KR20150027354A - 영상표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시영역과 비표시영역을 포함하고, 영상을 표시하는 표시패널과; 상기 비표시영역에 형성되는 센서 박막트랜지스터와; 상기 센서 박막트랜지스터의 문턱전압의 변화로부터 상기 표시패널의 실시간 온도를 산출하고, 상기 실시간 온도에 따라 상기 영상을 표시하기 위한 다수의 제어신호를 보상하여 상기 표시패널에 공급하는 구동부를 포함하는 영상표시장치를 제공한다.

Description

영상표시장치 및 그 구동방법{Image display device and method of driving the same}
본 발명은 영상표시장치에 관한 것으로, 특히 온도감지센서를 표시패널에 실장하여 온도감지의 정확도와 신뢰도를 높일 수 있는 영상표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 분야에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비 전력화 등의 특징을 지닌 여러 평판 표시 장치(Flat Panel Display device), 예를들어, 액정표시장치(Liquid Crystal Display device), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display device) 등이 연구되고 있다.
이와 같은 영상표시장치는 화상을 표현하는 장치로서, 영상이 표시되는 표시패널과 이 표시패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다.
이하 도면을 참조하여 종래의 영상표시장치를 설명한다.
도 1은 종래의 영상표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 영상표시장치는, 영상이 표시되는 표시영역(13)과 표시영역을 감싸는 비표시영역(15)를 포함하는 표시패널(10)과, 표시패널(10)에 영상 표시를 위한 신호를 인가하는 인쇄회로기판(printed circuit board: PCB)(20)과, 표시패널(10)과 인쇄회로기판(20)사이에 위치하여 인쇄회로기판(20)에서 인가되는 신호를 변환하여 표시패널(10)에 인가하는 연성인쇄회로(flexible printed circuit: FPC) (30)로 구성된다.
이때, 인쇄회로기판(20)은 연성인쇄회로(30)을 통해 표시패널(10)의 일측에 연결된다.
좀 더 상세하게는, 연성인쇄회로(30)의 일측은 표시패널(10)의 비표시영역(15)에 부착되고, 연성인쇄회로(30)의 타측은 인쇄회로기판(20)에 부착되며, 연성인쇄회로(30)는 인쇄회로기판(20)으로부터 인가되는 영상신호 또는 전압신호를 변환하여 표시패널(10)의 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)로 인가한다.
한편, 표시패널(10)의 표시영역(13)에는, 게이트배선(GL)과 데이터배선(DL)이 서로 교차하여 정의되는 다수의 화소영역이 형성되고, 다수의 화소영역 각각에는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)(T)가 형성된다.
이와 같이, 종래의 영상표시장치는 박막트랜지스터(T)를 이용하는데, 일반적으로, 박막트랜지스터(T)의 액티브 층은 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H), 다결정 실리콘(p-Si), 금속 산화물 등을 이용한다.
이러한 박막트랜지스터(T)는 주위환경의 온도가 낮아지면 이동도가 작아지고, 온도가 높아지면 이동도가 커지는 전기적 특성이 있다.
따라서, 주위 온도가 높은 환경에서 박막트랜지스터(T)의 이동도가 높아져 박막트랜지스터(T)의 구동 전압이 낮아진다. 하지만, 주위온도가 낮은 환경에서는 박막트랜지스터(T)의 이동도가 낮아지는 문제가 발생하는데, 이는 박막트랜지스터(T)의 구동 전압이 높아지는 문제를 초래한다.
이와 같이 구동전압이 높아진 박막트랜지스터(T)가 완전히 구동되도록 게이트 배선(GL)의 최고전압인 게이트하이전압(Vgh)을 높여서 박막트랜지스터가 완전 구동되도록 하면, 영상표시장치의 소비전력이 증가하는 문제가 발생한다.
이 외에도 주위의 온도가 변화함에 따라 밝기, 계조비등이 변화하는 문제가 발생한다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 종래의 영상표시장치는, 열가변저항(thermistor), 열전대(thermocouples) 등 응답속도가 빠르고, 값이 저렴한 온도센서(24)를 인쇄회로기판(20)에 실장하여 주위온도의 변화에 따른 표시패널의 온도를 측정하였으나, 이와 같은 온도센서(24)는 비선형적인 특성을 가지고 있어 오랜 시간 사용하는 영상표시장치의 온도 측정에 낮은 신뢰도를 보인다.
또한, 이와 같은 온도센서(24)는 인쇄회로기판(20)에 실장되므로, 표시패널의 온도를 정확하게 측정하기 어려운 문제가 있다.
이는 과냉각, 영상표시장치의 수명단축, 밝기 및 계조비의 저하를 유발하는 것으로 영상표시장치에서 큰 문제이다.
본 발명에서는 위와 같이 주위 온도에 따른 영상표시장치의 온도를 측정하는 온도센서의 낮은 신뢰도와, 온도센서가 인쇄회로기판에 실장되어 표시패널의 정확한 온도를 측정하기 어려운 문제를 해결하고자 한다.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은 표시영역과 비표시영역을 포함하고, 영상을 표시하는 표시패널과; 상기 비표시영역에 형성되는 센서 박막트랜지스터와; 상기 센서 박막트랜지스터의 문턱전압의 변화로부터 상기 표시패널의 실시간 온도를 산출하고, 상기 실시간 온도에 따라 상기 영상을 표시하기 위한 다수의 제어신호를 보상하여 상기 표시패널에 공급하는 구동부를 포함하는 영상표시장치를 제공한다.
이때, 상기 다수의 제어신호는 게이트하이전압을 포함하고, 상기 실시간 온도가 증가하면 상기 문턱전압은 감소하고 상기 실시간 온도가 감소하면 상기 문턱전압은 증가하고, 상기 구동부는, 상기 실시간 온도가 증가하면 상기 게이트하이전압을 감소시켜 상기 표시패널에 공급하고, 상기 실시간 온도가 감소하면 상기 게이트하이전압을 증가시켜 상기 표시패널에 공급한다.
그리고, 상기 센서 박막트랜지스터는 게이트, 소스, 드레인을 포함하고, 상기 게이트 및 상기 드레인은 서로 연결되어 다이오드로 동작하고, 상기 드레인에 입력전압이 입력되고 상기 소스로부터 출력전압이 출력될 경우, 상기 문턱전압은 상기 입력전압에서 상기 출력전압을 뺀 값이다.
그리고, 상기 센서 박막트랜지스터는 적어도 하나의 비정질 실리콘, 다결정 실리콘 및 산화물 박막트랜지스터 중 어느 하나로 구성된다.
이때, 상기 표시패널은 각각에 화소 박막트랜지스터가 형성되는 다수의 화소를 포함하고, 상기 센서 박막트랜지스터와 상기 화소 박막트랜지스터는 동일한 공정을 통하여 형성된다.
그리고, 상기 센서 박막트랜지스터는, 직렬, 병렬, 또는 직렬 및 병렬로 연결되는 다수의 박막트랜지스터를 포함한다.
한편 본 발명은 표시패널의 센서 박막트랜지스터에 입력전압을 공급하는 단계와; 상기 센서 박막트랜지스터의 출력전압을 수신하여 상기 센서 박막트랜지스터의 문턱전압과 상기 표시패널의 실시간 온도를 산출하는 단계와; 상기 실시간 온도에 따라 영상을 표시하기 영상을 표시하기 위한 다수의 제어신호를 보상하여 상기 표시패널에 공급하는 단계를 포함하는 영상표시장치의 구동방법을 제공한다.
이때, 상기 실시간 온도에 따라 상기 영상을 표시하기 위한 상기 다수의 제어신호를 보상하여 상기 표시패널에 공급하는 단계는, 상기 실시간 온도를 미리 설정된 기준온도와 비교하는 단계와; 비교결과, 상기 실시간 온도가 상기 기준온도와 동일한 경우에는 상기 다수의 제어신호 중 게이트하이전압을 그대로 표시패널에 공급하고, 상기 실시간 온도가 상기 기준온도보다 높은 경우에는 상기 게이트하이전압을 감소시켜 상기 표시패널에 공급하고, 상기 실시간 온도가 상기 기준온도보다 낮은 경우에는 상기 게이트하이전압을 증가시켜 상기 표시패널에 공급하는 단계를 포함한다.
본 발명은 영상표시장치에, 박막트랜지스터를 온도센서로 사용하여 온도 감지의 신뢰도를 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 온도센서를 표시패널에 실장함으로써 표시패널의 온도를 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 영상표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상표시장치 센서 박막트랜지스터의 온도에 따른 전류전압(IV)의 변화를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상표시장치 센서 박막트랜지스터를 도시한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치의 온도보상 순서도를 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 영상표시장치의 센서 박막트랜지스터의 의 등가회로를 도시한 회로도이다
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 영상표시장치의 센서 박막트랜지스터의 온도에 따른 출력전압을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 영상표시장치의 센서 박막트랜지스터의 등가회로를 도시한 회로도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 영상표시장치의 센서 박막트랜지스터의 온도에 따른 출력전압을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 영상표시장치의 센서 박막트랜지스터의 등가회로를 도시한 회로도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 영상표시장치의 센서 박막트랜지스터의 온도에 따른 출력전압을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 영상표시장치에 대해 자세히설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다
도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상표시장치는, 내부에 다수의 게이트 배선(GL) 및 다수의 데이터 배선(DL)이 서로 교차하여 정의되는 다수의 화소를 포함하고, 영상이 표시되는 표시영역(113)과 표시영역을 감싸는 비표시영역(115)을 포함하는 표시패널(110)과, 영상표시를 위한 신호를 생성하는 소자가 실장되어 표시패널(110)에 신호를 공급하는 인쇄회로기판(printed circuit board: PCB)(120)과, 표시패널(110)과 인쇄회로기판(120)사이에 위치하여 인쇄회로기판(120)으로부터 공급되는 신호를 변환하여 표시패널(110)에 인가하는 연성인쇄회로(flexible printed circuit: FPC)(130)로 구성된다.
도시하지는 않았지만, 연성인쇄회로(130)에는 구동회로가 실장될 수 있으며, 예를 들어 게이트 구동회로 또는 데이터 구동회로가 실장될 수 있다.
그리고, 연성인쇄회로(130)의 일단에는 연성인쇄회로(120)와 인쇄회로기판(120)의 전기적 연결을 위한 패드(미도시)가 형성될 수 있으며, 연성인쇄회로(130)의 타단에는 연성인쇄회로(130)와 표시패널(110)의 전기적 연결을 위한 패드(미도시)가 형성될 수 있다.
이때, 연성인쇄회로(130)의 타단의 패드는 표시패널(10)의 비표시영역(115)에 부착된다.
따라서, 패드는 표시패널의 게이트 배선 및 데이터 배선과 전기적으로 연결되어, 인쇄회로기판(120)으로부터 공급되는 영상데이터, 게이트제어신호 및 데이터제어신호를 연성인쇄회로(130)에 전달하고, 연성인쇄회로(130)의 구동회로는 영상데이터, 게이트제어신호 및 데이터제어신호를 이용하여 게이트신호 및 데이터 신호를 생성하여 표시패널(110)의 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)에 인가함으로써 영상표시장치는 화상을 표시할 수 있다.
한편, 표시패널(110)의 표시영역(113)에 위치하는 화소영역 각각에는 화소 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)(T)가 형성되고, 표시패널(110)의 비표시영역(115)에는 센서 박막트랜지스터(124)가 형성된다.
이때, 화소 박막트랜지스터(T) 및 센서 박막트랜지스터(124)는 산화물 반도체, 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H), 다결정 실리콘(p-Si) 중 어느 하나를 액티브층으로 포함하는 박막트랜지스터로 구성된다.
표시패널(110)의 비표시영역(115)에 형성되는 센서 박막트랜지스터(124)는 표시패널(110)의 표시영역(113)에 형성되는 화소 박막트랜지스터(T)와 동일한 공정을 통하여 형성되므로 별도의 제작비용과, 제작시간이 불필요하여 공정단계와 제작시간을 감소시킬 수 있다.
한편, 센서 박막트랜지스터(124)의 액티브층은, 예를 들어 In-Sn-Zn-O계 금속 산화물, In-Al-Zn-O계 금속 산화물, In-Ga-Zn-O계 금속 산화물, Sn-Ga-Zn-O계 금속 산화물, Al-Ga-Zn-O계 금속 산화물, Sn-Al-Zn-O계 금속 산화물, In-Zn-O계 금속 산화물, Sn-Zn-O계 금속 산화물, Al-Zn-O계 금속 산화물, In-O계 금속 산화물, Sn-O계 금속 산화물, 및 Zn-O계 금속 산화물, 또는 비정질 실리콘(a-Si:H), 다결정 실리콘(p-Si) 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
이와 같은 센서 박막트랜지스터(124)는 온도에 따라 전기적인 특성이 변화하는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 센서 박막트랜지스터(124)는 비정질 실리콘 박막트랜지스터, 다결정 실리콘 박막트랜지스터 및 산화물 박막트랜지스터로 구성될 수 있으며, 이하 본 발명의 제1 실시예에서는 산화물 박막트랜지스터를 예로 들어 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상표시장치 센서 박막트랜지스터의 온도에 따른 전류전압(IV) 특성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상표시장치 센서 박막트랜지스터를 도시한 회로도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상표시장치에서는, 온도가 증가함에 따라 센서 박막트랜지스터(도 2의 124)의 게이트 전압에 대한 드레인 전류의 특성곡선(IV curve)이 왼쪽으로 이동한다.
구체적으로, 동일한 게이트 전압이 인가될 경우 상대적으로 낮은 온도의 드레인 전류가 상대적으로 높은 온도의 드레인 전류보다 작고, 동일한 드레인 전류를 흐를 경우 상대적으로 낮은 온도의 게이트 전압이 상대적으로 높은 온도의 게이트 전압보다 크다.
이러한 온도에 따른 전류전압 특성변화는 문턱전압(Vth) 변화로 설명할 수 있는데, 상대적으로 낮은 온도의 문턱전압이 상대적으로 높은 온도의 문턱전압보다 큰 것으로 설명할 수 있으며, 이러한 문턱전압의 변화는 선형적으로 나타난다.
따라서, 센서 박막트랜지스터(124)의 온도에 따른 문턱전압의 선형적 변화특성을 이용하여 영상표시장치의 온도를 실시간으로 측정할 수 있으며, 구체적으로 다이오드 연결된 산화물 박막트랜지스터를 센서 박막트랜지스터(124)로 이용할 수 있다.
도 4를 참조하면, 게이트와 드레인이 연결되어 다이오드로 동작하는 센서 박막트랜지스터(124)의 소스로부터 출력되는 출력전압(Vout)은, 드레인으로 입력되는 입력전압(Vin)에서 센서 박막트랜지스터(124)의 문턱전압(Vth)을 뺀 값(Vout = Vin - Vth)으로, 입력전압(Vin)을 알고 있는 상태에서 출력전압(Vout)을 측정하면 센서 박막트랜지스터(124)의 문턱전압(Vth)을 파악할 수 있다. 따라서, 온도에 따른 출력전압(Vout)을 측정하여 표시패널(도 2의 110)의 온도를 실시간으로 파악할 수 있다.
도시하지 않았지만, 출력전압(Vout)은 인쇄회로기판(도 2의 120)으로 전달되고, 인쇄회로기판(120)은, 출력전압(Vout)으로부터 문턱전압(Vth)의 변화를 파악하고, 문턱전압(Vth)의 변화로부터 실시간 온도를 산출하고, 실시간 온도의 변화에 따라 게이트 배선(GL)의 최고전압인 게이트하이전압(Vgh)과 같은 제어신호를 보상하여 표시패널(110)에 인가한다.
이를 위하여, 인쇄회로기판(120)은, 출력전압(Vout)을 수신하여 문턱전압(Vth) 및 실시간 온도를 산출하는 온도산출부(미도시)와, 산출된 실시간 온도와 미리 설정된 기준온도를 비교하고 비교결과에 따라 게이트하이전압과 같은 제어신호를 보상하는 신호보상부(미도시)를 포함할 수 있다.
이와 같은 문턱전압 변화특성을 이용한 온도보상 구동방법을 도면을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상표시장치의 온도보상 구동방법방법을 도시한 순서도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상표시장치의 구동이 시작되면(ST1), 센서 박막트랜지스터(도2의 124)에 입력전압(Vin)이 공급되어 출력전압(Vout)이 출력된다.
이후, 인쇄회로기판(도 2의 120)의 온도산출부가 센서 박막트랜지스터(124)의 출력전압(Vout)을 수신하고(ST2), 입력전압(Vin)으로부터 출력전압(Vout)을 감산하여 문턱전압(Vth)을 산출하고(Vth = Vin - Vout), 미리 저장된 문턱전압과 실시간 온도의 대응관계를 나타내는 표 또는 식으로부터 산출된 문턱전압(Vth)에 대응되는 실시간 온도를 산출한다(ST3).
이후, 인쇄회로기판(120)의 신호보상부는 산출된 실시간 온도를 미리 설정된 기준온도와 비교한다(ST4).
비교결과, 실시간 온도가 기준온도와 동일한 경우에는, 인쇄회로기판(120)의 신호보상부는 게이트하이전압(Vgh)과 같은 제어신호를 보상하지 않고, 실시간 온도가 기준온도와 상이한 경우에는, 인쇄회로기판(120)의 신호보상부는 게이트하이전압(Vgh)과 같은 제어신호를 보상한다(ST5).
예를 들어, 실시간 온도가 기준온도보다 높은 경우에는, 인쇄회로기판(120)의 신호보상부는 기준 게이트하이전압(Vgh)을 감소시켜 보상 게이트하이전압을 생성하고, 실시간 온도가 기준온도보다 낮은 경우에는, 인쇄회로기판(120)의 신호보상부는 기준 게이트하이전압(Vgh)을 증가시켜 보상 게이트하이전압을 생성할 수 있다.
이후, 인쇄회로기판(120)은 보상되지 않은 기준 게이트하이전압 또는 보상된 보상 게이트하이전압을 표시패널(110)로 출력하고(ST6), 사용자 입력에 의하여 영상표시장치의 구동이 종료된다(ST7).
한편, 다른 실시예에서는 센서 박막트랜지스터(도 2의 124)의 신뢰도와 정확도를 높이기 위해 다수의 센서 박막트랜지스터(124)를 직렬 또는 병렬로 연결하여 사용할 수 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 영상표시장치의 센서 박막트랜지스터의 등가 회로도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 영상표시장치의 센서 박막트랜지스터의 온도에 따른 출력전압을 도시한 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 영상표시장치의 센서 박막트랜지스터(224)는 서로 직렬 연결되는 제1 내지 제N산화물 박막트랜지스터(OT1 내지 OTN)를 포함하는데, 제1 내지 제N산화물 박막트랜지스터(OT1 내지 OTN)는 각각 게이트와 드레인이 연결되어 다이오드로 동작한다.
이때, 제N산화물 박막트랜지스터(OTN)의 소스로부터 출력되는 출력전압(Vout)은 제1산화물 박막트랜지스터(OT1)의 드레인으로 입력되는 입력전압(Vin)에서 제1 내지 제N산화물 박막트랜지스터(OT1 내지 OTN)의 문턱전압(Vth)의 합을 뺀 값(Vout = Vin - (N X Vth))이 된다.
즉, 온도에 따른 문턱전압(Vth)의 변동량이 증폭되므로, 출력전압(Vout)의 분해능이 향상된다.
예를 들어, 도 7에 도시한 바와 같이, 10V의 전압을 입력전압(Vin)으로 인가할 경우, 1개의 산화물 박막트랜지스터로 구성되는 센서 박막트랜지스터(A1)의 온도에 따른 출력전압(Vout)의 변동폭보다 직렬 연결된 2개의 산화물 박막트랜지스터로 구성되는 센서 박막트랜지스터(A2)의 온도에 따른 출력전압(Vout)의 변동폭이 더 크고, 직렬 연결된 2개의 산화물 박막트랜지스터로 구성되는센서 박막트랜지스터(A2)의 온도에 따른 출력전압(Vout)의 변동폭보다 직렬 연결된 3개의 산화물 박막트랜지스터로 구성되는 센서 박막트랜지스터(A3)의 온도에 따른 출력전압(Vout)의 변동폭이 더 큰다.
즉, 센서 박막트랜지스터(224)를 구성하는 다수의 산화물 박막트랜지스터를 직렬로 연결하면, 센서 박막트랜지스터(224)의 온도구분의 분해능이 좋아진다.
한편, 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 영상표시장치의 센서박막트랜지스터의 등가회로도이고, 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 영상표시장치의 센서박막트랜지스터의 온도에 따른 출력전압을 도시한 도면이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 영상표시장치의 센서 박막트랜지스터(324)는 서로 병렬 연결되는 제1 내지 제M산화물 박막트랜지스터(OT1 내지 OTM)를 포함하는데, 제1 내지 제M산화물 박막트랜지스터(OT1 내지 OTM)는 각각 게이트와 드레인이 연결되어 다이오드로 동작한다.
이때, 제1 내지 제M산화물 박막트랜지스터(OT1 내지 OTM) 각각의 소스로부터 출력되는 출력전압(Vout)은 제1 내지 제M산화물 박막트랜지스터(OT1 내지 OTM) 각각의 드레인으로 입력되는 입력전압(Vin)에서 문턱전압(Vth)을 뺀 값보다 비례전압(αM)만큼 큰 값(Vout = Vin - Vth + αM)이 되는데, 비례전압(αM)은 병렬 연결에 의한 전류경로 증가에 기인한 값으로 제1 내지 제M산화물 박막트랜지스터(OT1 내지 OTM)의 개수에 비례하여 증가한다.
즉, 온도에 따른 문턱전압(Vth)의 변동 범위를 조절할 수 있으며, 제1 내지 제M산화물 박막트랜지스터(OT1 내지 OTM)의 불균일에 의한 측정오차를 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 도 9에 도시한 바와 같이, 10V의 전압을 입력전압(Vin)으로 인가할 경우, 1개의 산화물 박막트랜지스터로 구성되는 센서 박막트랜지스터(B1)의 온도에 따른 출력전압(Vout)의 변동범위는 8.3V ~ 9.2V이고, 병렬 연결된 2개의 산화물 박막트랜지스터(B2)의 온도에 따른 출력전압(Vout)의 변동범위는 8.5V ~ 9.4V이고, 병렬 연결된3개의 산화물 박막트랜지스터(B3)의 온도에 따른 출력전압(Vout)의 변동범위는 8.6V ~ 9.5V이다.
즉, 센서 박막트랜지스터(324)를 구성하는 다수의 산화물 박막트랜지스터를 병렬로 연결하면, 센서 박막트랜지스터(324)의 출력전압(Vout)의 변동범위를 조절할 수 있으며, 병렬 연결된 다수의 산화물 박막트랜지스터의 개수를 증가할수록 센서 박막트랜지스터(324)의 출력전압(Vout)이 입력전압(Vin)에 가까워져 안정성있는 출력전압(Vout)을 얻을 수 있다.
한편, 도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 영상표시장치의 센서박막트랜지스터의 등가회로도이고, 도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 영상표시장치의 센서박막트랜지스터의 온도에 따른 출력전압을 도시한 도면이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 영상표시장치의 센서 박막트랜지스터(424)는 제11 내지 제 NM산화물 박막트랜지스터(OT11 내지 OTNM)를 포함하는데, 제 11내지 제N1산화물 박막트랜지스터(OT11 내지 OTN1)와, 제 12내지 제N2산화물 박막트랜지스터(OT121 내지 OTN2)와, 제 1M내지 제NM산화물 박막트랜지스터(OT1M 내지 OTNM)는 각각 직렬 연결되고, 제11 내지 제1M산화물 박막트랜지스터(OT11 내지 OT1M)와, 제21 내지 제2M산화물 박막트랜지스터(OT21 내지 OT2M)와, 제N1 내지 제NM산화물 박막트랜지스터(OTN1 내지 OTNM)는 서로 병렬 연결되며, 여기서 N 및 M은 직렬 및 병렬 연결된 산화물 박막트랜지스터의 개수이다.
이때, 제11 내지 제NM산화물 박막트랜지스터(OT11 내지 OTNM)는 각각 게이트와 드레인이 연결되어 다이오드로 동작한다.
그리고, 제N1 내지 제NM산화물 박막트랜지스터(OTN1 내지 OTNM) 각각의 소스로부터 출력되는 출력전압(Vout)은 제11내지 제1M산화물 박막트랜지스터(OT11 내지 OT1M)의 각각의 드레인으로 입력되는 입력전압(Vin)에서 직렬로 연결된 제 11내지 제N1산화물 박막트랜지스터(OT11 내지 OTN1)와, 제 12내지 제N2산화물 박막트랜지스터(OT121 내지 OTN2)와, 제 1M내지 제NM산화물 박막트랜지스터(OT1M 내지 OTNM) 각각의 문턱전압(Vth)의 합을 빼고 병렬로 연결된 제11 내지 제1M산화물 박막트랜지스터(OT11 내지 OT1M)와, 제21 내지 제2M산화물 박막트랜지스터(OT21 내지 OT2M)와, 제N1 내지 제NM산화물 박막트랜지스터(OTN1 내지 OTNM) 각각의 비례전압(αM)을 더한 값(Vout = Vin - (N X Vth) + αM)이 된다.
즉, 온도에 따른 문턱전압(Vth)의 변동량이 증폭되므로, 출력전압(Vout)의 분해능이 향상되고, 온도에 따른 문턱전압(Vth)의 변동 범위를 조절할 수 있으며, 제11 내지 제NM산화물 박막트랜지스터(OT11 내지 OTNM)의 불균일에 의한 측정오차를 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 도 11에 도시한 바와 같이, 각각 직렬 연결된 3개의 산화물 박막트랜지스터의 병렬 연결 개수를 다르게 구성하고 10V의 전압을 입력전압(Vin)으로 인가할 경우, 직렬 연결된 3개의 산화물 박막트랜지스터의 군 2개가 병렬로 연결된 센서 박막트랜지스터(C1)의 온도에 따른 출력전압(Vout)의 변동범위는 5.9V ~ 8.3V이고, 직렬 연결된 3개의 산화물 박막트랜지스터의 군 3개가 병렬로 연결된 센서 박막트랜지스터(C2)의 온도에 따른 출력전압(Vout)의 변동범위는 6.1V ~ 8.5V이고, 직렬 연결된 3개의 산화물 박막트랜지스터의 군 4개가 병렬로 연결된 센서 박막트랜지스터(C3)의 온도에 따른 출력전압(Vout)의 변동범위는 6.3V ~ 8.7V이고, 직렬 연결된 3개의 산화물 박막트랜지스터의 군 10개가 병렬로 연결된 센서 박막트랜지스터(C4)의 온도에 따른 출력전압(Vout)의 변동범위는 6.9V ~ 9.1V이다.
즉, 센서 박막트랜지스터(424)를 구성하는 다수의 산화물 박막트랜지스터를 직렬과 병렬로 혼합하여 연결하면, 센서 박막트랜지스터(424)의 온도에 따른 출력전압(Vout)의 변동폭과, 변동범위를 조절할 수 있으며, 직렬 연결된 산화물 박막트랜지스터의 개수가 증가할수록 센서 박막트랜지스터(424)의 온도 구분의 분해능이 좋아지고, 병렬 연결된 다수의 산화물 박막트랜지트서의 개수가 증가할수록 센서 박막트랜지스터(424)의 출력전압(Vout)이 입력전압(Vin)에 가까워져 안정성있는 출력전압(Vout)을 얻을 수 있다.
본 발명의 제2 실시예와 제3 실시예를 조합하여 온도센서 내부의 다수의 산화물 박막트랜지스터를 직렬, 병렬로 연결하여 사용자가 원하는 온도센서를 형성할 수 있다.
즉, 온도센서의 출력범위와 안정성을 향상시키기 위해 산화물 박막트랜지스터를 병렬로 연결할 수 있고, 온도센서의 분해능을 향상시키기 위해 직렬로 연결할 수 있다.
전술한 영상표시장치는 각 화소가 화소 박막트랜지스터, 액정커패시터, 스토리지커패시터로 구성되는 액정표시장치이거나, 각 화소가 스위칭 화소박막트랜지스터, 구동 화소 박막트랜지스터, 스토리지커패시터, 유기발광다이오드로 구성되는 유기발광 다이오드표시장치일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 표시패널 113 : 표시영역
115 : 비표시영역 120 : 인쇄회로기판
124 : 온도센서 130 : 연성인쇄회로

Claims (8)

  1. 표시영역과 비표시영역을 포함하고, 영상을 표시하는 표시패널과;
    상기 비표시영역에 형성되는 센서 박막트랜지스터와;
    상기 센서 박막트랜지스터의 문턱전압의 변화로부터 상기 표시패널의 실시간 온도를 산출하고, 상기 실시간 온도에 따라 상기 영상을 표시하기 위한 다수의 제어신호를 보상하여 상기 표시패널에 공급하는 구동부
    를 포함하는 영상표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 제어신호는 게이트하이전압을 포함하고,
    상기 실시간 온도가 증가하면 상기 문턱전압은 감소하고 상기 실시간 온도가 감소하면 상기 문턱전압은 증가하고,
    상기 구동부는, 상기 실시간 온도가 증가하면 상기 게이트하이전압을 감소시켜 상기 표시패널에 공급하고, 상기 실시간 온도가 감소하면 상기 게이트하이전압을 증가시켜 상기 표시패널에 공급하는 영상표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 박막트랜지스터는 게이트, 소스, 드레인을 포함하고,
    상기 게이트 및 상기 드레인은 서로 연결되어 다이오드로 동작하고,
    상기 드레인에 입력전압이 입력되고 상기 소스로부터 출력전압이 출력될 경우, 상기 문턱전압은 상기 입력전압에서 상기 출력전압을 뺀 값인 영상표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 박막트랜지스터는 적어도 하나의 비정질 실리콘, 다결정 실리콘 및 산화물 박막트랜지스터 중 어느 하나로 구성되는 영상표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 표시패널은 각각에 화소 박막트랜지스터가 형성되는 다수의 화소를 포함하고,
    상기 센서 박막트랜지스터와 상기 화소 박막트랜지스터는 동일한 공정을 통하여 형성되는 영상표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 박막트랜지스터는, 직렬, 병렬, 또는 직렬 및 병렬로 연결되는 다수의 박막트랜지스터를 포함하는 영상표시장치.
  7. 표시패널의 센서 박막트랜지스터에 입력전압을 공급하는 단계와;
    상기 센서 박막트랜지스터의 출력전압을 수신하여 상기 센서 박막트랜지스터의 문턱전압과 상기 표시패널의 실시간 온도를 산출하는 단계와;
    상기 실시간 온도에 따라 영상을 표시하기 영상을 표시하기 위한 다수의 제어신호를 보상하여 상기 표시패널에 공급하는 단계
    를 포함하는 영상표시장치의 구동방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 실시간 온도에 따라 상기 영상을 표시하기 위한 상기 다수의 제어신호를 보상하여 상기 표시패널에 공급하는 단계는,
    상기 실시간 온도를 미리 설정된 기준온도와 비교하는 단계와;
    비교결과, 상기 실시간 온도가 상기 기준온도와 동일한 경우에는 상기 다수의 제어신호 중 게이트하이전압을 그대로 표시패널에 공급하고, 상기 실시간 온도가 상기 기준온도보다 높은 경우에는 상기 게이트하이전압을 감소시켜 상기 표시패널에 공급하고, 상기 실시간 온도가 상기 기준온도보다 낮은 경우에는 상기 게이트하이전압을 증가시켜 상기 표시패널에 공급하는 단계
    를 포함하는 영상표시장치의 구동방법.
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