KR20100056681A - 액정 표시 장치의 온도 조절 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 액정 표시 장치의 주변 온도를 일정 수준으로 유지시켜 상기 액정 표시 장치의 동작 환경을 최적화시키기 위한 기술에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 액정 표시 장치의 주변에 설치되어 상기 액정 표시 장치의 주변 온도를 상승시키는 열발생부, 상기 액정 표시 장치의 주변에 설치되어 상기 액정 표시 장치의 주변 온도를 하강시키는 냉각부 및 상기 액정 표시 장치의 주변에 설치되어 상기 액정 표시 장치의 주변 온도에 따라 상기 열발생부와 상기 냉각부의 구동상태를 제어하여 상기 액정 표시 장치의 주변 온도를 특정 온도 대역으로 유지시키는 온도감지부를 구비할 수 있다.

Description

액정 표시 장치의 온도 조절 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING TEMPERTURE OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시 장치의 온도 조절 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량용 액정 표시 장치의 주변 온도를 일정 수준으로 유지시켜 상기 액정 표시 장치의 동작 환경을 최적화시키기 위한 기술에 관한 것이다.
차량내에 다양한 전자 기기들이 구비되면서, 상기 전자 기기들의 동작 상태를 시각적으로 표시하기 위한 표시 수단으로서 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display Devece)가 차량 내부에 설치되고 있다.
차량 오디오 장치가 그 대표적인 예이다.
차량 오디오 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 오디오 매체(CD 등)의 재생 상태를 선택하기 위한 복수의 버튼 입력부와, 라디오 출력 및 선국 상태를 선국하기 위한 복수의 버튼 입력부 및, 음량 출력 상태를 조절하기 위한 복수의 버튼 입력부 들을 구비하고, 상기 각 버튼들에 의한 명령 입력 상태 및 동작 상태를 시각적으로 표시하기 위한 액정 표시 장치(10)가 구성된다.
이러한 액정 표시 장치(10)는 온도에 따라 반응 속도와 색감이 변한다는 특 성이 있다.
즉, 액정 표시 장치(10)는 특정 온도대역에서는 정상적인 동작을 수행하지만, 저온(예컨대, O℃ 이하)에서는 화면 출력에 따른 반응 속도가 느려지고, 고온(예컨대, 50℃ 이상)에서는 화면상에 출력되는 색상이 변질된다는 문제가 있다.
본 발명은 차량용 액정 표시 장치의 주변에 냉각부와 열발생부를 설치한 상태에서 상기 액정 표시 장치의 주변 온도를 근거로 상기 냉각부 또는 상기 열발생부를 선택적으로 구동시켜 상기 액정 표시 장치의 주변 온도가 항상 일정 수준으로 유지할 수 있도록 상기 액정 표시 장치의 주변 온도를 제어하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치의 온도 조절 장치는 액정 표시 장치의 주변에 설치되어 상기 액정 표시 장치의 주변 온도를 상승시키는 열발생부, 상기 액정 표시 장치의 주변에 설치되어 상기 액정 표시 장치의 주변 온도를 하강시키는 냉각부 및 상기 액정 표시 장치의 주변에 설치되어 상기 액정 표시 장치의 주변 온도에 따라 상기 열발생부와 상기 냉각부의 구동상태를 제어하여 상기 액정 표시 장치의 주변 온도를 특정 온도 대역으로 유지시키는 온도감지부를 구비하여 구성된다.
바람직하게, 본 발명에서 상기 특정 온도 대역은 제1온도 이상이고 제2온도 이하인 온도 대역이고, 상기 온도감지부는 상기 열발생부로 전원을 공급하여 상기 열발생부를 구동시키는 열발생부 구동부, 상기 냉각부로 전원을 공급하여 상기 펠티에 소자를 구동시키는 냉각부 구동부 및 상기 액정 표시 장치의 주변 온도에 근거로 상기 열발생부 구동부와 냉각부 구동부를 선택적으로 동작시키는 온도센서를 구비할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에서 온도센서는 온도에 따라 저항값이 변하는 피티씨(PTC) 소자일 수 있다.
바람직하게, 본 발명에서 상기 냉각부 구동부는 상기 냉각부로의 전원 경로를 스위칭 제어하는 스위칭소자, 상기 피티씨 소자의 출력 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 스위칭소자의 스위칭상태를 제어하는 차동증폭기를 구비할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에서 상기 열발생부 구동부는 상기 열발생부로의 전원 경로를 스위칭 제어하는 스위칭소자, 상기 피티씨 소자의 출력 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 스위칭소자의 스위칭상태를 제어하는 차동증폭기를 구비할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에서 상기 스위칭소자는 트랜지스터일 수 있다.
바람직하게, 본 발명에서 상기 냉각부는 펠티에에 소자일 수 있다.
바라직하게, 본 발명에서 상기 열발생부는 열선일 수 있다.
바람직하게, 본 발명은 태양 패널에 의해 변환된 전원을 충전하여 상기 냉각부와 상기 열발생부로 전원을 제공하는 태양전지부를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치의 온도 조절 장치에 의하면, 액정 표시 장치의 주변 온도에 따라 냉각소자인 펠티에 소자 또는 열발생부인 열선이 선택적으로 구동되어 액정 표시 장치의 주변 온도가 제1온도 미만일때는 의도적으로 상기 액정 표시 장치의 주변 온도를 상승시키고, 상기 액정 표시 장치의 주변 온도가 제2 온도를 초과할 때는 의도적으로 상기 액정 표시 장치의 주변 온도를 하강시킴으로써 상기 액정 표시 장치의 주변 온도가 상기 액정 표시 장치의 최적의 온도 조건 을 만족시킬 수 있게 된다.
이로써, 차량용 액정 표시 장치의 화질 성능을 개선시킬 수 있다는 효과가 있다.
이하, 첨부되어진 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 온도 조절 장치의 블럭 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 전원부(20), 태양전지부(22), 온도감지부(24), 펠티에 소자(26), 열발생부(28)를 구비한다.
전원부(20)는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치가 오디오 시스템에 적용될 경우 상기 오디오 시스템의 전원부(도시 생략)에 해당하고, 태양전지부(22)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 오디오 시스템의 전면 소정부 또는 차량의 소정부에 설치된 태양 패널(P)에 의해 생성된 전기에너지를 충전하여 전원부(20)로부터의 전원공급이 중단되었을 경우 펠티에 소자(26) 또는 열발생부(28)로 전원을 공급하는 보조 전원공급수단이다.
온도감지부(24)는 상기 액정 표시 장치의 주변 온도를 근거로 펠티에 소자(26) 또는 열발생부(28)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다. 온도감지부(24)는 제1온도 미만에서는 열발생부(28)로 상기 전원을 공급하여 열발생부(28)를 동작시키고, 제2온도 초과에서는 펠티에 소자(26)로 상기 전원을 인가하여 펠티에소 자(26)를 동작시킨다.
펠티에 소자(26)는 냉각부로서, 상기 전원이 인가되면 열을 흡수하여 주변 온도를 냉각시키는 기능을 수행하고, 열발생부(28)는 열선으로 구성되어 전원이 인가되면 열을 발생시켜 주변 온도를 상승시키는 기능을 수행한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 액정 표시 장치(예컨대, LCD 패널)의 저면에 열선으로 구성된 열발생부(28)가 설치되고, 열발생부(28)의 저면에는 펠티에 소자(26)가 설치된다.
도 5에 도시된 회로구성도를 참조하여 온도감지부(24)의 구성을 보다 상세하게 설명한다.
온도감지부(24)는 도 4에 도시된 바와 같이 피티씨(이하, PTC) 소자(41), 차동증폭기(42, 44), 스위칭소자(43, 45)를 구비하여 구성된다.
PTC 소자(41)는 온도센서로서, LCD 패널(L) 주변 또는 펠티에 소자(28) 주변에 설치되어 주변 온도에 따라 저항값이 변하는 소자이다. 본 발명의 실시예에서 PTC 소자(41)는 온도가 높아질 수록 저항값이 커지는 특성을 갖는다.
PTC 소자(41)는 일단은 펠티에 소자(26)에 연결되고 타단은 N 노드에 연결되고, N 노드에는 차동증폭기(42)의 - 단과 차동증폭기(44)의 + 단이 각각 연결된다.
차동증폭기(42)는 N 노드를 통해 PTC 소자(41)와 - 단이 연결되고, + 단은 저항(R1)을 통해 접지되도록 구성되고, 차동증폭기(42)의 출력단에는 스위칭소자(43)가 연결된다. 스위칭소자(43)는 트랜지스터로 구성될 수 있고, 베이스 단(B)은 차동증폭기(42)와 연결되고, 컬렉터단(C)은 펠티에소자(26)를 통해 전원부와 연결되며, 이미터단(E)은 접지되도록 구성된다.
본 발명의 실시예에서 차동 증폭기(42)와 스위칭소자(43)는 펠티에 소자(26)로의 전원공급경로의 설정 상태를 제어하여 펠티에 소자(26)의 구동상태를 제어하는 냉각부 구동부(241)이다.
또 다른 차동증폭기(44)는 N 노드를 통해 피티씨 소자(41)와 + 단이 연결되고, - 단은 저항(R2)를 통해 접지되도록 구성되고, 차동증폭기(44)의 출력단에는 스위칭소자(45)가 연결된다. 스위칭소자(45)는 트랜지스터로 구성될 수 있고, 베이스단(B)은 차동증폭기(44)와 연결되고, 컬렉터단(C)은 열발생부(28)를 통해 전원부와 연결되고, 이미터단(D)은 접지되도록 구성된다.
본 발명의 실시예에서 차동 증폭기(44)와 스위칭소자(45)는 열발생부(28)로의 전원공급경로의 설정 상태를 제어하여 열발생부(28)의 구동상태를 제어하는 열발생부 구동부(242)이다.
한편, 차동증폭기(42)의 + 단에 연결되는 저항(R1)은 제2온도(예컨대, 50 ℃)인 경우 PTC 소자(41)가 갖는 저항값으로 설정될 수 있고, 제2온도는 액정 표시 장치의 성능에 따라 일정 범위내에서 조정될 수 있다.
그리고, 차동증폭기(44)의 - 단에 연결되는 저항(R2)은 제1온도(예컨대, 0℃)인 경우 PTC 소자(41)가 갖는 저항값으로 설정될 수 있고, 제1온도는 액정 표시 장치의 성능에 따라 일정 범위내에서 조정될 수 있다. PTC 소자(41)의 특성에 의해 저항(R1)이 저항(R2)보다 큰 저항값을 갖는다.
도 2와 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 온도 조절 장치의 동작을 상세하게 설명한다.
먼저, 제1온도가 0℃ 이고 제2온도가 50℃인 경우를 예로서 설명한다.
PTC 소자의 주변 온도가 제1온도와 제2온도의 사이에 존재한다면, N노드의 전압이 차동증폭기(D1)의 + 단 전압보다 높고, 차동증폭기(D2)의 - 단 전압보다 낮기 때문에, 차동증폭기(D1)과 차동증폭기(D2)는 각각 로우레벨을 출력한다.
차동증폭기(D1)는 베이스단(B)으로 로우레벨이 인가됨에 따라 오프상태가 되고, 차동증폭기(D2)도 베이스단(B)으로 로우레벨이 인가됨에 따라 오프상태가 된다. 이로써, 펠티에 소자(26)와 열발생부(28)로의 전원공급이 차단되어 펠티에 소자(26)와 열발생부(28)가 동작하지 않게 된다.
그러나, 상술한 경우와 달리 PTC 소자의 주변 온도가 제1온도보다 낮으면 PTC 소자(41)의 저항값이 저항(R2)보다 낮아지기 때문에, N노드의 전압이 차동증폭기(44)의 - 단의 전압보다 높아짐에 따라 차동증폭기(44)는 하이레벨을 출력한다. 스위칭 소자(45)는 차동증폭기(44)로부터 출력된 하이레벨에 의해 온되어 도통되고, 이로써 열발생부(28)로 전원이 공급되어 열발생부(28)가 동작하게 된다.
한편, 상기 경우에는 PTC 소자(41)의 저항값이 저항(R1)보다 낮기 때문에, 차동증폭기(42)의 - 단의 전압이 + 단의 전압보다 높아짐에 따라 차동증폭기(42)는 로우레벨을 출력한다. 스위칭 소자(45)는 차동증폭기(44)로부터 출력된 로우레벨에 의해 오프되고, 이로써 펠티에 소자(26)로의 전원공급이 차단되어 펠티에 소자(26)가 동작하지 않는 상태를 유지한다.
상술한 바와 같이, PTC 소자(41)의 주변 온도가 제1온도보다 낮은 경우에는 펠티에 소자(26)는 동작하지 않고 열발생부(28)만이 동작하고, 열발생부(28)의 동작에 의해 PTC 소자의 주변 온도가 상승될 것이다.
열발생부(28)에 의해 PTC 소자(41)의 주변 온도가 제1온도보다 높아지면, PTC 소자(41)의 저항값이 저항(R2)보다 높아지기 때문에 N노드 전압이 차동증폭기(44)의 -단의 전압보다 낮아진다. 상기 전압차에 의해 차동증폭기(44)가 로우레벨을 출력함에 따라 스위칭소자(45)가 오프되어 열발생부(28)로의 전원공급이 차단되어 열발생부(28)가 동작하지 않는 상태가 된다.
한편, PTC 소자(41)의 주변 온도가 제2온도보다 높아지면, PTC 소자(41)의 저항값이 저항(R1)보다 높아짐에 따라 N 노드 전압이 차동증폭기(42)의 + 단의 전압보다 낮아지고, 차동증폭기(44)의 - 단보다 낮아진다.
상기와 같은 N 노드 전압에 의해 차동증폭기(42)는 스위칭소자(43)로 하이레벨을 출력하고, 차동증폭기(44)는 스위칭소자(45)로 로우레벨을 출력한다.
스위칭소자(43)은 베이스단(B)으로 하이레벨이 입력됨에 따라 도통되고, 이로 인해 펠티에 소자(20)로 전원이 공급되어 펠티에 소자(20)가 동작상태가 된다. 반면, 스위칭소자(45)는 베이스단(B)으로 로우레벨이 입력됨에 따라 오프상태가 되고, 이에 따라 열발생부(28)로의 전원공급이 차단되어 열발생부(28)는 동작하지 않는다. 펠티에 소자(20)가 동작함에 따라 PTC 소자(41)의 주변 온도가 하강될 것이다.
PTC 소자(41)의 주변 온도가 제2온도보다 높은 상태에서는 상술한 바와 같이 펠티에 소자(26)는 동작하고 열발생부(28)는 동작하지 않는 상태를 유지하게 되며, 만약 PTC 소자(41)의 주변 온도가 제2온도보다 낮아진다면 N 노드 전압이 차동증폭기(42)의 + 단 전압보다 높아지고, 차동증폭기(44)의 - 단 전압보다는 낮아질 것이기 때문에, 펠티에 소자(26)와 열발생부(28)로의 전원공급이 차단되어 펠티에 소자(26)와 열발생부(28)가 동작하지 않게 된다.
본 발명의 실시예에서 펠티에 소자(26)와 열발생부(28)의 동작을 위해 공급되는 전원은 본 발명이 오디오 시스템에 적용되는 경우는 오디오 시스템의 전원부로부터 공급받지만, 도 3에 도시된 바와 같이 오디오 시스템의 외부에 구성되는 태양 패널(P)로부터 발생된 전원이 충전되어진 태양전지부(22)로부터 공급받을 수도 있다.
이로써, 본 발명은 오디오 시스템에 적용되어 구성된 상태에서 오디오 시스템의 전원이 온 되지 않더라도, 태양전지부(22)로부터 공급되는 전원에 의해 액정 표시 장치에 대한 온도 제어를 수행할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 오디오 시스템의 설치예를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 온도 조절 장치의 블럭 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양 패널의 설치예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LCD 패널과 펠티에 소자 및 열발생부의 설치예를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 온도감지부의 세부 회로 구성도.

Claims (8)

  1. 액정 표시 장치의 주변에 설치되어 상기 액정 표시 장치의 주변 온도를 상승시키는 열발생부;
    상기 액정 표시 장치의 주변에 설치되어 상기 액정 표시 장치의 주변 온도를 하강시키는 냉각부 및
    상기 액정 표시 장치의 주변에 설치되어 상기 액정 표시 장치의 주변 온도에 따라 상기 열발생부와 상기 냉각부의 구동상태를 제어하여 상기 액정 표시 장치의 주변 온도를 특정 온도 대역으로 유지시키는 온도감지부를 구비하는
    액정 표시 장치의 온도 조절 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 온도감지부는
    상기 주변 온도가 제 1 온도 이하인 경우 상기 열발생부로 전원을 공급하여 상기 열발생부를 구동시키는 열발생부 구동부;
    상기 주변 온도가 제 2 온도 이상인 경우 상기 냉각부로 전원을 공급하여 상기 냉각부를 구동시키는 냉각부 구동부 및
    상기 액정 표시 장치의 주변 온도에 근거로 상기 열발생부 구동부와 냉각부 구동부를 선택적으로 동작시키는 온도센서를 구비하는
    액정 표시 장치의 온도 조절 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 온도센서는
    온도에 따라 저항값이 변하는 피티씨(PTC) 소자인
    액정 표시 장치의 온도 조절 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 냉각부 구동부는
    상기 냉각부로의 전원 경로를 스위칭 제어하는 스위칭소자;
    상기 피티씨 소자의 출력 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 스위칭소자의 스위칭상태를 제어하는 차동증폭기를 구비하는
    액정 표시 장치의 온도 조절 장치.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 열발생부 구동부는
    상기 열발생부로의 전원 경로를 스위칭 제어하는 스위칭소자;
    상기 피티씨 소자의 출력 전압과 기준 전압을 비교하여 상기 스위칭소자의 스위칭상태를 제어하는 차동증폭기를 구비하는
    액정 표시 장치의 온도 조절 장치.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 스위칭소자는
    트랜지스터인
    액정 표시 장치의 온도 조절 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각부는 펠티에 소자이고,
    상기 열발생부는 열선인
    액정 표시 장치의 온도 조절 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    태양 패널에 의해 변환된 전원을 충전하여 상기 냉각부와 상기 열발생부로 전원을 제공하는 태양전지부를 더 구비하는
    액정 표시 장치의 온도 조절 장치.
KR1020080115603A 2008-11-20 2008-11-20 액정 표시 장치의 온도 조절 장치 KR101417123B1 (ko)

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