213), 및 전원제어유닛(1215)을 포함할 수 있다. 그러나, 전원생성부(1210)는 전술한 구성에 국한되지 않고, 그보다 더 많거나 적은 구성을 포함하는 전원생성부(1210)로 구현될 수도 있다.
상기 전원생성유닛(1211)은 전원(P)을 생산하여 출력할 수 있다.
상기 전원조정유닛(1213)은 상기 전원(P)을 안정화시킬 수 있다.
상기 전원제어유닛(1215)은 상기 전원생성유닛(1211)과 전원조정유닛(1213)의 동작을 제어할 수 있다.
이하에서는 각 구성에 대해서 구체적으로 설명한다.
먼저, 전원생성유닛(1211)을 설명한다.
상기 전원생성유닛(1211)으로부터 출력되는 전원(P)에 기초하여, 열전모듈(1100)은 구동될 수 있다. 상기 생성되어 출력되는 전원(P)은 전류일 수 있다. 상기 전류에 기초하여 상기 열전모듈(1100)은 구동될 수 있다. 상기 열전모듈(1100)의 구동은 구체적으로 후술하도록 한다.
또는, 상기 출력되는 전원(P)은 전압일 수 있다. 상기 전압에 기초하여 상기 구동픽셀로부터 구동전원(I)이 출력되되 상기 구동전원(I)은 전류일 수 있다.
이하에서는 전원조정유닛(1213)을 설명한다.
상기 전원조정유닛(1213)은 상기 전원생성유닛(1211)과 전기적으로 연결되어, 상기 전원생성유닛(1211)으로부터 출력되는 전원(P)을 안정화시킬 수 있다.
상기 전원조정유닛(1213)은 상기 전원생성유닛(1211)으로부터 출력되는 전원(P)을 인가 받아, 상기 전원(P)을 안정화시켜 안정화된 전원(P)을 출력할 수 있다. 상기 안정화는 상기 전원(P)의 크기를 낮추거나, 상기 전원(P)의 크기의 변화를 줄이는 것을 의미할 수 있다.
상기 전원조정유닛(1213)은 일 예로서, 레귤레이터일 수 있다. 상기 레귤레이터의 종류로는 i) 공급받은 전원을 직접적으로 조정하는 형식의 리니어레귤레이터(linear regulator), 및 ii) 공급받은 전원에 기초하여 펄스를 생성하고, 상기 펄스의 양을 조절함으로써 정밀하게 조정된 전압을 출력하는 스위칭레귤레이터(switching regulator)를 포함할 수 있다.
이하에서는 전원제어유닛(1215)을 설명한다.
상기 전원제어유닛(1215)은 상기 전원생성유닛(1211)으로부터 출력되는 전원(P)의 특성을 제어할 수 있다. 상기 전원의 특성은 크기와 극성을 포함할 수 있다. 상기 전원제어유닛(1215)은 전원생성부(1210) 내에 구현될 수 있으나, 상기 전원생성부(1210)와는 별도로 구비되어 상기 전원생성부(1210)의 동작을 제어할 수 있다.
이러한 전원제어유닛(1215)은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 따라 컴퓨터나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 하드웨어적으로 전원제어유닛(1215)은 전기적인 신호를 처리하여 제어 기능을 수행하는 MCU, CPU, 칩 등의 전자 회로 형태로 제공될 수 있으며, 소프트웨어적으로는 하드웨어적인 전원제어유닛(1215)은 구동시키는 프로그램 형태로 제공될 수 있다.
1.2.2.2 신호생성부
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 신호생성부(1230)를 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 신호생성부(1230)에서 출력되는 신호의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 신호생성부(1230)는 데이터신호원(1231), 게이트신호원(1233), 및 신호제어유닛(1235)을 포함할 수 있다.
상기 데이터신호원(1231)과 상기 게이트신호원(1233)은 상기 구동픽셀별로 구동전원(I)이 출력되도록, 신호를 생성하여 상기 구동픽셀별로 출력할 수 있다. 상기 데이터신호원(1231)이 출력하는 신호를 데이터신호(DSG)로, 상기 게이트신호원(1233)이 출력하는 신호를 게이트신호(GSG)로 정의할 수 있다.
상기 신호제어유닛(1235)은 상기 데이터신호원(1231)과 상기 게이트신호원(1233)의 동작을 제어할 수 있다. 상기 신호제어유닛(1235)은 전술한 전원제어유닛(1215)이 전원생성유닛(1211)의 동작을 제어하는 것과 유사하게 상기 신호제어유닛(1235)을 제어하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
이하에서는 도 9를 참조하여, 상기 데이터신호(DSG)과 상기 게이트신호(GSG)에 대해서 설명한다.
상기 데이터신호(DSG)과 상기 게이트신호(GSG)은 출력구간과 휴지구간을 갖는 신호일 수 있다. 상기 출력구간(T)은 상기 신호가 출력되는 시간구간으로 정의될 수 있다. 상기 휴지구간(t)은 상기 신호가 출력되지 않는 시간구간으로 정의될 수 있다.
상기 출력구간에서 상기 신호의 크기와 극성은 구현 목적에 따라 설정될 수 있다.
예를 들어, 상기 출력구간에서 상기 데이터신호(DSG)은 제1 전압일 수 있고, 또는 제2 전압일 수도 있다. 상기 제1 전압과 상기 제2 전압은 정전압이되 서로 다른 크기를 가질 수 있고, 또는 각각의 신호의 극성은 정전압과 역전압으로서 서로 다른 극성을 가질 수 있다.
상기 신호의 크기는 기설정된 레벨을 가질 수 있다. 상기 신호의 크기는 레벨 별로 제어될 수 있다. 상기 신호의 크기는 연속적으로 제어되는 것이 아니고 불연속적으로 레벨별로 제어되어 상기 신호가 선택되는 레벨에 대응되는 크기를 가지도록 신호의 크기가 제어될 수 있다.
또한, 상기 데이터신호(DSG)과 상기 게이트신호(GSG)은 한 프레임(frame) 동안 출력될 수 있다. 상기 한 프레임(frame) 동안 출력되는 데이터신호(DSG)과 게이트신호(GSG)은 프레임(frame)신호로 정의될 수 있다.
상기 한 프레임(frame)은 구동부에 구비되는 모든 게이트라인(1270)을 통해 게이트신호(GSG)이 출력되기까지의 시간으로 정의될 수 있다. 구체적으로, 구동부에 n개의 게이트라인(1270)이 구비되는 경우, 상기 n개의 게이트라인(1270) 모두에서 게이트신호(GSG)이 출력되기까지의 시간으로 정의될 수 있다.
상기 한 프레임(frame)은 복수의 라인타임(lt)을 포함할 수 있다. 상기 라인타임(lt)은 게이트라인(1270)을 통해 게이트신호(GSG)을 출력하는 시간으로 정의될 수 있다. 따라서, 상기 라인타임(lt) 동안 게이트신호(GSG)을 출력하기로 결정된 게이트라인(1270) 이외의 게이트라인(1270)은 게이트신호(GSG)을 출력할 수 없다.
상기 라인타임(lt)의 수는 게이트라인(1270)의 수에 대응되는 수만큼 존재할 수 있다. 구체적으로, 상기 구동부의 게이트라인(1270)이 n개인 경우, n개의 라인타임(lt)이 존재할 수 있다.
전술한 프레임(frame)과 라인타임(lt)의 지속 시간은 구현 목적에 따라 적절히 조절될 수 있다.
한편, 상기 라인타임(lt)은 게이트라인(1270) 별로 게이트신호(GSG)을 출력하는 시간으로 설명하였으나, 데이터라인(1250) 별로 데이터 신호를 출력하는 시간으로 정의될 수도 있다.
한편 상기 데이터신호(DSG)과 상기 게이트신호(GSG)에 기초하여, 상기 구동전원(I)이 출력되는 구동픽셀이 결정될 수 있다. 이에 대해서는 구체적으로 후술하도록 한다.
1.2.2.3 출력라인
본 출원의 일 실시예에 따른 출력라인은 구동모듈(1200)의 각 구성으로부터 출력되는 전원(P) 또는 신호를 다른 구성으로 전달하기 위해 구비될 수 있다.
상기 출력라인은 복수의 파워라인(1290), 복수의 데이터라인(1250), 복수의 데이터라인(1250), 및 제어라인(1260)을 포함하며, 상기 각 라인에는 복수의 분기라인이 형성될 수 있다.
상기 복수의 파워라인(1290)은 전원생성부(1210)로부터 출력되는 출력라인으로 정의될 수 있다.
상기 복수의 게이트라인(1270)은 게이트신호원(1233)으로부터 출력되는 출력라인으로 정의될 수 있다.
상기 복수의 데이터라인(1250)은 데이터신호원(1231)으로부터 출력되는 출력라인으로 정의될 수 있다.
상기 제어라인(1260)은 인접한 스위치(1300)로부터 출력되는 출력라인으로 정의될 수 있다.
상기 복수의 분기라인은 전술한 라인들로부터 출력되는 출력라인으로 정의될 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 상기 파워라인(1290), 게이트라인(1270), 데이터라인(1250)의 수가 정해질 수도 있으나, 이에 국한되지 않는 수로 구동모듈(1200)에 구비될 수 있다. 상기 구동모듈(1200)에 구비되는 각 출력라인의 수는 열전모듈(1100)의 열전영역(111, 113)의 수에 대응되어 구비될 수 있다. 상기 열전영역이 5X5의 열전영역인 경우 이에 대응되어, 각각 5개의 파워라인, 게이트라인(1270), 데이터라인(1250)이 구동모듈(1200)에 구비될 수 있다.
이하에서는 각 출력라인에 대해서 구체적으로 설명한다.
먼저, 파워라인(1290)에 대해서 설명한다.
상기 파워라인(1290)은 상기 전원생성부(1210)와 구동모듈(1200)의 다른 구성을 전기적으로 연결할 수 있다. 이에 따라, 구동모듈(1200)의 다른 구성은 상기 전원생성부(1210)에서 생성된 전원(P)을 인가 받을 수 있다.
상기 파워라인(1290)은 상기 전원생성부(1210)의 각 구성에 접촉되어, 열전모듈(1100)을 구동하기 위한 전원(P)을 인가 받을 수 있다. 상기 파워라인(1290)은 상기 전원생성유닛(1211), 상기 전원조정유닛(1213), 또는 상기 전원제어유닛(1215) 중 적어도 하나에 접촉되어, 전원(P)을 인가 받을 수 있다.
상기 파워라인(1290)은 인가 받은 전원(P)이 구동모듈(1200)의 다른 구성에 전달되도록, 구동모듈(1200)의 다른 구성에 접촉될 수 있다. 예를 들어, 상기 파워라인(1290)은 상기 구동모듈(1200)의 상기 스위치(1300)에 접촉되어, 상기 전원(P)이 스위치(1300)로 출력되도록 할 수 있다.
이하에서는 게이트라인(1270)에 대해서 설명한다.
상기 게이트라인(1270)은 상기 신호생성부(1230)와 구동모듈(1200)의 다른 구성을 전기적으로 연결할 수 있다. 이에 따라, 구동모듈(1200)의 다른 구성은 상기 신호생성부(1230)에서 생성된 신호를 전달 받을 수 있다.
상기 게이트라인(1270)은 상기 게이트신호원(1233)으로부터 게이트신호(GSG)을 전달 받을 수 있다. 상기 데이터라인(1250)은 상기 데이터신호원(1231)으로부터 데이터신호(DSG)을 전달 받을 수 있다.
상기 게이트라인(1270)과 상기 데이터라인(1250)은 인가 받은 신호가 구동모듈(1200)의 다른 구성에 전달되도록, 구동모듈(1200)의 다른 구성에 접촉될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트라인(1270)과 상기 데이터라인(1250)은 상기 구동모듈(1200)의 상기 스위치(1300)에 접촉되어, 게이트신호(GSG)과 데이터신호(DSG)이 스위치(1300)로 전달되도록 할 수 있다.
이하에서는 제어라인(1260)에 대해서 설명한다.
상기 제어라인(1260)은 인접한 스위치(1300)를 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 스위치(1300)로부터 출력되는 신호 또는 전원(P)이 다른 스위치(1300)로 전달되도록, 다른 스위치(1300)에 접촉될 수 있다.
이하에서는 분기라인에 대해서 설명한다.
상기 분기라인은 상기 파워라인(1290), 상기 게이트라인(1270), 상기 데이터라인(1250), 및 상기 제어라인(1260)의 일 부분으로부터 연장되어 구동모듈(1200)의 다른 구성에 접촉되도록 형성되는 도체부재일 수 있다. 상기 도체부재는 도선일 수 있다.
상기 일라인으로부터 연장된 복수의 분기라인들은 서로 전기적으로 병렬관계를 가질 수 있다. 즉, 상기 파워라인(1290)으로부터 연장되는 각 분기라인들은 서로 동일한 전원(P)을 출력할 수 있다. 또는, 상기 데이터라인(1250) 또는 게이트라인(1270)으로부터 연장되는 각 분기라인들은 서로 동일한 신호를 출력할 수 있다.
상기 분기라인이 각 출력라인에 형성됨에 따라, 본 출원은 각 출력라인의 배치가 간이해지는 효과를 가질 수 있다.
한편, 상기 게이트라인(1270)과 상기 데이터라인(1250)은 상기 출력라인과 서로 다른 특성을 가질 수 있다. 상기 특성은 두께와 같은 물리적 특성과 전기전도도, 전기저항, 전원(P)허용량과 같은 전기적특성을 포함할 수 있다.
상기 서로 다른 특성은 각 출력라인으로 인가되는 서로 다른 전기적 신호에 기인할 수 있다.
예를 들어, 상기 파워라인(1290)에 인가되는 전류나 전원(P)은 상기 게이트라인(1270)과 상기 데이터라인(1250)에 인가되는 신호에 비하여 크기가 매우 크다. 따라서, 상기 파워라인(1290)의 전원(P)허용량은 상기 게이트라인(1270)의 전원(P)허용량 또는 상기 데이터라인(1250)의 전원(P)허용량 보다 크다.
또는, 상기 파워라인(1290)의 두께는 상기 게이트라인(1270)의 두께 또는 상기 데이터라인(1250)의 두께보다 두껍게 구현될 수 있다. 이는, 상기 파워라인(1290)에 인가되는 전원(P)에 의해 상기 파워라인(1290)이 파열되지 않도록 상기 파워라인(1290)의 두께가 형성되며, 상기 게이트라인(1270)과 상기 데이터라인(1250)은 상기 전원(P)보다 작은 크기의 신호를 인가 받으므로 상기 파워라인(1290)의 두께보다 두껍게 형성될 필요가 없어서이다.
상기 복수의 게이트라인(1270), 상기 복수의 데이터라인(1250), 및 상기 복수의 파워라인(1290)은 일 방향으로 연장될 수 있다. 상기 일 방향으로 연장된다는 의미는 상기 라인들이 고정된 일정한 방향으로 연장된다는 의미뿐만 아니라, 일정한 방향으로 연장되는 경향성을 가진다는 의미까지 포괄하는 의미로 해석되어야 한다.
상기 복수의 게이트라인(1270), 상기 복수의 데이터라인(1250), 및 상기 복수의 파워라인(1290) 중 적어도 둘은 서로 다른 방향으로 연장되어, 교차될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트라인(1270)이 제1 방향을 연장되는 경우, 상기 데이터라인(1250)은 제2 방향으로 연장될 수 있고, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 달라 상기 게이트라인(1270)과 상기 데이터라인(1250)은 서로 교차될 수 있다.
상기 복수의 게이트라인(1270), 상기 복수의 데이터라인(1250), 및 상기 복수의 파워라인(1290) 중 적어도 둘은 서로 수직하게 교차되도록 연장될 수 있다.
1.2.2.4 구동제어소자
본 출원의 일 실시예에 따른 구동제어소자(1300)는 구동전원(I)의 생성과 출력이 제어되도록 할 수 있다. 달리 말해, 구동제어소자(1300)는 열전영역별로 배치된 열전소자그룹(1110)이 열전동작을 수행하도록, 상기 열전영역 별로 구동전원(I)이 인가되도록 할 수 있다.
상기 구동제어소자(1300)는 상기 열전영역별로 대응하여 배치되며, 또는 열전영역별로 배치된 열전소자그룹(1110)에 대응하여 각각 배치될 수 있다.
상기 구동제어소자(1300)는 구동픽셀별로 배치될 수 있다. 상기 구동픽셀은 각 열전영역별로 대응되어 배치될 수 있다. 상기 구동픽셀별로 배치된 구동제어소자(1300)는 상기 구동픽셀별로 수행되는 구동전원(I)의 생성과 출력을 제어할 수 있다. 상기 구동전원의 제어는 상기 구동제어소자(1300)로 인가되는 전원(P)과 신호에 기초할 수 있다. 이에 대해서는 구체적으로 후술하도록 한다.
상기 구동제어소자(1300)는 인가되는 전원(P) 또는 신호에 의해 제어되며, 상기 구동제어소자(1300)는 상기 인가된 전원(P) 또는 신호를 변조하여 출력할 수 있다.
상기 변조는 인가되는 전원(P)과 신호의 특성을 변경시키는 것뿐만 아니라, 인가되는 전원(P)과 신호를 차단하여 상기 전원(P)과 신호가 출력되지 않도록 하는 것까지 포함할 수 있다.
즉, 상기 변조는 인가된 전원(P)과 신호를 받아, i) 출력 차단, ii) 출력쉬프트, iii) 출력크기증폭 및 iv) 출력극성제어 등을 포함할 수 있다.
상기 차단은 상기 구동제어소자(1300)로 인가되는 전원(P) 또는 신호를, 전기적개폐 여부에 따라 출력 또는 차단하는 것으로 정의될 수 있다.
상기 쉬프트는 상기 구동제어소자(1300)로 인가되는 전원(P) 또는 신호의 출력을 지연하는 것으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 제1 시점에 인가된 전원(P) 또는 신호를, 상기 제1 시점보다 지연된 시점인 제2 시점에 출력할 수 있다.
상기 크기증폭은 상기 구동제어소자(1300)로 인가 되는 전원(P) 또는 신호의 크기를 소정의 배율로 증폭시켜 출력하는 것을 의미한다. 상기 배수는 a배, 또는 1/a배 일 수 있다.(상기 a는 어떠한 수에도 국한되지 않음.)
상기 출력극성제어는 상기 구동제어소자(1300)로 인가 되는 전원(P) 또는 신호의 극성을 제어하여 출력하는 것을 의미한다. 상기 구동제어소자(1300)로부터 출력되는 전원(P) 또는 신호의 극성은 상기 구동제어소자(1300)로 인가되는 극성제어신호에 따라 제어될 수 있다.
전술한 기능을 갖는 구동제어소자(1300)는 소자, 또는 상기 소자들이 모듈화된 모듈 내지 유닛으로 구성될 수 있다.
상기 소자는 트랜지스터(Transistor)와 모스펫(Mosfet)과 같은 스위치, 커패시터(Cappacitor), 인덕터(Inductor), 각종 저항기(Resistor), 앰프소자(Amp element) 등의 간단한 소자를 의미할 수 있다.
또는, 상기 모듈 내지 유닛은 상기 소자들이 집합되어, 간단한 연산을 수행 할 수 있는 MCU(Micro Control Unit) 등의 칩, 제어소자들이 전기적으로 연결되어 구성되는 소정의 전자회로 등을 포함할 수 있다.
상기 구동제어소자(1300)는 상기 소자, 모듈 내지는 유닛으로 구성되어, 스위치로 구현될 수 있다.
상기 스위치로 동작하는 구동제어소자(1300)는 소정의 신호를 인가 받아 전기적으로 개폐됨에 따라, 상기 스위치로 인가되는 전원(P) 내지는 신호를 차단하거나 출력할 수 있다. 달리 말해, 상기 스위치는 전기적으로 개폐됨으로써, 상기 스위치에 연결된 구성을 전기적으로 단락시킬 수 있다.
상기 스위치는 게이트, 입력단, 및 출력단을 포함할 수 있다.
상기 스위치는 상기 게이트를 통해 상기 구동제어소자의 전기적개폐를 결정하는 신호(이하, 개폐신호)을 인가 받을 수 있고, 상기 입력단을 통해 신호 또는 전원(P)을 인가 받아 출력단을 통해 신호 또는 전원(P)을 차단하거나 출력할 수 있다.
상기 전기적개폐는 전기적으로 열려 전기가 통하도록 하는 것과 전기적으로 닫혀 전기가 통하지 않도록 하는 것을 의미한다. 상기 전기적열림은 구동제어소자의 닫힘, 상기 전기적닫힘은 구동제어소자의 열림으로 정의될 수도 있다.
한편, 상기 입력단을 통해 상기 구동제어소자로 인가되어, 상기 구동제어소자의 출력단을 통해 출력되는 전원(P)과 신호는 변조될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위하여 상기 스위치의 입력단으로 인가되는 전원(P) 및 신호와 상기 스위치의 출력단으로부터 출력되는 전원(P) 및 신호는 차별을 두지 않고 설명하도록 한다.
상기 스위치는 상기 입력단에 연결된 제1 전기적요소와 상기 출력단에 연결된 제2 전기적요소를 전기적으로 단락시킬 수 있다. 상기 단락은 상기 게이트에 인가되는 개폐신호에 의할 수 있다.
또는, 상기 구동제어소자(1300)는 스위치로서의 기능과 함께, 구동제어소자(1300)로부터 출력되는 전원 또는 신호의 극성을 제어하는 구동제어소자(1300)로 구현될 수 있다. 상기 스위치로서의 기능에 대해서 중복되는 설명은 생략한다.
상기 구동제어소자(1300)가 전기적으로 열려 전원 또는 신호를 출력하는 경우, 상기 구동제어소자(1300)로 인가되는 극성제어신호에 따라 상기 구동제어소자(1300)로부터 출력되는 전원 또는 신호의 극성이 제어될 수 있다.
이하에서는 본 출원의 구동제어소자의 구체적 구현 예(1310)에 대해서 설명한다.
도 10은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동제어소자(1300)의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동제어소자(1300)의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 상기 구동제어소자(1300)는 제1 구동제어소자(1301), 제2 구동제어소자(1303), 및 제3 구동제어소자(1305)를 포함할 수 있다.
상기 제1 구동제어소자(1301)는 제2 구동제어소자(1303)로부터 출력되는 구동전원의 출력 시간을 제어할 수 있다.
상기 제2 구동제어소자(1303)는 열전소자그룹으로 구동전원이 인가되도록 할 수 있다. 달리 말해, 상기 제2 구동제어소자(1303)는 상기 열전소자그룹과 파워라인을 전기적으로 연결할 수 있다.
이하에서는 각 구동제어소자(1300)에 대해서 설명한다.
먼저, 제1 구동제어소자(1301)에 대해서 설명한다.
상기 제1 구동제어소자(1301)는 게이트라인(1270)을 통해 상기 게이트신호원(1233)에 연결되며, 데이터라인(1250)을 통해 데이터신호원(1231)에 연결될 수 있다.
상기 제1 구동제어소자(1301)는 게이트신호원(1233)으로부터 출력되는 게이트신호(GSG)에 따라 전기적으로 개폐되며, 상기 데이터신호원(1231)을 통해 인가되는 데이터신호(DSG)을 출력할 수 있다. 상기 게이트신호(GSG)이 출력신호인 경우, 상기 제1 구동제어소자(1301)는 인가 받은 데이터신호(DSG)을 출력할 수 있도록 전기적으로 열릴 수 있다.
이하에서는, 제2 구동제어소자(1303)에 대해서 설명한다.
상기 제2 구동제어소자(1303)는 제어라인(1260)을 통해 상기 제1 구동제어소자(1301)에 연결되며, 파워라인(1290)을 통해 전원생성부(1210)에 연결될 수 있다. 상기 제2 구동제어소자(1303)는 파워라인(1290)을 통해 전술한 전원생성유닛(1211), 전원조정유닛(1213), 또는 전원제어유닛(1215) 중 적어도 하나에 연결될 수 있다.
상기 제2 구동제어소자(1303)는 제1 구동제어소자(1301)로부터 인가되는 데이터신호(DSG)에 따라, 전원생성부(1210)와 상기 열전소자그룹(1110)을 전기적으로 단락시킬 수 있다. 상기 제2 구동제어소자(1303)는 상기 데이터신호(DSG)에 따라 전기적으로 개폐되어, 상기 파워라인(1290)을 통해 상기 전원생성부(1210)로부터 인가되는 전원(P)을 상기 열전소자그룹(1110)으로 출력하거나, 차단할 수 있다.
이때, 상기 제2 구동제어소자(1303)에 인가되는 신호와 전원의 시간에 따라, 상기 제2 구동제어소자(1303)로부터 출력되는 구동전원(I)의 출력 시간이 제어될 수 있다. 구체적으로, 데이터신호(DSG)이 상기 제2 구동제어소자(1303)에 인가되는 시구간과 전원이 상기 제2 구동제어소자(1303)에 인가되는 시구간이 오버랩되는 시구간에 대응되는 시간 동안, 제2 구동제어소자(1303)로부터 구동전원(I)이 출력될 수 있다.
상기 제2 구동제어소자(1303)에 인가되는 데이터신호(DSG)의 시구간은 상기 제1 구동제어소자(1301)에 인가되는 게이트신호(GSG)과 데이터신호(DSG)에 기초하여 결정될 수 있다. 구체적으로, 게이트신호(GSG)과 상기 제1 구동제어소자(1301)에 인가되는 시구간과 데이터신호(DSG)이 상기 제1 구동제어소자(1301)에 인가되는 시구간이 오버랩되는 시구간에 대응되는 시간 동안, 데이터신호(DSG)이 제1 구동제어소자(1301)로부터 제2 구동제어소자(1303)로 출력될 수 있다.
이상에서 설명한 상기 제1 구동제어소자(1301)와 상기 제2 구동제어소자(1303)는 구체적으로 스위치일 수 있다. 상기 제1 구동제어소자(1301)는 제1 입력단, 제1 출력단, 및 제1 게이트를 포함하고, 상기 제2 구동제어소자(1303)는 제2 입력단, 제2 출력단, 및 제2 게이트를 포함할 수 있다.
상기 제1 구동제어소자(1301)의 입력단은 상기 데이터라인(1250)을 통해 데이터신호원(1231)에 연결되고, 출력단은 제어라인(1260)을 통해 제2 구동제어소자(1303)의 입력단에 연결되고, 게이트는 게이트라인(1270)을 통해 게이트신호원(1233)에 연결될 수 있다.
상기 제2 구동제어소자(1303)의 입력단은 파워라인(1290)을 통해 전원생성부(1210)에 연결되고, 출력단은 구동와이어(150)를 통해 열전소자그룹(1110)에 연결되고, 게이트는 제어라인(1260)을 통해 상기 제1 구동제어소자(1301)의 출력단에 연결될 수 있다.
상기 제1 구동제어소자(1301)는 게이트신호원(1233)으로부터 제1 게이트로 출력되는 게이트신호(GSG)에 따라 전기적으로 개폐되며, 상기 데이터신호원(1231)을 통해 제1 입력단으로 인가되는 데이터신호(DSG)을 제1 출력단으로 출력할 수 있다.
상기 제2 구동제어소자(1303)는 제1 구동제어소자(1301)로부터 출력되는 데이터신호(DSG)에 따라, 전원생성부(1210)와 상기 열전소자그룹(1110)을 전기적으로 단락시킬 수 있다. 상기 제2 구동제어소자(1303)는 제2 게이트로 출력되는 상기 데이터신호(DSG)에 따라 전기적으로 개폐되어, 상기 파워라인(1290)을 통해 상기 전원생성부(1210)로부터 제2 입력단으로 인가되는 전원(P)을 제2 출력단을 통해 상기 열전소자그룹(1110)으로 출력하거나, 차단할 수 있다.
상기 열전소자그룹으로 인가되는 전원과 신호에 따라 상기 열전소자그룹에 의해 제공되는 열감이 제어될 수 있다.
이하에서는, 도 11을 참조하여 다른 구동제어소자의 또 다른 예(1320)에 대해서 설명한다. 위의 설명과 중복되는 설명은 생략한다.
상기 제1 구동제어소자(1301)는 제2 구동제어소자(1303)의 전기적 개폐 여부를 결정할 수 있다.
상기 제2 구동제어소자(1303)는 전기적 개폐에 따라 상기 열전소자그룹으로 구동전원이 인가 여부를 제어할 수 있다.
상기 제3 구동제어소자(1305)는 한 프레임(frame) 동안 상기 제2 구동제어소자(1303)로부터 출력되는 구동전원(I)의 크기를 결정하거나, 또는 구동전원(I)의 출력을 유지하도록 할 수 있다.
전술한 바와 같이 상기 제1 구동제어소자와 상기 제2 구동제어소자는 스위치로서 구현될 수있다. 이 경우, 구동제어소자(1305)의 양단은 상기 제2 구동제어소자(1303)의 입력단과 게이트에 연결될 수 있다.
상기 제3 구동제어소자(1305)는 상기 제2 구동제어소자(1303)에 데이터신호(DSG)이 인가되지 않더라도, 한 프레임(frame) 동안 상기 제2 구동제어소자(1303)로부터 구동전원(I)이 출력되도록 유지할 수 있다. 달리 말해, 다음 프레임(frame)이 진행되어 상기 제2 구동제어소자(1303)로 새로운 신호가 인가되기 전까지, 상기 제2 구동제어소자(1303)의 구동전원(I)의 출력을 유지할 수 있다.
또는, 상기 제3 구동제어소자(1305)는 상기 제2 구동제어소자(1303)로부터 출력되는 구동전원(I)의 크기가 결정되도록 할 수 있다.
상기 제3 구동제어소자(1305)는 제2 구동제어소자(1303)의 게이트에 인가되는 신호의 크기와 입력단에 인가되는 전원(P)의 크기의 차이에 기초하여, 상기 제2 구동제어소자(1303)로부터 출력되는 구동전원(I)의 크기가 결정되고, 상기 구동전원(I)의 출력이 한 프레임(frame) 동안 유지되도록 할 수 있다.
상기 제2 구동제어소자가 스위치로서 동작하는 경우, 제2 구동제어소자의 출력단으로부터 출력되는 구동전원(I)의 크기는 제3 구동제어소자(1305)에 의해 상기 제2 구동제어소자(1303)의 상기 게이트에 입력되는 게이트신호(GSG)과 상기 입력단에 전원(P)의 크기의 차이에 기초하여 결정 될 수 있다. 상기 전원(P)과 상기 게이트신호(GSG)의 크기 차이가 커질수록, 상기 구동전원(I)의 크기는 커질 수 있다.
또한, 상기 제3 구동제어소자(1305)는 상기 전원(P)과 상기 게이트신호(GSG)의 크기의 차이를 저장하여, 한 프레임(frame) 동안 상기 제2 구동제어소자(1303)의 구동전원(I)의 출력을 유지할 수 있다.
1.3 기타 구성 요소
본 출원의 일 실시예에 따른 2D열감제공장치(1)는 전술한 구성 이외에 기타구성요소를 더 포함할 수 있다.
상기 기타구성요소는 통신부, 입력/출력부, 저장부, 컨트롤러 등을 포함할 수 있다.
상기 통신부는 외부 기기와 통신을 수행 할 수 있다. 예를 들어, 2D열감제공장치(1)는 상기 통신부를 통해 소정의 데이터를 교환할 수 있다. 상기 데이터는 상기 열재현대상에 관한 데이터일 수 있다.
상기 통신부는 다른 로컬 디바이스 및/또는 서버 등의 외부 기기와 통신할 수 있다. 통신부는 상기 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 통신부는 유선 방식을 통해 외부 기기와 통신할 수 있으며, 무선 방식을 통해 외부 기기와 통신할 수 있다. 이를 위해 상기 통신부는 LAN(Local Area Network)를 통해 인터넷 등에 접속하는 유선통신 모듈, 이동 통신 기지국을 거쳐 이동 통신 네트워크에 접속하여 데이터를 송수신하는 LTE(Long Term Evolution) 등의 이동 통신 모듈, 와이파이(Wi-Fi) 같은 WLAN(Wireless Local Area Network) 계열의 통신 방식이나 블루투스(Bluetooth), 직비(Zigbee)와 같은 WPAN(Wireless Personal Area Network) 계열의 통신 방식을 이용하는 근거리 통신 모듈, GPS(Global Positioning System)과 같은 GNSS(Global Navigation Satellite System)을 이용하는 위성 통신 모듈 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 입력/출력부는 사용자로부터 소정의 입력을 받고, 사용자에게 시각적으로 정보를 제공할 수 있다.
입력부는 사용자로부터 사용자 입력을 수신할 수 있다. 사용자 입력은 키 입력, 터치 입력, 음성 입력을 비롯한 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 입력부는 사용자의 이미지 해상도 선택 입력을 키 입력 버튼을 통해 수신할 수 있다.
또한, 입력부의 대표적인 예로는, 전통적인 형태의 키패드나 키보드, 마우스는 물론, 사용자의 터치를 감지하는 터치 센서, 음성 신호를 입력받는 마이크, 영상 인식을 통해 제스처 등을 인식하는 카메라, 사용자 접근을 감지하는 조도 센서나 적외선 센서 등으로 구성되는 근접 센서, 가속도 센서나 자이로 센서 등을 통해 사용자 동작을 인식하는 모션 센서 및 그 외의 다양한 형태의 사용자 입력을 감지하거나 입력 받는 다양한 형태의 입력 수단을 모두 포함하는 포괄적인 개념이다. 여기서, 터치 센서는 디스플레이 패널에 부착되는 터치 패널이나 터치 필름을 통해 터치를 감지하는 압전식 또는 정전식 터치 센서, 광학적인 방식에 의해 터치를 감지하는 광학식 터치 센서 등으로 구현될 수 있다.
상기 출력부는 영상을 출력하는 디스플레이, 소리를 출력하는 스피커, 진동을 발생시키는 햅틱 장치 및 그 외 다양한 형태의 출력 수단을 모두 포함할 수 있다. 이하에서는, 영상 처리 기기의 출력부는 이미지를 시각적으로 전달할 수 있는 디스플레이 위주로 설명한다. 그럼에도, 영상 처리 기기에서 상기 이미지가 사용자에게 반드시 디스플레이를 통해 출력되는 것은 아니며, 전술한 다른 모든 출력 수단을 통해 사용자에게 출력될 수 있다. 디스플레이는 액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display), 발광 다이오드(LED: light emitting diode) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode) 디스플레이, 평판 디스플레이(FPD: Flat Panel Display), 투명 디스플레이(transparent display), 곡면 디스플레이(Curved Display), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 홀로그래픽 디스플레이(holographic display), 프로젝터 및 그 외의 영상 출력 기능을 수행할 수 있는 다양한 형태의 장치를 모두 포함하는 광의의 영상 표시 장치를 의미하는 개념이다. 이러한 디스플레이는 입력부의 터치 센서와 일체로 구성된 터치 디스플레이의 형태일 수도 있다. 이외에도 출력부는 자체적으로 외부로 정보를 출력하는 장치 대신 영상 처리 기기에 외부의 출력 장치를 연결시키는 출력 인터페이스(USB 포트, PS/2 포트 등)의 형태로 구현될 수도 있다.
상기 저장부는 2D열감제공장치(1)의 동작에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 상기 저장부는 열재현대상에 대한 데이터를 저장할 수 있다.
또 저장부에는 2D열감제공장치(1)를 구동하기 위한 운용 프로그램(OS: Operating System)이거나 펌웨어, 미들웨어, 이를 보조하는 각종 프로그램이 저장 될 수 있으며, 2D열감제공장치(1)와 같은 다른 외부 기기로부터 수신한 데이터 등이 저장될 수 있다.
상기 컨트롤러는 2D열감제공장치(1)의 구성의 동작에 전반적으로 관여할 수 있다. 따라서, 특별한 언급이 없다면 2D열감제공장치(1)의 동작은 상기 컨트롤러에 의한 것으로 해석될 수 있다. 또한, 상기 컨트롤러는 상기 열재현대상에 대한 데이터를 획득하는 경우, 상기 열재현대상을 열적으로 표현하기 위한 정보를 생성할 수 있다. 상기 정보는 데이터신호원(1231), 게이트신호원(1233), 및 전원생성부(1210)에서 이용될 수 있다.
상기 컨트롤러는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 따라 컴퓨터나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 하드웨어적으로 컨트롤러는 전기적인 신호를 처리하여 제어 기능을 수행하는 CPU, MCU, 칩 등의 전자 회로 형태로 제공될 수 있으며, 소프트웨어적으로는 하드웨어적인 컨트롤러를 구동시키는 프로그램 형태로 제공될 수 있다.
1.4 배치관계
도 12는 본 출원의 일 실시예에 따른 2D열감제공장치(1)의 내부를 나타내는 도면이다.
이하에서는 도 12를 참조하여, 상기 2D열감제공장치(1)의 구동모듈(1200)과 열전모듈(1100)에 대해서 구체적으로 설명한다,
본 출원의 일 실시예에 따른 열전모듈(1100)과 구동모듈(1200)은 서로 대향하도록 2D열감제공장치(1)의 내부에 배치될 수 있다.
상기 열전모듈(1100)은 제1 기판(110)의 일면에 배치되고, 상기 구동모듈(1200)은 상기 제1 기판(110)의 일면과 마주보는 제2 기판(120)의 일면에 배치될 수 있다.
이 경우, 상기 제1 기판(110)에 배치된 열전모듈(1100)의 열전영역의 각각에 대응하여, 상기 제2 기판(120)에 배치된 구동모듈(1200)의 구동픽셀 각각이 위치할 수 있다.
상기 각각의 구동픽셀이 상기 각각의 열전영역에 대응되어 위치되도록, 복수의 데이터라인(1250), 복수의 게이트라인(1270) 복수의 출력라인이 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 열전소자그룹(1111)에 대응하여 제1 구동픽셀(1201)이 위치하도록, 제1 게이트라인(1271), 제1 데이터라인(1251) 및 제1 출력라인이 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 기판(110)에 배치된 각각의 열전소자그룹(1110)에 대응하여, 상기 제2 기판(120)에는 구동제어소자(1300)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 기판(110)에 배치된 제1 열전소자그룹(1111)에 마주보도록 구동제어소자(1300)가 배치될 수 있다.
상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120) 사이에는 베이스(130)가 배치되며, 상기 제1 기판(110)과 베이스(130), 상기 제2 기판(120)과 상기 베이스(130)는 서로 소정의 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다. 달리 말해, 상기 제1 기판(110)과 상기 베이스(130)의 사이와 상기 제2 기판(120)과 상기 베이스(130)의 사이에는 소정의 간격이 형성될 수 있다.
상기 간격은 제1 기판(110)에 배치되는 열전소자그룹(1110)과 상기 제2 기판(120)에 배치되는 구동모듈(1200)에 의해 결정될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 기판(110)과 상기 베이스(130) 사이의 간격은 상기 제1 기판(110)에 배치되는 열전소자그룹(1110)의 상기 베이스(130) 방향으로의 높이에 대응되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 열전소자그룹(1110)은 상기 베이스(130)에 접촉되며, 상기 열전소자그룹(1110)의 열은 상기 베이스(130)를 통해 원활히 저감될 수 있다. 또는, 상기 제1 기판(110)과 상기 베이스(130) 사이의 간격은 상기 제1 기판(110)에 배치되는 열전소자그룹(1110)의 높이 보다 약간 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 열전소자그룹(1110)은 상기 베이스(130)와 이격될 수 있다.
또한 예를 들어, 상기 간격은 상기 구동모듈(1200)과 상기 베이스(130)가 소정의 거리만큼 서로 이격 되도록 결정될 수 있다. 상기 구동모듈(1200)이 상기 베이스(130)와 이격되어 배치됨에 따라, 상기 열전소자그룹(1110)으로부터 상기 베이스(130)를 통해 상기 구동모듈(1200) 방향으로 전도되는 열이 상기 구동모듈(1200)에 전달되는 것이 방지될 수 있다. 이에 따라, 상기 구동모듈(1200)의 열화가 방지될 수 있다.
상기 마주보는 구동픽셀과 열전영역은 구동와이어(150)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 열전영역의 각각에 배치된 열전소자그룹(1110)은 구동와이어(150)에 의해 마주보도록 배치된 구동픽셀의 구동제어소자(1300)와 전기적으로 연결될 수 있다.
이를 위해, 열전영역과 구동픽셀에 대응되는 베이스(130)의 위치에 비아홀(137)이 형성될 수 있다.
상기 비아홀(137)은 상기 복수의 열전영역의 각각, 또는 서로 마주보도록 배치된 복수의 구동픽셀의 각각에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 열전영역(111)과 상기 제1 구동픽셀(1201)에 대응하는 베이스(130)의 위치에 복수의 제1 비아홀(137)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 비아홀(137)은 상기 열전소자그룹(1110)의 각각, 또는 마주보도록 배치되는 구동제어소자(1300)의 각각에 대응하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 열전소자그룹(1111), 제1 구동제어소자(1301) 및 제2 구동제어소자(1303)에 대응하는 베이스(130)의 위치에 복수의 제1 비아홀(137)이 형성될 수 있다. 상기 비아홀(137)을 통해 상기 열전소자그룹(1110)이 제2 기판(120)방향으로 노출될 수 있다. 구체적으로, 상기 열전소자그룹(1110)의 제1 도체부재(1115)가 상기 비아홀(137)을 통해서 노출될 수 있다.
상기 구동와이어(150)는 상기 비아홀(137)을 통해 연장됨으로써, 서로 마주보는 열전영역과 구동픽셀을 전기적으로 연결할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 구동와이어(150)는 상기 제1 구동픽셀(1201)로부터 상기 제1 열전영역(111)으로 제1 비아홀(137)을 관통하여 연장되며, 열전소자그룹(1110)에 접촉될 수 있다.
상기 구동와이어(150)는 상기 비아홀(137)을 통해 연장됨으로써, 서로 마주보는 구동제어소자(1300)와 열전소자그룹(1110)을 전기적으로 연결할 수 있다. 구체적으로, 상기 구동와이어(150)는 구동제어소자(1303, 또는 1305)의 출력단에 연결되며, 상기 열전소자그룹(1110)의 복수의 제1 도체부재(1115) 중 적어도 하나에 연결될 수 있다.
또한, 상기 구동와이어(150)에 의해 상기 구동제어소자(1303, 또는 1305)에 전기적으로 연결된 열전소자그룹(1110)의 제1 도체부재(1115) 이외의 나머지 다른 제1 도체부재(1115)에는 다른 구동와이어가(150) 접촉되어 상기 구동픽셀의 방향으로 연장될 수 있다. 상기 구동픽셀의 방향으로 연장된 다른 구동와이어는 베이스에 형성된 비아홀(137)을 관통할 수 있다. 또한, 상기 비아홀(137)을 관통한 상기 구동와이어는 전원생성부(1210)에 다시 연결되어, 열전소자그룹(1110)으로 인가된 전원이 다시 전원생성부(1210)로 돌아가게 된다.
결과적으로, 상기 구동와이어(150)는 상기 제1 기판(110)에 배치되는 상기 열전소자그룹(1110)과 서로 마주보도록 상기 제2 기판(120)에 배치되는 상기 구동제어소자(1300)를 전기적으로 연결하고, 상기 구동모듈(1200)로부터 출력되는 구동전원(I)에 의해 상기 열전모듈(1100)이 구동될 수 있다.
상기 구동와이어(150)는 상기 비아홀(137)을 관통하여 연장됨으로써, 상기 구동모듈(1200)과 상기 열전모듈(1100)이 최단의 전기적 거리를 가지도록 할 수 있다.
한편, 상기 각 열전영역에 배치된 열전소자그룹(1110)과 마주보는 각 구동픽셀에 배치된 구동제어소자(1300)를 연결하는 구동와이어(150)는 서로 같거나, 혹은 유사한 길이로 연장될 수 있다. 이를 위해, 상기 비아홀(137)은 각각의 서로 대응되는 열전소자그룹(1110)과 상기 구동제어소자(1300)가 상기 비아홀(137)을 통해 서로 마주보는 거리가 같거나 유사하도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 2D열감제공장치(1)의 오동작이 방지되는 효과를 가질 수 있다. 열전영역과 상기 열전영역에 대응되는 구동픽셀을 연결하는 구동와이어(150)의 길이가 각 영역별로 다른 경우, 열전영역 별로 인가되는 구동전원(I)의 제어가 어려워질 수 있다. 구체적으로 구동픽셀로부터 출력되는 구동전원(I)이 구동픽셀별로 동일하다고 하더라도, 상기 구동픽셀과 상기 구동픽셀에 대응되는 열전영역간의 거리가 달라 구동전원(I)이 전달되며 서로 다른 크기로 열전영역의 열전소자그룹(1110)에 인가될 수 있다. 상기 서로 다른 크기로 인가되는 구동전원(I)을 보상하기 위해서는 소정의 보상회로가 필요한데 이를 구비하는 것은 복잡한 문제가 될 수 있다. 이에 반하여, 상기 열전영역과 상기 구동픽셀의 거리를 같도록 하는 경우, 상기와 같은 무제가 해결되며 열전영역별로 구동되는 열전소자그룹(1110)의 오동작을 방지할 수 있게 된다.
이하에서는 상기 2D열감제공장치(1)의 열제공동작에 대해서 설명한다.
2. 2D열감제공장치의 구동전원(I) 생성 동작
본 출원의 일 실시예에 따른 2D열감제공장치(1)는 구동전원(I) 생성 동작을 수행할 수 있다.
상기 구동전원(I)생성동작은 열전데이터 생성과 전달, 구동전원(I) 생성 및 출력, 열감의 크기와 극성의 제어을 포함할 수 있다.
상기 열전데이터 생성과 전달은 열재현대상을 열적으로 표현하기 위한 데이터를 생성하여 전달하는 단계일 수 있다.
상기 구동전원(I) 생성은 열전영역별로 배치된 열전소자그룹(1110)이 열전동작을 수행하도록, 각 열전소자그룹(1110)에 제공할 구동전원(I)을 생성하고, 열전소자그룹(1110)으로 출력하는 단계일 수 있다.
상기 열감의 크기와 극성의 제어는 사용자에게 제공되는 열감을 제어하기 위해, 상기 구동전원(I)의 생성을 제어하는 단계일 수 있다.
이하에서는, 전술한 구동전원(I) 생성 동작의 각 단계에 대해서 구체적으로 설명한다.
2.1 열전데이터 획득 및 전달
도 13은 본 출원의 일 실시예에 따른 복수의 영역을 포함하는 열감제공면과 이에 관련된 열전데이터를 나타내는 도면이다.
상기 열전데이터 생성 동작에 따라, 상기 2D열감제공장치(1)는 열재현대상을 열적으로 표현하기 위한 열전데이터를 획득할 수 있다. 상기 열전데이터는 사용자의 열적경험을 위해 2D열감제공장치(1)로부터 사용자에게 제공되는 열감제공면 내지는 열감제공스트림에 관한 데이터일 수 있는데, 이하에서는 상기 열전데이터가 열감제공면에 관한 데이터인 것으로 하여 설명한다.
도 13을 참조하면, 상기 열전데이터는 열전데이터에 의해 열감이 부여되는 좌표정보, 열감의 크기정보, 열감의 종류정보를 포함할 수 있다.
성가 좌표정보는 상기 열감제공면의 영역별로 대응되는 구동픽셀의 좌표값에 관한 정보일 수 있다. 예를 들어, 상기 열감제공면의 제1 영역은 제1 구동픽셀로 대응될 수 있으며 이에 해당하는 좌표값(1,1)이 설정될 수 있으며, 상기 열감제공면의 제2 영역은 제2 구동픽셀로 대응될 수 있으며 이에 해당하는 좌표값(2,2)이 설정될 수 있다. 상기 좌표정보는 전술한 좌표값을 포함할 수 있다.
상기 크기정보는 열감제공면의 영역의 열감의 크기와 관련된 정보일 수 있다.
상기 종류정보는 열감제공면의 영역의 열감의 종류와 관련된 정보일 수 있다.
이하에서는, 열전데이터가 포함하는 각 정보에 대해서 구체적으로 설명한다.
상기 열전데이터의 좌표정보는 구동전원(I)을 출력하는 구동픽셀이 선택되도록 할 수 있다.
상기 구동픽셀이 선택됨으로써, 상기 구동역역을 정의하는 출력라인들에 인가되는 전원(P) 또는 신호가 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 열전데이터의 좌표정보에 의해 제1 구동픽셀(1201)이 선택되는 경우, 상기 제1 구동픽셀(1201)을 정의하는 제1 데이터라인(1251), 제1 게이트라인(1271), 및 제1 파워라인(1291)에 인가되는 신호 또는 전원(P)이 제어되도록 할 수 있다.
상기 열전데이터의 크기정보와 종류정보는 상기 구동픽셀로부터 출력되는 구동전원(I)의 크기와 극성이 선택되도록 할 수 있다. 달리 말해, 상기 크기정보는 사용자에게 제공되는 열감의 정도가 조절되도록 하는 구동전원(I)의 크기를 제어하는 정보이며, 상기 극성정보는 사용자에게 제공되는 열감의 종류가 조절되도록 하는 구동전원(I)의 극성을 제어하는 정보일 수 있다.
이를 위해, 상기 크기정보와 상기 종류정보는 상기 출력라인들에 인가되는 전원(P) 또는 신호의 크기와 극성이 제어되도록 할 수 있다. 달리 말해, 상기 크기정보와 상기 종류정보는 상기 전원생성부(1210)와 상기 신호생성부(1230)가 전원(P) 또는 신호의 크기와 극성을 달리하여 생성할 수 있도록 할 수 있다.
상기 열전데이터는 생성된 이후 전원생성부(1210), 신호생성부(1230), 또는 컨트롤러 등으로 전달되며, 상기 열전데이터는 상기 열전데이터를 전달 받은 각 구성에서 이용 될 수 있다. 예를 들어, 상기 열전데이터가 신호생성부(1230)에 전달되는 경우, 상기 신호생성부(1230)는 좌표정보에 기초하여 선택된 구동픽셀에 인가할 신호의 크기와 극성을 크기정보와 좌표정보에 기초하여 결정하여 해당 신호를 생성할 수 있다. 상기 열전데이터가 전원생성부(1210)에 전달되는 경우에도 신호생성부(1230)와 마찬가지로, 상기 전원생성부(1210)는 상기 열전데이터를 이용할 수 있다.
한편, 상기 열전데이터는 통신부를 통해 외부 기기로부터 획득한 데이터, 또는 2D열감제공장치(1)의 사용자로부터 입력된 데이터에 기초하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 상기 데이터는 열재현대상에 대한 이미지데이터일 수 있다. 상기 이미지데이터는 2D열감제공장치(1)의 열전데이터 생성과 전달 동작에 따라, 열전데이터로 변환되어 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 이미지데이터의 색 데이터가 열전데이터로 변환될 수 있다.
2.2 구동전원 생성 및 출력
본 출원의 일 실시예에 따른 2D열감제공장치(1)는 구동픽셀별로 구동전원(I)을 생성할 수 있다. 상기 2D열감제공장치(1)는 영역별로 사용자에게 열감을 제공하기 위하여, 열전영역별로 열전소자그룹(1110)이 열전동작을 수행할 수 있도록 상기 열전영역에 대응하는 구동픽셀별로 구동전원(I)을 생성할 수 있다.
전술하였듯이, 2D열감제공장치(1)는 사용자에게 열감제공스트림을 제공할 수 있다. 상기 열감제공스트림은 복수의 열감제공면으로 구성될 수 있다. 따라서, 상기 2D열감제공장치(1)는 사용자에게 열감제공스트림을 제공하기 위하여, 열감제공면을 사용자에게 제공할 수 있다.
2.2.1 구동전원(I) 생성 개요
본 출원의 일 실시예에 따른 열감제공면을 구성하기 위해 복수의 구동픽셀 별로 구동전원(I)이 생성되고, 열전소자그룹(1110)으로 출력될 수 있다.
상술한 구동전원(I)은 구동픽셀 별로 인가되는 전원(P)과 신호(GSG, DSG)에 의해 생성될 수 있다. 상기 구동전원(I)은 상기 구동픽셀을 정의하는 게이트라인(1270), 데이터라인(1250) 및 파워라인(1290)으로부터 상기 구동픽셀로 한 프레임(frame) 동안 인가되는 전원과 신호에 의해 생성될 수 있다.
상기 게이트라인(1270)은 제1 게이트라인(1271)과 제2 게이트라인(1273), 상기 데이터라인(1250)은 제1 데이터라인(1251)과 제2 데이터라인(1253), 상기 파워라인(1290)은 제1 파워라인(1291)과 제2 파워라인(1293)을 포함하고, 상기 게이트신호(GSG)은 상기 제1 게이트라인(1271)을 통해 출력되는 제1 게이트신호(GSG1) 과 제2 게이트라인(1273)을 통해 출력되는 제2 게이트신호(GSG2), 상기 데이터신호(DSG)은 상기 제1 데이터라인(1251)을 통해 출력되는 제1 데이터신호(DSG1) 과 제2 데이터라인(1253)을 통해 출력되는 제2 데이터신호(DSG2), 상기 전원(P)은 제1 파워라인(1291)을 통해 출력되는 제1 전원(P1) 및 제2 파워라인(1293)을 ?v해 출력되는 제2 전원(P2)을 포함할 수 있다.
한편, 상기 구동전원(I)은 열감제공면을 구성하기 위한 소정의 프레임(frame) 동안 구동픽셀별로 인가되는 전원과 신호에 의해 생성될 수 있다. 상기 프레임은 모든 구동픽셀별로 데이터라인으로부터 데이터신호를 인가받을 때까지의 시간으로 정의될 수 있다. 상기 데이터신호를 인가 받을 때까지의 시간은 열전소자그룹의 열 또는 행 방향으로의 갯수 또는 구동픽셀의 열 또는 행방향으로의 개수에 의해 정해질 수 있으며, 상기 개수가 증가될수록 상기 데이터신호를 인가받을 때까지의 시간은 길어질 수 있다. 상기 데이터신호를 인가 받는 시간은 라인타임(lt)으로 정의될 수 있으며, 따라서 한 프레임은 복수의 라인타임(lt)으로 구성될 수 있다. 상훌한 상기 열감제공면을 구성하는 프레임은 적어도 하나 존재할 수 있으며, 이에 따라 구동픽셀 별로 인가되는 전원과 신호의 제어 방법이 달라질 수 있는데 이에 대해서는 구체적으로 후술한다.
이하에서는 한 프레임 별로 구동픽셀에 전원과 신호를 인가하는 경우, 생성되는 구동전원(I)에 대해서 구체적으로 설명한다.
상기 구동전원(I)은 구동픽셀 별로 상기 한 프레임(frame)의 라인타임(lt)별로 인가되는 전원과 신호에 의해 생성될 수 있다. 한 라인타임(lt)에 인가되는 게이트신호(GSG)과 데이터신호(DSG)에 따라 구동픽셀이 결정되며, 상기 구동픽셀로부터 상기 구동픽셀에 인가되는 전원(P)에 기초하여 구동전원(I)이 출력될 수 있다. 구체적으로, 한 라인타임(lt)에 인가되는 게이트신호(GSG)과 데이터신호(DSG)이 일 구동픽셀의 제1 구동제어소자(1301)에 인가되면, 상기 구동픽셀이 선택될 수 있다. 상기 선택된 구동픽셀의 제1 구동제어소자(1301)는 상기 제1 구동제어소자(1301)에 연결된 제2 구동제어소자(1303)로 데이신호를 전달하여 제2 구동제어소자(1303)를 전기적으로 개방시키며, 상기 제2 구동제어소자(1303)를 통해 구동전원(I)이 출력되게 된다.
결과적으로, 마지막 라인타임(lt)까지 상기 구동픽셀로 게이트신호(GSG)와 데이터신호(DSG)가 인가되며, 이에 따라 한 프레임(frame) 동안 구동픽셀별로 구동전원(I)이 출력되게 된다. 또한, 라인타임(lt)별로 구동전원(I)이 출력되는 구동픽셀은 서로 다를 수 있다. 상기 제1 구동픽셀(1201)로부터는 제1 구동전원(I)이 출력되며, 상기 제2 구동픽셀(1203)로부터는 제2 구동전원(I)이 출력될 수 있다.
상기 제1 구동픽셀(1201)의 제1 구동제어소자(1301)로 출력된 제1 라인타임(lt1)에 인가된 제1 게이트신호(GSG1)에 따라 상기 제1 구동제어소자(1301)가 전기적으로 열릴 수 있다. 이 때, 상기 제1 구동제어소자(1301)로 인가된 제1 데이터신호(DSG1)는 상기 제2 구동제어소자(1303)의 게이트로 인가되며 동시에 상기 제2 구동제어소자(1303)의 입력부로는 제1 전원(P1)이 출력될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 구동제어소자(1303)의 게이트와 입력단의 전원(P)과 데이터신호(DSG) 에 기초하여 제1 구동전원(I1)이 결정되어, 상기 제1 구동전원(I1)은 상기 제1 구동픽셀(1201)의 제2 구동제어소자(1303)에 전기적으로 연결된 제2 열전소자그룹(1113)에 인가될 수 있다.
상기 제2 구동픽셀(1203)로부터는 제2 구동전원(I)이 출력 될 수 있다. 상기 제2 구동픽셀(1203)의 제1 구동제어소자(1301)로 인가된 제2 라인타임(lt2)에 인가된 제2 게이트신호(GSG2)에 따라 상기 제1 구동제어소자(1301)가 전기적으로 열릴 수 있다. 이 때, 상기 제1 구동제어소자(1301)로 인가된 제2 데이터신호(DSG2)은 상기 제2 구동제어소자(1303)의 게이트로 인가되며 동시에 상기 제2 구동제어소자(1303)의 입력부로는 제2 전원(P2)이 인가될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 구동제어소자(1303)의 게이트와 입력단의 전원(P)과 데이터신호(DSG)에 기초하여 제1 구동전원(I1)이 결정되어, 상기 제2 구동전원(I2)은 상기 제2 구동픽셀(1203)의 제2 구동제어소자(1303)에 전기적으로 연결된 제2 열전소자그룹(1113)에 출력될 수 있다.
이와 마찬가지로, 한 프레임(frame)동안 나머지 구동픽셀에서도 구동전원(I)이 생성되어 출력될 수 있다.
이하에서는 열감의 크기와 극성의 제어에 대해서 설명한다.
한편, 열감의 크기와 극성의 제어 이전에, 2D열감제공장치(1)의 초기 온도 설정 동작이 있을 수 있다. 이는 전 구동픽셀에 동일한 크기의 구동전원(I)을 출력하여, 상구 구동픽셀에 대응되는 2D열감제공장치(1)의 영역의 온도를 일정하게 하는 것일 수 있다. 이 경우, 상기 온도는 사용자가 온감 또는 냉감의 열감을 느끼지 못하게 하는 사용자의 정상 체온을 기준으로 설정될 수 있으며, 이러한 정상 체온에 대한 정보는 기설정될 수 있다.
2.3 열감의 크기와 종류의 제어
본 출원의 일 실시예에 따른 열감제공면의 영역별로 열감의 크기와 열감의 종류를 제어할 수 있다. 이에 따라, 영역별로 사용자에게 제공되는 열감의 크기와 열감의 종류는 서로 다르게 조절될 수 있다.
도 14는 본 출원의 일 실시예에 따른 영역별로 서로 다른 열감의 크기를 갖는 열감제공면을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 출원의 일 실시예에 따른 영역별로 서로 다른 열감의 종류를 갖는 열감제공면을 나타내는 도면이다.
도 14와 도 15를 참조하면, 열감제공면의 영역 별로 제공되는 열감의 크기와 열감의 종류는 서로 다를 수 있다. 상기 영역은 제1 영역과 제2 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 영역의 열감의 크기는 상기 제2 영역의 크기 보다 크며, 상기 제1 영역의 열감의 종류와 상기 제2 영역의 열감의 종류는 반대일 수 있다. 달리 말해, 열감제공면의 영역 별로 해당하는 열전데이터에 포함된 열감의 크기 정보와 열감의 극성 정보는 서로 다를 수 있다.
상기 영역별로 서로 다른 열감을 표현하기 위해, 구동전원이 열전소자그룹으로 인가되는 시간 또는 횟수를 제어하거나, 열감제공면을 구현하기 위해 프레임 별로 인가되는 전원과 신호를 제어할 수 있다.
상기 열전소자그룹으로 인가되는 구동전원의 제어는 구동픽셀로 인가되는 신호와 전원의 오버랩되는 시간에 따라 결정될 수 있다.
상기 프레임 별로 인가되는 전원과 신호를 제어하는 방법으로는 일 열감제공면을 구현하기 위한 복수의 프레임(frame)을 두어, 복수의 프레임(frame)이 진행되는 동안의 구동전원(I)의 출력을 제어하는 방법, ii) 또는 일 열감제공면을 구현하기 위한 한 프레임(frame)동안 구동전원(I)의 출력을 제어하는 방법이 있을 수 있다.
이하에서는 각각의 열감 제어 방법에 대해서 구체적으로 설명한다. 이하에서 설명하는 제어 방법은 상술한 구동제어소자(3010)와 구동제어소자(3020)에 적용될 수 있다. 즉, 일 구동픽셀에 인가되는 신호를 제어하는 것의 의미는 구체적으로 일 구동픽셀에 배치된 구동제어소자(3010) 또는 구동제어소자(3020)의 제1 구동제어소자(3001)로 인가되는 게이트신호와 데이터신호를 제어하는 것으로 해석될 수 있다. 일 구동픽셀이 인가되는 전원을 제어하는 것의 의미는 일 구동픽셀에 배치된 구동제어소자 구동제어소자(3010) 또는 구동제어소자(3020)의 제2 구동제어소자(3003)로 인가되는 전원을 제어하는 것으로 해석될 수 있다. 즉, 이하의 설명에서 도시된 구동제어소자에 국한되지 않고 이하의 제어 방법은 구동제어소자(3010)와 구동제어소자(3020)에 적용될 수 있다.
2.3.1 오버랩 시간 제어
본 출원의 일 실시예예 따른 영역별 열감 크기의 제어는 상기 영역에 대응되는 열전소자그룹(1110)으로의 구동전원의 인가 시간 또는 인가 횟수에 따라 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 열전소자그룹(1110)으로 인가되는 구동전원의 시간 또는 횟수에 비례하여, 상기 열전소자그룹(1110)에 의해 제공되는 열감의 크기는 증가될 수 있다. 달리 말해, 상기 구동픽셀별로 출력되는 구동전원(I)의 시간 또는 횟수를 제어함으로써, 상기 구동픽셀에 대응되는 열전소자그룹(1110)으로부터 사용자에게 제공되는 열감이 제어될 수 있다.
도 16은 본 출원의 일 실시예에 따른 일 구동픽셀에서 출력되는 구동전원의 시간 또는 횟수가 제어되는 예를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 출원의 일 실시예에 따른 상기 구동전원의 출력을 제어하기 위하여, 데이터신호가 제어되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 16을 참조하면, 일 구동픽셀에서 열전소자그룹(1110)으로 출력되는 구동전원(I)의 시간 또는 횟수는 구동픽셀로 인가되는 신호와 전원에 의해 결정될 수 있다. 구체적으로, 상기 구동전원의 출력 시간 또는 횟수는 구동픽셀로 인가되는 데이터신호(DSG), 게이트신호(GSG), 및 전원(P)의 오버랩되는 시간 또는 횟수에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 오버랩되는 시간이 증가되는 경우 구동전원(I)의 출력 시간이 증가될 수 있으며, 오버랩되는 횟수가 증가되는 경우 구동전원(I)의 출력 횟수가 증가될 수 있다. 반대로, 상기 오버랩되는 시간과 횟수의 감소에 따라, 상기 구동전원(I)의 출력 시간 또는 횟수가 감소될 수 있다.
이하에서는, 데이터신호(DSG)의 제어에 따라 출력되는 구동전원(I)의 출력 시간 또는 횟수에 대해서 설명한다. 다만, 후술하는 설명에 국한되지 않고 게이트신호(GSG)과 전원은 후술하는 데이터신호(DSG)의 제어 방법과 같이 제어될 수 있다.
도 17을 참조하면, 상기 구동전원의 출력 시간 또는 횟수는 데이터신호(DSG)의 제어에 따라 제어될 수 있다. 즉, 상기 데이터신호(DSG)가 일 구동픽셀로 인가되는 시간 또는 횟수에 따라 일 구동픽셀로부터 출력되는 구동전원(I)의 출력 시간 또는 횟수가 제어될 수 있다. 달리 말해, 일 구동픽셀로 인가되는 데이터신호(DSG)의 인가 시간 또는 횟수에 따라, 상기 일 구동픽셀로부터 열전소자그룹으로 출력되는 구동전원(I)의 출력 시간 또는 횟수가 결정될 수 있다. 즉, 데이터신호(DSG)의 제어에 따라, 상기 열전소자그룹(1110)에 의해 사용자에게 제공되는 열감의 제어가 실현될 수 있다.
구체적으로, 일 구동픽셀로 인가되는 상기 데이터신호(DSG)가 제어됨에 따라상기 오버랩되는 시간이 제어되어 출력되는 구동전원(I)의 시간과 횟수가 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 데이터신호(DSG)의 인가 시간 또는 횟수가 증가될수록, 상기 오버랩되는 시간 또는 횟수가 증가되어 출력되는 구동전원(I)의 시간 또는 횟수가 증가될 수 있다.
또한, 상기 출력되는 구동전원(I)은 소정의 시간 레벨을 가질 수 있다. 상기 시간 레벨 별로 상기 구동전원의 출력 시간 또는 횟수가 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 시간 레벨은 제1 시간 레벨 내지 제5 시간 레벨(TI1 내지 TI5)을 가질 수 있으며, 상기 제1 시간 레벨 에서 상기 제5 시간 레벨(TI1 내지 TI5) 순으로 상기 구동전원이 출력되는 시간이 증가될 수 있다.
상기 시간 레벨에 대응되어 상기 데이터신호가 인가될 수 있다. 즉, 상기 시간 레벨 별로 일 구동픽셀로 인가되는 데이터신호의 시간 또는 횟수가 결정되어, 상기 시간 레벨에 따라 상기 데이터신호가 일 구동픽셀로 인가될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 시간 레벨에서 상기 제5 시간 레벨 순(TI1 내지 TI5)으로 상기 데이터신호가 일 구동픽셀로 인가되는 시간 또는 횟수가 증가되어, 상기 제1 시간 레벨에서 상기 제5 시간 레벨 순(TI1 내지 TI5)으로 상기 구동전원(I)이 출력되는 시간 또는 횟수가 증가될 수 있다.
한편, 상기 데이터신호(DSG) 이외의 게이트신호(GSG) 혹은 전원은 소정의 시간 구간 동안 인가될 수 있다. 구체적으로, 일 구동 픽셀로 인가되는 상기 데이터신호(DSG)과 상기 전원은 최소한 상기 데이터신호가 최대한 인가될 수 있는 시간보다는 긴 시간 동안 인가되어야 할 수 있다.
또는, 상기 데이터신호(DSG)가 인가되는 시간 구간에 맞추어 상기 게이트신호(GSG)와 전원 중 적어도 하나의 시간이 대응되어 조절될 수도 있다. 예를 들어, 상기 데이터신호(DSG)가 제1 시간 레벨(TI1)에 따라 제1 시간 동안 일 구동픽셀로 인가되는 경우, 상기 제1 시간에 대응되는 시간만큼 게이트신호(GSG) 또는 전원(P)이 인가될 수 있다.
또한, 상기 데이터신호(DSG), 게이트신호(GSG), 및 전원(P)의 크기는 적절히 조절될 수 있으나, 일정한 크기로 유지되고 전술한 바와 같이 인가되는 시간만 조절될 수 있다. 이는, 상기 열전소자그룹(1110)으로부터 사용자에게 제공되는 열감의 크기는 상기 열전소자그룹(1110)으로 인가되는 구동전원(I)의 시간 또는 횟수에 따라 결정될 수 있기 때문이다.
이상에서는, 열감의 제어를 위해 열전소자그룹(1110)으로 인가되는 구동전원(I)의 시간 또는 횟수가 제어되는 예에 대해서 설명하였다.
아히에서는 프레임을 두어 상기 열감을 제어하는 방법에 대해서 설명한다.
2.3.2 복수 프레임 제어
본 출원의 일 실시예에 따른 열감의 크기와 종류의 제어는 일 열감제공면을 구현하기 위한 복수의 프레임(frame) 동안의 구동픽셀별 구동전원(I)의 출력을 제어함으로써 수행될 수 있다. 즉, 이 경우 열감제공면은 복수의 프레임(frame)으로 구현될 수 있다. 상기 열감제공면을 구성하는 복수의 프레임(frame) 동안 구동픽셀 별로 구동전원(I)이 출력됨으로써, 하나의 열감제공면이 완성될 수 있다. 상기 복수의 프레임(frame) 각각은 서브프레임(frame n, n은 정수)으로 정의될 수 있다.
도 18은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동픽셀별로 인가되는 전원(P)과 신호의 타이밍이 제어되는 것을 나타내는 개념도면이다.
도 18을 참조하면, 상기 복수의 서브프레임 동안 출력되는 구동전원(I)에 따라 열감의 특성이 제어될 수 있다. 상기 열감의 특성은 열감의 레벨 및 열감의 극성을 포함할 수 있다. 상기 열감의 레벨은 사용자에게 제공되는 열감의 정도를 의미할 수 있다. 상기 열감의 레벨의 수는 구현 목적에 따라 적절히 기설정될 수 있다. 예를 들어, 레벨의 수는 2단계의 레벨을 가질 수 있다. 동시에 상기 열감의 레벨은 서로 다른 극성의 열감에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 온감이 복수의 레벨을 가지면, 이에 대응하여 냉감 또한 복수의 레벨을 가질 수 있다.
상기 일 서브프레임 동안에는 구동픽셀별로 전원(P)과 신호가 인가될 수 있다.
상기 서브프레임은 복수의 라인타임(lt)을 포함할 수 있다. 상기 라인타임(lt) 별로 게이트신호(GSG)과 데이터신호(DSG)가 인가될 수 있다.
상기 서브프레임 동안에는 전원(P)이 인가될 수 있다. 상기 서브프레임 별로 인가되는 전원(P)의 극성은 서로 다를 수 있다. 도시된 바와 같이, 연속되는 서브프레임 별로 서로 다른 극성의 전원(P)이 인가될 수도 있으나, 이에 국한되지 않고 서브프레임(frame n, n은 정수) 별로 인가되는 전원(P)의 극성이 기설정 될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 서브프레임(frame1)과 상기 제2 서브프레임(frame2) 동안에 같은 제1 극성의 전원(P)이 인가되고, 제3 서브프레임(frame3)과 제4 서브프레임(frame4) 동안에는 같은 제2 극성의 전원(P)이 인가되되, 상기 제1 극성과 제2 극성은 서로 다를 수 있다.
복수의 서브 프레임(frame) 동안 구동픽셀 별로 출력되는 구동전원(I)에 기초하여 영역별로 사용자에게 제공되는 열감이 조절될 수 있다. 상기 구동픽셀별로 출력되는 구동전원(I)은 복수의 서브 프레임(frame) 동안 상기 구동픽셀로 인가되는 신호와 전원(P)에 의해 제어될 수 있다. 즉, 복수의 서브 프레임(frame) 동안 상기 구동픽셀로 인가되는 전원(P)과 신호에 따라 상기 구동픽셀별로 출력되는 구동전원(I)의 크기와 극성이 조절될 수 있다. 구체적으로, 상기 구동픽셀별로 출력되는 구동전원(I)의 크기와 극성은 한 프레임(frame) 동안 상기 구동픽셀에 인가되는 게이트신호(GSG) 또는 데이터신호(DSG)의 인가되는 횟수와 인가되는 전원(P)의 극성에 따라 결정될 수 있다.
결과적으로, 상기 영역별로 사용자에게 제공되는 열감은 상기 한 프레임(frame) 동안 상기 구동픽셀에 인가되는 게이트신호(GSG) 또는 데이터신호(DSG)의 인가되는 횟수와 인가되는 전원(P)의 극성에 따라 결정될 수 있다.
이하에서는, 구동픽셀별로 제어되는 열감의 레벨과 열감의 극성의 각각에 대해서 설명한다.
2.3.2.1 열감 레벨 제어
본 출원의 일 실시예에 따른 사용자에게 제공되는 열감의 크기는 구동전원(I)의 출력 횟수에 따라 결정될 수 있다. 달리 말해, 2D열감제공장치(1)에 의해 사용자에게 제공되는 열감의 크기는 구동전원(I)이 출력되는 수에 따라 결정될 수 있다. 구체적으로, 일 영역에서 사용자에게 제공되는 열감의 레벨은 상기 영역에 대응되는 구동픽셀에서 구동전원(I)이 출력되는 횟수에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 열감의 레벨은 구동전원(I)의 출력 횟수에 따라 기설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 열감의 레벨이 제1 레벨과 제2 레벨을 포함하는 경우, 상기 제1 레벨은 구동전원(I)의 제1 출력수에 대응되며, 제2 레벨은 구동전원(I)의 제2 출력수로 대응되는 것으로 기설정 될 수 있다. 이에 따라, 상기 영역별로 제공되는 열감의 레벨은 상기 영역에 대응되는 구동픽셀의 구동전원(I)의 출력수를 제어하여 조절할 수 있다.
도 19는 본 출원의 일 실시예에 다른 구동픽셀별로 출력되는 구동전원(I)의 횟수를 나타내는 도면이다.
도 19를 참조하면, 영역별로 서로 다른 크기를 갖는 열감이 사용자에게 제공되도록, 구동픽셀별로 출력되는 구동전원(I)의 횟수가 제어될 수 있다.
이하에서는, 구동픽셀별 구동전원(I)의 출력수를 조절하는 일 실시예에 대해서 설명한다.
도 20은 본 출원의 일 실시예에 따른 서브프레임 별로 인가되는 신호에 따라 선택되는 구동픽셀을 나타내는 도면이다.
도 20을 참조하면, 구동픽셀로부터 구동전원(I)이 출력되는 횟수는 상기 구동픽셀이 선택되는 서브프레임의 수에 의해 결정될 수 있다. 상기 구동픽셀이 선택되는 서브프레임의 수는, 복수의 서브 프레임(frame)이 진행되는 동안 인가되는 전원(P)과 신호에 의해 결정될 수 있다.
다시 말해, 상기 복수의 서브 프레임(frame)동안 인가되는 신호와 전원(P)은 구동전원(I)이 출력되는 구동픽셀을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 서브프레임(frame1)의 제1 라인타임(lt1)에 제1 게이트신호(GSG1), 제1 데이터신호(DSG1), 제1 전원(P1)이 인가되는 경우, 제1 구동픽셀(1201)이 결정될 수 있다.
이에 따라, 상기 구동픽셀로부터 구동전원(I)이 출력되는 횟수가 결정될 수 있다. 열감제공면을 구현하는 복수의 서브프레임 동안 상기 구동픽셀을 결정하기 위한 신호, 전원(P)이 인가됨으로써 상기 구동픽셀이 선택되는 서브프레임의 수가 결정될 수 있다. 상기 서브프레임 동안 상기 구동픽셀에서 구동전원(I)이 출력되기 때문에, 상기 결정된 서브프레임의 수에 기초하여 구동전원(I)의 출력횟수가 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 구동픽셀(1201)에 열감제공면을 구현하기 위한 복수의 서브프레임동안에 제1 게이트라인(1271)과 제1 데이터라인(1251)을 통해 게이트신호(GSG)과 데이터신호(DSG)가 인가되고, 제1 파워라인(1291)을 통해 제1 전원(P1)이 인가되는 서브프레임의 수에 따라, 상기 제1 구동픽셀(1201)의 구동전원(I)의 출력 횟수가 결정될 수 있다.
결과적으로, 복수의 서브프레임 동안 구동픽셀별로 인가되는 게이트신호(GSG), 데이터신호(DSG) 및 전원(P)에 기초하여, 영역별 열감의 레벨이 결정될 수 있다.
한편, 도시된 바와 같이 일 종류의 열감의 레벨을 사용자에게 제공하기 위해서, 신호가 인가되는 서브프레임이 선택될 수 있다. 상기 일 종류의 열감의 레벨을 사용자에게 제공하기 위해서는, 열감의 종류에 대응하는 극성을 갖는 전원(P)에 의해 출력되는 구동전원(I)의 횟수를 제어하여야 한다. 이를 위해, 상기 대응하는 극성을 갖는 전원(P)이 인가되는 서브프레임 동안에, 상기 열감을 제공하기 위한 구동픽셀에 게이트신호(GSG)과 데이터신호(DSG)가 인가되도록 할 수 있다.
상기 서브프레임 동안에 인가되는 전원(P)의 극성은 기설정될 수도 있으나, 적절히 변경될 수도 있다. 예를 들어, 상기 복수의 서브프레임 동안에 요구되는 일 종류의 열감의 레벨이 높은 경우, 이에 맞추어 상기 레벨에 대응하는 극성의 전원(P)이 인가되는 서브프레임의 수가 증가될 수 있다.
이하에서는 영역별 열감의 극성 제어에 대해서 설명한다.
2.3.2.2 열감 종류 제어
본 출원의 일 실시예에 따른 사용자에게 제공되는 열감의 종류는 출력되는 구동전원(I)의 극성에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 출력되는 구동전원(I)의 극성의 제어는 해당 극성의 전원(P)이 인가되는 서브프레임을 선택함으로써 수행될 수 있다. 상기 복수의 서브프레임 동안 서브프레임별로 인가되는 전원(P)의 극성이 다를 수 있다. 달리 말해, 복수의 서브프레임 중 일부 프레임(frame)에는 제1 극성의 전원(P)이 인가되며, 다른 일부 프레임(frame)에는 제2 극성의 전원(P)이 인가될 수 있다. 따라서, 해당 극성의 전원(P) 인가되는 서브프레임을 선택하는 경우, 출력되는 구동전원(I)의 극성이 제어되며 이에 따라 사용자에게 제공되는 열감의 극성이 제어될 수 있다.
한편, 상기 서브프레임별로 인가되는 전원(P)의 극성은 다양하게 설정될 수 있다. 상기 연속되는 서브프레임에 순차적으로 서로 다른 극성의 전원(P)이 인가되도록 하는 것은 일 예이고, 이외에도 다양한 방법으로 인가될 수 있다,
도 21은 본 출원의 일 실시예에 다른 구동픽셀별로 출력되는 구동전원(I)의 극성을 나타내는 도면이다.
도 21을 참조하면, 영역별로 서로 다른 종류의 열감이 사용자에게 제공되도록, 구동픽셀별로 출력되는 구동전원(I)의 극성이 제어될 수 있다.
도 22는 본 출원의 일 실시예에 따른 출력되는 구동전원(I)의 극성의 제어를 위해, 서브프레임 별로 인가되는 신호를 나타내는 도면이다.
도 22를 참조하면, 제공하고자하는 열감의 종류에 대응되는 극성의 전원(P)이 인가되는 서브프레임을 선택하여 신호를 인가함으로써, 상기 열감의 종류에 대응되는 극성의 구동전원(I)이 출력될 수 있다. 예를 들어, 일 종류의 열감을 제공하기 위하여, 일 종류에 대응되는 극성의 전원(P)이 인가되는 서브프레임을 선택하여 신호를 인가할 수 있다. 상기 신호는 구동전원(I)이 출력되는 영역을 선택하기 위하여 인가될 수 있다.
한편, 상기 구동전원(I)의 극성의 변경은 i) 전원생성부(1210) 자체에 의해 수행되거나, ii) 전원생성부(1210)로부터 출력되는 출력라인에 구현되는 구동제어소자(1300)에 의해 수행될 수 있다.
한편, 전술한 열감 레벨의 제어와 열감 극성의 제어는 조합되어 실시 될 수 있다. 예를 들어, 일 영역을 통해 소정의 레벨을 갖는 일 종류의 열감을 제공하기 위하여, 상기 종류에 대응되는 극성의 전원(P)이 인가되는 서브프레임을 선택하되, 복수의 서브프레임 동안 상기 레벨에 대응되는 기설정된 구동전원(I)의 출력 횟수만큼 상기 영역에 대응되는 구동픽셀에 신호를 인가 할 수 있다.
2.3.3 일 프레임 제어
본 출원의 일 실시예에 따른 열감의 크기와 종류의 제어는 열감제공면을 구성하는 일 프레임(frame) 동안 출력되는 구동전원(I)의 크기와 극성을 제어함으로써 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 열감의 크기에 대응되는 크기를 갖는 구동전원(I)을 열전소자그룹(1110)에 인가함으로써, 이에 대응되는 열전동작이 수행되어 사용자에게 서로 다른 크기의 열감이 제공될 수 있다. 또한, 상기 열감의 종류에 대응되는 극성을 갖는 구동전원(I)을 열전소자그룹(1110)에 인가함으로써, 이에 대응되는 열전동작이 수행되어 사용자에게 서로 다른 종류의 열감이 제공될 수 있다.
도 23은 본 출원의 일 실시예에 따른 일 구동픽셀의 구동제어소자(1300)를 나타내는 도면이다.
도 24는 본 출원의 일 실시예에 따른 구동제어소자(1300)를 나타내는 도면이다.
도 23을 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 구동픽셀로부터 출력되는 구동전원(I)의 크기와 극성은 구동픽셀로 인가되는 전원(P)과 신호에 의해 결정될 수 있다. 구체적으로, 상기 구동픽셀별 구동전원(I)은 제2 구동제어소자(1303)로 인가되는 전원(P)과 데이터신호(DSG)의 차이에 대응되어 생성될 수 있다.
이하에서는, 한 프레임(frame)동안 구동픽셀 별로 출력되는 구동전원(I)의 크기와 극성에 대해서 설명한다.
상기 한 프레임(frame)동안 구동전원(I)을 출력하는 구동픽셀은 게이트신호(GSG)과 데이터신호(DSG)에 의해 결정될 수 있다. 상기 구동픽셀의 제1 구동제어소자(1301)가 당해 라인타임(lt) 동안 게이트신호(GSG)을 인가 받고, 데이터신호(DSG)를 인가받음으로써, 상기 구동픽셀은 구동전원(I)을 출력할 수 있게 된다.
상기 구동픽셀의 제2 구동제어소자(1303)는 구동픽셀로부터 출력되는 구동전원(I)의 크기와 극성을 정의할 수 있다. 상기 제2 구동제어소자(1303)가 당해 라인타임(lt)동안 제1 구동제어소자(1301)로부터 인가 받은 데이터신호(DSG)에 따라, 전기적으로 열리며, 제2 구동제어소자(1303)의 입력단과 게이트로 인가되는 전원(P)과 신호의 차이에 기초하여 구동전원(I)을 출력할 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 구동제어소자(1303)는 인가되는 전원(P)과 데이터신호(DSG)의 차이에 대응하여 구동전원(I)을 출력할 수 있다.
즉, 상기 구동픽셀을 정의하는 게이트라인(1270)으로부터 게이트신호(GSG)이 출력되는 라인타임(lt)에, 상기 구동픽셀로 데이터전원(P)이 인가되는 경우, 상기 구동픽셀로부터 상기 구동픽셀에 인가되는 전원(P)과 상기 데이터전원(P)의 차이에 대응되는 구동전원(I)이 출력될 수 있다.
상기 한 프레임(frame)동안 구동픽셀로부터 출력되는 구동전원(I)의 크기와 극성은 제어될 수 있다.
도 24를 참조하면, 상기 구동전원(I)의 크기와 극성은 구동픽셀로 인가되는 전원(P)의 크기, 또는 신호의 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
도 24 (a)를 참조하면, 구동픽셀로부터 출력되는 구동전원(I)의 크기와 극성은 전원(P)을 제어함으로써 수행될 수 있다. 구체적으로, 일 구동픽셀로 인가되는 데이터신호(DSG)가 일정한 경우, 상기 구동픽셀로 인가되는 전원(P)의 크기를 제어함으로써 상기 구동픽셀로부터 출력되는 구동전원(I)의 크기와 극성이 제어될 수 있다.
도 24 (b)를 참조하면, 구동픽셀로부터 출력되는 구동전원(I)의 크기와 극성은 데이터신호(DSG)를 제어함으로써 수행될 수 있다. 구체적으로, 일 구동픽셀로 인가되는 전원(P)이 일정한 경우, 상기 구동픽셀로 인가되는 데이터신호(DSG)의 크기를 제어함으로써 상기 구동픽셀로부터 출력되는 구동전원(I)의 크기와 극성이 제어될 수 있다.
한편, 열감의 크기와 종류 별로 이를 위한 구동전원(I)의 크기와 극성이 기설정되어 있을 수 있다. 상기 열감의 크기는 복수의 레벨로 존재하여, 상기 레벨에 대응되는 구동전원(I)의 출력 레벨이 기설정되어 있을 수 있다. 열감의 크기가 제1 레벨인 경우, 이를 달성하기위하여 출력되어야하는 구동전원(I)의 크기는 제1 출력레벨로 기설정되며, 상기 열감의 크기가 제2 레벨인 경우, 이를 달성하기위하여 출력되어야 하는 구동전원(I)의 크기는 제2 출력레벨로 기설정될 수 있다. 이 경우, 제1 출력레벨과 상기 제2 출력레벨은 서로 다를 수 있다.
상기 열감의 극성에 대응되는 구동전원(I)의 출력 극성이 기설정되어 있을 수 있다. 이 경우에도 전술한 열감의 레벨에 따른 구동전원(I)의 출력 레벨 개념이 적용될 수 있다.
이하에서는, 사용자에게 제공되는 열감을 제어하기 위한, 일 프레임(frame)에서 출력되는 구동전원(I)의 크기와 극성의 제어에 대해서 설명한다.
2.3.3.1 구동전원 크기 제어
도 25는 본 출원의 일 실시예에 따른 구동픽셀별로 구동전원(I)의 크기가 제어되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 26은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동픽셀별로 인가되는 전원(P) 또는 신호를 제어하는 일예를 나타내는 도면이다.
도 27은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동픽셀별로 인가되는 전원(P) 또는 신호를 제어하는 일예를 나타내는 도면이다.
사용자에게 제공되는 열감제공면은 서로 다른 열감의 크기를 갖는 복수의 영역이 존재할 수 있다.
도 25를 참조하면, 상기 영역 별로 서로 다른 크기의 열감을 제공하기 위해, 상기 영역별로 열감의 크기에 대응되는 크기를 갖는 구동전원(I)이 출력될 수 있다. 구체적으로, 한 프레임(frame)동안 상기 영역에 대응되는 구동픽셀이 선택되며, 상기 구동픽셀로부터 상기 열감의 크기에 대응되는 구동전원(I)이 출력되도록 제어될 수 있다.
상기 구동픽셀별 서로 다른 크기의 구동전원(I)의 출력을 위하여, 한 프레임(frame)동안 인가되는 전원(P) 또는 신호의 크기가 제어될 수 있다.
도 26을 참조하면, 상기 전원(P)의 크기의 제어에 따라 구동픽셀별로 출력되는 구동전원(I)의 크기가 제어될 수 있다.
구동픽셀별로 출력되는 데이터신호(DSG)의 크기가 동일한 경우, 상기 구동픽셀에 출력되는 상기 전원(P)의 크기와 상기 구동픽셀로부터 출력되는 상기 구동전원(I)의 크기는 서로 비례 관계일 수 있다. 달리 말해, 상기 전원(P)의 크기를 증가시키는 경우, 출력되는 구동전원(I)의 크기가 커질 수 있다. 반대로, 전원(P)의 크기를 감소시키는 경우, 출력되는 구동전원(I)의 크기가 감소될 수 있다.
상기 한 프레임(frame)동안 구동픽셀에서 출력되는 구동전원(I)의 크기를 다르게 하기 위하여, 상기 구동픽셀의 당해 라인타임(lt) 동안 상기 구동픽셀로 데이터신호(DSG)이 인가되도록 하고, 인가되는 전원(P)을 제어할 수 있다. 상기 인가되는 전원(P)의 크기는 사용자에게 제공되어야하는 열감의 크기에 대응하여 제어될 수 있다. 즉, 상기 열감의 크기가 큰 경우 상기 구동픽셀로 인가되는 전원(P)의 크기를 증가 시킬 수 있다.
한편, 도시된 바와 같이 한 프레임(frame) 동안 인가되는 전원(P)의 크기는 일정한 것으로 도시되었으나, 더욱 바람직하게는 당해 라인타임(lt) 동안에만 전원(P)의 크기가 유지되도록 할 수 있다. 달리 말해, 상기 구동픽셀로부터 구동전원(I)이 출력되는 라인타임(lt) 동안에만 상기 구동전원(I)의 크기를 제어하기 위한 크기를 갖는 전원(P)이 공급되며, 다른 라인타임(lt) 동안에는 다른 구동픽셀로부터 출력되는 구동전원(I)의 크기를 제어하기 위한 크기를 갖는 전원(P)이 공급될 수 있다.
상기 전원(P)의 크기의 제어는 전원생성부(1210)에서 수행되거나, 또는 상기 전원생성부(1210)로부터 출력되는 파워라인(1290)에 연결되는 구동제어소자(1300)에 의할 수 있다. 상기 전원생성부(1210)에 의해 수행되는 경우, 상기 전원(P)의 크기의 제어는 전원제어유닛(1215)에 의할 수 있다.
상기 파워라인(1290)에 연결되는 구동제어소자(1300)는 앰프소자일 수 있다. 상기 앰프소자는 파워라인(1290)의 각각에 연결될 수 있다. 이와 더불어, 상기 앰프소자의 제어를 위한 컨트롤러가 구동부에 더 구현될 수 있다.
도 27을 참조하면, 상기 데이터신호(DSG)의 크기의 제어에 따라 구동전원(I)의 크기가 제어될 수 있다.
구동픽셀별로 출력되는 전원(P)의 크기가 동일한 경우, 상기 구동픽셀에 출력되는 상기 데이터신호(DSG)의 크기와 상기 구동픽셀로부터 출력되는 상기 구동전원(I)의 크기는 서로 반비례 관계일 수 있다. 달리 말해, 상기 데이터신호(DSG)의 크기를 감소시키는 경우, 출력되는 구동전원(I)의 크기가 커질 수 있다. 반대로, 데이터신호(DSG)의 크기를 증가시키는 경우, 출력되는 구동전원(I)의 크기가 감소될 수 있다.
상기 한 프레임(frame)동안 구동픽셀에서 출력되는 구동전원(I)의 크기를 다르게 하기 위하여, 한 프레임(frame) 동안 일정한 전원(P)이 상기 구동픽셀로 인가되는 동안, 상기 구동픽셀의 당해 라인타임(lt) 동안 상기 구동픽셀로 인가되는 데이터신호(DSG)를 제어할 수 있다. 상기 구동픽셀에 당해 라인타임(lt) 동안 인가되는 데이터신호(DSG)의 크기를 제어함으로써, 상기 구동픽셀로부터 출력되는 구동전원(I)의 크기가 제어될 수 있다.
상기 인가되는 데이터신호(DSG)의 크기는 사용자에게 제공해야하는 열감의 크기에 대응하여 제어될 수 있다. 즉, 상기 열감의 크기가 큰 경우 상기 구동픽셀로 인가되는 데이터신호(DSG)의 크기를 감소시킬 수 있다.
상기 데이터신호(DSG)의 크기의 제어는 신호생성부(1230)에서 수행되거나, 또는 상기 신호생성부(1230)로부터 출력되는 데이터라인(1250)에 연결되는 구동제어소자(1300)에 의할 수 있다.
상기 신호생성부(1230)에 의해 수행되는 경우, 상기 전원(P)의 크기의 제어는 신호제어유닛(1235)에 의할 수 있다.
상기 데이터라인(1250)에 연결되는 구동제어소자(1300)는 앰프소자일 수 있다. 상기 앰프소자는 데이터라인(1250)의 각각에 연결될 수 있다. 이와 더불어, 상기 앰프소자의 제어를 위한 컨트롤러가 구동부에 더 구현될 수 있다.
2.3.3.2 구동전원 극성 제어
도 28은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동픽셀별로 구동전원(I)의 극성이 제어되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 29는 본 출원의 일 실시예에 따른 구동픽셀별로 인가되는 전원(P) 또는 신호를 제어하는 일예를 나타내는 도면이다.
도 30은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동픽셀별로 인가되는 전원(P) 또는 신호를 제어하는 일예를 나타내는 도면이다.
사용자에게 제공되는 열감제공면은 서로 다른 열감의 종류를 갖는 복수의 영역이 존재할 수 있다.
도 28을 참조하면, 상기 영역 별로 서로 다른 종류의 열감을 제공하기 위해, 상기 영역별로 열감의 종류에 대응되는 극성을 갖는 구동전원(I)이 출력될 수 있다. 구체적으로, 한 프레임(frame)동안 상기 영역에 대응되는 구동픽셀이 선택되며, 상기 구동픽셀로부터 상기 열감의 극성에 대응되는 구동전원(I)이 출력되도록 제어될 수 있다.
상기 구동픽셀별 서로 다른 극성의 구동전원(I)의 출력을 위하여, 한 프레임(frame)동안 인가되는 전원(P)의 크기 또는 신호의 크기가 제어될 수 있다.
도 29를 참조하면, 상기 전원(P)의 크기의 제어에 따라 구동픽셀별로 출력되는 구동전원(I)의 극성이 제어될 수 있다.
구동픽셀별로 출력되는 데이터신호(DSG)의 크기가 동일한 경우, 상기 구동픽셀에 출력되는 상기 전원(P)의 크기가 데이터신호(DSG)보다 높거나 낮도록 조정됨으로써, 출력되는 구동전원(I)의 극성이 제어될 수 있다. 구체적으로, 상기 데이터신호(DSG)의 크기를 기준으로 전원(P)이 높은 경우와 전원(P)이 낮은 경우의 구동전원(I)의 극성은 서로 다를 수 있다.
상기 한 프레임(frame)동안 구동픽셀에서 출력되는 구동전원(I)의 극성을 다르게 하기 위하여, 상기 구동픽셀의 당해 라인타임(lt) 동안 상기 구동픽셀로 데이터신호(DSG)가 인가되도록 하고, 인가되는 전원(P)을 제어할 수 있다. 상기 인가되는 전원(P)의 크기는 사용자에게 제공되어야하는 열감의 종류에 대응하여 제어될 수 있다. 즉, 상기 열감의 종류에 대응하여 상기 구동픽셀로 인가되는 전원(P)의 크기를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
한편, 도시된 바와 같이 한 프레임(frame) 동안 인가되는 전원(P)의 크기는 일정한 것으로 도시되었으나, 더욱 바람직하게는 당해 라인타임(lt) 동안에만 전원(P)의 크기가 유지되도록 할 수 있다. 달리 말해, 상기 구동픽셀로부터 구동전원(I)이 출력되는 라인타임(lt) 동안에만 상기 구동전원(I)의 극성을 제어하기 위한 크기를 갖는 전원(P)이 공급되며, 다른 라인타임(lt) 동안에는 다른 구동픽셀로부터 출력되는 구동전원(I)의 극성을 제어하기 위한 크기를 갖는 전원(P)이 공급될 수 있다.
상기 전원(P)의 크기의 제어는 전원생성부(1210)에서 수행되거나, 또는 상기 전원생성부(1210)로부터 출력되는 파워라인(1290)에 연결되는 구동제어소자(1300)에 의할 수 있다. 상기 전원생성부(1210)에 의해 수행되는 경우, 상기 전원(P)의 크기의 제어는 전원제어유닛(1215)에 의할 수 있다.
상기 파워라인(1290)에 연결되는 구동제어소자(1300)는 앰프소자일 수 있다. 상기 앰프소자는 파워라인(1290)의 각각에 연결될 수 있다. 이와 더불어, 상기 앰프소자의 제어를 위한 컨트롤러가 구동부에 더 구현될 수 있다.
도 30을 참조하면, 상기 데이터신호(DSG)의 크기의 제어에 따라 구동전원(I)의 크기가 제어될 수 있다.
구동픽셀별로 출력되는 데이터신호(DSG)의 크기가 동일한 경우, 상기 구동픽셀에 출력되는 전원(P)의 극성이 제어됨으로써 상기 구동픽셀로부터 출력되는 상기 구동전원(I)의 극성이 제어될 수 있다. 구체적으로, 상기 전원(P)의 극성이 서로 다른 경우, 상기 전원(P)의 출력에 따라 출력되는 구동전원(I)의 극성은 서로 다를 수 있다.
상기 한 프레임(frame)동안 구동픽셀에서 출력되는 구동전원(I)의 극성을 다르게 하기 위하여, 한 프레임(frame) 동안 일정한 전원(P)이 상기 구동픽셀로 인가되는 동안, 상기 구동픽셀의 당해 라인타임(lt) 동안 상기 구동픽셀로 인가되는 데이터신호(DSG)를 제어할 수 있다. 상기 구동픽셀에 당해 라인타임(lt) 동안 인가되는 데이터신호(DSG)의 크기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 한 프레임(frame)동안 일정하게 공급되는 전원(P)보다 당해 라인타임(lt) 동안에 구동픽셀로 인가되는 데이터신호(DSG)의 크기를 높거나 낮게 제어하여, 상기 구동픽셀로부터 출력되는 구동전원(I)의 극성이 제어될 수 있다.
상기 인가되는 데이터신호(DSG)의 크기는 사용자에게 제공해야하는 열감의 종류에 대응하여 제어될 수 있다. 즉, 상기 열감의 종류에 기초하여, 상기 구동픽셀로 인가되는 데이터신호(DSG)의 크기를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
상기 데이터신호(DSG)의 크기의 제어는 신호생성부(1230)에서 수행되거나, 또는 상기 신호생성부(1230)로부터 출력되는 데이터라인(1250)에 연결되는 구동제어소자(1300)에 의할 수 있다.
상기 신호생성부(1230)에 의해 수행되는 경우, 상기 전원(P)의 크기의 제어는 신호제어유닛(1235)에 의할 수 있다.
상기 데이터라인(1250)에 연결되는 구동제어소자(1300)는 앰프소자일 수 있다. 상기 앰프소자는 데이터라인(1250)의 각각에 연결될 수 있다. 이와 더불어, 상기 앰프소자의 제어를 위한 컨트롤러가 구동부에 더 구현될 수 있다.
한편, 전술한 일프레임(frame) 제어방법은 전술한 서브프레임에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 서브프레임의 서브라인타임(lt)동안 전원(P)의 크기와 데이터신호(DSG)의 크기가 제어될 수 있다.
2.3.4 구동픽셀별 극성 제어
도 31은 본 출원의 일 실시예에 따른 구동전원(I)의 극성이 변경되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 32는 본 출원의 일 실시예에 따른 구동전원(I)의 극성을 직접 제어하기 위하여 구동픽셀별로 배치되는 구동제어소자(1300)를 나타내는 도면이다.
본 출원의 일 실시예예 따르면 열전 영역별 열감의 종류를 제어하기 위해서 상기 열전 영역으로부터 출력되는 구동 전원의 극성이 제어될 수 있다. 이를 위해 도 31과 32를 참조하면, 상기 구동 전원의 극성을 제어하는 방법은 상기 구동픽셀 별로 인가되는 전원의 극성이 제어하는 방법, 또는 상기 구동픽셀로부터 출력되는 구동전원의 극성을 제어하는 방법을 포함할 수 있다.
도 31을 참조하면, 상술한 바와 같이 구동 픽셀별로 인가되는 전원의 극성이 제어될 수 있다.
이를 위해 도 31 (a)를 참조하면, 상기 전원생성부(1210)가 상기 전원생성부(1210)의 파워라인(1290) 별로 출력되는 전원(P)의 극성을 제어할 수 있다. 상기 극성의 제어는 상기 전원생성부(1210) 내에 구현된 전원제어유닛(1215)에 의해 수행되거나, 상기 전원생성부(1210)와는 별도로 구현되는 전원제어유닛(1215)에 의해 수행될 수도 있다.
도 31 (b)를 참조하면, 상기 전원생성부(1210)로부터 출력되는 파워라인(1290)에 연결되는 소정의 구동제어소자(1300)에 의해 파워라인(1290)별로 출력되는 전원(P)의 극성이 제어될 수 있다. 이 경우, 상기 전원생성부(1210)로부터 출력되는 전원(P)의 극성의 종류는 변경되지 않으며, 상기 구동제어소자(1300)가 상기 극성을 제어하는 것일 수 있다.
이 때, 상기 구동제어소자(1300)는 H회로 일 수 있으며, 상기 H회로 각각을 제어하기 위한 컨트롤러가 더 구비될 수 있다. 상기 컨트롤러는 각 파워라인(1290)으로부터 출력되는 전원(P)의 극성을 서브프레임 별로 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 컨트롤러는 일 극성의 전원(P)이 출력되는 서브프레임을 선택하고, 타 극성의 전원(P)이 출력되는 다른 서브프레임을 선택할 수 있다.
또는 상술한 바처럼 도 32에 도시된 바와 같이, 열전소자그룹(1110)으로 출력되는 구동전원(I)의 극성을 직접 제어하기 위하여 각 구동 픽셀로부터 열전소자그룹으로 연장되는 구동 와이어에 연결되어 구동전원의 극성을 제어하는 구동제어소자와 상기 구동제어소자의 동작을 제어하는 컨트롤러가 구비될 수 있다. 이 경우, 구동제어소자는 H회로일 수 있다. 상기 컨트롤러는 극성제어부로 정의될 수 있다.
상기 극성제어부는 열전영역별로 구현되어야 하는 열감의 종류에 관한 데이터를 획득하여, 상기 열전영역 별로 대응되는 구동영역 별로 출력되는 구동전원의 극성을 결정할 수 있다. 상기 결정된 구동 전원의 극성에 따라 상기 구동픽셀 별로 구비되는 구동제어소자의 동작을 제어하기 위한 극성제어신호를 인가할 수 있다. 상기 극성제어신호는 상기 구동제어소자로부터 출력되는 구동전원의 극성이 제어되도록 하며, 결과적으로 구동픽셀 별로 인가되는 극성제어신호에 기초하여 구동픽셀 별로 출력되는 구동전원의 극성이 제어될 수 있다.
3. 2D열감제공장치의 구동전원 생성 방법
이하에서는 상기 2D열감제공장치(1)의 구동전원(I) 생성 방법에 대해서 설명한다.
도 33은 본 출원의 일 실시예에 2D열감제공장치(1)의 구동전원(I) 생성 방법에 대한 순서도이다.
도 33을 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 구동전원(I) 생성 방법은 열전데이터 전달단계, 신호/전원(P) 인가단계, 구동전원(I) 생성/출력단계, 및 열전동작단계를 포함할 수 있다. 본 출원의 실시예에서, 단계 S1100 내지 단계 S1400은 동시에 수행될 수 도 있지만, 어느 하나의 단계가 시간적으로 더 먼저 수행될 수도 있다. 단계 S1100 내지 단계 S1400은 모두 수행될 수도 있지만, 항상 단계 S1100 내지 단계 S1400가 모두 수행되어야 하는 것은 아니고, 단계 S1100 내지 단계 S1400 중 적어도 하나만이 수행될 수도 있다.
상기 열전데이터 전달단계(S1100)에서는, 사용자에게 열감을 제공하기 위한 열전데이터를 생성하여 구동모듈(1200)의 각 구성으로 전달할 수 있다.
상기 열전데이터는 상기 2D열감제공장치(1)의 컨트롤러에서 수행될 수 있다. 상기 컨트롤러는 구동모듈(1200)에 구현될 수 있으나, 상기 구동부와는 별개로 구현될 수도 있다. 또는, 상기 열전데이터는 통신부를 통해 외부기기로부터 획득될 수 있다.
구동모듈(1200)의 전원생성부(1210), 신호생성부(1230), 또는 구동모듈(1200)의 제어부는 상기 열전데이터를 획득할 수 있다.
상기 신호/전원(P) 인가단계(S1200)에서는, 구동모듈(1200)은 구동모듈(1200)에 구비되는 복수의 출력선을 통해 전원(P)과 신호를 구동픽셀별로 인가할 수 있다.
상기 전원(P)과 상기 신호는 구동전원(I)의 출력을 위해 구동픽셀별로 인가될 수 있다. 출력되는 구동전원(I)을 제어하기 위하여, 구동모듈(1200)은 구동픽셀별로 인가되는 전원(P)과 신호를 제어할 수 있다.
상기 제어는 열감제공면을 구성하는 복수의 프레임(frame)을 두어 전원(P)과 신호의 인가를 제어하는 방법과, 열감제공면을 구성하는 한 프레임(frame)에 인가되는 전원(P)과 신호의 특성을 제어하는 방법이 있다. 이에 대해서는 구체적으로 후술한다.
상기 구동전원(I) 생성/출력단계(S1300)에서는, 전술한 전원(P)과 신호에 기초하여 각 구동픽셀 별로 구동전원(I)이 출력될 수 있다. 구체적으로, 각 구동픽셀의 제2 구동제어소자(1303)로부터 구동전원(I)이 상기 구동픽셀에 대응되는 열전영역에 배치된 열전소자그룹(1110)으로 출력될 수 있다.
상기 열전동작단계(S1400)에서는, 상기 열전소자그룹(1110)이 인가 받은 구동전원(I)에 기초하여 열전동작을 수행할 수 있다. 상기 구동전원(I)의 크기와 극성에 따라, 상기 열전소자그룹(1110)의 열전동작이 제어될 수 있다. 상기 열전소자그룹(1110)의 열전동작이 제어됨으로써 사용자에게 제공되는 열감 또한 제어되며, 이에 따라 사용자는 2D열감제공장치(1)로부터 동적인 열감제공스트림을 제공 받을 수 있게 된다.
3.1. 복수 프레임 제어 방법
본 출원의 일 실시예에 따른 열감의 크기와 종류의 제어는 일 열감제공면을 구현하기 위한 복수의 서브 프레임(frame) 동안의 구동전원(I)의 출력을 제어함으로써 수행될 수 있다.
도 34는 본 출원의 일 실시예에 따른 복수의 프레임(frame)을 두어 전원(P)과 신호의 인가를 제어하는 방법에 관한 도면이다.
도 34를 참조하면, 복수의 프레임(frame)을 두어 전원(P)/신호를 제어하는 방법은 열전데이터획득 단계(S2100), 서브프레임 구성단계(S2200), a번째 서브프레임 구성단계(S2300), b번째 라인타임 구성단계(S2400), 전원크기/데이터신호크기 제어 단계(S2500), b값 판단 단계(S2600), a값 판단 단계(S2700), 및 열감제공스트림완성단계(S2800)를 따라 진행될 수 있다. 단계 S2100 내지 단계 S2800은 동시에 수행될 수 도 있지만, 어느 하나의 단계가 시간적으로 더 먼저 수행될 수도 있다. 단계 S2100 내지 단계 S2800은 모두 수행될 수도 있지만, 항상 S2100 내지 단계 S2800가 모두 수행되어야 하는 것은 아니고, S2100 내지 단계 S2800 중 적어도 하나만이 수행될 수도 있다.
열전데이터획득 단계(S2100)에서는, 사용자에게 제공할 열감제공면과 상기 열감제공면으로 구성되는 열감제공트림에 관한 열전데이터를 획득할 수 있다. 상기 획득된 열전데이터로부터 좌표정보, 열감크기정보, 열감종류정보를 획득할 수 있다. 서브프레임 구성단 계(S2200)에서는 열감제공면을 구성하기 위한 n 개의 서브프레임과 각 서브프레임을 구성하는 m개의 라인타임을 준비할 수 있다. 이 단계에서, 상기 복수의 서브프레임 동안 구동픽셀별로 출력되는 구동전원(I)의 출력 횟수와 극성이 결정될 수 있다. 상기 결정된 구동전원(I)의 출력 횟수와 극성에 기초하여 인가 되어야 하는 신호의 횟수와 n 개의 서브프레임별로 인가 되어야하는 전원(P)의 극성이 결정될 수 있다. a번째 서브프레임 구성단계(S2300)와 b번째 라인타임 구성단계(S2400)에서, a번째 서브프레임과 a번째의 서브프레임의 b번째 라인타임별로 전원과 신호를 인가할 준비를 할 수 있다. 상기 전원크기/데이터신호크기 제어 단계(S2500)에서는 상기 결정된 신호의 인가 횟수와 전원(P)의 극성에 따라 서브프레임의 m 개의 서브라인타임(lt)별로 복수의 출력선들을 통해 전원(P)과 신호를 구동픽셀별로 인가할 수 있다. 상기 b값 판단 단계(S2600)에서는 모든 서브라인타임(lt)에서 전원(P)과 신호가 인가되었는지 판별할 수 있다. 서브라인타임(lt)이 남아 있는 경우 다음 서브라인타임(lt)으로 넘어가 전원(P)과 신호를 인가하고, 모든 서브라인타임(lt)에서 전원(P)과 신호가 인가된 경우 다음 서브프레임으로 넘어갈 수 있다. 상기 a값 판단 단계(S2700)에서는 열감제공면을 구성하는 모든 서브프레임에서 전원(P)과 신호가 인가되었는지 판별할 수 있다. 서브프레임이 남아 있는 경우 다음 서브프레임으로 넘어가 전원(P)과 신호를 인가하고, 모든 서브프레임에서 전원(P)과 신호가 인가된 경우 다음 열감제공면으로 넘어갈 수 있다. 상기 열감제공스트림완성단계(S2800)에서는 모든 열감제공면이 사용자에게 제공되도록 하여 사용자에게 제공되는 열감제공스트림을 완성할 수 있다.
3.2 일 프레임 제어 방법
본 출원의 일 실시예에 따른 열감의 크기와 종류의 제어는 열감제공면을 구성하는 일 프레임(frame) 동안 출력되는 구동전원(I)의 크기와 극성을 제어함으로써 수행될 수 있다.
도 35는 본 출원의 일 실시예에 따른 한 프레임(frame) 동안 인가되는 전원(P)과 신호를 제어하는 방법에 관한 도면이다.
도 35를 참조하면, 열전데이터획득 단계, 열감제공면 획득단계(S3100), a번째 프레임 구성단계(S3200), 전원크기/데이터신호크기 제어 단계(S3300), a값 판단 단계(S3400), 및 열감제공스트림완선단계(S3500)를 따라 진행될 수 있다. 단계 S3100 내지 단계 S3500은 동시에 수행될 수 도 있지만, 어느 하나의 단계가 시간적으로 더 먼저 수행될 수도 있다. 단계 S3100 내지 단계 S3500은 모두 수행될 수도 있지만, 항상 단계 S3100 내지 단계 S3500가 모두 수행되어야 하는 것은 아니고, 단계 S3100 내지 단계 S3500 중 적어도 하나만이 수행될 수도 있다.
열전데이터획득 단계(S3100)에서는, 사용자에게 제공할 열감제공면과 상기 열감제공면으로 구성되는 열감제공트림에 관한 열전데이터를 획득할 수 있다. 상기 획득된 열전데이터로부터 좌표정보, 열감크기정보, 열감종류정보를 획득할 수 있다. 이 때, 상기 열감제공스트림을 구성하는 n개의 프레임(frame)에 관한 데이터를 생성할 수 있다. a 번째 프레임(frame) 구성단계(S3200)에서는 열감제공면을 구성하기 위한 n개의 프레임(frame) 중 일 프레임(frame)을 구현할 수 있다. 상기 한 프레임(frame) 동안 구동픽셀별로 출력되는 구동전원(I)의 크기와 극성이 결정될 수 있다. 상기 결정된 구동전원(I)의 크기와 극성 기초하여 구동픽셀별로 인가되어야 하는 전원(P)의 크기와 신호의 크기가 결정될 수 있다. 상기 전원크기/데이터신호크기 제어 단계(S3300)에서는 상기 결정된 전원(P)과 신호의 크기에 따라 한 프레임(frame)의 라인타임(lt)별로 복수의 출력선들을 통해 전원(P)과 신호를 구동픽셀별로 인가할 수 있다. 상기 a값 판단 단계(S3400)에서는 열감제공면을 구성하는 모든 프레임(frame)에서 전원(P)과 신호가 인가되었는지 판별할 수 있다. 프레임(frame)이 남아 있는 경우 다음 프레임(frame)으로 넘어가 전원(P)과 신호를 인가하고, 모든 프레임(frame)에서 전원(P)과 신호가 인가된 경우 다음 열감제공면으로 넘어갈 수 있다. 상기 열감제공스트림완성단계(S3500)에서는 모든 열감제공면이 사용자에게 제공되도록 하여 사용자에게 제공되는 열감제공스트림을 완성할 수 있다.
<제2 실시예>
이하에서는 열전구동어셈블리의 제2 실시예에 대해서 설명한다. 이하에서는 제1 실시예와 중복되는 설명은 생략하도록 한다. 즉, 제1 실시예에서 전용될 수 있는 기술적 사상들은 제2 실시예에서 중복하여 설명하지 않는다. 예를 들어, 상술한 구동전원 생성 동작에서의 열전 데이터 획득 및 전달, 열감의 크기와 종류의 제어 등은 제2 실시예에서도 적용될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 36은 본 출원의 일 실시예에 따른 열전구동어셈블리(2000)를 나타내는 개략도이다.
도 37은 본 출원의 일 실시에예 따른 연결라인(2500)에 의해 전기적으로 연결되는 열전소자그룹을 나타내는 도면이다.
도 36을 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 열전구동어셈블리(2000)는 게이트신호원(2231)과 데이터신호원(2235)을 포함하는 신호생성부, 전원생성부(2210), 열전소자그룹(2110), 스위치(2300)가 구비될 수 있다.
상기 열전구동어셈블리(2000)의 각 구성은 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 상기 각 구성들을 전기적으로 연결하는 게이트라인(2250), 데이터라인(2270), 파워라인(2290) 및 연결라인(2500)들이 구비될 수 있다.
상기 게이트신호원(2231)으로부터 연장되는 복수의 게이트라인 중 일 게이트라인(2250)은 일 방향으로 배치되는 구동픽셀들의 각 스위치(2300)들에 연결될 수 있다. 달리 말해, 일 방향으로 배치되는 구동픽셀들의 각각의 스위치(2300)는 동일한 게이트라인(2250)에 연결될 수 있다.
또한, 상기 데이터신호원(2235)으로부터 연장되는 복수의 데이터라인(2270) 중 일 데이터라인(2270) 또한 상기 게이트라인(2250)과 마찬가지로 구동픽셀들의 각 스위치(2300)에 연결될 수 있다. 따라서, 이에 대해서 중복되는 설명은 생략한다.
상기 전원생성부(2210)로부터 연장되는 복수의 파워라인 중 일 파워라인(2290)은 일 방향으로 배치되는 구동픽셀들 중 일 구동픽셀에 배치된 스위치(2300)와 열전소자그룹(2110)에 연결될 수 있다. 달리 말해, 일 방향으로 배치되는 구동픽셀 중의 일 구동픽셀의 스위치(2300)와 열전소자그룹(2110)은 일 파워라인(2290)에 모두 연결될 수 있다. 이를 위해, 전원생성부(2210)로부터 연장되는 일 파워라인(2290)은 분기하여 열전소자그룹(2110)과 스위치(2300)에 동시에 연결될 수 있다. 이때, 파워라인(2290)에 접촉되는 스위치(2300)는 제1 스위치(2301)로 정의되고, 열전소자그룹(2110)은 제1 열전소자그룹(2111)으로 정의되며, 상기 제1 스위치(2301)와 상기 제1 열전소자그룹(2111)이 배치되는 구동픽셀은 제1 구동픽셀(2201)로 정의될 수 있다.
상기 연결라인(2500)은 일 방향으로 배치되는 일 구동픽셀과 타 구동픽셀을 전기적으로 연결할 수 있다. 구체적으로, 상기 연결라인(2500)은 일 구동픽셀에 배치된 스위치(2300) 및 열전소자그룹(2110)과 타 구동픽셀에 배치되는 스위치(2300) 및 열전소자그룹(2110)을 전기적으로 연결할 수 있다. 이를 위해, 연결라인(2500)은 분기하여 일 구동픽셀에 배치된 스위치(2300) 및 열전소자그룹(2110)에 접촉되고, 타 구동픽셀에 배치된 스위치(2300) 및 열전소자그룹(2110)에 접촉하여, 서로 전기적으로 접촉되도록 할 수 있다.
한편, 상기 일 방향은 특정한 방향을 의미하며, 상기 특정한 방향은 어떠한 방향에도 국한되지 않고 횡 방향, 종 방향, 또는 대각선 방향이 될 수 있다.
이하에서는 구동픽셀별로 배치되는 스위치(2300)와 열전소자그룹(2110)의 전기적 연결 관계에 대해서 설명한다.
상기 구동픽셀별로 배치되는 적어도 둘 이상의 스위치(2300)와 열전소자그룹(2110)은 전기적으로 병렬관계를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 일 구동픽셀에 배치되는 스위치(2300)와 열전소자그룹(2110)은 파워라인(2290)을 통해 전원을 동시에 인가 받을 수 있다. 달리 말해, 상기 스위치(2300)와 열전소자그룹(2110)으로 인가되는 전원은 스위치(2300) 또는 열전소자그룹(2110) 중 적어도 하나로 인가되고, 전원을 인가 받은 스위치(2300) 또는 열전소자그룹(2110) 중 적어도 하나는 전원을 출력할 수 있다.
한편, 서로 다른 구동픽셀에 배치되는 스위치(2300)와 열전소자그룹(2110)은 전기적으로 직렬관계를 가질 수 있다.
서로 다른 구동픽셀에 배치된 일 열전소자그룹(2110)과 타 열전소자그룹(2110)은 전기적으로 직렬관계를 가질 수 있다. 구체적으로, 제1 구동픽셀(2201)에 배치된 제1 열전소자그룹(2111)으로 인가되는 전원은 상기 제1 열전소자그룹(2111)을 거쳐 상기 제2 구동픽셀(2203)에 배치된 제2 열전소자그룹(2113)으로 인가될 수 있다.
이와 마찬가지로, 서로 다른 구동 픽셀에 배치된 일 스위치(2300)와 타 스위치(2300)는 전기적으로 직렬관계를 가질 수 있다. 즉, 제1 구동픽셀(2201)에 배치된 제1 스위치(2301)로 인가되는 전원은 상기 제1 스위치(2301)를 거쳐 상기 제2 구동픽셀(2203)의 제2 스위치(2303)로 인가될 수 있다.
또한, 서로 다른 구동 픽셀에 배치된 스위치(2300)와 열전소자그룹(2110)은 전기적으로 직렬관계를 가질 수 있다. 즉, 제1 구동픽셀(2201)에 배치된 제1 스위치(2301)로 인가되는 전원은 상기 제1 스위치(2301)를 거쳐 상기 제2 구동픽셀(2203)의 제2 열전소자그룹(2113)으로 인가될 수 있다. 또는, 즉, 제1 구동픽셀(2201)에 배치된 제1 열전소자그룹(2111)으로 인가되는 전원은 상기 제1 열전소자그룹(2111)을 거쳐 상기 제2 구동픽셀(2203)의 제2 스위치(2303)로 인가될 수 있다.
위와 같은 전기적 직렬관계를 위해, 연결라인(2500)이 구비될 수 있다.
도 37을 참조하면, 적어도 둘 이상의 열전소자그룹(2110)은 연결라인(2500)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 연결라인(2500)은 일 구동픽셀의 스위치(2300)와 상기 스위치(2300)에 대응되는 열전소자그룹(2110)과 타 구동픽셀의 스위치(2300)와 열전소자그룹(2110)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 연결라인(2500)은 상기 제1 구동픽셀(2201)의 제1 스위치(2301)와 제1 열전소자그룹(2111)에 접촉되며, 동시에 제2 구동픽셀(2203)의 제2 스위치(2303)와 제2 열전소자그룹(2113)에 접촉될 수 있다. 구체적으로, 상기 연결라인(2500)은 제1 구동픽셀(2201)의 제1 스위치(2301)와 제1 열전소자그룹(2111)의 전원이 출력되는 부분에 접촉되며, 상기 제2 구동픽셀(2203)의 제2 스위치(2303)와 제2 열전소자그룹(2113)의 전원을 인가받는 부분에 접촉될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 구동픽셀(2201)로부터 출력되는 전원이 상기 제2 구동픽셀(2203)로 인가되도록 할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 직렬관계를 가지도록 일방향으로 배치되는 복수의 열전소자그룹 중 일 열전소자그룹에는 다시 전원생성부로 회귀하는 별도의 파워라인(2292)이 구비되어, 상기 복수의 열전소자그룹으로 전원이 인가되도록 할 수 있다.
위와 같은 전기적인 직렬관계에 기초하여, 열전 동작이 수행될 수 있다. 이하에서는, 열전 동작에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 38은 본 출원의 일 실시예에 따른 일 열전동작을 나타내기 위한 도면이다.
도 39는 본 출원의 일 실시예에 따른 일 열전동작을 나타내기 위한 도면이다.
도 38과 39를 참조하면, 일 구동픽셀로부터 출력되는 전원이 타 구동픽셀로 전달되어, 상기 전원에 기초하여 상기 타 구동픽셀에 배치된 열전소자그룹(2110)이 열전동작을 수행할 수 있다. 또한, 상기 열전동작의 수행은 구동픽셀에 배치된 스위치(2300)의 전기적 개폐 여부에 따라 결정될 수 있다.
도 38을 참조하면, 상기 일 구동픽셀에 배치된 스위치(2300)의 게이트에는 게이트라인(2250)이 접촉되고, 스위치(2300)의 입력단에는 데이터라인(2270)이 접촉되고, 스위치(2300)의 출력단에는 연결라인(2500)이 접촉될 수 있다. 또한, 상기 일 구동픽셀에 배치된 열전소자그룹(2110)의 일 부분에는 전원을 전달하는 파워 라인 내지는 연결 라인이 접촉되고 타 부분에는 전원을 출력하기 위한 연결라인(2500)이 접촉될 수 있다.
따라서, 일 구동픽셀의 스위치(2300)의 전기적 개폐 여부는 상기 일 구동픽셀로 인가되는 게이트신호와 데이터신호에 기초하여 결정될 수 있다. 달리 말해, 구동픽셀로 인가되는 게이트신호와 데이터신호를 제어하여 구동 픽셀 별로 스위치(2300)의 전기적 개폐 여부를 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 일 구동픽셀로 게이트신호와 데이터신호가 동시에 인가되는 경우 상기 스위치(2300)가 전기적으로 열릴 수 있다.
이 경우, 일 구동픽셀의 스위치(2300)가 전기적으로 열리는 경우 상기 일 구동픽셀의 열전소자그룹(2110)은 열전동작을 수행하지 않고, 반대로 스위치(2300)가 전기적으로 닫히는 경우 열전소자그룹(2110)은 열전동작을 수행할 수 있다. 이는, 스위치(2300)가 전기적으로 열림으로써, 상기 열전소자그룹(2110)에 비하여 상대적으로 매우 낮은 저항을 가진 스위치(2300)로 전원이 집중되어 흐르는 현상에 기인할 수 있다. 즉, 제1 구동픽셀(2201)의 제1 연결라인(2500)을 통해 출력되는 전원은, 상기 제2 구동픽셀(2203)의 제2 스위치(2303)가 전기적으로 열리는 경우 상기 제2 스위치(2303)로 인가되고, 상기 제2 구동픽셀(2203)의 제2 스위치(2303)가 전기적으로 열리는 경우 상기 제2 열전소자그룹(2113)으로 인가됨으로써 상기 제2 열전소자그룹(2113)은 열전동작을 수행할 수 있다.
도 36을 다시 참조하면, 일 구동픽셀에는 열전소자그룹(2110)에 전기적으로 직렬 관계를 갖는 스위치(2300)가 더 구비될 수 있다. 즉, 상기 제1 구동픽셀(2201)에는 제1 열전소자그룹(2111)의 전원을 인가받는 부분에 차단스위치(2305)가 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 차단스위치(2305)의 입력단은 전원을 전달하는 파워 라인 내지는 연결 라인에 접촉되고, 출력단은 열전소자그룹(2110)의 전원을 인가 받는 부분에 전기적으로 연결될 수 있다.
이 경우, 상기 차단스위치(2305)의 전기적 개폐 여부는 상기 제1 스위치(2301)의 전기적 개폐 여부와 반대의 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 스위치(2301)가 전기적으로 열리는 경우 상기 차단스위치(2305)는 전기적으로 닫히며, 상기 제1 스위치(2301)가 전기적으로 닫히는 경우 상기 차단스위치(2305)는 전기적으로 열릴 수 있다. 예를 들어, 상기 차단스위치(2305)의 게이트는 상기 제1 스위치(2301)의 출력단과 전기적으로 연결되되 상기 차단스위치(2305)의 게이트와 상기 제1 스위치(2301)의 출력단의 사이에 인버터(inverter)가 구비되어 서로 반대의 동작을 수행하도록 할 수 있다. 다만, 위의 예에 국한되지 않는 방법으로 제1 스위치(2301)와 차단스위치(2305)는 서로 반대의 전기적 개폐 상태를 가질 수 있다.
이에 따라, 제1 스위치(2301)가 전기적으로 닫히는 경우 제1 열전소자그룹(2111)은 열전동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 스위치(2301)가 전기적으로 닫히는 경우, 상기 차단스위치(2305)는 전기적으로 열리게 되어 상기 제1 열전소자그룹(2111)으로 전원이 인가됨으로써, 상기 제1 열전소자그룹(2111)은 열전동작을 수행할 수 있게 된다.
반대로, 제1 스위치(2301)가 전기적으로 열리는 경우 제1 열전소자그룹(2111)은 열전동작을 수행할 수 없게 된다. 구체적으로, 상기 제1 스위치(2301)가 전기적으로 열리는 경우, 상기 차단스위치(2305)는 전기적으로 닫히게 되어 상기 제1 열전소자그룹(2111)으로 전원이 인가되지 않도록 하여 상기 제1 열전소자그룹(2111)은 열전동작을 수행할 수 없게 된다.
도 39에 도시된 바와 같이, 차단스위치(2305)가 더 배치되는 경우 구동픽셀별로 열전동작이 더 안정될 수 있다. 상기 차단스위치(2305)가 배치됨으로써 상기 열전소자그룹(2110)으로 인가되는 전원은 완벽하게 차단되는 효과를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 스위치(2301)가 전기적으로 열리는 경우, 상기 제1 스위치(2301)로 인가되는 전원 중 누출되는 전원은 상기 제1 열전소자그룹(2111)으로 인가될 수 있다. 이에 따라, 의도치 않게 제1 열전소자그룹(2111)이 열전동작을 수행할 수 있다. 상기 차단스위치(2305)가 배치됨으로써 상기 누출되는 전원이 차단되기 때문에, 의도치 않는 열전동작을 상기 제1 열전소자그룹(2111)이 수행하지 않게 된다. 결과적으로, 상기 차단스위치(2305)가 구비됨으로써, 구동픽셀 별로 열전소자그룹(2110)의 열전동작은 안정적으로 수행되게 된다.
이하에서는, 열감의 크기와 열감의 극성의 제어에 대해서 설명한다. 상기열감의 크기와 열감의 극성의 제어를 위해서는 상술한 제1 실시예에서의 제어 방법이 적용될 수 있다.
먼저, 열감의 크기의 제어를 위한 열전소자그룹으로 인가되는 구동전원 크기의 제어에 대해서 설명한다. 상기 구동전원 크기의 제어는 상술한 바와 같이 오버랩되는 시간의 제어, 복수의 프레임을 통한 제어에 의할 수 있다. 다만, 상기 제1 실시예에서는 구동픽셀로 인가되는 게이트신호와 데이터신호의 횟수 또는 시간에 구동전원의 출력 횟수 또는 시간이 비례하여, 상기 구동픽셀로 인가되는 게이트신호와 데이터신호의 횟수 또는 시간이 증가하는 경우 상기 구동전원의 출력 횟수 또는 시간이 증가하는 경향을 보이는데 반해, 제2 실시예의 제어방법은 구동픽셀로 인가되는 게이트신호와 데이터신호의 횟수 또는 시간에 반비례하여, 상기 구동픽셀로 인가되는 게이트신호와 데이터신호의 횟수 또는 시간이 증가하는 경우 구동전원의 출력 횟수 또는 시간이 감소하거 경향을 보일 수 있다.
먼저, 오버랩 되는 시간의 제어에 대해서 설명한다.
열감의 크기를 제어하기 위해 상기 스위치에 인가되는 신호의 오버랩되는 시간을 조절하여 상기 열전소자그룹으로 인가되는 구동전원의 시간을 제어할 수 있다. 즉, 상기 구동픽셀별로 배치된 스위치에 인가되는 데이터신호와 게이트신호가 오버랩되는 시간을 제어하여, 열전소자그룹으로 인가되는 구동전원의 시간을 제어함으로써, 상기 열전소자그룹에 의해 사용자에게 제공되는 열감의 크기를 조절할 수 있다.
상기 제어는 상기 오버랩되는 시간이 길어질수록 상기 구동전원이 열전소자그룹으로 인가되는 시간이 짧아짐으로써 상기 열전소자그룹에 의해 사용자에게 제공되는 열감의 크기는 감소되는 것에 기인할 수 있다. 또한, 상기 제어는 반대로 상기 오버랩되는 시간이 짧아질수록 상기 구동전원이 열전소자그룹으로 인가되는 시간이 길어짐으로써 상기 열전소자그룹에 의해 사용자에게 제공되는 열감의 크기가 증가되는 것에 기인할 수 있다.
즉, 구?E픽셀별로 인가되는 신호와 전원에 의한 오버랩되는 시간을 제어하여 상기 구동픽셀별로 출력되는 구동전원의 크기가 제어될 수 있다.
이하에서는, 복수 프레임 제어에 대해서 설명한다.
상술한 바와 같이, 열감제공면을 구성하기 위한 복수의 프레임으로 분할하여, 복수의 프레임 동안 구동픽셀로부터 출력되는 구동전원의 횟수를 제어하여 열감의 크기를 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 복수의 프레임 중 구동전원이 출력되는 프레임의 수를 제어하기 위하여, 프레임 별로 해당 구동픽셀로 인가되느 신호를 제어할 수 있다. 즉, 상기 구동픽셀에 대응되는 열전영역의 열전소자그룹에 의해 사용자에게 제공되는 열감의 크기에 기초하여, 상기 복수의 프레임동안 상기 구동픽셀로 인가되는 데이터신호와 게이트신호의 횟수를 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 구동픽셀별로 배치된 스위치로 복수의 프레임 중 구동픽셀로 데이터신호와 게이트신호가 인가되는 프레임의 수가 증가될수록, 이에 대응하여 상기 구동전원이 열전소자그룹으로 인가되는 횟수가 작아져 열감의 크기가 작아질 수 있다. 이에 반해, 상기 구동픽셀별로 배치된 스위치로 복수의 프레임 중 구동픽셀로 데이터신호와 게이트신호가 인가되는 프레임의 수가 감소될수록, 이에 대응하여 상기 구동전원이 열전소자그룹으로 인가되는 횟수가 증가하여 열감의 크기가 커질 수 있다.
이하에서는 구동픽셀별 극성 제어에 대해서 설명한다.
상술한 바와 같이 상기 열전소자그룹으로부터 출력되는 구동전원의 극성은 상기 열전소자그룹으로 인가되는 구동전원의 극성을 직접 제어함으로써 수행될 수 있다.
이 경우, 상기 열전소자그룹에 직렬로 연결되는 극성을 제어하는 구동제어소자가 구비될 수 있다. 달리 말해, 도 39에 도시된 차단 스위치의 위치에 극성을 제어하는 구동제어소자가 구비되거나 또는 상기 차단 스위치에 직렬로 연결되는 극성을 제어하는 구동제어소자가 구비될 수 있다. 상기 극성을 제어하는 구동제어소자는 H회로일 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 구동제어소자의 동작을 제어하기 위하여 극성제어부가 더 구비될 수 있으며, 상기 극성제어부로부터 상기 구동제어소자로 출력되는 극성 제어 신호에 따라 상기 열전소자그룹으로 인가되는 구동전원의 극성이 제어될 수 있다.
상술한 본 출원에 따른 구동전원제어방법 및 이를 이용하는 2D열감제공장치에 있어서, 각 실시예를 구성하는 단계가 필수적인 것은 아니며, 따라서 각 실시예는 상술한 단계를 선택적으로 포함할 수 있다. 또 각 실시예를 구성하는 각 단계는 반드시 설명된 순서에 따라 수행되어야 하는 것은 아니며, 나중에 설명된 단계가 먼저 설명된 단계보다 먼저 수행될 수도 있다. 또한 각 단계는 동작하는 동안 어느 한 단계가 반복적으로 수행되는 것도 가능하다.
1: 2D열감제공장치
10: 제1 영역
20: 제2 영역
110: 제1 기판
120: 제2 기판
130: 베이스
131: 몸체
133: 방열체
135: 체결홀
137: 비아홀
150: 와이어
1000: 열전구동어셈블리
1100: 열전모듈
1110: 열전소자그룹
1115: 제1 도체부재
1116: 열전소자
1117: 제2 도체부재
1200: 구동모듈
1210: 전원생성부
1230: 신호생성부
1231: 게이트신호원
1235: 데이터신호원
10: 제1 영역
20: 제2 영역
110: 제1 기판
120: 제2 기판
130: 베이스
131: 몸체
133: 방열체
135: 체결홀
137: 비아홀
150: 와이어
1000: 열전구동어셈블리
1100: 열전모듈
1110: 열전소자그룹
1115: 제1 도체부재
1116: 열전소자
1117: 제2 도체부재
1200: 구동모듈
1210: 전원생성부
1230: 신호생성부
1231: 게이트신호원
1235: 데이터신호원
Claims (13)
- 적어도 하나 이상의 열전소자를 포함하는 열전소자그룹이 일면에 열전영역별로 배치되는 제1 기판;
상기 열전영역별로 배치된 상기 열전소자그룹의 각각에 대응하여 제1 구동제어소자와 제2 구동제어소자가 상기 제1 기판의 일면과 마주보는 면에 배치되는 제2 기판;
상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 배치되며, 상기 열전소자그룹과 상기 제2 구동제어소자가 전기적으로 연결되도록 연장되는 구동와이어; 및
상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 지지하기 위하여, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 배치되는 베이스;를 포함하는,
2D열감제공장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 구동와이어는 상기 열전소자그룹과 상기 제2 구동제어소자 간의 최단 거리에 대응되는 길이로 연장되는,
2D열감제공장치.
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 구동와이어가 연장되는 경로 상의 상기 베이스의 영역에 상기 베이스를 관통하는 비아홀이 형성되며,
상기 구동와이어는 상기 비아홀을 통해 상기 베이스를 관통하는 것을 특징으로 하는,
2D열감제공장치.
- 제4 항에 있어서,
복수의 상기 열전영역 별로 대응되어 복수의 상기 비아홀이 상기 베이스에 형성되되, 상기 비아홀은 상기 열전영역 별로 배치된 열전소자그룹과 각각의 상기 제2 구동제어소자를 전기적으로 연결하는 각각의 구동와이어들의 길이가 서로 유사하게 연장되도록 하는 상기 베이스의 영역에 형성되는,
2D열감제공장치.
- 제5 항에 있어서,
상기 베이스는 상기 열전소자그룹에 발생된 열을 저감하기 위하여, 열확산성 높은 소재로 제공되는,
2D열감제공장치.
- 제5 항에 있어서,
상기 베이스는 상기 제1 기판과 상기 제1 기판에 배치된 열전소자그룹의 상기 베이스방향으로의 높이에 대응되는 간격만큼 이격되는 것을 특징으로 하는,
2D열감제공장치.
- 제7 항에 있어서,
상기 열전소자그룹의 열이 저감되도록, 상기 베이스는 상기 열전소자그룹과 접촉되는 것을 특징으로 하는,
2D열감제공장치.
- 제7 항에 있어서,
상기 베이스의 상기 제1 기판에 대향하는 면에는 열확산성 높은 소재로 제공되는 부재가 배치되고, 상기 부재는 상기 열전소자그룹에 접촉되어 열전소자그룹으로부터 열을 인가 받는 것을 특징으로 하는,
2D열감제공장치.
- 제8 항에 있어서,
상기 제1 구동제어소자 및 상기 제2 구동제어소자의 열화가 방지되도록, 상기 제2 기판에 배치된 상기 제1 구동제어소자 및 상기 제2 구동제어소자는 상기 베이스로부터 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는,
2D열감제공장치.
- 제10 항에 있어서,
상기 베이스는 몸체, 및 상기 몸체로부터 연장되는 방열체;를 포함하고,
상기 몸체는 상기 제1 기판에 인접하도록 배치되고, 상기 방열체는 상기 제2 기판에 인접하도록 배치되는,
2D열감제공장치.
- 삭제
- 적어도 하나 이상의 열전소자를 포함하는 열전소자그룹이 일면에 열전영역별로 배치되는 제1 기판;
상기 열전영역별로 배치된 상기 열전소자그룹의 각각에 대응하여 제1 구동제어소자와 제2 구동제어소자가 상기 제1 기판의 일면과 마주보는 면에 배치되는 제2 기판;
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되는 베이스;및
상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 배치되며, 상기 열전소자그룹과 상기 제2 구동제어소자가 전기적으로 연결되도록 연장되는 구동와이어;를 포함하며,
각 열전영역별로 배치된 열전소자그룹과 각각의 상기 제2 구동제어소자를 전기적으로 연결하는 각각의 구동와이어들의 길이가 서로 유사하게 연장되도록 하는, 상기 구동와이어가 연장되는 경로 상의 상기 베이스의 복수의 영역에 비아홀이 형성되며, 상기 구동와이어는 상기 비아홀을 통해 상기 베이스를 관통하는,
2D열감제공장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020170128337A KR101990628B1 (ko) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | 2d 열감 제공 장치 |
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ID=66164384
Family Applications (1)
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-
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Patent Citations (2)
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