KR20130062068A

KR20130062068A - 유도등의 동적 그림문자 표시장치 및 이를 위한 ｌｃｄ 구조

Info

Publication number: KR20130062068A
Application number: KR1020110128478A
Authority: KR
Inventors: 김희경
Original assignee: 유비링크(주)
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2013-06-12
Also published as: KR101286293B1

Abstract

본 발명은 피난자가 평면 그림문자의 한계로 인해 착오를 일으키지 않도록 피난구 유도등의 그림문자를 동적으로 표시하는 장치 및 이에 적합한 LCD 구조에 관한 것이다. 본 발명의 장치는, 내부에 부품실장공간이 형성된 하우징; 상기 하우징의 저부에 실장되는 백라이트유니트; 상기 백라이트유니트로부터 입사된 빛으로 정적 혹은 동적 그림문자를 표시하는 평판디스플레이; 및 상기 평판디스플레이를 구동하여 정적 혹은 동적 그림문자를 표시하도록 제어하는 컨트롤러 모듈로 이루어지고, 컨트롤러 모듈은 평상시에는 상용전원을 입력받아 배터리를 충전시킴과 아울러 회로소자들에 전원을 공급하고 정전시에는 배터리의 전원을 이용하여 회로소자에 전원을 공급하는 전원부와, 정적 혹은 동적 그림문자들을 표현하기 위한 비디오 데이터가 저장되어 있는 그림문자 롬(ROM)과, 동작모드를 설정하기 위한 설정수단과, 설정된 동작모드가 정적모드이면 선택된 단일 그림문자를 표시하기 위한 데이터를 상기 그림문자 롬으로부터 가져와 상기 평판디스플레이가 정적 그림문자를 표시하게 하고, 동적모드이면 일련의 연속된 그림문자들의 데이터를 순차적으로 가져와 상기 평판디스플레이가 동적 그림문자를 표시하게 하는 제어수단으로 구성된다.

Description

유도등의 동적 그림문자 표시장치 및 이를 위한 ＬＣＤ 구조 { APPARATUS FOR DISPLAYING DYNAMIC PICTOGRAM OF EXIT LIGHT AND LCD FOR THE SAME }

본 발명은 유도등에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유도등의 그림문자(Pictogram) 표지(2D, 평면)에 대하여 피난자가 인식의 착오를 일으키지 않도록 유도등의 그림문자를 동적으로 표시하는 장치 및 이에 적합한 LCD 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 건물이나 지하철과 같이 사람들이 거주 또는 왕래하는 곳에는 화재나 정전과 같은 위급 상황이 발생하는 경우에 사람들의 긴급 피난을 위하여 건물이나 지하철 내부에는 소정의 위치에 유도등(Exit light)이 설치되어 유도등의 지시에 따라 안전한 장소로 신속하게 피난할 수 있도록 되어 있다.

통상 종래의 유도등은 피난구(Exit) 또는 통로(Passway)를 표시하는 그림문자(Pictogram)가 형성된 플라스틱 재질로 된 박스 내부에 소정의 광원을 삽입한 형태가 보편적으로 사용되고 있다.

그런데 종래의 피난구 유도등에 표시된 그림문자는 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 피난구를 향해 뛰어가는 모습을 2차원적으로 형상화한 것이어서 그림문자상의 사람이 향하고 있는 좌측 또는 우측에 피난구가 위치하는 것으로 잘못 인식할 우려가 있었다. 이러한 문제점을 해결하고자 본 발명자에 의해 사람이 문을 향해 뛰어가는 모습을 에니메이션 형태로 표시하는 동적 그림문자 표시방법을 발명하여 특허 제10-1022983호로 등록받은 바 있다.

본 발명은 본 발명자가 선발명하여 특허받은 특허 제10-1022983호의 피난구 유도등의 그림문자 표시방법을 구체적인 장치로 구현하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 피난자가 2차원적인 평면 그림문자의 표현 한계로 인해 착오를 일으키지 않도록 피난구 유도등의 그림문자를 동적으로 표시하는 장치 및 이에 적합한 LCD 구조를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는, 내부에 부품실장공간이 형성된 하우징; 상기 하우징의 저부에 실장되는 백라이트유니트; 상기 백라이트유니트로부터 입사된 빛으로 정적 혹은 동적 그림문자를 표시하는 평판디스플레이; 및 상기 평판디스플레이를 구동하여 정적 혹은 동적 그림문자를 표시하도록 제어하는 컨트롤러 모듈을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러 모듈은 평상시에는 상용전원을 입력받아 배터리를 충전시킴과 아울러 회로소자들에 전원을 공급하고 정전시에는 배터리의 전원을 이용하여 회로소자에 전원을 공급하는 전원부와, 정적 혹은 동적 그림문자들을 표현하기 위한 비디오 데이터가 저장되어 있는 그림문자 롬과, 동작모드를 설정하기 위한 설정수단과, 설정된 동작모드가 정적모드이면 선택된 단일 그림문자를 표시하기 위한 데이터를 상기 그림문자 롬으로부터 가져와 상기 평판디스플레이가 정적 그림문자를 표시하게 하고, 동적모드이면 일련의 연속된 그림문자들의 데이터를 순차적으로 가져와 상기 평판디스플레이가 동적 그림문자를 표시하게 하는 제어수단으로 구성된 것이다.

상기 그림문자 롬에는 종래 피난구를 향해 뛰어가는 모습을 2차원적으로 형상화하여 사람이 향하고 있는 좌측 또는 우측에 피난구가 위치하는 것으로 잘못 인식하는 것을 방지하기 위해 피난구측으로 뛰어가는 피난자의 모습을 에니메이션으로 표현한 일련의 연속된 그림문자 데이터들이 저장되어 있는 것이다.

또한, 상기 평판디스플레이의 제1실시예는 제1기판에 가로전극이 형성되고, 제2 기판에 세로전극이 형성되며, 전압이 인가되지 않은 노멀상태에서 흰색을 표시하는 STN-LCD이고, 액정제어가 필요한 R, B 서브화소의 세로전극만을 하나로 구현한 후 동시에 구동하여 G 서브화소에 의해 녹색이 표시되도록 함으로써 세로전극에 신호를 인가하는 회로부품의 수를 1/3로 줄인 것이고, 컬러필터가 형성되는 기판에서 R 서브화소와 B 서브화소 사이를 차단하는 블랙 매트릭스를 제거하여 광 투과율을 향상시킨다.

상기 평판디스플레이의 제2실시예는 화소전극이 형성된 제 1 기판과, 컬러필터와 공통전극이 형성된 제 2 기판으로 이루어진 TFT-LCD이고, 상기 제 2 기판에서 R, B 서브화소 사이를 차단하는 블랙 매트릭스를 제거하여 광 투과율을 향상시키며, 상기 제 1 기판에서 종래에 R, G, B 서브화소의 구동에 필요했던 3개의 TFT, 3개의 데이터 신호선 중에서 액정제어가 필요한 R, B 서브화소를 동시에 구동하기 위한 하나의 TFT와, 하나의 데이터신호선은 남기고, 나머지 2개의 TFT, 2개의 데이터신호선을 제거하여 데이터 신호 배선에 신호를 인가하는 회로부품의 수를 1/3로 감소시킨 것이다.

상기 평판디스플레이의 제3실시예는 종래와 같이 한개의 컬러화소를 R, G, B 서브화소를 구분하지 않으며 또한 컬러필터를 사용하지 않고, 하나로 통합되어 백라이트 빛의 투과량만 단일화소에서 개별적으로 제어되는 LCD 패널이고, 상기 백라이트 유니트는 상기 하나의 단일 화소 영역을 R, G, B LED에서 발생되는 빛을 투과시키되, 화면을 표시하는 프레임의 주기를 2개의 서브프레임으로 시분할한 후 제1 서브프레임 주기에서는 상기 G LED를 점등하고 R, B LED를 소등하여 녹색을 표시하고, 제2 서브프레임 주기에서는 상기 R, B LED를 점등하여 흰색을 표시하는 것이다.

본 발명에 따른 유도등의 동적 그림문자 표시장치는 유도등의 그림문자를 동적으로 표현하여 정적 그림문자의 표현 한계로 인해 피난자가 착오를 일으키지 않도록 하고, 피난자가 위급시 취할 행동을 동적으로 표현함으로써 피난자가 자신이 취할 동작을 직관적으로 인식할 수 있도록 하는 효과가 있다.

예컨대, 종래의 피난구 유도등 표지는 피난구를 향해 뛰어가는 모습을 2차원적으로 형상화한 것이어서 그림문자상의 사람이 향하고 있는 좌측 또는 우측에 피난구가 위치하는 것으로 잘못 인식할 우려가 높았으나 본 발명에서는 피난구측으로 뛰어가는 피난자의 모습을 동적으로 표현하여 신속하게 피난동작을 취할 수 있게 한다.

또한 본 발명에 따른 피난구 유도등의 동적 그림문자 표시장치용 LCD 구조는 피난 유도등의 특성에 맞도록 종래의 LCD 구조를 개선함으로써 저렴한 제조비용으로 광 투과율이 높으면서 시인성이 향상된 피난 유도등을 제작할 수 있게 한다.

도 1은 종래의 피난구 유도등 그림문자를 표시한 일 예,
도 2는 본 발명에 따른 유도등을 개략적으로 도시한 분리 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 유도등의 구성 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 유도등의 동작 순서도,
도 5는 본 발명에 따른 유도등의 구체 동작 예,
도 6 내지 도 10은 도 5에 도시된 구체 동작에 필요한 동적 그림문자의 예,
도 11은 본 발명에 따른 유도등에 적합한 STN LCD 구조의 예,
도 12는 본 발명에 따른 유도등에 적합한 TFT-LCD 구조의 예,
도 13은 본 발명에 따른 유도등에 적합한 LCD와 백라이트 구조의 예이다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. 예컨대, 본 발명의 실시예에서는 피난구 유도등을 예로 들어 설명하였으나 통로 유도등이나 다른 다양한 표지의 유도등에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에서는 표지의 색상이 녹색과 흰색인 경우를 예로 들었으나 다른 색상의 표지에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 유도등을 개략적으로 도시한 분리 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 유도등의 구성 블럭도이다.

본 발명에 따른 동적 그림문자 표시기능을 갖는 유도등(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상측 케이스(102)와, 하측 케이스(104), 상/하 케이스(102,104) 사이에 실장되는 백라이트유니트(Back Light Unit; 110)과 LCD 패널(120), 컨트롤러 모듈(130), 배터리(140) 등으로 구성된다. 배터리(140)는 경우에 따라 외장형으로 구현될 수도 있다.

도 2를 참조하면, 상측 케이스(102)와 하측 케이스(104)는 유도등 하우징이고, 백라이트유니트(110:BLU)는 스스로 빛을 내지 못하는 수광형 디스플레이 소자(LCD 패널)를 위해 빛을 공급하는 장치로서 CCFL(Cold Cathode Fluorenscence Lamp)이나 LED(Light Emitting Diode)를 광원으로 사용하며 광원이 도광판의 측면에 배치되는 측면조사형이나 도광판 없이 광원이 평면으로 배열된 직하형으로 구분된다. 측면조사형 백라이트유니트(BLU)는 측면에 배치된 광원과, 반사판, 도광판, 확산시트, 프리즘시트 등으로 구성되고, 직하형 백라이트유니트(BLU)는 평면으로 배열된 광원과 확산판, 프리즘 시트 등으로 구성된다.

LCD(Liquid Crystal Display) 패널(120)은 STN(Super Twisted Nematic)-LCD와 TFT(Thin Film Transistor)-LCD 등이 사용될 수 있으며, 일반적인 LCD 패널의 구조는 구동전극과 배향층, 컬러필터 등을 가진 두 장의 유리기판 사이에 액정물질이 채워져 있고, 빛이 입사되는 쪽의 유리기판 위에 TFT를 가진 투명전극(Indium-Tin Oxide:ITO) 화소와 액정 배향층이 있고, 다른 쪽의 유리기판 위에는 컬러필터와 각 개별 화소 사이의 빛 투과를 차단하는 블랙 매트릭스(Black Matrix), 액정배향층이 형성되어 있으며, 유리기판의 외부에는 편광판이 부착되어 있다. 컬러화상은 R(Red), G(Green), B(Blue) 세 종류의 컬러필터를 조합하여 얻어지는데, R G B 3개의 화소가 모여서 한 개의 컬러화소를 이룬다.

또한 본 발명의 실시예에서는 LCD 패널(120)로 정적 혹은 동적 그림문자를 표시하는 것을 예로 들어 설명하였으나 이외에 PDP, OLED, LED, EL 시트나 등과 같은 다른 평판디스플레이(Flat Panel Display: FPD)를 사용할 수도 있다.

컨트롤러(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 평상시에는 상용전원을 입력받아 배터리(140)를 충전시킴과 아울러 회로소자들에 전원을 공급하고 정전시에는 배터리(140)의 전원을 이용하여 회로소자에 전원을 공급하는 전원부(131)와, 정적 혹은 동적 그림문자들을 표현하기 위한 비디오 데이터가 저장되어 있는 그림문자 롬(132)과, 동작모드를 정적(단일 컷)모드나 동적(에니메이션)모드를 설정하거나 동적모드에서 초당 디스플레이되는 프레임 수를 설정하거나 정적모드에서 그림문자를 선택하기 위한 딥 스위치(133)와, LCD 패널(120)을 구동하기 위한 LCD 드라이버(135)와, 설정된 동작모드가 정적모드이면 선택된 단일 그림문자를 표시하기 위한 데이터를 그림문자 롬(132)으로부터 가져와 LCD 드라이버(135)로 전달하여 정적 그림문자를 표시하게 하고, 동적모드이면 일련의 연속된 그림문자들의 데이터를 순차적으로 가져와 LCD 드라이버(135)로 전달하여 설정된 시간간격으로(초당 프레임 수로) 디스플레이하여 동적 그림문자(에니메이션)를 표시하게 하는 프로세서(134)로 구성된다.

도면에는 도시하지 않았으나 프로세서(134)의 펌웨어를 업그레이드하거나 그림문자 롬(132)의 그림문자를 변경하기 위한 통신포트 등을 더 구비할 수도 있고, 그림문자 롬(132)을 교체하여 표시할 그림문자를 변경할 수도 있다.

도 4는 본 발명에 따른 유도등의 동작 순서도이다.

본 발명에 따른 유도등의 동적 그림문자 표시장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 설치 초기에 딥(DIP) 스위치(133)를 이용하여 동작모드와 초당 프레임 수를 설정하거나 정적모드에서 그림문자를 선택하는 설정과정과, 설치 완료 후 전원이 공급되면 설정된 모드에 따라 그림문자를 정적이나 동적으로 표시하는 표시과정으로 이루어진다. 설치 후에도 필요시 설정과정을 수행할 수 있다.

도 4를 참조하면, 설정단계(S1)에서는 동작모드를 '정적모드'나 '동적모드'로 설정하고, 정적모드에서는 그림문자 ROM(132)에 저장된 그림문자 중에서 표시할 문자를 선택하고 동적모드에서는 초당 디스플레이할 프레임 수 혹은 디스플레이 간격을 설정한다. 그림문자 롬(132)에 다수의 에니메이션 동작을 위한 동적 그림문자들이 저장되어 있을 경우에는 에니메이션을 선택하기 위한 설정도 처리할 수 있다. 설정방식은 다양하나 8개 스위치를 갖는 DIP 스위치(132)를 이용할 경우의 설정예는 다음 표 1과 같다.

SW No	1	2	3	4	5	6	7	8
내용	동작모드	초당 프레임수(시간간격)			그림문자(에니메이션) 번호

상기 표 1에서와 같이 제1 스위치는 동작모드를 설정하고, 제2 내지 4 스위치는 초당 프레임 수 즉, 컷 사이의 디스플레이 간격을 설정하며, 제 5 내지 제8 스위치는 다수의 그림문자나 에니메이션중 원하는 그림문자나 에니메이션의 번호를 설정한다.

이어 전원이 공급되면, 프로세서(134)는 제1 DIP 스위치가 '온(1)' 또는 '오프(0)'인지를 보고 동작모드를 판별하여 정적모드이면 단계4와 5의 정적모드로 동작하고, 동적모드이면 단계 6 내지 10의 동적모드로 동작한다(S2,S3).

동작모드가 정적모드이면, 프로세서(134)는 DIP SW 5 내지 8로 설정된 그림문자를 선택하여 해당 그림문자를 디스플레이하기 위한 데이터를 그림문자 롬(132)으로부터 가져와 LCD 드라이버(135)로 전달하여 해당 그림문자가 표시되게 한다(S4,S5).

만일 동작모드가 동적모드이면 프로세서(134)는 DIP SW 5 내지 8로 설정된 에니메이션을 선택하여 해당 에니메이션을 디스플레이하기 위한 데이터를 그림문자 롬(132)으로부터 가져와 LCD 드라이버(135)로 전달하여 해당 에니메이션이 표시되게 한다(S6~S10). 이때 디스플레이 간격은 DIP SW 2 내지 4로 설정된 초당 프레임 수에 의해 결정된다.

도 5는 본 발명에 따른 피난구 유도등의 구체 동작 예로서, 종래 피난구를 향해 뛰어가는 모습을 2차원적으로 형상화하여 사람이 향하고 있는 좌측 또는 우측에 피난구가 위치하는 것으로 잘못 인식하는 것을 방지하기 위해 피난구측으로 뛰어가는 피난자의 모습을 동적(에니메이션)으로 표현한 것이고, 도 6 내지 도 10은 피난구측으로 뛰어가는 에니메이션을 구현하기 위해 필요한 그림문자들의 예이다.

도 5를 참조하면, 전원이 공급되면 피난구측으로 뛰어가는 피난자의 모습을 에니메이션으로 표현하기 위해 프로세서(134)는 그림문자 롬(132)에서 도 6에 도시된 바와 같이 피난구 측으로 뛰어가는 사람의 뒷모습을 표시하기 위한 제1 컷 그림문자 데이터를 가져와 LCD 드라이버(135)로 전달하여 그 모습을 표시하고, 디스플레이 시간 간격이 지나면 프로세서(134)는 그림문자 롬(132)에서 도 7에 도시된 바와 같이 피난구 측으로 뛰어가는 사람의 뒷모습과 그림자를 표시하기 위한 제2 컷 그림문자 데이터를 가져와 LCD 드라이버(135)로 전달하여 그 모습을 표시한다(S101~S104).

이어 동일한 방식으로 설정된 디스플레이 간격으로 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같은 제 3 컷 내지 제 5 컷 이미지를 순차 표시하여 사람이 피난구를 향해 달려가는 형상의 에니메이션을 반복적으로 표시함으로써 피난자가 피난구를 정확하게 인식할 수 있게 한다(S105~S111).

한편, 컬러 LCD는 컬러 표현을 위해 한 개의 화소가 R,G,B 서브화소로 구성되고, 컬러 LCD에서 한 개의 서브화소에는 빛을 차단하는 부분인 블랙 매트릭스(black matrix: BM)가 존재하므로 이 부분에서 백라이트(backlight) 광의 투과 손실이 발생하여 광 투과율이 감소된다. 예컨대, 한 개의 서브화소의 면적대비 BM이 차지하는 면적을 뺀 면적의 비율을 개구율이라고 하며 통상 60~70% 정도가 일반적이고, R,G,B 서브화소를 합한 면적에 대해서 계산해도 동일한 수치가 계산된다.

그런데 풀 컬러 표현을 위해서는 R,G,B 서브화소 구조가 꼭 필요하지만 본 발명에 따른 유도등과 같은 표시장치에서는 녹색과 흰색의 조합으로 이미지가 표시되므로 R,G,B 서브화소 구조를 사용할 필요가 없기 때문에 본 발명자는 BM이 차지하는 면적을 줄여 투과율을 향상시킬 수 있으며, 서브화소의 개수가 줄어들게 되어 LCD 패널의 제작이 비용을 절감할 수 있는 새로운 LCD 구조를 다음과 같이 제안한다. 다음의 실시예에서 제 1 실시예는 피난구 유도등에 적합한 STN-LCD 구조의 예이고, 제 2 실시예는 피난구 유도등에 적합한 TFT-LCD 구조의 예이며, 제 3 실시예는 피난구 유도등에 적합한 LCD와 LED 광원(백라이트) 구조의 예이다.

제 1 실시예

도 11은 본 발명에 따른 유도등에 적합한 STN LCD 구조의 예로서 (a)는 종래의 R(Red),G(Green),B(Blue) 구조를 각각 구동하는 종래 예이고, (b)는 R,G,B 구조를 이용하되 구동방식을 개선한 예이며, (c)는 새로운 M(Magenta), G 구조의 예이다. 도 11에서 참조번호 121은 ITO로 제1기판에 형성된 가로전극이고, 122-1,122-2,122-3은 ITO로 제2기판에 형성된 세로전극이며, 123은 컬러필터로서 컬러필터의 바깥부분은 블랙 매트릭스(BM)로 채워져 있다.

도 11을 참조하면, 녹색과 흰색의 조합으로 이미지가 표시되는 경우에는 기존 R,G,B 서브화소 구조에서 R,G,B 서브화소의 액정을 모두 제어할 필요가 없다. Normally white mode의 LCD에서는 액정에 전압을 인가하지 않은 초기 상태가 backlight 광을 최대로 투과시키는 상태이다. 따라서, 흰색표시 부분의 화소들은 3개의 서브화소 모두 액정에 전압을 인가하지 않으면 흰색이 표시되고, 녹색표시 부분의 화소들은 3개의 서브화소 중 R과 B의 서브화소의 액정에 전압을 인가하여 광차단 상태로 변화시키면 G 서브화소만 G 광을 투과시켜 녹색이 표시된다.

그리고 G 서브화소는 액정을 제어할 필요가 없고, 추가로 R과 B 두 서브화소는 항상 광투과 상태와 광차단 상태가 일치하므로 두 서브화소에 대해서는 액정 제어를 위한 신호를 각각 독립적으로 인가할 필요없이 동시에 인가하면 된다.

또한, 수동 매트릭스(Passive matrix) 방식의 STN-LCD는 제1 기판에 형성되는 가로전극과 제2 기판에 형성되는 세로전극이 중첩되는 부분이 액정이 제어되는 서브화소가 되는데, 주로 제2 기판에 컬러필터가 형성된다.

본 발명의 제1 실시예에 있어서는 제2 기판의 세로전극의 형태와 컬러필터 배치를 녹색과 흰색의 조합으로 이루어지는 이미지 표시에 적합하게 도 11의 (b)와 같이 R과 B서브화소를 인접 배치한 후 하나의 세로전극(122-4)으로 구동하고 G 서브화소는 제어하지 않으므로 세로전극을 형성하지 않는다. 따라서, 기판 구조가 간단해지고, 세로전극에 신호를 인가하는 회로 부품 수도 1/3로 감소하게 됨과 아울러 컬러필터가 형성되는 기판에서 R 서브화소와 B 서브화소 사이를 차단하는 블랙 매트릭스를 제거하여 광 투과율도 향상되는 장점이 있다.

한편, 녹색과 흰색의 조합으로 이미지가 표시되는 경우에는 도 11의 (c)와 같이, 녹색을 표시하는 G 서브화소(126)와 빨강과 파랑이 합해진 색인 Magenta(M, 심홍색)를 표시하는 M 서브화소(127)를 사용할 수도 있다. 이 때, 두 서브화소(126,127)의 면적은 화소면적을 2분할하여 형성하고 M 서브화소(127)만 세로전극(125)으로 구동한다. 따라서, 휘도와 가장 밀접한 관계가 있는 G 서브화소(126)의 면적이 3분할할 때보다 증가하게 되어 앞서의 (b) 방식보다 화면 밝기가 더욱 향상된다. 그리고 G 서브화소(126)에는 기존 사용하고 있는 G 컬러필터를 사용하고, M 서브화소(127)에는 빨강색 파장대역과 파란색 파장대역을 동시에 투과시키는 컬러필터를 적용한다. 이와 같이 도 11의 (c)구조에 따르면, 이미지에서 흰색표시 부분의 화소들은 G 서브화소(126)와 M 서브화소(127)에서 모두 광이 투과되므로 흰색으로 표시되고, 녹색표시 부분의 화소들은 M 서브화소(127)의 세로전극(125)에 전압을 인가하여 광차단 상태로 만들어 G 서브화소(126)만 광이 투과되도록 하여 녹색으로 표시한다.

제 2 실시예

도 12는 본 발명에 따른 유도등에 적합한 TFT-LCD 구조의 예로서, (a)는 종래의 RGB 구조를 도시한 예이고, (b)는 종래의 R,G,B 구조를 이용하되 구동방식을 개선한 예이며, (c)는 새로운 M(Magenta), G 구조의 예이다. 도 12에서 참조번호 221-1,221-2,221-3은 칼라필터이고, 222는 블랙 매트릭스이며, 223-1,223-2,223-3은 화소전극이고, 224-1,224-2,224-3은 데이터 신호선이고, 225는 게이트 신호선이며, Q1,Q2,Q3는 TFT이다.

도 12를 참조하면, 녹색과 흰색의 조합으로 이미지가 표시되는 경우에는 기존 R,G,B 서브화소 구조에서 R,G,B 서브화소의 액정을 모두 제어할 필요가 없다. Normally white mode의 LCD에서는 액정에 전압을 인가하지 않은 초기 상태가 backlight 광을 최대로 투과시키는 상태이다. 따라서, 흰색표시 부분의 화소들은 3개의 서브화소 모두 액정에 전압을 인가하지 않으면 흰색표시가 되고, 녹색표시 부분의 화소들은 3개의 서브화소 중 R과 B의 서브화소의 액정에 전압을 인가하여 광차단 상태로 변화시키면 G 서브화소만 G 광을 투과시켜 녹색의 표시가 된다.

결국, G 서브화소는 액정을 제어할 필요가 없고, TFT-LCD는 스위칭 소자인 TFT 및 gate 신호 배선과 data 신호 배선 그리고 화소전극이 형성되는 제1 기판과, 컬러필터와 공통전극이 형성되는 제2기판으로 구성되는데, 본 발명의 제2 실시예에서는 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1기판의 G 서브화소에 TFT, data 신호 배선 그리고 화소전극을 제거하고, 추가로 R과 B 두 서브화소는 항상 광투과 상태와 광차단 상태가 일치하므로 두 서브화소에 대해서는 액정 제어를 위한 TFT, data 신호 배선 그리고 화소전극을 공통 활용하는 구조를 제안한다. 따라서, data 신호 배선에 신호를 인가하는 회로 부품 수도 1/3로 감소하게 된다. 도 13의 (b)에서는 R, G, B 칼라필터(221-1,221-2,221-3) 사이의 블랙 매트릭스가 제거되고, 하나의 TFT(Q1), data 신호 배선(224), 게이트신호선(225)이 R,B 공통 화소전극(223)을 구동하도록 되어 있다.

이와 같이 제2 실시예에 따르면, 제1 기판에 형성되어야 하는 TFT와 data 신호 배선의 개수가 감소되어 구조가 간단해지는 장점이 있으며, 제2 기판에서는 BM이 차지하는 면적을 줄일 수가 있기 때문에 광 투과율이 향상되어 화면 밝기가 향상되는 장점이 있다.

한편, 도 12의 (c)를 참조하면, 녹색과 흰색의 조합으로 이미지가 표시되는 경우에 녹색을 표시하는 G 서브화소와 빨강과 파랑이 합해진 색인 magenta(M, 심홍색)를 표시하는 M 서브화소로 표현할 수 있다. 이 때, 두 서브화소의 면적은 화소면적을 2분할하여 형성된다. 따라서, 휘도와 가장 밀접한 관계가 있는 G 서브화소 면적이 3분할할 때보다 증가하게 되어 도 13의 (b)의 구조보다 화면 밝기가 더욱 향상된다.

이와 같이 도 12의 (c)구조에서는 G 서브화소에는 기존 사용하고 있는 G 컬러필터(221-5)를 사용하고, M 서브화소에는 빨강색 파장대역과 파란색 파장대역을 동시에 투과시키는 컬러필터(221-4)를 적용하면된다. 이미지에서 흰색표시 부분의 화소들은 G 서브화소와 M 서브화소에서 모두 광이 투과되므로 흰색으로 표시되고, 녹색표시 부분의 화소들은 M 서브화소의 화소전극(223-4)에 전압을 인가하여 광차단 상태로 만들어 G 서브화소만 광이 투과되도록 하여 녹색으로 표시할 수 있다.

제 3 실시예

도 13은 본 발명에 따른 유도등에 적합한 LCD와 백라이트 구조의 예로서, (a)는 R, G, B 컬러필터를 사용하지 않는 하나의 통합 화소의 예이고, (b)는 R,G,B LED를 이용하여 G와 M 서브프레임으로 구동하는 예이고, (c)는 R, W(White) LED를 이용하여 G와 W 서브프레임으로 구동하는 예이며, (d)는 R,G,B LED를 이용하여 G와 W 서브프레임으로 구동하는 예이다. 도 13에서 참조번호 321은 액정제어가 필요한 화소 내부영역이고, 322는 블랙 매트릭스이며, 323은 통합 화소전극이고, 324는 데이터 신호선이며, 325는 게이트 신호선이다. Q1은 TFT이다.

도 13을 참조하면, 백라이트(Backlight) 램프로 G,R,B 세가지 LED(326-1,326-2,326-3)를 적용하게 되면 도 13의 (a)와 같이 제2 기판에 컬러필터를 사용하지 않아도 되는 구조가 가능하다.

먼저, 60Hz 프레임 주파수 또는 그 이상의 프레임 주파수로 이미지를 표현하는 경우에서, 예를 들어 60Hz 프레임 주파수의 경우 한 프레임의 주기는 16.6msec가 되는데, 이 주기를 2분할하여 G LED(326-1) backlight만 점등되는 서브프레임을 'G 서브프레임'이라 정의하고, R과 B LED(326-2,326-3) backlight가 동시에 점등되는 서브프레임을 'M 서브프레임'이라고 정의한다.

도 13의 (b)를 참조하면, G 서브프레임에는 G LED(326-1)가 점등되어 모든 화소가 G 광을 투과시키도록 하고, M 서브프레임에서는 R LED(326-2)와 B LED(326-3)를 점등하여 혼합에 의해 M광이 출력되도록 한다. 따라서 녹색표시 부분의 화소는 매 프레임 중에서 G 서브프레임에 G 광만 투과되므로 녹색으로 표시되고, 흰색표시 부분의 화소는 매 프레임 중에서 G 서브프레임에 G 광이 투과되고, M 서브프레임에 R과 B 광이 투과되므로 두 서브프레임에서 투과된 광들이 시계열적으로 혼합되는 효과로 인해 흰색으로 표시된다. 이와 같은 제3실시예에 따르면, 광 투과율 향상의 장점과 함께 컬러필터를 사용하지 않음으로 인한 추가적 제작비용 절감과 밝기상승의 효과가 있다.

도 13의 (c)를 참조하면, Backlight 램프로 G LED(326-1), W LED(326-4)를 적용하여 앞서 설명한 실시예와 같이 제2기판에 컬러필터를 사용하지 않아도 되는 구조가 가능하다.

먼저, 60Hz 프레임 주파수 또는 그 이상의 프레임 주파수로 이미지를 표현하는 경우에서, 예를 들어 60Hz 프레임 주파수의 경우 한 프레임의 주기는 16.6msec가 되는데, 이 주기를 2분할하여 G LED(326-1) backlight만 점등되는 서브프레임을 'G 서브프레임'이라 하고, W LED(326-4) backlight만 점등되는 서브프레임을 'W 서브프레임'이라고 정의한다.

G 서브프레임에서는 G LED(326-1)를 점등한 후 흰색 표시 부분의 화소만 액정제어를 통해 광을 차단하도록 하여 녹색표시 부분의 화소만 녹색으로 표시되고, W 서브프레임에서는 W LED(326-4)를 점등한 후 녹색표시 부분의 화소만 액정제어를 통해 광을 차단하도록 하여 흰색표시 부분의 화소만 흰색으로 표시되도록 한다.

또한 도 13의 (d)를 참조하면, G, R, B 세가지 LED(326-1,326-2,326-3)를 사용해서도 동일한 동작을 구현할 수 있다. 'G 서브프레임'에는 G LED (326-1)backlight만 점등시키고, W 서브프레임에서는 G,R,B LED(326-1,326-2,326-3) backlight를 동시에 점등시키면 된다. 이러한 제 3 실시예에 따르면, 광 투과율 향상의 장점과 함께 컬러필터를 사용하지 않음으로 인한 추가적 제작비용 절감과 밝기 상승의 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

102,104: 케이스 110: 백라이트유니트
120: LCD 패널 130: 컨트롤러 모듈
131: 전원부 132: 그림문자 롬
133: 딥스위치 134: 프로세서
135: LED 드라이버 140: 배터리

Claims

내부에 부품실장공간이 형성된 하우징;
상기 하우징의 저부에 실장되는 백라이트유니트;
상기 백라이트유니트로부터 입사된 빛으로 정적 혹은 동적 그림문자를 표시하는 평판디스플레이; 및
상기 평판디스플레이를 구동하여 정적 혹은 동적 그림문자를 표시하도록 제어하는 컨트롤러 모듈을 구비한 것을 특징으로 하는 유도등의 그림문자 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 컨트롤러 모듈은
평상시에는 상용전원을 입력받아 배터리를 충전시킴과 아울러 회로소자들에 전원을 공급하고 정전시에는 배터리의 전원을 이용하여 회로소자에 전원을 공급하는 전원부와,
정적 혹은 동적 그림문자들을 표현하기 위한 비디오 데이터가 저장되어 있는 그림문자 롬과,
동작모드를 설정하기 위한 설정수단과,
설정된 동작모드가 정적모드이면 선택된 단일 그림문자를 표시하기 위한 데이터를 상기 그림문자 롬으로부터 가져와 상기 평판디스플레이가 정적 그림문자를 표시하게 하고, 동적모드이면 일련의 연속된 그림문자들의 데이터를 순차적으로 가져와 상기 평판디스플레이가 동적 그림문자를 표시하게 하는 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 유도등의 그림문자 표시장치.
제2항에 있어서, 상기 그림문자 롬에는
종래 피난구를 향해 뛰어가는 모습을 2차원적으로 형상화하여 사람이 향하고 있는 좌측 또는 우측에 피난구가 위치하는 것으로 잘못 인식하는 것을 방지하기 위해 피난구측으로 뛰어가는 피난자의 모습을 에니메이션으로 표현한 일련의 연속된 그림문자 데이터들이 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 유도등의 그림문자 표시장치.
제2항에 있어서, 상기 설정수단은
동작모드를 정적모드나 동적모드로 설정하고, 동적모드에서 초당 디스플레이되는 프레임 수와 디스플레이할 에니메이션을 선택하고, 정적모드에서 디스플레이할 그림문자를 선택하기 위한 딥스위치인 것을 특징으로 하는 유도등의 그림문자 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 평판디스플레이는
제1기판에 가로전극이 형성되고, 제2 기판에 세로전극이 형성되며, 전압이 인가되지 않은 노멀상태에서 제1색을 표시하는 STN-LCD이고,
액정제어가 필요한 두 서브화소의 세로전극만을 하나로 구현한 후 동시에 구동하여 나머지 서브화소에 의해 제2 색이 표시되도록 함으로써 세로전극에 신호를 인가하는 회로부품의 수를 1/3로 줄이며, 컬러필터가 형성되는 기판에서 두 서브화소 사이를 차단하는 블랙 매트릭스를 제거하여 광 투과율을 향상시킨 것을 특징으로 하는 유도등의 그림문자 표시장치.
제5항에 있어서, STN-LCD는
상기 두 서브화소는 R, B 서브화소이고 이를 M 서브화소로 변경하고, 화소면적을 통합 서브화소와 G 서브화소로 2분할하여 휘도와 관련된 G 서브화소의 면적을 증가시킴으로써 화면의 밝기를 향상시킨 것을 특징으로 하는 유도등의 그림문자 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 평판디스플레이는
화소전극이 형성된 제 1 기판과, 컬러필터와 공통전극이 형성된 제 2 기판으로 이루어진 TFT-LCD이고,
상기 제 2 기판에서 동시에 액정제어가 필요한 두 서브화소 사이를 차단하는 블랙 매트릭스를 제거하여 광 투과율을 향상시키며,
상기 제 1 기판에서 종래에 R, G, B 서브화소의 구동에 필요했던 3개의 TFT, 3개의 데이터 신호선 중에서 액정제어가 필요한 두 서브화소를 동시에 구동하기 위한 하나의 TFT와, 하나의 데이터신호선은 남기고, 나머지 2개의 TFT와 2개의 데이터신호선을 제거하여 데이터 신호 배선에 신호를 인가하는 회로부품 수를 1/3로 감소시킨 것을 특징으로 하는 유도등의 그림문자 표시장치.
제7항에 있어서, 상기 TFT-LCD는
상기 두 서브화소는 R, B 서브화소이고, 상기 R, B 서브화소를 M 서브화소로 변경하고, 화소면적을 M 서브화소와 G 서브화소로 2분할하여 휘도와 관련된 G 서브화소의 면적을 증가시킴으로써 화면의 밝기를 향상시킨 것을 특징으로 하는 유도등의 그림문자 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 평판디스플레이는 R, G, B 서브화소들이 통합되어 백라이트 빛의 투과량만 단일 화소에서 개별적으로 제어되는 LCD 패널이고,
상기 백라이트 유니트는 상기 하나의 단일 화소 영역을 R, G, B LED에서 발생되는 빛을 투과시키되, 화면을 표시하는 프레임의 주기를 2개의 서브프레임으로 시분할한 후 제1 서브프레임 주기에서는 상기 G LED를 점등하고 R, B LED를 소등하여 녹색을 표시하고, 제2 서브프레임 주기에서는 상기 R, B LED를 점등하여 흰색을 표시하는 것을 특징으로 하는 유도등의 그림문자 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 평판디스플레이는 R, G, B 서브화소들이 통합되어 액정제어가 가능한 하나의 단일 화소 영역으로 구현되는 LCD 패널이고,
상기 백라이트 유니트는 상기 하나의 단일 화소 영역을 제1 색 LED와 제2 색 LED에서 발생되는 빛을 투과시키되, 화면을 표시하는 프레임의 주기를 2개의 서브프레임으로 시분할한 후 제1 서브프레임 주기에서는 상기 제1 색 LED를 점등하고 제2 색 LED를 소등하여 제1 색을 표시하고, 제2 서브프레임 주기에서는 상기 제1 색 LED를 소등하고 제2 색 LED를 점등하여 제2 색을 표시하는 것을 특징으로 하는 유도등의 그림문자 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 평판디스플레이는
EL 시트나 PDP, LCD, OELD, LED 중 어느 하나이고, 자체 발광하는 디스플레이소자의 경우에는 상기 백라이트유니트가 제거되는 것을 특징으로 하는 유도등의 그림문자 표시장치.