KR20050081370A - 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 장치 및그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 상기 온도 보상 장치는, 액정 표시 소자의 주변 온도를 측정하는 온도 센서와, 상기 온도 센서에서 측정한 온도값에 따라 액정 표시 소자의 구동 전압을 조정하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 액정 표시 소자에 인가되는 구동 전압을 조정하는 구동 전압 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 가스 오븐 레인지와 같이 고온에서 작동하는 기기의 디스플레이부를 액정 표시 소자를 채용하여 구성하는 것이 가능하다.

Description

온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 장치 및 그 방법{Temperature compensation apparatus of a liquid crystal device having thermal sensor and method thereof}
본 발명은 액정 표시 소자의 온도 보상 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 가스 오븐 레인지의 작동 상태를 표시하기 위한 디스플레이부가 고온에 노출될 때 상기 디스플레이부를 구성하는 액정 표시 소자(LCD)의 액정의 특성이 변함으로써 바탕 색상이 전체적으로 짙어지는 것을 방지할 수 있는 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
가스 오븐 레인지는 하나의 기기에 오븐부, 그릴부, 탑버너부가 모두 구비되어 있어서, 여러가지 요리를 각각 또는 동시에 할 수 있다는 점 때문에 가정이나 업소에서 사용이 점차 증가되고 있다.
상기와 같은 종래 가스 오븐 레인지의 대표적인 형태가 도 1에 도시되어 있는 바, 이를 간단히 설명하면, 기기의 하측에 수직화력과 열대류를 이용하여 바베큐요리를 주로 하는 오븐부(10)가 설치되어 있고, 그 오븐부(10)의 상측에는 열대류를 이용한 생선의 구이요리가 주로 이루어지는 그릴부(20)가 설치되어 있으며, 그 그릴부(20)의 상부에는 음식물이 담겨진 용기를 가열하기 위한 여러 개의 버너(30)가 상측으로 노출되도록 구비되어 있는 탑버너부(40)가 설치되어 있다.
그리고, 상기 기기의 후면에는 오븐부(10), 그릴부(20)에서 발생되는 배기가스를 외부로 배출하기 위한 백가드부(50)가 결합되어 있고, 상기 오븐부(10)의 후면에는 바베큐 모터(미도시)와 컨벡션 모터(미도시)가 설치되어 있다.
상기와 같이 구성되어 있는 종래 가스 오븐 레인지는 사용자가 바베큐요리나 빵 등을 조리할때는 오븐부(10)에서 조리를 하고, 생선구이와 같이 노릇노릇한 구이요리를 할때는 그릴부(20)를 이용하여 요리를 하며, 음식물을 용기에 담아서 가열하는 일반요리를 할때는 상부에 노출되어 있는 탑버너부(40)의 버너(30)를 이용하여 요리를 하게 된다.
상기 가스 오븐 레인지의 전면에는 오븐부(10), 그릴부(20) 및 탑버너부(40)의 여러 기능을 조절하고 이들의 동작 상태를 확인하기 위한 전면 패널(60)이 설치되어 있는데, 구체적으로, 상기 전면 패널(60)은 오븐부(10), 그릴부(20) 및 탑버너부(40)를 작동시키기 위한 키들로 구성된 키 입력부(62)와, 이들의 작동 상태를 표시하는 디스플레이부(64)로 구성되어 있다.
한편, 액정 표시 소자(LCD ; Liquid Crystal Device)의 개발과 더불어 디스플레이 장치에 상기 액정 표시 소자를 채용하는 경우가 많아지고 있다. 이에 따라, 가스 오븐 레인지의 디스플레이부(64)도 상기 액정 표시 소자를 채용하여 구성하는 경우가 점점 증가하고 있다.
액정 표시 소자는 두 장의 투명 전극(ITO : Indium Tin Oxide) 사이에 액정 분자를 주입한 후 상기 투명 전극을 통해 전압을 인가하면, 액정 분자의 배열 방향이 전압 인가 전과 전압 인가 후에 달라지게 되는 것을 이용한 표시 소자로써, 휴대폰, 캠 코더, 컴퓨터 등의 제품에 다양하게 사용되고 있다.
상기 액정(LC ; Liquid Crystal) 분자는 고체와 액체의 중간 상태의 성질을 갖는 물질로, 분자의 배열이 어떤 방향으로는 불규칙적이며 액체 상태인데 반하여 다른 방향으로는 규칙적이며 광학적으로 결정 상태를 나타내므로 이방성 액체라고도 한다. 즉, 액체와 같은 유동성을 갖는 유기 분자인 액정이 결정과 같이 규칙적으로 배열된 것으로, 이 분자 배열이 외부 전계에 의해 변화하는 성질을 이용하여 표시 소자로 만든 것이 상기 액정 표시 소자(LCD)이다.
도 2는 액정 표시 소자를 구성하는 액정 분자의 전압 대비 광투과율을 보여주는 히스테리 그래프로서, (a)는 주변 온도가 정상적일 때를, (b)는 주변 온도가 고온일 때를 나타낸다.
주변 온도가 정상적일 때의 히스테리 그래프인 (a)를 참조하면, 액정 표시 소자에 전압이 인가되지 않을 땐 광투과율이 높고 전압이 인가되면 입사광이 광투과율이 낮은 것을 알 수 있는데, 이는 전압이 인가되지 않았을 때(전압 OFF 시)는 액정 분자가 광을 투과할 수 있도록 배열되어 있다가, 전압이 인가되면(전압 ON 시) 광을 투과할 수 없도록 재배열되었음을 의미한다.
액정 표시 소자는 상기와 같이 광이 투과되었을 때와 투과되지 않았을 때의 명암의 콘트라스트(contrast)를 이용하여 여러 가지 화상을 그려내는데, (a) 그래프에서 곡선의 상측 부분은 선택된(selected) 영역, 즉 광이 투과되는 영역을, 곡선의 하측 부분은 비선택된(non-selected) 영역, 즉 광이 투과되지 않는 영역을 나타낸다.
액정 표시 소자를 이용하여 어떠한 화상을 표현하고자 할 때, 선명한 화상을 얻기 위해서는 상기 선택된 영역과 비선택된 영역 사이의 명암 콘트라스트가 가장 커지도록 액정 표시 소자에 인가되는 작동 전압(Vop)을 조절한다. 통상, 상기 선택된 영역과 비선택된 영역 사이의 갭(G1)이 가장 커지도록 작동 전압(Vop)을 맞추면 명암 콘트라스트가 큰 선명한 화상을 얻을 수 있다.
한편, 액정 표시 소자를 구성하는 액정 분자들은 주변 온도에 의해 그 특성에 많은 영향을 받는다. (b) 그래프는 액정 표시 소자의 주변의 온도가 고온일 때를 나타내는데, 상기 히스테리 곡선이 좌측으로 움직인 것을 알 수 있다.
이 경우, 명암 콘트라스트가 가장 커지도록 작동 전압(Vop)을 인가하였다 하더라도, 선택된 영역과 비선택된 영역 사이의 갭(G2)이 작아지고 결과적으로 명암 콘트라스트가 작아져 액정 표시 소자의 바탕 색상이 전체적으로 짙어지는 "흑화 현상"을 일으킨다.
가스 오븐 레인지의 디스플레이부(64)에 장착된 액정 표시 소자의 경우, 제품 특성 상 주위의 온도가 고온으로 상승하는 경우가 많은데, 이에 의해 액정 표시 소자를 구성하는 액정 분자의 성질이 변하여 바탕 색상이 전체적으로 짙어지는 상기 흑화 현상이 발생하게 된다. 이러한 흑화 현상은 사용자가 제품 사용시 디스플레이가 전체적으로 짙게 변하는 문제로 인해 감성 불만을 야기시킨다.
현재, 국내의 가스 오븐 레인지는 고온 시 액정 분자의 성질 변화에 의해 발생되는 상기 흑화 현상 때문에 액정 표시 소자를 넓게 채용하고 있지 못하고 있으며, 외국 제품의 경우, 가스 오븐 레인지의 온도 상승을 고려하여 구조적인 보완, 예컨대 강제 팬 송풍, 온도 차단막을 통해 액정 표시 소자를 적용하고 있다.
본 발명의 목적은 주변 온도 상승에 의해 액정 분자의 성질이 변하여도 흑화 현상을 일으키지 않아 선명한 화면을 얻을 수 있는 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 주변 온도 상승에 의해 액정 분자의 성질이 변하여도 흑화 현상을 일으키지 않아 선명한 화면을 얻을 수 있는 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 장치는, 액정 표시 소자의 주변 온도를 측정하는 온도 센서; 상기 온도 센서에서 측정한 온도값에 따라 액정 표시 소자의 구동 전압을 조정하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어 신호에 따라 액정 표시 소자에 인가되는 구동 전압을 조정하는 구동 전압 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 구동 전압은 주변 온도가 상승함에 따라 낮아지도록 조정되는 것이 바람직하고, 상기 온도 센서는 온도에 따라 저항값이 변하는 써미스터인 것이 바람직하다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 방법은, 온도 센서를 이용하여 액정 표시 소자 주변의 온도를 측정하는 단계; 및 측정된 온도에 따라 액정 표시 소자를 구동시키기 위한 구동 전압을 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 구동 전압은 주변 온도가 상승함에 따라 낮아지도록 조정되는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 의하면, 온도 센서를 이용하여 액정 표시 소자 주변의 온도를 측정하고, 그 온도값이 상승하면 이에 맞춰 액정 표시 소자를 구동하기 위한 구동 전압은 낮춤으로써 액정 표시 소자의 선택된 영역과 비선택된 영역 사이의 갭을 크게 유지할 수 있으므로 흑화 현상이 없는 선명한 화상을 얻을 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 장치 및 그 방법에 대해 더욱 상세하게 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명에 의한 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
본 발명에 의한 액정 표시 소자의 온도 보상 장치는, 크게, 액정 표시 소자 주변의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(100)와, 상기 온도 센서(100)에서 측정한 온도값에 따라 액정 표시 소자의 구동 전압을 조정하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어부(110)와, 상기 제어부(110)의 제어 신호에 따라 액정 표시 소자에 인가되는 구동 전압을 조정하는 구동 전압 구동부(120)으로 구성된다.
상기 온도 센서(100)는 온도에 따라 저항값이 변하는 서미스터(thermistor)로, 제어부(110)는 상기 서미스터의 저항값을 읽음으로써 액정 표시 소자 주변의 온도를 계산한다. 상기 제어부(110)는 온도 센서(100)으로 부터 입력된 온도값을 (즉, 서미스터의 저항값) 기초로하여 액정 표시 소자의 구동 전압(Vop)을 조정하기 위한 제어 신호를 구동 전압 구동부(120)로 출력한다. 이때, 상기 제어 신호는 제어부(110)에서 구동 전압 구동부(120)로만 흐르는 단방향 통신이다.
상기 구동 전압 구동부(120)은 상기 제어부(110)에서 인가된 제어 신호를 기초로하여 액정 표시 소자를 구동하기 위한 구동 전압(Vop)값을 조정하고, 조정된 구동 전압은 액정 표시 소자(130)로 인가되어 액정 표시 소자를 구동시킨다.
상기 제어부(110)에는 후술하는 도 5의 그래프에 도시된 바와 같은 온도 대비 구동 전압(Vop)에 대한 데이타가 미리 입력되어 있어, 온도 센서(100)에서 어떠한 온도값이 측정되면 제어부(110)는 미리 입력되어 있는 상기 데이타를 기초로하여 구동 전압(Vop)을 조정하기 위한 제어 신호를 출력하는데, 상기 구동 전압 구동부(120)는 이 제어 신호를 수신하여 구동 전압(Vop)을 조정한다.
도 4는 본 발명에 의한 온도 보상 방법을 설명하기 위해 도시한 액정 표시 소자에 인가된 전압 대비 광투과율을 보여주는 히스테리 그래프들이다.
(a) 그래프는 주변 온도가 정상적일 때의 그래프인데, 선택된 영역과 비선택된 영역 사이의 갭(G1)이 가장 크도록 액정 표시 소자의 구동 전압(Vop)이 조정되어 있는 상태를 보여준다. (b) 그래프는 상기 (a) 그래프 상태에서 주변 온도가 상승하여 선택된 영역과 비선택된 영역 사이의 갭(G2)이 작아져 명암 콘트라스트가 작아 흑화 현상이 발생한 상태를 보여준다.
액정 표시 소자를 이용하여 어떠한 화상을 표현하고자 할 때, 선명한 화상을 얻기 위해서는 상기 선택된 영역과 비선택된 영역 사이의 명암 콘트라스트가 가장 커지도록 액정 표시 소자에 인가되는 작동 전압(Vop)을 조절하는 것이 중요하다. 통상, 상기 선택된 영역과 비선택된 영역 사이의 갭이 가장 커지도록 작동 전압(Vop)을 맞추면 명암 콘트라스트가 큰 선명한 화상을 얻을 수 있다.
(c) 그래프는 상기 (b) 그래프 상태에서 명암 콘트라스트를 높이기 위해 선택된 영역과 비선택된 영역 사이의 갭(G3)이 가장 크도록 액정 표시 소자의 구동 전압(Vop)를 조정한 상태를 보여준다. 액정 표시 소자 주변의 온도가 상승할 수록 액정 분자의 특성을 나타내는 히스테리 곡선은 좌측으로 기우므로, 이에 따라 구동 전압(Vop)도 좌측으로 옮겨, 즉 구동 전압을 낮추어 상기 선택된 영역과 비선택된 영역 사이의 갭(G3)이 다시 커지도록 한다.
따라서, (b) 그래프에서와 같이 선택된 영역과 비선택된 영역 사이의 갭(G2)이 작아져 낮은 명암 콘트라스트에 의해 흑화 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 액정 표시 소자의 주변 온도 상승에 따른 구동 전압의 변화를 나타낸 그래프로서, 주변 온도가 상승할 수록 액정 분자의 특성을 나타내는 히스테리 곡선은 좌측으로 기우므로 상기 구동 전압(Vop)도 이에 맞춰 낮아진다는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 장치에 의하면, 온도 센서를 이용하여 액정 표시 소자 주변의 온도를 측정하고, 그 온도값이 상승하면 이에 맞춰 액정 표시 소자를 구동하기 위한 구동 전압은 낮춤으로써 액정 표시 소자의 선택된 영역과 비선택된 영역 사이의 갭을 크게 유지할 수 있으므로 흑화 현상이 없는 선명한 화상을 얻을 수 있다.
가스 오븐 레인지와 같이 고온에서 작동되는 기기에 액정 표시 소자를 채용하는 경우, 액정 표시 소자가 고온의 영향을 받아 흑화 현상이 발생함으로써 디스플레이되는 내용이 무엇인지 인지하기 어려운 경우가 많았다. 그러나, 본 발명에 의하면 상기한 바와 같은 문제점을 해결할 수 있으므로, 가스 오븐 레인지와 같이 고온에서 작동하는 기기의 디스플레이부를 액정 표시 소자를 채용하여 구성하는 것이 가능하다.
도 6은 본 발명에 의한 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
사용자가 가스 오븐 레인지의 오븐부, 그릴부 및 탑버너부 중 어느 하나 또는 그 이상을 동시에 작동시키면(S100 단계), 가스 오븐 레인지 내의 각종 버너 및 히터들의 작용에 의해 전면 패널(도 1의 60) 주변의 온도는 상승한다.
이에, 상기 전면 패널의 디스플레이부를 구성하는 액정 표시 소자 주변의 온도를 측정하기 위한 온도 센서가 작동하여 상기 액정 표시 소자 주변의 온도를 측정한다(S110 단계).
가스 오븐 레인지의 작동 시간이 경과함에 따라 액정 표시 소자의 주변 온도는 점점 상승하고, 이에 따라 온도 센서에서 측정한 온도값이 액정 표시 소자를 구성하는 액정 분자의 특성을 변형시킬 정도로 고온이 되었다고 판단되면(S120 단계), 제어부는 상기한 온도 상승에 맞춰 액정 표시 소자를 구동하기 위한 구동 전압을 보정한다(S130 단계). 본 발명의 일 실시예에서는 액정 표시 소자의 구동 전압을 보정하는 상기 S130 단계는, 도 5의 그래프를 참조했을 때, 주변 온도가 상승함에 따라 구동 전압을 낮추는 과정으로 진행한다.
본 발명에 의한 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 장치 및 그 방법에 의하면, 온도 센서를 이용하여 액정 표시 소자 주변의 온도를 측정하고, 그 온도값이 상승하면 이에 맞춰 액정 표시 소자를 구동하기 위한 구동 전압은 보정함으로써 액정 표시 소자의 선택된 영역과 비선택된 영역 사이의 갭을 크게 유지할 수 있으므로 흑화 현상이 없는 선명한 화상을 얻을 수 있다.
따라서, 가스 오븐 레인지와 같이 고온에서 작동하는 기기의 디스플레이부를 액정 표시 소자를 채용하여 구성하는 것이 가능하다.
도 1은 일반적인 가스 오븐 레인지의 사시도이다.
도 2는 액정 표시 소자를 구성하는 액정 분자의 전압 대비 광투과율을 보여주는 히스테리 그래프로서, (a)는 주변 온도가 정상적일 때를, (b)는 주변 온도가 고온일 때를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 의한 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 액정 표시 소자의 주변 온도 상승에 따른 구동 전압의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 액정 표시 소자의 주변 온도 상승에 따른 구동 전압의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명에 의한 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 오븐부 20 : 그릴부
30 : 버너 40 : 탑버너부
60 : 전면 패널 64 : 디스플레이부
100 : 온도 센서 110 : 제어부
120 : 구동 전압 구동부 G1, G2, G3 : 갭

Claims (5)

  1. 액정 표시 소자의 주변 온도를 측정하는 온도 센서;
    상기 온도 센서에서 측정한 온도값에 따라 액정 표시 소자의 구동 전압을 조정하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어 신호에 따라 액정 표시 소자에 인가되는 구동 전압을 조정하는 구동 전압 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 전압은 주변 온도가 상승함에 따라 낮아지도록 조정되는 것을 특징으로 하는 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 센서는 온도에 따라 저항값이 변하는 써미스터인 것을 특징으로 하는 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 장치.
  4. 온도 센서를 이용하여 액정 표시 소자 주변의 온도를 측정하는 단계; 및
    측정된 온도에 따라 액정 표시 소자를 구동시키기 위한 구동 전압을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 구동 전압은 주변 온도가 상승함에 따라 낮아지도록 조정되는 것을 특징으로 하는 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 방법.
KR1020040009577A 2004-02-13 2004-02-13 온도 센서를 구비한 액정 표시 소자의 온도 보상 장치 및그 방법 KR20050081370A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9881547B2 (en) 2014-10-02 2018-01-30 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting diode (OLED) display and method of driving the same

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