KR20050037053A - 액정 표시 장치의 구동 장치 - Google Patents

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KR20050037053A KR1020030072455A KR20030072455A KR20050037053A KR 20050037053 A KR20050037053 A KR 20050037053A KR 1020030072455 A KR1020030072455 A KR 1020030072455A KR 20030072455 A KR20030072455 A KR 20030072455A KR 20050037053 A KR20050037053 A KR 20050037053A
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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치의 구동 장치에 관한 것으로서, 특히 저렴한 비용으로 고해상도의 화면을 구현할 수 있는 액정 표시 장치의 구동 장치에 관한 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치는 제1 영상 신호 및 제1 클록 신호를 수신하는 메모리, 상기 메모리로부터 상기 제1 영상 신호를 수신하여 제2 영상 신호를 출력하는 스케일러(scaler), 상기 제1 클록 신호 및 제2 클록 신호를 수신하는 제1 다중화기, 상기 제1 영상 신호 및 상기 제2 영상 신호를 수신하는 제2 다중화기, 상기 제1 영상 신호를 수신하여 해상도를 판별하고 상기 제1 및 제2 다중화기에 선택 신호를 인가하는 마이컴(micom), 그리고 상기 제1 및 제2 다중화기로부터의 출력을 수신하는 신호 제어부를 포함하며, 상기 마이컴은 상기 제1 영상 신호의 해상도와 상기 액정 표시 장치의 해상도가 일치하는 경우 상기 메모리를 동작시키지 않는다. 이런 방식으로, 영상 신호와 액정 표시 장치의 해상도가 일치하는 경우에는 메모리를 경유하지 않고 직접 신호 제어부로 영상 신호를 입력시킴으로써, 저렴한 비용으로 고해상도의 화면을 구현할 수 있다.

Description

액정 표시 장치의 구동 장치 {DRIVING APPARATUS OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치의 구동 장치에 관한 것이다.
일반적인 액정 표시 장치는 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 액정층에 전기장을 인가하고, 이 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다. 이러한 액정 표시 장치는 휴대가 간편한 평판 표시 장치(flat panel display, FPD) 중에서 대표적인 것으로서, 이 중에서도 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 스위칭 소자로 이용한 TFT-LCD가 주로 이용되고 있다.
한편, LCD는 외부의 그래픽 카드로부터의 영상 신호를 모니터의 해상도에 맞게 변환하는 스케일러(scaler)를 포함한다. 예를 들면, 그래픽 카드는 800*600의 해상도를 갖는 SVGA급이고, 모니터는 XGA급 1024*768의 해상도를 갖는 경우, 그래픽 카드로부터의 영상 신호를 일단 메모리에 저장하고, LCD의 사양(specification)에 따라 라인 단위 또는 프레임 단위로 디더링(dithering)이나 FRC(frame rate control)와 같은 스케일링을 통하여 변환한 후 출력한다.
이 때, LCD는 그래픽 카드의 해상도와 모니터의 해상도가 일치 여부에 관계없이 스케일러 IC에 위치하거나 별도로 구비된 메모리에 데이터를 읽고 쓰는 동작을 행한다. 이는 일정량의 메모리를 필요로 하고 또한 메모리에 데이터를 읽고 쓰는 동작을 위한 별도의 클록이 필요하며 타이밍 관리와 메모리 관리에 어려움이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 메모리를 효율적으로 사용할 수 있는 액정 표시 장치의 구동 장치를 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치는 메모리, 스케일러, 제1 다중화기, 제2 다중화기, 마이컴, 그리고 신호 제어부를 포함한다. 상기 메모리는 제1 영상 신호 및 제1 클록 신호를 수신하며, 상기 스케일러는 상기 메모리로부터 상기 제1 영상 신호를 수신하여 제2 영상 신호를 출력하고, 상기 제1 다중화기는 상기 제1 클록 신호 및 제2 클록 신호를 수신하며, 상기 제2 다중화기는 상기 제1 영상 신호 및 상기 제2 영상 신호를 수신하고, 상기 마이컴은 상기 제1 영상 신호를 수신하여 해상도를 판별하고 상기 제1 및 제2 다중화기에 선택 신호를 인가하며, 상기 신호 제어부는 상기 제1 및 제2 다중화기로부터의 출력을 수신한다. 여기서, 상기 마이컴은 상기 제1 영상 신호의 해상도와 상기 액정 표시 장치의 해상도가 일치하는 경우 상기 메모리를 동작시키지 않는 것이 바람직하다. 또한, 상기 마이컴은 상기 제1 영상 신호 및 상기 제1 클록 신호를 선택하기 위한 선택 신호를 상기 제1 및 제2 다중화기에 인가할 수 있다.
한편, 상기 마이컴은 상기 제1 영상 신호의 해상도와 상기 액정 표시 장치의 해상도가 일치하지 않는 경우 상기 제2 영상 신호 및 상기 제2 클록 신호를 선택하기 위한 선택 신호를 상기 제1 및 제2 다중화기에 인가할 수 있다. 여기서, 상기 제1 영상 신호는 상기 제1 클록 신호에 동기되며, 상기 제2 영상 신호는 상기 제2 클록 신호에 동기될 수 있다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800) 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함하며, 또한 스케일러(700),선택부(710) 및 마이컴(720)을 포함한다.
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다.
표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이터 신호선 또는 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소는 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(CLC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(CST)를 포함한다. 유지 축전기(CST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-D m)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(CLC) 및 유지 축전기(CST)에 연결되어 있다.
액정 축전기(CLC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어진다.
유지 축전기(CST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(CST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(230)를 구비함으로써 가능하다. 도 2에서 색 필터(230)는 상부 표시판(200)의 해당 영역에 형성되어 있지만 이와는 달리 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.
계조 전압 생성부(800)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 화소에 인가하며 통상 복수의 집적 회로로 이루어진다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여, 각 해당하는 제어 신호를 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)에 제공한다.
그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.
마이컴(720)은 외부의 그래픽 카드(도시하지 않음)로부터 영상 신호(R, G, B) 또는 스케일러(700)를 거쳐 스케일링된 영상 신호(R', G', B') 중 하나를 선택하기 위한 제어 신호를 선택부(710)에 제공하며 이에 대하여 나중에 상세히 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 카드(도시하지 않음) 또는 스케일러(710)로부터 RGB 영상 신호(R', G', B') 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 제어 신호를 기초로 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성하고 영상 신호(R', G', B')를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(R", G", B")는 데이터 구동부(500)로 내보낸다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 펄스(게이트 온 전압 구간)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STV), 게이트 온 펄스의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 펄스의 폭을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(R", G", B")의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.
데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대응하는 영상 데이터(R", G", B")를 차례로 입력받고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(R", G", B")에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 영상 데이터(R", G", B")를 해당 데이터 전압으로 변환한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G 1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다.
하나의 게이트선(G1-Gn)에 게이트 온 전압(Von)이 인가되어 이에 연결된 한 행의 스위칭 소자(Q)가 턴 온되어 있는 동안[이 기간을 "1H" 또는 "1 수평 주기(horizontal period)"이라고 하며 수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기와 동일함], 데이터 구동부(500)는 각 데이터 전압을 해당 데이터선(D1-Dm)에 공급한다. 데이터선(D1-Dm )에 공급된 데이터 전압은 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통해 해당 화소에 인가된다.
액정 분자들은 화소 전극(190)과 공통 전극(270)이 생성하는 전기장의 변화에 따라 그 배열을 바꾸고 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판(100, 200)에 부착된 편광자(도시하지 않음)에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.
이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나("라인 반전"), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다("도트 반전").
전술한 바와 같이, 마이컴(720)은 외부의 그래픽 카드(도시하지 않음)로부터의 영상 신호(R, G, B)와 스케일러(700)를 거친 영상 신호(R', G', B') 중 하나를 선택하기 위한 제어 신호를 선택부(710)에 제공하며, 이에 대하여 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치의 블록도이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치는 메모리(701), 선택부(700) 및 마이컴(720)을 포함하며, 선택부(710)는 2개의 다중화기(711, 712)를 포함한다.
여기서, 메모리(701)는 스케일러(700)에 위치하는 것으로 나타내었으나, 스케일러(700)와 별도로 구비될 수 있다. 메모리(701)는 영상 신호(R, G, B)를 영상 신호 클록(video signal clock; VCLK)에 맞추어 수신하고 한 프레임 분량 또는 한 라인 분량만큼 저장하였다가 출력한다.
영상 신호(R, G, B)는 스케일러(700)를 거치면서 해상도가 변경되므로, 이에 맞게 클록 신호 또한 변화되어야 한다. 따라서, 스케일링된 영상 신호(R', G', B')는 메인 클록(MCLK)에 맞추어 신호 제어부(600)로 입력된다.
다중화기(711)는 영상 신호 클록(VCLK)과 메인 클록(MCLK)을 수신하며, 다중화기(712)는 그래픽 카드(도시하지 않음)로부터의 영상 신호(R, G, B)와 스케일러(700)를 거친 영상 신호(R', G', B')를 수신한다. 또한, 다중화기(711, 712)는 마이컴(720)으로부터 2개의 입력 중 하나를 선택하기 위한 선택 신호를 제공받는다.
마이컴(720)은 영상 신호(R, G, B)를 수신하여 LCD의 해상도와 일치하는지 여부를 판단한다. LCD의 해상도는 미리 설정된 값이 입력되어 있지만, 사용자가 LCD의 해상도를 변경하는 경우에는 그 변경된 정보가 자동으로 입력된다.
만약 영상 신호(R, G, B)의 해상도와 LCD의 해상도가 다른 경우, 마이컴(720)은 영상 신호(R', G', B')와 메인 클록(MCLK)을 선택하기 위한 선택 신호(SLT)를 인가한다.
이와는 달리, 영상 신호(R, G, B)의 해상도와 LCD의 해상도가 동일한 경우, 영상 신호(R, G, B)와 영상 클록 신호(VCLK)를 선택하기 위한 선택 신호(SLT)를 두 다중화기(711, 712)에 각각 인가함과 동시에, 메모리(701)의 동작을 멈추게 하기 위한 디스에이블 신호(disable signal; DIS)를 인가한다. 이 경우에는 다중화기(712)로 입력되는 영상 입력 신호는 한 개이다.
통상적으로, 그래픽 카드(도시하지 않음)에서 출력되는 신호가 디지털 신호인 디지털 모니터의 경우에는 그래픽 카드에서 모니터의 EDID(enhanced display information data)를 읽어 자동적으로 스케일링하여 영상 신호를 출력하기 때문에 이러한 방식이 유리하다.
마찬가지로, 그래픽 카드(도시하지 않음)에서 아날로그 신호가 출력되는 경우에는 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 거쳐서 입력되는 영상 신호의 해상도를 판별하고 전술한 동작을 반복하면 될 것이다.
이러한 방식으로, 해상도가 일치하는 경우에는 메모리(701)를 경유하지 않고 신호 제어부(600)로 직접 영상 신호(R, G, B)를 입력시킴으로써 고해상도에 해당하는 영상 신호를 처리할 수 있다. 즉, 고해상도의 경우에는 데이터 용량이 증가함에 따라 메모리 용량도 증대되어야 하지만, 해상도가 일치한다면 메모리를 경유하지 않으므로 메모리의 용량을 증대시킬 필요가 없다. 따라서, 결과적으로 원가를 절감하면서 고해상도의 화면을 구현할 수 있다.
이러한 방식으로, LCD의 해상도와 영상 신호(R, G, B)의 해상도가 일치하는 경우, 메모리(701)를 경유하지 않고 직접 신호 제어부(600)로 영상 신호(R, G, B)를 입력시킴으로써, 저렴한 비용으로 고해상도의 화면을 구현할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 장치의 블록도이다.

Claims (5)

  1. 제1 영상 신호 및 제1 클록 신호를 수신하는 메모리,
    상기 메모리로부터 상기 제1 영상 신호를 수신하여 제2 영상 신호를 출력하는 스케일러(scaler)
    상기 제1 클록 신호 및 제2 클록 신호를 수신하는 제1 다중화기,
    상기 제1 영상 신호 및 상기 제2 영상 신호를 수신하는 제2 다중화기,
    상기 제1 영상 신호를 수신하여 해상도를 판별하고 상기 제1 및 제2 다중화기에 선택 신호를 인가하는 마이컴(micom), 그리고
    상기 제1 및 제2 다중화기로부터의 출력을 수신하는 신호 제어부
    를 포함하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 마이컴은 상기 제1 영상 신호의 해상도와 상기 액정 표시 장치의 해상도가 일치하는 경우 상기 메모리를 동작시키지 않는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 마이컴은 상기 제1 영상 신호 및 상기 제1 클록 신호를 선택하기 위한 선택 신호를 상기 제1 및 제2 다중화기에 인가하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 마이컴은 상기 제1 영상 신호의 해상도와 상기 액정 표시 장치의 해상도가 일치하지 않는 경우 상기 제2 영상 신호 및 상기 제2 클록 신호를 선택하기 위한 선택 신호를 상기 제1 및 제2 다중화기에 인가하는 액정 표시 장치의 구동 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    상기 제1 영상 신호는 상기 제1 클록 신호에 동기되며, 상기 제2 영상 신호는 상기 제2 클록 신호에 동기되는 액정 표시 장치의 구동 장치.
KR1020030072455A 2003-10-17 2003-10-17 액정 표시 장치의 구동 장치 KR100929681B1 (ko)

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