KR100606957B1 - 문자표시용 티에프티 엘시디 구동장치 및 문자표시티에프티 엘시디 구동방법 - Google Patents

문자표시용 티에프티 엘시디 구동장치 및 문자표시티에프티 엘시디 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 TFT LCD 구동장치 및 구동방법에 관한 것으로서, 특히 화상정보를 보관하는 비디오 메모리와 TFT LCD 모듈의 표시 포맷(format)을 간단히 맞추는 구동 장치 및 구동 방법에 관한 것이다. TFT LCD 모듈에 주로 큰 문자를 나타낼 경우에는 비디오 메모리를 TFT LCD 모듈의 표시포맷(VGA, XGA, SXGA...)과 동일한 규모로 갖추면, 사용자가 글자를 나타내는 것이 매우 복잡하다. 비디오 메모리의 화상정보의 포맷과 TFT LCD 포맷이 다르면, 종래에는 스케일러를 도입하여 비디오 메모리의 화상정보를 TFT LCD 모듈에 맞게 가공하여 화상을 나타냈다. 스케일러를 도입하는 경우에는 화상정보를 가공하는 과정이 복잡하고 또한 그러한 과정을 처리하는 IC를 부착해야하므로 추가 비용이 들었다. 본발명에서는 비디오 메모리의 화소정보 1단위가 출력되는 시간 동안에, 출력되는 화상 정보를 TFT LCD 모듈의 동일 색을 구동하는 인접한 주사선의 입력값으로 순차적으로 엑세스(acess)하여 스케일러가 없이 비디오 메모리의 포맷과 TFT LCD 모듈의 포맷이 달라도 간단히 문자를 나타내게 하였다. 본발명은 주로 2cm 이상의 큰 글자를 나타내는 TFT LCD 구동장치 및 구동방법에 적합하다.
비디오 메모리, 문자, 스케일러, TFT LCD 모듈

Description

문자표시용 티에프티 엘시디 구동장치 및 문자표시 티에프티 엘시디 구동방법 {Apparatus of Character Type TFT LCD and Driving Method of Character Type TFT LCD}
도 1은 TFT LCD 모듈의 상세도이다.
도 2는 TFT LCD 모듈의 호스트 시스템의 예이다.
도 3은 TFT LCD 모듈의 신호선의 신호전달부이다.
도 4는 비디오 메모리의 내부 블록도이다.
도 5는 비디오 메모리와 TFT LCD 모듈의 표시 포맷의 예이다.
도 6은 도5의 비디오 메모리와 TFT LCD모듈의 신호파형의 예이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : TFT LCD 모듈의 블록도 20 : 비디오 메모리의 블록도 23 : 메모리
본 발명은 TFT LCD 구동장치 및 구동방법에 관한 것으로서, 특히 화상 정보를 보관하는 비디오 메모리와 TFT LCD 모듈의 표시 포맷(format)을 간단히 맞추는 구동 장치 및 구동 방법에 관한 것이다.
노트북이나 책장용 평판 표시소자로는 TFT LCD가 많이 쓰인다. TFT LCD의 동작원리는 매우 잘 알려져있다. TFT LCD는 선택기간 동안에는 주사선에 연결된 게이트 전극에 신호선보다 높은 전압이 인가되어 드레인과 소스 사이의 채널의 저항이 작아져, 신호선에 걸린 전압이 화소전극을 통해 액정층에 걸린다. 비선택기간 동안에는 주사선에 연결된 게이트 전극에 신호선보다 낮은 전압이 인가되어 드레인과 소스는 전기적으로 단절된다. 비선택기간 동안에는 선택기간 동안에 액정층에 축적된 전하가 그대로 유지된다. 주사선을 순차 주사하면서, 신호선을 통하여 각 화소전극의 액정층에 전압을 걸어준다. 이와같이 화소전극과 공통전극 사이의 액정층에 걸린 RMS(Root Means Square)전압을 조절하면, 편광판을 통과한 선편광된 빛이 액정층을 지나면서 편광상태가 변하고, 이 빛이 검광판을 선택적으로 투과되면 화소의 밝기로서 정보가 표시된다. 한 프레임 주기는 선택기간와 비선택기간을 더한 시간으로서, 화면의 프레임 주기가 60Hz인 경우에, 한 프레임 주기는 약 16.7msec가 된다. 선택기간은 해상도에 따라 달라지는데, XGA 경우에는 21.7μsec가 된다.
도 1은 TFT LCD 모듈의 블록도이다. TFT LCD 모듈은 호스트 시스템(10)의 출력 인터페이스부에서 출력되는 신호를 입력 인터페이스부로 받는다. 제어부는 입력 인터페이스부로부터 출력되는 색신호(RGB), 클락신호, 수평/수직 동기신호, 인에이블 신호 및 직류전원을 입력받는다. DC/DC 변환기는 입력 인터페이스부로부 터 출력되는 3.3V 전원전압을 입력받아 소정의 DC 전압을 생성하여 출력한다. 계조전압발생부는 DC/DC 변환기로부터 출력되는 DC 전압을 입력받아 여러 단계의 계조전압을 생성하여 출력한다. 신호선 구동 IC는 제어부로부터 출력되는 영상신호에 해당하는 계조전압을 TFT LCD 판넬에 걸어준다. 공통전극 전압 발생부는 DC/DC 변환기로부터 출력되는 DC 전압을 입력받아 공통전극에 걸어준다. 기준 게이트 전압 발생부는 양의 게이트 전압(Vg+)과 음의 게이트 전압(Vg-)을 입력받아 주사선 구동 IC에 걸어준다.
도 1의 TFT LCD 모듈에는 영상신호와 제어신호를 공급하는 외부 호스트 시스템에 연결된다. 도2는 TFT LCD 모듈의 호스트 시스템의 예이다. 도 2의 (가)는 비디오메모리의 포맷과 TFT LCD 모듈의 포맷이 같은 경우의 TFT LCD 구동장치의 호스트 시스템으로, 호스트 시스템(20)은 전체 시스템의 제어신호의 기준이 되는 클락신호와 제어신호를 발생하는 제어신호발생부와 영상신호를 저장하는 비디오 메모리와 상기 제어신호와 비디오 메모리의 영상신호를 출력시키는 출력 인터페이스부로 구성된다. 도 2의 (나)는 도 2의 (가)에 스케일러를 더 포함한 것으로서, 스케일러는 비디오 메모리의 포맷과 TFT LCD 모듈의 포맷이 다를 경우에 상기 영상신호를 변조하여 TFT LCD 모듈의 해상도에 맞추는 기능을 한다. 예를 들어,호스트 시스템으로부터 출력되는 영상신호가 VGA(640 ×480)이고 TFT 액정표시소자 판넬의 해상도가 XGA(1024 ×768)라면, 상기 스케일러는 VGA 화상을 처리하여 XGA 해상도를 갖는 영상신호로 변조한다. 따라서 스케일러는 연산기능과 메모리 기능이 복합된 것으로 내부 구조가 배우 복잡하다. 도 2의 출력인터페이스부는 도 1의 TFT LCD모듈의 입력인터페이스부에 연결된다. 도 1과 도 2의 장치가 모여 TFT LCD 구동 장치가 된다.
TFT LCD모듈을 이용하여 가로 세로 크기가 각각 5cm인 문자를 나타내는 경우에, 15.1″(38.35cm ×30.68cm) XGA급 TFT LCD 모듈을 쓰면 가로로 7자 세로로 6줄을 쓸 수 있으므로 약 42글자를 나타낼 수 있다. 한글을 나타내는데는 보통 16 ×16 점(pixel)을 쓰기 때문에, 비디오 메모리의 최소 공간은 행(column)으로 7 ×16비트가 열(row)로는 6 ×16비트가 필요하다. 총 비디오 메모리 용량은 10,752 비트가 필요하다. XGA급의 한 화면 정보를 나타내려면 786,432비트의 메모리가 필요하다. 종래의 방법으로는 도 2의 (나)처럼 TFT LCD 호스트 시스템에 스케일러를 두어서 호스트 시스템의 메모리의 화소정보를 가공하여 TFT LCD 모듈의 화면포맷에 맞추었다. 스케일러를 도입하는 경우에는 화상정보를 가공하는 과정이 복잡하고 또한 그러한 과정을 처리하는 IC를 부착해야하므로 추가 비용이 들었다. 본발명에서는 TFT LCD 모듈을 써서 2∼6cm 크기의 글자를 주로 나타내는 경우에 별도의 스케일러가 없이 비디오의 메모리의 입출력 방식과 TFT LCD 모듈과 호스트 시스템과의 데이타 인터페이스 방법을 조절하여, 사용자가 쉽게 글자를 나타내게 하였다.
본발명에서는 비디오 메모리의 화소정보 1단위가 출력되는 시간 동안에, 출력되는 화상 정보를 TFT LCD 모듈의 동일 색을 구동하는 인접한 주사선의 입력값으로 순차적으로 엑세스(acess)하여 스케일러가 없이 비디오 메모리의 포맷과 TFT LCD 모듈의 포맷이 달라도 간단히 문자를 나타내게 하였다.
본발명의 핵심은 비디오 메모리의 주소신호 발생부를 조절하여, TFT LCD 모듈에 맞게 화상정보를 내보내는 것으로, 신호선 구동 IC의 신호전달체계와 비디오 메모리의 신호전달체계 사이의 타이밍(timing)을 맞추는 것이 가장 중요하다. 도 3은 신호선 구동 IC의 신호전달체계를 나타낸 것이다. 신호선 구동 IC의 시프트레지스터(S.R.; Shift Register)는 신호클락(data clock, 혹은 dot clock)에 맞추어 순차적으로 들어오는 RGB 각각의 화상정보를 래치(latch)하여 점순차방식(Dot at a Time Scanning)의 타이밍(timing)체계를 선순차방식(Line at a Time Scanning)으로 바꾼다. 시프트레지스터(S.R.; Shift Register)는 신호클락(data clock, 혹은 dot clock)에 맞추어 제어부에 들어오는 화상정보를 인접 시프트레지스터에 전달한다. 매 수평 주파수마다 한 행에 해당하는 화소정보를 래치(latch)한다. 도 4는 비디오 메모리의 내부 블록도이다. 비디오 메모리의 주소신호 발생부(address generator)에서는 수직/수평 동기신호와 메모리 신호클락을 받아서 이로부터 내보내고자하는 비디오 메모리의 행(column)과 열(row)의 주소를 발생한다. 해당되는 행과 열의 화상정보는 데이타 버퍼를 통하여 TFT LCD 모듈의 호스트 시스템의 출력인터페이스부에 차례로 전달된다.
본발명을 실시 예를 통하여 살펴보면 쉽게 파악할 수 있다. 도 5의 (가)는 2 ×2 비디오메모리의 포맷이다. 도 5의 (나)는 4 ×4 화소 구조를 갖는 TFT LCD LCD 모듈의 포맷이다. 간단히 기술하기 위하여 비디오 메모리와 TFT LCD 모듈의 포맷을 작게 하였다. 2 ×2 비디오메모리의 화소정보를 4 ×4 TFT LCD 모듈에 나 타내기 위해서는 비디오 메모리의 한 화소 정보를 TFT LCD 모듈의 4개의 화소에 나타내어야 한다. 즉 TFT LCD 모듈의 T0,0, T0,1, T1,0, T1,1에는 비디오메모리의 M_0,0 화소정보가 나타내어야되고, T0,2, T0,3, T1,2, T1,3에는 비디오메모리의 M_0,1 화소정보가 나타내어야되고, TFT LCD 모듈의 T2,0, T2,1, T3,0, T3,1에는 비디오메모리의 M_1,0 화소정보가 나타내어야되고, T2,2, T2,2, T3,2, T3,3 비디오메모리의 M_1,1 화소정보가 나타내어야된다. 도6은 도5의 비디오 메모리와 TFT LCD모듈의 신호파형이다. 수직동기신호와 수평동기신호는 TFT LCD모듈이나 호스트 시스템에 똑같이 인가된다. 수직동기신호와 수평동기신호는 TFT LCD모듈을 기준으로 발생한다. 수직동기신호에 따라서 프레임 단위의 화소 정보가 표시된다. 도 6에서는 매 프레임마다 4번의 수평동기신호를 발생한다. 메모리 신호클락은 TFT LCD 모듈의 신호클락의 주파수의 0.5배이다. 따라서 호스트 시스템의 비디오 메모리에서 화소정보가 1단위 출력되는 동안에 TFT LCD 모듈의 입력인터페이스부에서는 동일한 화소정보가 두번 입력되게 구성하였다. 메모리 신호클락에 맞추어 비디오 메모리의 데이타는 출력된다.
첫번째와 두번째 주사선을 주사하는 동안에는 비디오메모리의 첫번째 행에 해당하는 화상정보를 내보내고, 세번째와 네번째 주사선을 주사하는 동안에는 비디오메모리의 두번째 행에 해당하는 화상정보를 내보낸다. TFT LCD 모듈은 메모리 출력 신호에 해당하는 화상정보를 받는다. TFT LCD 모듈의 한 주사선이 주사되는 동안에 메모리 신호클락은 2회 발생되고, TFT LCD모듈은 4개의 신호클락이 발생된 다. 첫번째 수평동기 신호가 나오고, 첫번째 메모리클락에 동기되어 다음 메모리 클락이 생성될 때 까지 비디오 메모리의 M_0,1 화소정보가 비디오 메모리의 데이타버퍼를 통해 호스트시스템의 출력인터페이스부에 인가된다. 출력인터페이스부에 화상정보가 유지되는 동안에 TFT LCD 모듈에서는 두 개의 신호클락이 생성이 되어 두개의 시프트레지스터에 M_0,1의 정보가 인가된다. 두 번째 메모리클락에 동기되어 다음 메모리 클락이 생성될 때 까지 비디오 메모리의 M_0,0 화소정보가 비디오 메모리의 데이타버퍼를 통해 호스트시스템의 출력인터페이스부에 인가된다. 출력인터페이스부에 화상정보가 유지되는 동안에 TFT LCD 모듈에서는 두 개의 신호클락이 생성이 되어 두개의 시프트레지스터에 M_0,0의 정보가 인가된다. 비디오 메모리의 1행의 정보가 다 TFT LCD 모듈의 시프트레지스터에 입력이 되면, 1행의 화소정보가 래치 데이타 버퍼에 인가된다. 따라서 T0,3과 T0,2에는 M_0,1 화소정보가, T0,1과 T0,0에는 M_0,0 화소정보가 걸린다. 두번째 주사선이 주사되는 기간의 동작은 다음과 같다. 첫번째 메모리클락과 생성이 되고 다음 메모리 클락이 생성될 때 까지 비디오 메모리의 M_0,1 화소정보가 비디오 메모리의 데이타버퍼를 통해 호스트시스템의 출력인터페이스부에 인가된다. 출력인터페이스부에 화상정보가 유지되는 동안에 TFT LCD 모듈에서는 두 개의 신호클락이 생성이 되어 두개의 시프트레지스터에 M_0,1의 정보가 인가된다. 두 번째 메모리클락과 생성이 되고 다음 메모리 클락이 생성될 때 까지 비디오 메모리의 M_0,0 화소정보가 비디오 메모리의 데이타버퍼를 통해 호스트시스템의 출력인터페이스부에 인가된다. 출력인터페이스부에 화상정보가 유지되는 동안에 TFT LCD 모듈에서는 두 개의 신호클락이 생성이 되어 두개의 시프트레지스터에 M_0,0의 정보가 인가된다. 세번째 주사선을 주사하는 동안의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 첫번째 메모리클락과 생성이 되고 다음 메모리 클락이 생성될 때 까지 비디오 메모리의 M_1,1 화소정보가 비디오 메모리의 데이타버퍼를 통해 호스트시스템의 출력인터페이스부에 인가된다. 출력인터페이스부에 화상정보가 유지되는 동안에 TFT LCD 모듈에서는 두 개의 신호클락이 생성이 되어 두개의 시프트레지스터에 M_1,1의 정보가 인가된다. 두 번째 메모리클락과 생성이 되고 다음 메모리 클락이 생성될 때 까지 비디오 메모리의 M_1,0 화소정보가 비디오 메모리의 데이타버퍼를 통해 호스트시스템의 출력인터페이스부에 인가된다. 출력인터페이스부에 화상정보가 유지되는 동안에 TFT LCD 모듈에서는 두 개의 신호클락이 생성이 되어 두개의 시프트레지스터에 M_1,0의 정보가 인가된다. 네번째 주사선을 주사하는 동안의 신호는 세번째 주사선을 주사했을 때와 같다.
상기와 같이 신호를 처리하면 별도의 스케일러가 없이 비디오메모리의 포맷과 TFT LCD 모듈의 포맷이 달라도 화상을 나타낼 수 있다. 즉 비디오 메모리의 화소정보 1단위가 출력 시간 동안에, 출력되는 화상 정보를 TFT LCD 모듈의 동일 색을 구동하는 인접 여러 신호선의 입력값으로 순차적으로 액세스하여 스케일러가 없이 화상을 나타낼 수 있다.
본 발명은 별도의 스케일러가 없이 비디오메모리의 포맷과 TFT LCD 모듈의 포맷이 달라도 화상을 나타낼 수 있으므로 TFT LCD 구동장치의 재료비를 줄일 수 있다. 또한 비디오 메모리의 화상정보만 달리하여 TFT LCD 모듈의 화면을 쉽게 바꿀 수 있으므로 사용자가 쉽게 화면을 구성할 수 있다. 본발명의 TFT LCD 구동장치는 2cm 이상의 문자를 나타내는데 매우 적합하다. 따라서 본발명의 TFT LCD 구동장치는 병원의 차례를 나타내는 안내판이나, 식당의 식단표 그리고 상점의 유리창에 선전용 광고판으로 쓰일 수 있다.

Claims (3)

  1. 소정의 영상신호를 저장하는 비디오 메모리와;
    상기 비디오 메모리로부터 출력되는 영상신호를 입력받아 영상신호를 출력하는 TFT LCD 모듈과;
    상기 비디오 메모리의 화소정보 1단위가 출력 시간 동안에, 출력되는 화상 정보를 TFT LCD 모듈의 동일 색을 구동하는 인접한 주사선의 입력값으로 순차적으로 액세스하는 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 TFT LCD 구동장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 비디오 메모리의 행이 한 프레임에 있어서 두 번 이상 출력되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 TFT LCD 구동장치.
  3. 비디오 메모리의 화소정보 1단위가 출력 시간 동안에, 출력되는 화상 정보를 TFT LCD 모듈의 동일 색을 구동하는 인접한 주사선의 입력값으로 순차적으로 액세스하여, 비디오 메모리의 화상정보의 포맷과 TFT LCD 모듈의 표시 포맷을 맞추는 TFT LCD 구동방법.
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